Efeito da adição de coque verde de petróleo na microestrutura e características metalúrgicas do coque

O desafio na produção de coque está relacionado à elaboração de misturas de carvões que atendam a relação custo/benefício e que produzam coque com a qualidade adequada para utilização nos altos-fornos. Neste trabalho foi avaliada a influência da adição do coque verde de petróleo (CVP) às misturas de...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2019
Main Author: Bruno Santos Malaquias lattes
Orientador/a: Maurício Covcevich Bagatini lattes
Banca: Maurício Covcevich Bagatini, Luiz Fernando Andrade de Castro, Leandro Rocha Lemos
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
Assuntos em Português:
Online Access:http://hdl.handle.net/1843/30197
Resumo Português:O desafio na produção de coque está relacionado à elaboração de misturas de carvões que atendam a relação custo/benefício e que produzam coque com a qualidade adequada para utilização nos altos-fornos. Neste trabalho foi avaliada a influência da adição do coque verde de petróleo (CVP) às misturas de coqueificação sobre a formação de microtexturas e a qualidade metalúrgica do coque. Foram realizados testes de caracterização reológica e petrográfica dos carvões e demais materiais empregados, além da avaliação da qualidade metalúrgica do coque produzido com adições de até 40% de CVP na mistura. Os coques foram produzidos utilizando-se uma mistura industrial como base em um forno piloto resistivo. Para a avaliação da qualidade do coque foram realizados ensaios de DI15-150, CRI, CSR, porosimetria de mercúrio e difração de raios-X (tamanho de cristalito) e análise da textura do coque antes e após o teste de reatividade ao CO2 (CRI). O teste realizado com formulação de uma mistura binária contendo carvão médio volátil americano e o CVP mostrou grande correlação com a fluidez da mistura. Para os coques obtidos, observou-se que a mistura de carvão teve capacidade de absorver de forma satisfatória até 30% de CVP, formando um coque de qualidade (DI, CRI e CSR) similar à mistura industrial. O uso de CVP acima de 30% levou a uma brusca deterioração da qualidade do coque. Os principais componentes texturais observados foram: mosaico, fragmentária, fusita, inerte anisotrópico e CVP. Em geral, previamente ao teste de CRI, os coques apresentaram boa coesão, tendo a matriz carbonosa absorvendo o CVP. Após a reação com o CO2, verificou-se o consumo preferencial das texturas fusita, fragmentária e inerte anisotrópico devido a reação de Boudouard, além da deterioração das interfaces entre a matriz carbonosa e o CVP. Além disso, os resultados comprovaram que o aumento da estrutura mosaica contribui para o aumento do DI15-150 e do CSR. Os demais componentes texturais se mostraram menos determinantes em relação à qualidade do coque.
The challenge in coke production is related to the preparation of cost-effective coal blends and to produce coke with the proper quality for use in blast furnaces. In this work the influence of the addition of green petroleum coke (CVP) to the coking mixtures on the microtexture formation and metallurgical quality of the coke was evaluated. Tests of rheological and petrographic characterization of the coals and other materials were carried out, besides the evaluation of the metallurgical quality of the coke produced with additions of up to 40% CVP in the mixture. The cokes were produced using an industrial mix as a base in a resistive pilot kiln. For the evaluation of the coke quality, tests of DI15-150, CRI, CSR, mercury porosimetry and X-ray diffraction (crystallite size) and coke texture analysis were performed before and after the CO2 reactivity test (CRI ). The test performed with the formulation of a binary mixture containing American volatile medium carbon and CVP showed a great correlation with the fluidity of the mixture. For the cokes obtained, it was observed that the coal mixture was able to satisfactorily absorb up to 30% CVP, forming a quality coke (DI, CRI and CSR) similar to the industrial mixture. The use of CVP above 30% led to a sudden deterioration in the quality of the coke. The main textural components observed were: mosaic, fragmentary, fusite, anisotropic inert and CVP. In general, prior to the CRI test, the cokes showed good cohesion, with the carbonaceous matrix absorbing the CVP. After the reaction with CO2, the preferential consumption of fusible, fragmentary and anisotropic inert textures was verified due to the Boudouard reaction, besides the deterioration of the interfaces between the carbonaceous matrix and the CVP. In addition, the results have shown that the increase of the mosaic structure contributes to the increase of DI15-150 and CSR. The other textural components were less determinant in relation to the quality of the coke.