Otimização e Controle de Alto-Forno: Perguntas Essenciais

Permeabilidade e Alta Taxa de Injeção

Resposta:

• Melhorar a eficiência do peneiramento do coque;
• Aumentar o tamanho médio do coque enfornado;
• Aumentar a resistência do coque (CSR);
• Alterar a distribuição de carga (coque central);
• Maior rigor na drenagem de líquidos do cadinho.

Efeito da Taxa de Injeção na Qualidade do Gusa

Resposta:

O nível térmico do alto-forno pode ser melhor controlado quando se injeta carvão pulverizado pelas ventaneiras;

A quantidade de coque carregada no topo é mantida constante e a variação de combustível no forno, se necessária, é efetuada através do aumento ou redução da taxa de injeção conforme o nível térmico do AF;

Geralmente o tempo necessário para uma carga chegar no nível das ventaneiras é de 6 a 8 horas, enquanto que um aumento na taxa de injeção tem efeito quase imediato no nível térmico do AF;

Principais Parâmetros de Controle de Alto-Forno

Resposta:

• Nível de carga;
• Distribuição de carga;
• Distribuição do fluxo gasoso;
• Grau de redução da carga metálica na parte superior do alto-forno;
• Posição e formato da zona de amolecimento e fusão;
• Altura do homem morto (nível térmico);
• Zona de combustão (temperatura de chama e penetração);
• Drenagem de líquidos do cadinho;
• Permeabilidade do forno;
• Perdas térmicas (formação de cascão);
• Eficiência energética (consumo específico de carbono, kg/t gusa).

Efeitos do Carregamento do Coque Central

Resposta:

• Fluxo de gás mais central, forte e constante;
• Controle da degradação do coque;
• Permeabilidade da ZC e cadinho mais permeável (coque grosso chegando até embaixo) possibilitando maiores taxas de injeção;

Fatores na Substituição Coque por Gás Natural

Resposta:

• Níveis térmicos dentro do alto-forno (fator alfa);
• Tempo de residência de carga metálica;
• Proporção de hidrogênio nos gases;
• Taxa de injeção de gás natural;
• Qualidade do coque carregado.

Gás Natural e Tempo de Permanência da Carga

Resposta:

Com a injeção de gás natural:

• Diminui o valor de Mc;
• Aumenta o tempo de residência de carga metálica;
• Favorece a redução da carga metálica na zona de preparação;
• Diminui o consumo total de combustível e aumenta a taxa de substituição.

Proporção de Hidrogênio com Gás Natural

Resposta:

• Maior proporção de H2 nos gases;
• A redução da carga metálica pelo H2 é em torno de cinco vezes mais rápida do que a redução pelo CO;
• Favorece a redução da carga metálica na zona de preparação;
• Diminui o consumo total de combustíveis;
• Aumenta a taxa de substituição.

Influência da Qualidade do Coque no Gás Natural

Resposta:

• Diminui a eficiência de queima do gás na zona de combustão;
• Aumenta muito o volume de gases dentro do alto-forno;
• Diminui a permeabilidade do alto-forno;
• Aumenta o consumo total de combustível.

Efeito da Injeção de Gás Natural na Produtividade

Resposta:

• q = Tempo de residência da carga metálica no alto-forno (horas)
• V = Volume útil do alto-forno (m³)
• b = Fator de compressão = 0,9
• M_M = Massa de carga metálica e fundentes (ton/ton gusa)
• M_C = Massa de coque carregado pelo topo (ton/ton gusa)
• r_M = Densidade a granel média da carga metálica e fundentes (ton/m³)
• r_C = Densidade a granel do coque (ton/m³)
• P = Produção diária do forno (ton/dia)