Simulação física a frio e numérica da injeção de combustíveis auxiliares em ventaneiras de altos-fornos.

Abstract

A injeção de materiais pulverizados em altos-fornos tem se consolidado cada vez mais como uma ótima opção para redução de custos, aumento de produtividade sempre atendendo as condições ambientais. Dessa forma, este trabalho apresenta o estudo da utilização do sistema de estabilização de chama por rotação desenvolvido para promover uma maior pulverização do carvão na região de combustão, diminuindo perdas e aumentando a eficiência do equipamento. Foi utilizado um modelo físico para avaliar o espalhamento do combustível pulverizado sem combustão e posteriormente comparado com resultados numéricos para a mesma escala. Após apurar os dados, foi adicionado à simulação computacional um modelo de combustão, utilizando dimensões aproximadas de um alto-forno de 700 toneladas por dia, e avaliado os campos de temperatura, velocidade, espécies químicas e também o monitoramento das partículas. A comparação dos resultados mostraram que o sistema de injeção de Lança Dupla promove melhor espalhamento quando comparado ao sistema de Lança Simples. Os sistemas de injeção propostos no trabalho, com números de torção 0.12 e 0.24 promoveram melhor espalhamento e distribuição de temperatura na zona de combustão, sendo este último apresentando melhor desempenho quando comparado aos demais sistemas de injeção.