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Title: Avaliação de propriedades em altas temperaturas de pelotas para alto-forno.
Authors: Castro, Alex André de
metadata.dc.contributor.advisor: Vieira, Cláudio Batista
Keywords: Altos fornos
Altas temperaturas
Engenharia de materiais
Engenharia metalúrgica
Resistência de materiais
Issue Date: 2006
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: CASTRO, A. A. de. Avaliação de propriedades em altas temperaturas de pelotas para alto-forno. 2006. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
Abstract: A zona coesiva é responsável pela maior parte da perda de carga total no interior do alto-forno em decorrência do amolecimento e fusão da carga metálica. O conhecimento dos fenômenos envolvidos e das características da carga metálica que afetam o seu comportamento nesta região do forno é de fundamental importância para o desenvolvimento de produtos que contribuam para a alta performance do reator, principalmente com o advento injeção de finos de carvão pulverizado pelas ventaneiras do alto-forno. Dois tipos de pelotas, destinadas ao uso em alto-forno, foram selecionados e caracterizados para os propósitos deste estudo sendo uma pelota considerada neutra (basicidade binária ligeiramente superior a 1) e outra pelota ácida, ou seja, com basicidade binária bastante baixa. As duas pelotas apresentaram resistência a compressão similar. A pelota neutra (auto-fundente), embora tenha menor porosidade aberta, apresenta maior susceptibilidade à redução em temperaturas mais baixas do que a pelota ácida. Também foi identificado que redução da pelota ácida é favorecida em temperaturas mais altas. Neste trabalho foram mensurados os parâmetros relevantes para o entendimento do comportamento dessas pelotas na zona coesiva do alto-forno por meio de duas metodologias tradicionais de ensaio. Um terceiro método de ensaio, que leva em conta os principais pontos fortes das duas primeiras sistemáticas de ensaio, foi desenvolvido e testado com sucesso. Os resultados obtidos indicam que a pelota neutra apresenta melhor permeabilidade na zona coesiva do alto-forno. Por outro lado, em altas temperaturas, a pelota ácida exibe um comportamento superior em relação ao grau de redução certamente ligado à sua maior porosidade. A técnica de ensaios interrompidos adotada neste trabalho, aliada à microscopia eletrônica de varredura e micro análise com, possibilitou a verificação de fenômenos que ocorrem durante do amolecimento das pelotas. A deformação a quente das pelotas, evolução da redução durante o aquecimento e formação de fase líquida puderam ser acompanhados em momentos distintos do ensaio. As técnicas utilizadas neste trabalho mostraram-se adequadas e confiáveis para avaliação de propriedades de cargas metálicas em altas temperaturas, fornecendo subsídios importantes para a interpretação do comportamento destes materiais no interior do alto-forno.
metadata.dc.description.abstracten: The cohesive zone in the blast furnace, where ferrous burden softens, melts and drips, is responsible for great part of the gas pressure loss into reactor. The knowledge of these phenomena and burden’s characteristics that affect its behavior in this furnace region is fundamental for optimization of blast furnace performance specially when high coal injection rates and high productivity are required. Two types of blast furnace iron pellets were selected for the propose of this study: a neutral pellet, with binary basicity around 1, and an acid pellet in which the binary basicity is very low. These two pellets showed similar compression strength but, on the other hand, reduction behavior in acid pellet was better in high temperatures because of its higher open porosity. The most relevant parameters of high temperature evaluation were measured using two different methodologies. One of the objectives of this work is the development of a new methodology which takes the main advantages of those two previously methods. The results obtained showed the fluxed pellet has better permeability in the cohesive although the acid pellet exhibits better reduction behavior in high temperatures certainly associated with its higher open porosity. Additionally, the procedures of interrupted tests, electronic microscopy and micro analysis were applied for investigation of the high temperature behavior of the blast furnace pellets. The shrinkage, reduction behavior and formation of liquid phase were followed during the heating of the samples. The methods adopted in this work, including the developed one, can be considered suitable and trustable for evaluation of high temperature properties for blast furnace metallic burden bringing more information for blast furnace optimization.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2650
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