Desenvolvimento do modelo de previsão de enxofre na dessulfuração de gusa em carro torpedo

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Rafaela Pacheco Malvão dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Enxofre; Dessulfuração; Carro torpedo; Gusa; Modelo matemático; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Sulfur; Desulphurization; Torpedo ladle; Hot metal; Math model
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/26938

A maior parte das usinas integradas no Brasil opera com conversores a oxigênio. Considerando que o conversor não é um reator apropriado para dessulfuração, devido às condições termodinâmicas, o gusa deve ser dessulfurado nas etapas anteriores à de refino do aço. Com o aumento da gama de produção de aços com baixos teores de enxofre (abaixo de 50ppm), é necessário gusa de boa qualidade para carregamento nos conversores LD, ou seja, com teores baixíssimos de enxofre. O gusa pode ser dessulfurado em carros torpedo ou em panelas de transferência, já que a dessulfuração do gusa é termodinamicamente favorável, devido às condições redutoras e altas temperaturas. Dentre os vários processos de dessulfuração do gusa o uso da injeção de misturas ricas em carbureto de cálcio é especialmente eficiente e econômico. Do ponto de vista termodinâmico, a dessulfuração possível é praticamente ilimitada neste processo, mas o conhecimento da cinética do processo é essencial para seu controle e uso eficiente. Dessa maneira, neste trabalho, buscou-se avaliar a literatura disponível para fornecer subsídios à elaboração de um modelo matemático para a cinética do processo de dessulfuração usado em escala industrial. Foram realizados testes industriais e coletadas amostras de escória e de gusa em quatro momentos do processo de dessulfuração em carro torpedo. Dentre os modelos cinéticos disponíveis, o modelo de Oeters, foi selecionado por sua simplicidade e adequação às condições da Companhia Siderúrgica Nacional. Com os dados obtidos na amostragem, derivou-se um modelo adaptado daquele de Oeters para uma equação de previsão do teor de enxofre ao longo da dessulfuração. Tal modelo possui uma constante cinética k que leva em consideração a influência do efeito da temperatura, o efeito do teor de silício no gusa, o coeficiente de transferência de massa, o tempo de residência da partícula dessulfurante no banho e o diâmetro da partícula, assim como a taxa de injeção e o peso de gusa a ser dessulfurado. Os resultados encontrados mostraram no teste de hipóteses que não houve diferenças estatísticas entre as duas populações, enxofre real e enxofre estimado pelo modelo, com 95% de confiança. Desta maneira, será possível a implementação deste modelo no nível 2 de controle de processo na estação de dessulfuração de gusa em carro torpedo da CSN. Além disso, como resultados do trabalho, verificou-se que as variáveis % de silício e temperatura do gusa melhoram a cinética da dessulfuração. E não foi observado um tempo de incubação para a dessulfuração, como relatado por outros autores.