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Cimentos de escória ativada com silicatos de sódio. / Sodium silicate activated blast furnance slag cements.

Vanderley Moacyr John 18 May 1995 (has links)
Os cimentos de escória apresentam boas possibilidades de mercado, especialmente em aplicações em que o cimento Portland não possa ser utilizado ou onde o seu uso provoque uma elevação dos custos. A confecção de matrizes para fibras sensíveis aos álcalis e a produção de cimentos com baixo calor de hidratação são exemplos. Neste trabalho, a escória foi ativada com silicato de sódio e cal hidratada. O ativador foi formulado de maneira a proporcionar teores de Na2O de 2,5% e 5%, SiO2 de 0% a 14,8% e Ca(OH)2 de 0%, 2,5% e 5%. O aumento dos teores de Na2O e de SiO2, dentro de determinados limites, propicia um notável crescimento da resistência à compressão. Este crescimento da resistência está associado a uma diminuição da porosidade, para um mesmo fator/água aglomerante. Certamente a diminuição da porosidade é devida a um menor grau de organização cristalina dos produtos hidratados, decorrente do aumento da velocidade de precipitação de hidratados e de gel de N-C-S-H. A adição de Ca(OH)2 diminui a velocidade de perda da trabalhabilidade. Os cimentos de escória ativada com silicatos de sódio podem apresentar resistência à compressão de até 100 MPa, superior à dos cimentos Portland, com calor de hidratação da mesma ordem de grandeza. A velocidade de carbonatação destes cimentos é equivalente a dos cimentos Portland de mesma resistência. No entanto, estes cimentos apresentam maior retração hidráulica. / Binders based on ground granulated blast furnace slag (BFS) are suitable for the building industry, mainly if the use of Portland cement is expensive or may cause problems, such as: alkali sensitive fibre-reinforced cement and concretes and low heat-hydration concretes. BFS is activated by sodium silicates and hydrated lime. The compound\'s proportions are: Na2O - 2.5 and 5.0%; SiO2 from 0 to 14.8%; CaOH2 - 0, 2.5 and 5%. The increase of Na2O and SiO2 amounts allows a considerable improvement of binder strength, with values up to 100 MPa. This increase of the strength is related to the decrease of the porosity for a constant water-binder ratio. The porosity is affected certainly by the reduction of the degree of cristalynity of the hydrated compounds, due to the increase of the speed of precipitation of the hydrates or the N-C-S-H gel. It is possible to obtain BFS binders stronger than the Portland cement, with similar hydration heat. The carbonation rate of these new binders is equivalent to those of Portland cement specimens with similar strength. However these BFS binders have higher drying shrinkage.
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Avaliação da viabilidade técnica da utilização de misturas do carvão faxinal com importados para injeção em altos-fornos

Gomes, Maria de Lourdes Ilha January 2004 (has links)
Neste trabalho, fez-se uma avaliação da reatividade do carvão gaúcho da mina de Faxinal com 17% de cinzas, de dois carvões importados, bem como das misturas destes carvões em diferentes proporções mássicas. Além disso, quantificou-se outros parâmetros importantes para o processo de injeção do carvão pulverizado (PCI) na fabricação do gusa via alto-forno, como o teor de cinzas, teor de matéria volátil e composição química das cinzas. A reatividade foi avaliada em termos da reação de gaseificação com CO2, em termobalança, sob condições isotérmicas e pressão atmosférica. Os experimentos foram realizados na temperatura de 1050ºC com CO2 puro, utilizando amostras com granulometria menor que 75 mm. Avaliou-se o efeito da geometria do cadinho e vazão de gás sobre a taxa de reação para garantir uma situação de controle cinético na reação de gaseificação. Os resultados experimentais revelaram que o carvão de Faxinal possui uma reatividade muito maior frente ao CO2 do que os carvões importados. O tempo para que se complete a reação, parâmetro importantíssimo no processo do alto-forno que utiliza PCI, é muitíssimo menor para o carvão de Faxinal do que para os carvões importados. As misturas de carvões revelaram um comportamento aditivo quanto à reatividade e aos demais parâmetros estudados. Observou-se que quanto maior o teor de carvão gaúcho presente na mistura, maior sua reatividade e menor é o tempo gasto para atingir a taxa máxima de reação. Em função dos resultados de reatividade, teor de cinzas e composição química das cinzas obtidos, permitiu-se indicar uma mistura com até 50% de carvão de Faxinal para ser testada na injeção de carvão pulverizado.
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Caracterização tecnológica de misturas solo – escória de alto-forno granulada moída para fins rodoviários / Technological characterization of mixtures of soil with ground granulated blast furnace slag for pavement design

Sant’ana, Alexandre Pelissari 29 July 2003 (has links)
Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-02T18:21:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1160630 bytes, checksum: aaac7e0d8061e1bdb4147f3bde8d1657 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T18:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1160630 bytes, checksum: aaac7e0d8061e1bdb4147f3bde8d1657 (MD5) Previous issue date: 2003-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho tem por objetivo caracterizar tecnologicamente, em laboratório, misturas de escória de alto forno granulada moída e solos, considerando-se parâmetros de resistência mecânica, com maior ênfase, e de durabilidade para fins de aplicações em estradas. Os solos estudados são um Latossolo Vermelho Amarelo que apresenta textura argilo-areno-siltosa, de classificação TRB A-7-5(20) e um solo Saprolítico de textura areno-silto-argilosa, de classificação TRB A-2-4(0). A escória de alto forno utilizada é de procedência da Açominas (Aço Minas Gerais S/A). Um outro produto utilizado na mistura foi a cal hidratada, adicionada em pequena quantidade com a finalidade de ativar a escória de alto forno granulada moída. As misturas estudadas resultaram da combinação de três teores de escória (5, 10 e 15% em relação à massa de solo seco ao ar) e de três teores de cal hidratada (5, 10 e 20% em relação à massa de escória). Os ensaios de laboratório realizados foram: caracterização da escória e dos solos, compactação, compressão não-confinada, durabilidade e resistência à tração. Os resultados obtidos permitiram concluir que os solos se mostraram reativos a escória gerando ganhos significativos de resistência e durabilidade, contudo, os mecanismos de reação são diferentes para cada tipo de solo. / This work was intended to carry out a detailed laboratory investigation of soil mixtures with addition of granulated blast furnace slag. Emphasis was given to technological characterization of theses mixtures considering the engineering properties of interest for pavement design, i.e., mechanical strength and durability. The soils studied were a silty-sandy clay Red-Yellow Latosoil, presenting a fine texture, classified as TRB A-7-5 (20), and a clayey-silty sand Saprolitic soil, a residual granular soil, classified as TRB A-2-4 (0). The blast furnace slag used was sponsored by Açominas (Aço Minas Gerais S/A). It was also added small amounts of hydrated lime for the activation of chemical reactions of granulated slag in the soil mixtures. The investigation was carried out by combinations of three contents of slag (5, 10 and 15 % of dry soil mass in air) and three contents of lime (5, 10 and 20 % of slag mass). The laboratory tests performed were: index properties of slag and soils, compaction at different compaction efforts, unconfined compressive strength, durability and splitting or indirect tensile strength. Test results shown that these soils reacted with the slag with increase in the strength and durability, though chemical reactions were affected by distinct factors associated with each soil type.
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Avaliação da viabilidade técnica da utilização de misturas do carvão faxinal com importados para injeção em altos-fornos

Gomes, Maria de Lourdes Ilha January 2004 (has links)
Neste trabalho, fez-se uma avaliação da reatividade do carvão gaúcho da mina de Faxinal com 17% de cinzas, de dois carvões importados, bem como das misturas destes carvões em diferentes proporções mássicas. Além disso, quantificou-se outros parâmetros importantes para o processo de injeção do carvão pulverizado (PCI) na fabricação do gusa via alto-forno, como o teor de cinzas, teor de matéria volátil e composição química das cinzas. A reatividade foi avaliada em termos da reação de gaseificação com CO2, em termobalança, sob condições isotérmicas e pressão atmosférica. Os experimentos foram realizados na temperatura de 1050ºC com CO2 puro, utilizando amostras com granulometria menor que 75 mm. Avaliou-se o efeito da geometria do cadinho e vazão de gás sobre a taxa de reação para garantir uma situação de controle cinético na reação de gaseificação. Os resultados experimentais revelaram que o carvão de Faxinal possui uma reatividade muito maior frente ao CO2 do que os carvões importados. O tempo para que se complete a reação, parâmetro importantíssimo no processo do alto-forno que utiliza PCI, é muitíssimo menor para o carvão de Faxinal do que para os carvões importados. As misturas de carvões revelaram um comportamento aditivo quanto à reatividade e aos demais parâmetros estudados. Observou-se que quanto maior o teor de carvão gaúcho presente na mistura, maior sua reatividade e menor é o tempo gasto para atingir a taxa máxima de reação. Em função dos resultados de reatividade, teor de cinzas e composição química das cinzas obtidos, permitiu-se indicar uma mistura com até 50% de carvão de Faxinal para ser testada na injeção de carvão pulverizado.
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Avaliação da viabilidade técnica da utilização de misturas do carvão faxinal com importados para injeção em altos-fornos

Gomes, Maria de Lourdes Ilha January 2004 (has links)
Neste trabalho, fez-se uma avaliação da reatividade do carvão gaúcho da mina de Faxinal com 17% de cinzas, de dois carvões importados, bem como das misturas destes carvões em diferentes proporções mássicas. Além disso, quantificou-se outros parâmetros importantes para o processo de injeção do carvão pulverizado (PCI) na fabricação do gusa via alto-forno, como o teor de cinzas, teor de matéria volátil e composição química das cinzas. A reatividade foi avaliada em termos da reação de gaseificação com CO2, em termobalança, sob condições isotérmicas e pressão atmosférica. Os experimentos foram realizados na temperatura de 1050ºC com CO2 puro, utilizando amostras com granulometria menor que 75 mm. Avaliou-se o efeito da geometria do cadinho e vazão de gás sobre a taxa de reação para garantir uma situação de controle cinético na reação de gaseificação. Os resultados experimentais revelaram que o carvão de Faxinal possui uma reatividade muito maior frente ao CO2 do que os carvões importados. O tempo para que se complete a reação, parâmetro importantíssimo no processo do alto-forno que utiliza PCI, é muitíssimo menor para o carvão de Faxinal do que para os carvões importados. As misturas de carvões revelaram um comportamento aditivo quanto à reatividade e aos demais parâmetros estudados. Observou-se que quanto maior o teor de carvão gaúcho presente na mistura, maior sua reatividade e menor é o tempo gasto para atingir a taxa máxima de reação. Em função dos resultados de reatividade, teor de cinzas e composição química das cinzas obtidos, permitiu-se indicar uma mistura com até 50% de carvão de Faxinal para ser testada na injeção de carvão pulverizado.
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Ferramenta Preditiva para o Nível de Líquidos em Cadinhos de Altos-fornos

GOMES, F. S. V. 14 December 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-02T00:00:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3578_DissertacaoMestradoFlaviodaSilvaVitorinoGomes.pdf: 3014881 bytes, checksum: 191da8be417c9ba2c9348f693150bdbe (MD5) Previous issue date: 2010-12-14 / Neste trabalho é apresentado um sistema de monitoração do nível dos líquidos no cadinho do alto-forno através de monitoração da força-eletromotriz, ou FEM, gerada na carcaça deste equipamento. Também são apresentados os procedimentos de instalação dos sensores para a captura da FEM, o tratamento do sinal a fim de torná-lo estacionário, independente do estado termo-químico do cadinho e altamente correlacionado com o nível. Além disso, é realizada a modelagem do sinal através de séries temporais utilizando a metologia Box & Jenkins. Por fim, com a utilização do modelo encontrado, foi realizada a previsão do comportamento do sinal 30 minutos à frente. A principal contribuição desta dissertação de mestrado é a proposição de uma estratégia para a análise, identificação, filtragem e estimação dos sinais FEM através de modelos ARIMA obtendo-se ao final do processo uma previsão, com boa precisão, de 30 minutos do nível dos líquidos no interior do cadinho.
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Modelo Adaptativo para Predição de Nível de Líquidos em Cadinhos de Altos-Fornos Baseado em Séries Temporais

GOMES, F. S. V. 20 May 2016 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-02T00:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5040_Flávio da Silva Vitorino Gomes.pdf: 2969337 bytes, checksum: 1242321b121d600c69f452576f434970 (MD5) Previous issue date: 2016-05-20 / A operação de extração de material do interior do alto-forno é realizada com significativo grau de incerteza, dentre outros motivos, pois a medição do nível dos líquidos não pode ser medido diretamente. Neste trabalho é apresentado um sistema para previsão do nível dos líquidos no cadinho do alto-forno através da medição da força-eletromotriz gerada na carcaça baseado em um modelo sazonal autoregressivo integrado e de médias móveis (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average - SARIMA). Os estudos mostraram que esta força-eletromotriz é uma série temporal não-estacionária, não-linear, apresenta um forte comportamento sazonal e que é fortemente correlacionada com o nível de líquidos. Foram realizadas algumas comparações com modelos não-lineares baseados em redes neurais artificiais com atrasos de tempo (Time Delay Neural Networking - TDNN) e os resultados indicam que o modelo não-linear apresenta melhor performance de previsão. Esta metodologia consiste na estratégia para a análise, identificação, filtragem e previsão do nível dos líquidos através de modelo TDNN obtendo-se ao final do processo uma previsão com precisão satisfatória. A previsão do nível dos líquidos com horizonte de até 1 hora à frente pode ajudar os operadores e engenheiros durante o controle e otimização do processo de produção de altos-fornos trazendo maior segurança e ganhos financeiros.
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Otimização da reciclagem de resíduos siderúrgicos por redução carbotérmica

Reis, Walter Luiz da Costa 04 April 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2601.pdf: 5587826 bytes, checksum: 717a8aef3900d3dc9c6e48239028afeb (MD5) Previous issue date: 2008-04-04 / The evolution of the world-wide production of steel in rates superior to 7% per year in the last five years, strongly driven by China, which got off 222,4 millions in 2003 for 489,0 million tons in 20071, leads to a strong increase in the demand of iron ore. Therefore, fine ore price of Carajás for Asia went out from 28,14 in 2003 for 73,20 US$ cents for unity of iron in 2007. An increase of 160%. These facts, when related to the layer exhaustion and the growing environmental pressures on Iron and Steel Plants of the whole world, have been taking to a series of studies to the use of the residues bearers from iron produced in these factories. Up to that time, there has not been consolidated any technology which is technically and economically viable for the recycling of these residues so far. The present work is about the usage of the blast furnace mud, the mill scale and the iron oxide produced in the pickling lines of Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) in self reduction pellets shape. It starts the productions in scale laboratorial and industrial after the chemical and physical characterizations from these raw materials. As soon as the most appropriated formulation was defined, the production in experimental scale began. These tests were carried out in the residues palletizing pilot plant, developed by CSN. There were also tests of self reduction and of meltreduction. In the first one, the formation of a metal drop inside a hallow sphere was obtained, and in the second one a metal profit of 99,1%. In sequence, the alternatives were valued for internal recycling of these pellets. The use of the heat contained in the empty hot-metal torpedo-cars for self-reduction showed the most economical route. This technology of recycling was introduced industrially in CSN. Thus, in the present work of doctorate, it was developed an unpublished route for industrial recycling for iron and steel residues, which was technically and economically feasible. / O crescimento da produção mundial de aço bruto em taxas superiores a 7% ao ano nos últimos cinco anos, fortemente impulsionado pela China, que saltou de 222,4 milhões em 2003 para 489,0 milhões de toneladas em 20071, gerou um forte aumento na demanda de minério de ferro. Com isso, o preço do minério fino de Carajás para a Ásia saiu de 28,14 em 2003 para 73,20 US$ cents por unidade de ferro em 2007. Um aumento de 160%. Estes fatos, associados à exaustão das jazidas e as crescentes pressões ambientais sobre as Siderúrgicas de todo o mundo, têm levado a uma série de estudos para o aproveitamento dos resíduos portadores de ferro gerados nestas Usinas. Até então, não se consolidou nenhuma tecnologia viável técnica e economicamente para esta reciclagem. O presente trabalho trata da utilização da lama de alto-forno, da carepa de laminação e do óxido de ferro gerado nas linhas de decapagem da Companhia Siderúrgica Nacional CSN na forma de pelotas auto-redutoras. Após as caracterizações químicas e físicas destas matérias-primas, partiu-se para as produções em escala laboratorial e industrial. Definida laboratorialmente a formulação mais adequada, partiu-se para a produção experimental. Esta foi realizada na planta piloto de pelotização de resíduos, desenvolvida pela CSN. Foram realizados ensaios de auto-redução e de fusão-redução. No primeiro, o resultado foi a formação de uma gota metálica dentro de uma esfera oca e no segundo, um rendimento metálico de 99,1%. Em seqüência, foram avaliadas as alternativas para reciclagem interna destas pelotas. A utilização do calor contido nos carrostorpedo vazios para a auto-redução se mostrou como a rota mais econômica. Esta tecnologia de reciclagem já se encontra implantada industrialmente na CSN. Portanto, no presente trabalho de doutoramento, desenvolveu-se uma rota inédita de reciclagem industrial dos resíduos siderúrgicos portadores de ferro, viável técnica e economicamente.
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Avaliação da combustibilidade de carvão brasileiro para injeção em altos-fornos em simulador de PCI E em termobalança

Barbieri, Cláudia Caroline Teixeira January 2018 (has links)
A injeção de carvão pulverizado na região das ventaneiras dos altos-fornos (Pulverized Coal Injection – PCI) é uma tecnologia amplamente praticada em altos-fornos com o objetivo de substituir parte do coque empregado por carvões não-coqueificáveis. O carvão injetado fornece energia e gases redutores para o processo de fabricação do gusa, além de contribuir para a redução da emissão de gases poluentes devido à menor produção de coque. Atualmente todo o carvão injetado em altos-fornos brasileiros é importado. O país possui grandes reservas de carvão, porém este carvão necessita passar por processos de beneficiamento para redução dos teores de matéria mineral e enxofre. A flexibilidade do processo PCI permite a utilização de ampla gama de carvões não-coqueificáveis, o que abre a possibilidade para utilização de carvão brasileiro. Este trabalho teve por objetivo avaliar propriedades de carvão brasileiro beneficiado com teor de cinzas de 18,9% para injeção em altos-fornos. O estudo foi conduzido através de ensaios de combustão empregando um moderno simulador de PCI projetado e desenvolvido pelo Laboratório de Siderurgia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LaSid) e também uma termobalança de modo a ser possível traçar um comparativo entre ambos os equipamentos. Além do carvão brasileiro, de baixo rank, foram utilizados dois carvões importados já em uso para injeção, um de alto e um de baixo rank. A combustibilidade (ou eficiência de combustão) em simulador de PCI foi avaliada pela conversão (burnout), calculada pelo método ash tracer, um balanço de massa entre a quantidade de cinzas que entra e sai do reator. Em termobalança o parâmetro adotado foi a temperatura de pico, correspondente à taxa máxima de reação. Fez-se também a avaliação da reatividade ao CO2 dos chars gerados em simulador de PCI, visto que o char ao deixar a zona de combustão passa por uma zona rica neste gás. Análise estatística revelou que a técnica adotada de burnout mostrou-se bastante eficiente para diferenciar carvões de teores de matéria volátil distintos, porém não no caso de carvões com teores de matéria volátil similares. No simulador de PCI a influência da matéria volátil do carvão foi mais pronunciada do que o rank e em termobalança o rank teve mais efeito sobre a combustibilidade do que a matéria volátil. O carvão brasileiro apresentou propriedades comparáveis às do carvão importado de baixo rank utilizado para PCI. Isto representa uma grande vantagem, visto que possibilitaria a utilização do mesmo na siderurgia. / Pulverized coal injection through blast furnace tuyeres (PCI) is a widely practiced technology in blast furnaces to replace part of coke by non-coking coal. Injected coal provides energy and reducing gases for pig iron production process, as well as contributes to reducing pollutants gases emission due to coke saving. Currently all coal injected into Brazilian blast furnaces is imported. The country has large reserves of coal, but this coal needs to undergo beneficiation to reduce mineral matter and sulfur contents. PCI process flexibility allows the employment of a wide range of non-coking coals, which opens the possibility to use Brazilian coal. This work aimed to evaluate properties of Brazilian coal benefited with 18.9% ash content for injection into blast furnaces. The study was conducted through combustion tests employing a modern PCI test rig designed and developed by the Iron and Steelmaking Laboratory (LaSid) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) and also a thermobalance in order to draw a comparison between both equipments. In addition to low rank Brazilian coal, two imported coals which are already used for injection were used, one high and one low rank. The combustibility (or combustion efficiency) in a PCI test rig was evaluated by burnout, calculated by the ash tracer method, a mass balance between the amount of ash that enters and leaves the reactor. Peak temperature was the parameter adopted to evaluate combustibility in thermobalance, corresponding to the maximum rate of reaction. It was also evaluated the CO2 reactivity of chars generated in the PCI test rig, since char leaving the combustion zone passes through a CO2 rich area. Statistical analysis revealed that burnout technique proved to be efficient enough to differentiate coals with different volatile matter contents, but not in the case of coals with similar volatile matter contents. In PCI test rig the influence of volatile matter was more pronunced than rank and in thermobalance rank had more effect on combustibility than volatile matter. Brazilian coal showed properties comparable to the ones of imported low rank coal already in use for PCI. This is a great advantage, since it would make it possible to use it in ironmaking.
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Desenvolvimento de equipamento para estudos de injeção de carvão pulverizado em alto-fornos siderúrgicos

Rech, Rene Lucio January 2018 (has links)
A injeção de carvão pulverizado (pulverized coal injection - PCI) é uma técnica largamente utilizada nos altos-fornos pelas siderúrgicas brasileiras, seguindo uma tendência mundial, que busca reduzir o consumo específico de coque por tonelada de gusa e, em consequência, do custo do ferro gusa produzido. A combustão do carvão pulverizado ocorre sob pressões médias (de até 4 atm), temperaturas de chama elevadas (em torno de 2 000 °C), altas taxas de aquecimento (104 a 105 °C/s), tempo de residência muito curtos (inferiores a 40 ms), e é seguida pela gaseificação na presença de CO2. Como não existem métodos padronizados para a avaliação das características de combustão dos carvões para sua utilização em PCI, utilizam-se geralmente equipamentos de injeção de carvão em escalas laboratorial e de bancada, além plantas-piloto com este propósito. O objetivo principal deste trabalho é apresentar as etapas do desenvolvimento de um equipamento em escala de bancada realizado no Laboratório de Siderurgia da Escola de Engenharia da UFRGS (LASID-UFRGS), desde o projeto conceitual até a fase pré-operacional, e os resultados iniciais obtidos, para estudar as características de combustão dos carvões em condições bastante similares às que ocorrem nos altos-fornos. Os testes iniciais incluem a avaliação da combustão de um carvão brasileiro objetivando seu uso potencial em PCI, em substituição parcial de carvões importados para este fim. Optou-se por um projeto moderno, altamente automatizado, que inclui aquisição rápida de dados, com escala e conceito operacional adequados para estudos acadêmicos, de configuração vertical e que possibilitasse a operação no modo de injeção de uma amostra de carvão em pulso único, bem como uma adequação futura ao modo de injeção contínua de carvão. Algumas características relevantes do equipamento são a medição e aquisição ultrarrápida de dados termodinâmicos de pressão e temperatura em diversos pontos do sistema, permitindo o registro dos fenômenos transientes que ocorrem durante a combustão, a possibilidade de programação e controle de tempos, pressões e temperaturas para testes de combustão e de pirólise através de rotinas especialmente desenvolvidas para isto, bem como a coleta representativa dos produtos sólidos e gasosos resultantes da combustão para posterior análise. É ainda possível a filmagem da xvi combustão em modo ultrarrápido, permitindo correlacionar as imagens aos dados termodinâmicos registrados durante a combustão ao longo de um segundo, em intervalos de poucos milissegundos. Os resultados iniciais obtidos na fase pré-operacional demonstram o bom funcionamento do sistema, permitindo distinguir claramente a influência da variação de parâmetros operacionais como tipo de carvão, massa e de amostra injetada, pressão e temperatura de operação e composição dos gases oxidantes. / Pulverized coal injection (PCI) is a technique used in blast furnaces (BFs) by Brazilian steel industry, following a worldwide trend, to reduce coke consumption by ton of hot metal produced, and therefore reducing the overall cost. Burning of pulverized coal injected into tuyeres of BFs takes place under medium pressure (up to 4 atm), high flame temperatures (around 2 000 °C), very fast heating rates (104–105 °C/s) and very short residence times, less than 40 ms, followed by gasification in presence of CO2. Since there are no standard tests for evaluation of coal combustibility at PCI conditions, lab and bench scale coal injection rigs and pilot plants are usually employed for this purpose. This work shows the development steps of a bench-scale rig, built at the Iron and Steelmaking Laboratory of the School of Engineering - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (LASID-UFRGS), from the conceptual design to the pre-operational step, as well as the initial results. This equipment permits to study the combustion characteristics of coals in conditions very close to those occurring in blast furnaces. Initial tests include the combustion evaluation of a Brazilian coal, aiming its potential usage for PCI, in partial substitution of imported coals for this purpose. The rig has a modern design and is highly automated. Its scale and operational concept is fitted for academic studies. It has a vertical configuration, to be operated with injection of a coal sample in a single pulse mode and is capable to be adjusted afterwards to continuous coal injection mode. Some relevant characteristics of the injection rig are: (1) the very fast measurement and acquisition of thermodynamic data of pressure and temperature in several points of the system, allowing the capture of transient phenomena occurring along the combustion process; (2) the possibility of programming and controlling time intervals, pressures and temperatures to perform combustion and pyrolysis tests, employing specially developed routines; and (3) the representative sample collection of solid and gaseous combustion products to be further analyzed. It is also possible to capture images of the combustion by a high-speed camera, allowing correlate the images, acquired during a time interval of one second, with the thermodynamic data collected in intervals of few milliseconds. xviii The good performance of the equipment was shown by the initial results obtained at the pre-operational phase. The experimental data clearly depicted the effect of operational parameters like coal type, injected sample mass, operational pressure and temperature, and oxidizing gas composition.

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