Fenomenologia e cinética da redução de pelotas e sínteres no intervalo 900-1350°C, em condições isotérmicas e simuladas do alto forno.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 1984
Autor(a) principal: D\"Abreu, Jose Carlos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-21052025-094743/
Resumo: A fenomenologia e a cinética da redução, no intervalo de temperatura 900-1350°C, foram investigadas em pelotas ácidas, de basicidades binárias entre 0,08 e 0,50 e ganga de 4,0 a 8,0%, em pelotas com cal e com dolomita, com basicidades entre 0,50 e 1,50 e ganga nas faixas 6,0-8 e 8,0-10,5%, respectivamente, e em dois sinteres industriais, de basicidades 1,40 e 1,60, com 20,9 e 16,7% de ganga. Tais estudos não só visaram esclarecer pontos de controvérsias a respeito dos fenômenos que ocorrem na região de transição entre a zona seca e de alta temperatura do alto forno, mas também propor um equacionamento capaz de quantificar a cinética de redução com presença de fase líquida. Finalmente, com base nos resultados das simulações experimentais, procurou otimizar as condições de carregamento do binômio material ferrífero-redutor, que fornecesse as menores espessuras da zona compreendida entre o início do retardamento e a fusão. O estudo morfológico através da metalografia ótica, conjugado com as determinações das energias de ativação e dos coeficientes de difusão do CO no filme de ferro, permitiram concluir que é amis apropriado se definir, como limite inferior da zona seca, a fronteira de retardamento e não a de amolecimento. Que o surgimento do retardamento se deu em virtude da redução se transferir para a wustita solubilizada na escória primária. Que toda a fenomenologia posterior, qual seja, as ocorrências de exudação da escória primária, a formação de micro e macro cavidades e a presença de filmes contínuos de ferro, se correlacionaram com os mecanismos controladores do processo, tendo sido, então, definidos os retardamentos por impermeabilizações do aglomerado e, numa etapa seguinte, do leito. Foi possível, também, concluir que o pior desempenho das pelotas mais ácidas e o comportamento melhor dos sinteresse deveu à predominância da exudação sobre a formação dos filmes contínuos de ferro, o que destacou a importância da competição entre esses fenômenos para a definição de uma adequada zona de alta temperatura. Que a basicidade binária, a forma, o nível de pré-redução e a refratariedade da ganga dos aglomerados, constituíram fatores influentes nos seus comportamentos. Para as pelotas e os sinteres foram obtidos: .......
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Finalmente, com base nos resultados das simulações experimentais, procurou otimizar as condições de carregamento do binômio material ferrífero-redutor, que fornecesse as menores espessuras da zona compreendida entre o início do retardamento e a fusão. O estudo morfológico através da metalografia ótica, conjugado com as determinações das energias de ativação e dos coeficientes de difusão do CO no filme de ferro, permitiram concluir que é amis apropriado se definir, como limite inferior da zona seca, a fronteira de retardamento e não a de amolecimento. Que o surgimento do retardamento se deu em virtude da redução se transferir para a wustita solubilizada na escória primária. Que toda a fenomenologia posterior, qual seja, as ocorrências de exudação da escória primária, a formação de micro e macro cavidades e a presença de filmes contínuos de ferro, se correlacionaram com os mecanismos controladores do processo, tendo sido, então, definidos os retardamentos por impermeabilizações do aglomerado e, numa etapa seguinte, do leito. Foi possível, também, concluir que o pior desempenho das pelotas mais ácidas e o comportamento melhor dos sinteresse deveu à predominância da exudação sobre a formação dos filmes contínuos de ferro, o que destacou a importância da competição entre esses fenômenos para a definição de uma adequada zona de alta temperatura. Que a basicidade binária, a forma, o nível de pré-redução e a refratariedade da ganga dos aglomerados, constituíram fatores influentes nos seus comportamentos. Para as pelotas e os sinteres foram obtidos: .......The phenomenology and kinetics of reduction, in the temperature range from 900-1350°C, were investigated for acid pellets with binary basicity between 0.08 and 0.5 and gangue content of 4.0 to 8.0%, for lime and calcined dolomite bearing pellets with basicity between 0.5 and 1.5 and gangue content in the ranges 6.0-9.5% and 8.0-10.5%, respectively, and for two industrial sinters of 1.40 and 1.60 basicity with 20.9 and 16.7% gangue. In addition to aiming at explaining controversial aspects of the phenomena that occur in the transition region between the lumpy zone and high temperature zone of the blast furnace, the present study also had the objective of proposing a model capable of quantifying the kinetics of reduction in the presence of a liquid phase. Finally, based on the results of experimental simulations, an optimization of the charging conditions of the couple iron ore materials-solid reducing agents was suggested, so as to mimimize the thicknesses of the zone included between the onset of the retardation of reduction and fusion. Morphological studies through optical metallography, combined with the determination of apparent activation energies and diffusion coefficients of CO in the iron film, made it possible to conclude that it is more appropriate to define the retardation zone boundary, rather than the softening zone boundary, as lower limit of the lumpy zone; that the onset of retardation occurs in virtue of having the reduction transferred to the wustite dissolved in the primary slag; that following phenomenology, namely the occurrence of primary slag exution, formation of micro and macrocavities and the presence of continuous films of iron are correlated with the controlling mechanisms of the reduction process, having then defined the retardation of reduction by impermeabilization of the agglomerate and, in a following step, of the bed. Based on the studies mentioned above, it was also possible to conclude that theworst performance of the more acid pellets and good performance of sinters can be attributed to a competition between the exudation and continuous iron film formation; that the binary basicity, form and degree of prereduction and refractoriness of the gangue in the agglomerates constitute important factors in defining their behavior. For the pellets and sinters the following results were obtained: ..Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrosch, Carlos DiasD\"Abreu, Jose Carlos1984-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-21052025-094743/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-21T12:52:03Zoai:teses.usp.br:tde-21052025-094743Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-21T12:52:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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