Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-05-22T18:26:12Z No. of bitstreams: 1 SANTOS_Luis_2016.pdf: 21367691 bytes, checksum: cee598a7c8302229056c1e2483ca5f91 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-05-22T18:26:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SANTOS_Luis_2016.pdf: 21367691 bytes, checksum: cee598a7c8302229056c1e2483ca5f91 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-05-22T18:26:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SANTOS_Luis_2016.pdf: 21367691 bytes, checksum: cee598a7c8302229056c1e2483ca5f91 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T18:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SANTOS_Luis_2016.pdf: 21367691 bytes, checksum: cee598a7c8302229056c1e2483ca5f91 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Energy production in the form of heat from the burning of lignocellulosic materials is an interesting form of waste recovery. However, one needs to know the physical and chemical characteristics of a material before use it as biofuel. To obtain a ma terial application for energy purposes, it shall provide adequate moisture content, low ash content and high calorific value, all these combined with the availability of these residues in the market. Several factors hampering the use of lignocellulosic was tes as a main source of fuel as the lack of information on their characteristics, low density, high moisture content and ash content. This work aims to characterize physico - chemically different materials aiming its use for power generation. The materials u sed for this work were: Eucalyptus sp sawdust, sawdust of Pinus sp, sawdust Rubber sp... and sawdust Orange sp .. were conducted physico - chemical characterizations as: density (bulk and water displacement), immediate analysis (moisture content, ash content , volatile content and fixed carbon content), calorific value upper and lower energy density, chemical analysis of the materials (Klason lignin insoluble, holocellulose, a - cellulose and hemicellulose). The materials analyzed showed densities ranging from 1 74.46 to 246.26 Kg.m the Eucalyptus sp - 3 for Pinus sp. For the ash content materials showed variation from 0.76 to 1.60%, the Eucalyptus to provide the highest value, as well as the Rubber sp presented the highest value for the extractives, ranging from 8 - 21, 76%. Already the Orange sp had the highest Klason lignin content Insoluble of 39.24% which is high compared to other materials. The Eucalyptus sp was the material with the highest holocell ulose content 60.29% and 42.72% for a - cellulose content. The Rubber for hemicellulose content showed the highest value of 22.61%. For gross calorific value (PCS) all materials showed values in the range 4527 Kcal.Kg - 1a 4807 Kcal.Kg - 1. Pinus sp. was the mat erial that presented the highest value of 1183.77 cal / cm3 for energy density, followed by the rubber tree that showed the value of 1033.23 cal / cm3. Based on our results we can say that all four materials present in its composition features that allow t heir use as fuel. For this work we highlight the Pinus sp, because it was the material that presented values close to desirable for solid biofuels / A produção de energia na forma de calor a partir da queima de materiais lignocelulósicos constitui uma interessante forma de aproveitamento de resíduos. Contudo, necessita - se conhecer as características físico - químicas de um material antes de empregá-lo como biocombustível . Para um material obter aplicação p ara fins energéticos , o mesmo deve apresentar teor de umidade adequado, baixo teor de cinzas e alto poder calorífico , todos estes aliados à disponibilidade destes resíduos no mercado . Diversos fatores dificultam a utilização de resíduos lignocelulósicos como uma fonte principal de combustível como a falta de informação de suas características, baixa densidade, elevado teor de umidade e quantidade de cinzas . Este trabalho tem como objetivo caracterizar físico-química mente diferentes materiais visando seu uso para geração de energia . Os materiais utilizados para este trabalho foram: serragem de Eucalyptus sp., serragem de Pinus sp. , serragem de Seringueira sp. e serragem de Laranjeira sp .. Foram realizada s as caracterizações físico-químicas como: densidade (a granel e por deslocação de água) , análise imediata (teor de umidade, teor de cinzas, teor de voláteis e teor de carbono fixo), poder calorífico superior e inferior , densidade energética , análise química dos materiais ( teor de lignina insolúvel Klason, holocelulose , a - celulose e hemicelulose). Os materiais analisados apresenta ra m densidades que variaram de 174,46 para o Eucalyptus sp a 246,26 Kg.m - 3 para o Pinus sp. Para o teor de cinzas os materiais apresentaram variação de 0, 76 a 1 , 60 %, sendo o Eucalyptus a apresentar o maior valor, assim como também a Seringueira sp apresentou o maior valor para os extrativos totais, que variaram entre 8 a 21, 76%. Já a Laranjeira sp apresentou o maior teor de lignina Klason Insolúvel de 39,24%, valor este elevado em comparação com os outros materiais. O Eucaliptus sp foi o material que apresentou maior teor de holocelulose 60,29% e 42,72% para teor de a - celulose. A Seringueira para teor de hemicelulose apresentou o maior valor de 22,61%. P ara poder calorífico superior (PCS) todos os materiais apresentaram valor es no intervalo de 4 5 2 7 Kcal.Kg - 1 a 4807 Kcal.Kg - 1 . O Pinus sp. foi o material que a presentou o maior valor de 1 .183,77 cal/cm 3 para densidade energética, seguido pela Seringueira que apresentou o valo r de 1 .033,23 cal/cm 3 . Diante destes resultados podemos afirmar que todos 4 materiais apresentam em sua composição características que permitem o uso dos mesmos, como combustível. Para este trabalhos destacamos o Pinus sp, pois o mesmo foi o material que apresentou valores próximos aos desejáveis para biocombustíveis sólidos .

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DabneySGM_DISSERT.pdf: 1770376 bytes, checksum: 5e5a6ea101ce8878066e0256504f801a (MD5) Previous issue date: 2011-03-31 / In the industry of ceramic in Rio G. do Norte, tile stands out as the most manufactured product by this industry, being the intermittent kiln ab?bada and caieira the principal type of kiln used in burning. There was a need to make a study of the influence exerted by the type of kiln in which tiles are burnt in their thermo physical properties. The analysis started with 24 raw samples of tile, which was split in two groups of 12 samples and burnt in Ab?bada and Caieira kiln. Besides that, it was made study of the tax of heat transfer to the environment (for each kiln). After having been burnt the samples were taken for laboratory analysis. The properties verified were impermeability, determination of dry mass, absorption of water, the load of bending rupture and its geometric characteristics, the tests were conducted following the currents standards. The tests were carried out according to the ABNT - NBR 15310. The calculation of the rate of heat transfer showed that the ab?bada kiln is more efficient than the Caieira, however the results of tests on the samples revealed no superiority of one over another sample. So the furnace had no influence on the performance of the ceramic tiles / Na ind?stria de cer?mica vermelha a telha desponta como o produto mais fabricado pela ind?stria de cer?mica do Serid?/RN, sendo os fornos intermitentes do tipo ab?bada e caieira os mais utilizados para a queima destas telhas. Verificou-se a necessidade de se fazer um estudo da influ?ncia exercida pelo tipo de forno no qual as telhas s?o queimadas nas suas propriedades termof?sicas, mec?nicas e geom?tricas. Sendo selecionadas 24 amostras de um mesmo processo de fabrica??o, no entanto estas foram posteriormente separadas em dois lotes de 12 unidades e levadas a queima no forno caieira e ab?bada. ? importante ressaltar que os corpos de prova n?o fazem parte do processo produtivo das cer?micas de onde foram utilizados os fornos para queima, ou seja, as cer?micas gentilmente cederam seus fornos para a realiza??o do experimento. Foi realizado um estudo da taxa de transfer?ncia de calor ao meio ambiente para cada tipo de forno. Assim as amostras ap?s serem queimadas foram levadas para an?lise em laborat?rio. As propriedades verificadas foram ? impermeabilidade, determina??o da massa seca e da absor??o da ?gua, determina??o da carga de ruptura ? flex?o e de suas caracter?sticas geom?tricas. Os ensaios foram realizados segundo a norma ABNT - NBR 15310. O calculo da taxa de transfer?ncia de calor mostrou que o forno ab?bada ? mais eficiente que o caieira, no entanto os resultados dos ensaios nas amostras mostraram que n?o houve superioridade de uma amostra sobre outra, assim os fornos n?o tiveram influ?ncia no desempenho das telhas

Aliar alta produtividade ao menor custo de processo é o principal desafio econômico de uma Aciaria Elétrica. Para isso, mudanças no processo almejando práticas que resultam em uma maior eficiência do FEA, com um menor custo envolvido, ocorrem constantemente. Este trabalho avalia um processo de FEA, com capacidade de 62 toneladas de aço, operando com carregamento de sucata metálica e ferro-gusa. Dois grupos de corridas de aço, pertencentes à dois cenários distintos, foram estudadas. Os cenários foram denominados Cenário I e Cenário II, sendo que, no segundo cenário ocorreram mudanças nas práticas de injeções de carbono e oxigênio, nas práticas de adição de cales no carregamento e mudanças na quantidade de Sucata Shredder no FEA. O objetivo deste trabalho foi analisar como essas mudanças influenciaram no processo. A composição química de aço e escória de dois padrões de carga (C e E) foi comparada entre os cenários. Verificou-se que a massa de escória diminuiu para os dois padrões de carga. Porém, a basicidade do padrão C foi reduzida de 2,5 para 2,1, enquanto para o padrão E manteve-se em 2,2 para os dois cenários. O MgO de saturação foi avaliado através de diagramas de saturação isotérmicos (ISD), e a maior parte das corridas do Cenário II ficaram acima da linha de saturação da escória. Houve uma redução de 30% do oxigênio injetado para os dois padrões e seus teores de fósforo no aço aumentaram significativamente. No entanto, apenas o padrão C teve uma variação nos teores de carbono no aço. A energia elétrica consumida mostrou-se dependente dos teores de FeO e MgO da escória. O padrão E apresentou um aumento significativo de 10 kWh/t. O rendimento metálico dos padrões C e E aumentou 3,59% e 2,22%, respectivamente. No Cenário II, o aumento da sucata Shredder no carregamento foi duas vezes maior. O Cenário II apresentou uma redução dos teores de cobre no aço para os dois padrões. As quantidades médias de injeção de carbono não tiveram variação significativa, por outro lado, através dos gráficos de distribuição, notou-se uma maior estabilidade nos valores de injeção. Para o padrão E observou-se uma quantidade mínima de ferro na escória para a razão global C/O de 0,75. Uma análise da razão das injeções de carbono e oxigênio durante o refino foi feita. Observou-se uma maior estabilidade das injeções ao longo do tempo de refino para o Cenário II em ambos os padrões. / Combine high productivity and lower costs is the main economical challenge of a steelmaking melt shop. Therefore, changes in the process aiming practices that result in higher efficiency of the EAF, with lower costs, occur frequently. This work evaluates an EAF process, with capacity of 62t of steel, operating with metal scrap and pig iron load. Two groups of steel heats that represents two distinct scenarios were studied. The scenarios were called Scenario I and Scenario II. In the Scenario II carbon and oxygen injection practices, limes loading practice and Shredder scrap loading amount were modified. The aim of the present work is analyze how these changes affected process parameters. The steel and slag chemical composition of two loading patterns (C and E) was compared on the scenarios. It was found that the slag mass reduces for both loading patterns. However, the basicity of the pattern C was reduced from 2.5 to 2.1 while the pattern E was maintained on 2.2 for both scenarios. The MgO saturation content of the slag is evaluated through Isothermal Solubility Diagrams. Most of the heats of the Scenario II MgO content are higher than the minimal saturation content. There was a reduction of 30% of the injected oxygen for both loading patterns and their P content increased significantly. Meanwhile, only the pattern C shows a variation on carbon content in the steel. The electric power consumption showed proportional relation to FeO and MgO content of the slag and the pattern E showed a significant increase of 10 kWh/t. The metallic yield of the patterns C and E increased 3.59 and 2.22, respectively. The scenario II showed a reduction of the Cu content in both patterns. The carbon injection amount means did not vary significantly, but, through distribution graphs, was noted a higher stability in the injection amount. For the E pattern, a minimum amount of iron in the slag was observed for the overall C/O ratio of 0,75. An analysis of the ratio of the carbon and oxygen injection during the refining period was done. It was observed a higher stability of the injections along the refining period for the Scenario II on both patterns.

In this study the use of available agro-industrial and forest residues, in Alagoas, were evaluated for use in ceramic furnaces to energy generation. At first, a survey of various types of biomass in Brazil and in Alagoas was made, followed by a investigation of the main permanent and temporary crops that could generate agro-industrial residues. Later, studies of the forms of use of agro-industrial residues as well as a quantitative assessment and energy that can be generated from the agro-industrial residues from major crops of Alagoas were conducted. The main agro-industrial residues next to the bigger five ceramics, located in adjacent municipalities of Alagoas were characterized in terms of physical-chemical parameters, comparing energy demands with their possible use in furnaces. The process of manufacturing of briquettes was also subject to a case study involving such a process on laboratory scale. The economic evaluation of the use of agro-industrial residues considering the preparation, transportation and energy consumption in furnaces and one simulation, considering various scenarios for the use of agro-industrial residues, with reference to a ceramic Arapiraca were made. In addition, the case of utilization of eucalyptus wood for energy generation was assessed using economic and financial study, simulating the culture of this crop in a rural settlement. The various aspects investigated here showed that the agro-industrial residues from the processing of agricultural production in the State of Alagoas could be used in ceramic and can completely replace the fuel currently used in furnaces, for one ceramic located in the Arapiraca region, where these kind of residues are available. In the case of ceramics located in regions where the availability of agro-industrial residues is limited, an alternative of renewable fuel, would be the culture of energy forests with native or exotic species, such as the eucalyptus. / Nesse estudo foi avaliada a utilização de resíduos agroindustriais e florestais do Estado de Alagoas, para utilização em fornos cerâmicos para geração de energia. Inicialmente, foi realizado um levantamento dos diversos tipos de biomassa existentes no Brasil e em Alagoas, seguido de um levantamento das principais culturas agrícolas permanentes e temporárias que poderiam gerar resíduos agroindustriais. Após, foram efetuados estudos das formas de utilização dos resíduos agroindustriais assim como uma avaliação quantitativa e da energia que pode ser gerada, a partir dos resíduos agroindustriais provenientes das principais culturas agrícolas de Alagoas. Os principais resíduos agroindustriais dos municípios limítrofes as cinco principais cerâmicas de Alagoas foram caracterizados, do ponto de vista físico-químico, comparando-se demandas energéticas com a possível utilização desses em fornos ou fornalhas. O processo de fabricação de briquetes também foi alvo de um estudo de caso envolvendo tal processo em escala laboratorial. A avaliação econômica do aproveitamento dos resíduos agroindustriais considerando a preparação, o transporte e o consumo energético em fornalhas e fornos cerâmicos foi alvo de investigação e uma simulação, considerando vários cenários para o aproveitamento de resíduos agroindustriais, tomando como referência uma cerâmica em Arapiraca. Complementarmente, a hipótese de utilização da lenha de eucalipto para a geração de energia foi avaliada através de estudo econômico e financeiro, simulando o plantio dessa cultura em um assentamento rural. Os vários aspectos aqui investigados apontaram que os resíduos agroindustriais provenientes do beneficiamento da produção agrícola do Estado de Alagoas poderiam ser usados nos fornos cerâmicos sem processamento ou adensados e poderiam substituir totalmente os combustíveis atualmente utilizados nos fornos ou fornalhas, de cerâmicas localizadas na região de Arapiraca, privilegiada nesses tipos de resíduos, pela alta produção agrícola. No caso de cerâmicas, localizadas em regiões onde exista pouca disponibilidade de resíduos agroindustriais, uma alternativa em termos de combustível renovável, seria o plantio de florestas energéticas com espécies nativas ou exóticas como, por exemplo, o eucalipto.

Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Resumo: O aço é um dos materiais mais utilizados em todo o mundo, é possível ser 100% reciclado, obtendo novo aço sem perda de qualidade e quantas vezes for necessário. O setor siderúrgico é o maior consumidor de energia final destinado a indústria. Para produção do aço existem diversas alternativas possíveis. Neste trabalho é destacada a do forno elétrico a arco, a mais eficiente em termos de energia consumida e a única a qual pode-se utilizar como matéria-prima até 100% de material reciclado. Sendo o aço uma commodity, uma mercadoria básica facilmente intercambiável e utilizada como insumo para produção de outros produtos, tem seu preço regulado pelo mercado e trabalhos em eficiência energética são essenciais para a competitividade das empresas. O presente trabalho visa elaborar sugestões de métodos e tecnologias que possibilitem a redução do consumo específico de energia elétrica em kWh/t (quilowatt hora por tonelada de aço) para o processo de fusão do aço de um forno elétrico a arco, localizado na região do Vale do Paraíba. A metodologia empregada foi a pesquisa-ação, tendo um forno elétrico a arco real, disponível para estudos e captura de dados. As soluções encontradas estão desde técnicas operacionais de produção, até tecnologias em reaproveitamento de gases de exaustão, utilizados para o pré-aquecimento de sucata. Como resultado da pesquisa, obteve-se um conjunto de possibilidades tecnológicas com ganhos de até 143 kWh/t, o que representa cerca de 34% de redução no consumo es... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Steel is one of the most widely used materials worldwide, and it is possible to recycle 100% of it so as to generate new steels without quality loss and as many times as needed, however, the steel sector is the largest final energy consumer. There are several possible routes for steel production, but the Electric Arc Furnace has been selected for the present work due to being the most efficient in terms of energy consumption and it is the only one that can use up to 100% of recycled matter as raw material. As steel is a commodity, a basic goods easily interchangeable and used as input for the production of other products, its price is set by the market and energy efficiency studies are essential for the competitiveness of companies. The present work aims to elaborate suggestions of methods and technologies that allow the reduction of the specific electric energy consumption in kWh/t (kilowatt hour per ton of steel) by the steel melting process of an electric arc furnace located in the region of the Paraíba Valley. The methodology used was the action research, having an electric arc furnace, available for studies and data capture. The identified solutions range from operational production techniques to exhaust gas recovery technologies for scrap preheating. As a result, a set of technological possibilities with savings of up to 143 kWh/t have been obtained, which represents about 34% reduction in specific electric energy consumption by taking into account an average consumptio... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A finalidade deste trabalho é estudar a redução carbotérmica de minério hematítico com misturas e pelotas autorredutoras em um forno rotativo experimental. Trabalhou-se com duas temperaturas, a 1673 e 1773 K (1400 a 1500 °C), em fluxo de argônio de 1Nl/min, em um forno rotativo experimental aquecido por resistências, com uma rotação fixa de 5 rpm. Foram realizadas diversas experiências, alterando variáveis como a temperatura, composição e quantidade da escória, tipo de redutor, e tipo de conformação. Foi estudado o tempo de residência das pelotas e misturas autorredutoras dentro do forno e sua interrelação com a inclinação do mesmo. Mediu-se a resistência a compressão de diferentes composições de pelotas. Foi analisada a fração de redução atingida nas experiências com ajuda de um método indireto proposto neste trabalho, atingindo-se frações de redução acima de 98%. Especial atenção foi dada para os casos limites estudados, o primeiro com uma mistura autorredutora de 81% de minério hematítico de baixo teor, 19% de coque de petróleo,+10% cimento ARI, processada a 1773 K (1500 °C) com 33% de escória final, a qual, apesar da grande quantidade de escória, atingiu uma fração de redução de 98,7%; e o segundo, para uma mistura autorredutora de 43,5% de minério hematítico de baixo teor, 56,5% de pó de serragem, processada a 1773 K (1500 °C), a qual atingiu uma fração de redução de 99,2%, provando, com as ressalvas cabíveis, a factibilidade de reduzir diretamente com pó de serragem. Com base nas observações experimentais sugeriram-se modelos do processo de redução-fusão tanto das misturas como das pelotas autorredutoras no forno rotativo. Analisaram-se a composição da escória e a composição da fase metálica obtida. Para comparar o grau de coalescimento entre as amostras, foram levantadas as análises granulométricas de cada uma delas, comparando-se as porcentagens em massa dos nódulos de ferro-carbono com diâmetro superior a 7,93 mm. Atenção especial foi dada ao método de desagregação do produto; pela ausência de normas técnicas especificas para processos autorredutores, foi empregada uma adaptação do método de desagregação por tambor (ASTM E279-95), e validada por moagem manual. Estudou-se o efeito das variáveis: temperatura de processamento, temperatura liquidus da escória, da quantidade de escória de alta temperatura liquidus, da quantidade de voláteis do redutor, da quantidade do redutor, e da ausência de conformação. Entre os resultados destas experiências tem-se que a maior temperatura de processamento leva a maior grau de coalescimento. Na medida em que a escória do sistema não se liquefaz, o processo de coalescimento é prejudicado. Na medida em que a quantidade de escória com alta temperatura liquidus aumenta, o grau de coalescimento decresce. Ao se aumentar a quantidade do redutor acima do necessário para a correta redução, carburação e colaescimento, prejudica-se o processo de formação dos nódulos de ferro-carbono. Ao se comparar o grau de coalescimento obtido entre as misturas e as pelotas autorredutoras, temse que o desempenho das misturas autorredutoras é superior. Para aclarar o efeito da temperatura liquidus da escória no processo de carburação e coalescimento, foram realizadas experiências paralelas para estudar como a temperatura liquidus da escória e a ausência do FeO afetava o coalescimento. Ao estudar o transporte de carbono pelas escórias sem e com a presença de um óxido redutível, tem-se que o transporte do óxido de ferro na escória sem agitação é um fenômeno difusivo. / The purpose of this work is to study the carbothermal reduction of hematite ore as self-reducing mixtures or pellets in an experimental rotary kiln. Two different temperatures were employed, 1673 and 1773 K (1400-1500 ° C) in an experimental rotary kiln heated by resistors, with a fixed rotation of 5 rpm and under an argon flow of 1Nl/min. Several experiments were performed by changing variables such as temperature, composition and quantity of slag, type of carbonaceous material, and type of conformation. The residence time inside the furnace and its interrelation with the slope of the kiln containing self-reducing pellets or mixtures was studied. It was measured the compressive strength of pellets of different compositions. It has been analyzed the fractional reduction achieved in the experiments with the help of an indirect method proposed in this work, reaching fractional reduction above 98%. Special attention was given to some cases, the first one with a self-reducing mixture of 81% low grade ore, 19% petroleum coke, ARI +10%, processed to 1773 K (1500 ° C) with 33% final slag, which despite the large amount of slag reached a fractional reduction of 98.7%, and the second for a self-reducing mixture of 43.5% low-grade ore, 56.5% of sawdust processed to 1773 K (1500 ° C) which reached a fractional reduction of 99.2%, proving, with reasonable exceptions, the feasibility of reducing directly with sawdust. Based on experimental observations, process models of both the reduction-melting of self-reducing mixtures and pellets in the rotary kiln were proposed. The composition of slag and composition of the metallic phase obtained were analyzed. To compare the degree of coalescence between the samples, particle size analysis of each one was performed, comparing the percentages by weight of iron-carbon nuggets with a diameter greater than 7.93 mm. Regarding the method of disintegration of the product, due to the lack of technical standards for specific self-reducing processes, the drum method (ASTM E279-95) was adapted and validated by manual grinding. It was studied the effect of the following parameters: processing temperature, slag liquidus temperature, the amount of high liquidus temperature slag, amount of volatile matter of the reducing agent, the amount of reducing agent, and the absence of conformation. These experiments have shown that the higher the processing temperature, the greater the degree of coalescence, and also that as long as the slag does not melt, the coalescence process is impaired. As the amount of slag with high liquidus temperature increases, the degree of coalescence decreases. Increasing the amount of carbonaceous material above to that necessary to reduction and carburization undermines the process of formation of iron-carbon nuggets. When comparing the degree of coalescence obtained between the self-reducing mixtures and pellets, it has been shown that the performance of self-reducing mixtures is superior. To clarify the effect of the slag liquidus temperature in the carburization and coarsening process, experiments were conducted to study how the liquidus temperature of the slag and the absence of FeO affected the coarsening. By studying the transport of carbon in slags with and without the presence of a reducible oxide, it has been shown that the transport of iron oxide in the slag without agitation is a diffusive phenomenon.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:17:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AureaPMS_DISSERT.pdf: 2426110 bytes, checksum: 8679cb89ec2b1a9d200750245aa86d51 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present study aimed to characterize the thermal profile of wood fired oven used by the red ceramic industry in Parelhas, in the Serid? region/RN, aiming to propose structural interventions that can contribute to increasing productivity and product quality, optimize wood consumption and mitigate existing losses during the burning process. The study was conducted at Cer?mica Esperan?a in the city of Parelhas -RN, Brazil, during the period from August 2012 to September 2013. Four treatments were performed with three replicates, ie, with, a total of 12 experimental units (burnings). In the first stage 4 treatments were performed with three replicates, totaling 12 experimental units (firings). In the second stage 2 treatments were performed with three replications, totaling 6 experimental units (firings). The physical characteristics of the wood were analyzed using standard NBR 11941 and NBR 7190 for basic density and moisture, respectively. The clay was used as a reference parameter for distinguishing treatments. For both the analysis and characterization was carried out using techniques of fluorescence X (XRF) rays, X-ray diffraction (XRD) analysis, particle size analysis (FA). In the first and second stages were monitored: the time during the firing process, the amount of wood used at each firing, the number of parts enfornadas for subsequent determination of the percentages of losses, but also product quality. To characterize the thermal profile of the oven, we measured the temperature at 15 points scored in the surface charge put into the oven. Measurements were taken every 30 minutes from preheat until the end of burning, using a pyrometer laser sight sighting from preheating until the end of burning. In the second step 12 metal cylinders distributed on the oven walls, and the cylinder end walls 8 of the furnace 2 and rollers on each side walls are installed equidistant to 17 cm from the soil and the surface 30 of the wall are installed. The cylinders distributed on the front were placed 50 cm above the furnace, and the base of the oven 20 cm distant from the ground. 10 also thermocouples were installed, and five thermocouples distributed 1.77 cm above the combustion chambers, and one thermocouple on each side, and three thermocouples in front of the oven. We carried out the measurements of the temperatures every 1 hour during the burning two hours in cooling the cylinders with a pyrometer and thermocouples for dattaloger. These were fixed with depth of 30 cm from the wall. After statistical analysis it was found that: the thermal profile of the furnace surface and at different heights was heterogeneous; and the ranges of density and moisture content of wood are within recommended for use as an energy source standards. We conclude that even at low temperatures reached during firing there was a significant production of good quality products, this is due to high concentrations of iron oxide and potassium oxide found in clay, which lowers the melting point of the piece. The average burn time for each step varied 650-2100 minutes wood consumption was on average 20 m3, product quality was on average 16% of first quality, 70% second, third and 5% to 10% loss . The distance between the wire and the surface of the oven was a significant parameter for all treatments, but with different variations, meaning that the wire should not be so generic and unique form, used as a criterion for completion of the burn process. The central part of the furnace was the area that reached higher temperature, and in a unified manner, with the highest concentration of top quality products. The ideal temperature curve, which provided the highest quality of ceramic products was achieved in the central part of the furnace / O presente trabalho teve como objetivo geral caracterizar o perfil t?rmico de fornos tipo caipira utilizados pelo setor de cer?mica vermelha em Parelhas, na regi?o do Serid?/RN, visando propor interven??es que possam colaborar para aumentar a produtividade, a qualidade dos produtos, otimizar o consumo de madeira e mitigar as perdas existentes durante o processo de queima. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas, entre agosto de 2012 e setembro de 2013, na Cer?mica Esperan?a localizada na cidade de Parelhas-RN, Brasil. Na primeira etapa foram realizados 4 tratamentos, com tr?s repeti??es, totalizando 12 unidades experimentais (queimas). Na segunda etapa foram realizados 2 tratamentos, com tr?s repeti??es, totalizando 6 unidades experimentais (queimas). Foram analisadas as caracter?sticas f?sicas da madeira utilizando-se norma NBR 11941 E NBR 7190 para densidade b?sica e umidade, respectivamente. O lote de argila foi o par?metro utilizado como refer?ncia para distinguir os tratamentos nas duas etapas. Para tanto a an?lise e caracteriza??o foi realizada a partir de t?cnicas de fluoresc?ncia por raios X (FRX), difra??o por raios X (DRX), an?lise granulom?trica (AG). Na primeira e segunda etapas foram monitorados: o tempo de queima durante todo o processo, a quantidade de madeira utilizada em cada queima, o n?mero de pe?as enfornadas para posterior determina??o das porcentagens de perdas, como tamb?m qualidade dos produtos. Para caracteriza??o do perfil t?rmico dos fornos na primeira etapa foram aferidas temperaturas em 15 pontos marcados na superf?cie da carga enfornada. Para avaliar a correla??o existente entre a dist?ncia da superf?cie da carga enfornada e o fio utilizado como par?metro de controle do processo, foram realizadas medi??es utilizando-se trena e, paralelamente, realizou-se as aferi??es das temperaturas a cada 30 minutos com pir?metro de mira laser a partir do pr?-aquecimento, at? o final da queima. Na segunda etapa foram instalados 12 cilindros met?licos distribu?dos nas paredes do forno, sendo 8 cilindros nas paredes frontais do forno e 2 cilindros em cada paredes laterais, foram instalados equidistantes, com 17 cm de dist?ncia do solo e 30 da parede da superf?cie. Os cilindros distribu?dos na parte frontal foram colocados a 50 cm da superf?cie do forno, e na base do forno distantes 20 cm do solo. Foram instalados tamb?m 10 termopares, sendo 5 termopares distribu?dos 1,77cm acima das c?maras de combust?o, e 1 termopar em cada lateral, e 3 termopares na parte frontal do forno. Realizou-se as aferi??es das temperaturas a cada 1 hora no per?odo de queima 2 horas no resfriamento com um pir?metro nos cilindros e um dattaloger para os termopares. Esses foram fixados com profundidade de 30 cm da parede. Ap?s an?lise estat?stica verificou-se que: o perfil t?rmico dos fornos na superf?cie e nas diferentes alturas foi heterog?neo; e as faixas de densidade e umidade da madeira est?o dentro dos padr?es recomendados para utiliza??o como fonte de energia. Conclui-se que mesmo com baixas temperaturas alcan?adas durante a queima houve uma produ??o significativa de produtos de boa qualidade, isso se deve a grande concentra??o de oxido de ferro e oxido de pot?ssio encontradas na argila, que baixa o ponto de fus?o das pe?as. O tempo m?dio de queima em cada etapa variou de 650 a 2100 minutos, consumo de madeira foi em m?dia 20 m3, qualidade dos produtos foi em m?dia 16 % de primeira qualidade,70% de segunda, 5 % de terceira e 10 % de perdas. A dist?ncia entre o fio e a superf?cie do forno foi um par?metro significativo para todos os tratamentos, mas com oscila??es diferenciadas, significando que o fio n?o deve ser o modo de forma gen?rico e exclusivo, utilizado como crit?rio para finaliza??o do processo de queimas. A parte central do forno foi ? ?rea que atingiu maior temperatura, e de maneira mais homog?nea, com maior concentra??o de produtos de primeira qualidade. A curva de temperatura ideal, que proporcionou a melhor qualidade dos produtos cer?micos foi atingida na parte central do forno

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WaldecioSAN.pdf: 2259202 bytes, checksum: 5cc6fb8a72468793d81d509b30ee2013 (MD5) Previous issue date: 2007-03-02 / The present work deals with an evaluation of the environmental impacts arised from a typical ceramics industry located in the Serid? region of Rio Grande do Norte State. That region contains the largest State s producing basin of red ceramics. The district of Parelhas stands out as the largest producing nucleus. The studied company is located in the rural zone of Parelhas, it was selected as study object because it possesses a great part of the representative characteristics of the Region s ceramics park as a whole. Impacts produced at the implantation and operation phases of the Company had been evaluated, being this last phase subdivided in stages of the productive process. Among found adverse impacts, they are distinguished: losses in air quality, undesirable noises, microclimatic alterations, impoverishment of the ground, elimination of the vegetal covering, agricultural exodus, crisis in cattle agriculture and, superficial and underground water contamination, beyond risks ocupational diseases and industrial accidents. The Leopold s interactive matrix, that summarizes results of the work, was presented in form of 15 (fifteen) tables that display impacts classified in qualitative and quantitative way. Totally, 175 (one hundred and seventy-five) significant impacts produced by this Company had been identified, being 114 (one hundred and fourteen) negative, 38 (thirty-eight) positive and 23 (twenty-three) among mixed, indefinite and inert ones. In the work, before the evaluation of impacts properly said, it was constructed a diagnostic table of the ambient situation at a previous moment to implantation of the Company, elaborated on basis of inferences and historical researches. It was proposed still, mitigative steps for adverse impacts identified, as also elaborated a program to accompaniment and observing that the fulfilment of indicated mitigative steps guarantees. The final part of the work contemplates conclusions and suggestions that aim to influence positively the presented sight in terms of environmental management / O presente trabalho trata de uma avalia??o de impactos ambientais gerados por uma ind?stria cer?mica t?pica da regi?o do Serid? do Rio Grande do Norte. Essa regi?o abriga a maior bacia produtora de cer?mica vermelha do Estado, destacando-se o munic?pio de Parelhas como maior n?cleo produtor. A empresa estudada localiza-se na zona rural do munic?pio de Parelhas, foi escolhida como objeto de estudo por reunir boa parte das caracter?sticas representativas do parque cer?mico da Regi?o como um todo. Foram avaliados os impactos produzidos nas fases de implanta??o e opera??o da Empresa, sendo esta ?ltima fase subdividida em etapas do processo produtivo. Entre os impactos adversos encontrados, destacam-se: perdas na qualidade do ar, ru?dos indesej?veis, altera??es no microclima, empobrecimento do solo, elimina??o da cobertura vegetal, ?xodo rural, crise na agricultura e pecu?ria, contamina??o de ?guas superficiais e subterr?neas, al?m de riscos de doen?as profissionais e acidentes de trabalho. A matriz interativa de Leopold, que resume os resultados do trabalho, foi apresentada na forma de 15 (quinze) tabelas que exp?em os impactos classificados de modo qualitativo e quantitativo. No total, foram identificados 175 (cento e setenta e cinco) impactos significativos produzidos por essa Empresa, sendo 114 (cento e quatorze) negativos, 38 (trinta e oito) positivos e outros 23 (vinte e tr?s) entre mistos, indefinidos e neutros. No trabalho, antes da avalia??o de impactos propriamente dita, foi constru?da uma tabela de diagn?stico da situa??o ambiental num momento anterior ? implanta??o da Empresa, elaborada com base em infer?ncias e pesquisas hist?ricas. Foram propostas ainda, medidas mitigadoras para impactos adversos identificados, como tamb?m elaborado um programa de acompanhamento e monitoramento que garanta o cumprimento das medidas mitigadoras indicadas. A parte final do trabalho contempla as conclus?es e sugest?es que visem influenciar positivamente o quadro apresentado em termos de gest?o ambiental

A finalidade deste trabalho é estudar a redução carbotérmica de minério hematítico com misturas e pelotas autorredutoras em um forno rotativo experimental. Trabalhou-se com duas temperaturas, a 1673 e 1773 K (1400 a 1500 °C), em fluxo de argônio de 1Nl/min, em um forno rotativo experimental aquecido por resistências, com uma rotação fixa de 5 rpm. Foram realizadas diversas experiências, alterando variáveis como a temperatura, composição e quantidade da escória, tipo de redutor, e tipo de conformação. Foi estudado o tempo de residência das pelotas e misturas autorredutoras dentro do forno e sua interrelação com a inclinação do mesmo. Mediu-se a resistência a compressão de diferentes composições de pelotas. Foi analisada a fração de redução atingida nas experiências com ajuda de um método indireto proposto neste trabalho, atingindo-se frações de redução acima de 98%. Especial atenção foi dada para os casos limites estudados, o primeiro com uma mistura autorredutora de 81% de minério hematítico de baixo teor, 19% de coque de petróleo,+10% cimento ARI, processada a 1773 K (1500 °C) com 33% de escória final, a qual, apesar da grande quantidade de escória, atingiu uma fração de redução de 98,7%; e o segundo, para uma mistura autorredutora de 43,5% de minério hematítico de baixo teor, 56,5% de pó de serragem, processada a 1773 K (1500 °C), a qual atingiu uma fração de redução de 99,2%, provando, com as ressalvas cabíveis, a factibilidade de reduzir diretamente com pó de serragem. Com base nas observações experimentais sugeriram-se modelos do processo de redução-fusão tanto das misturas como das pelotas autorredutoras no forno rotativo. Analisaram-se a composição da escória e a composição da fase metálica obtida. Para comparar o grau de coalescimento entre as amostras, foram levantadas as análises granulométricas de cada uma delas, comparando-se as porcentagens em massa dos nódulos de ferro-carbono com diâmetro superior a 7,93 mm. Atenção especial foi dada ao método de desagregação do produto; pela ausência de normas técnicas especificas para processos autorredutores, foi empregada uma adaptação do método de desagregação por tambor (ASTM E279-95), e validada por moagem manual. Estudou-se o efeito das variáveis: temperatura de processamento, temperatura liquidus da escória, da quantidade de escória de alta temperatura liquidus, da quantidade de voláteis do redutor, da quantidade do redutor, e da ausência de conformação. Entre os resultados destas experiências tem-se que a maior temperatura de processamento leva a maior grau de coalescimento. Na medida em que a escória do sistema não se liquefaz, o processo de coalescimento é prejudicado. Na medida em que a quantidade de escória com alta temperatura liquidus aumenta, o grau de coalescimento decresce. Ao se aumentar a quantidade do redutor acima do necessário para a correta redução, carburação e colaescimento, prejudica-se o processo de formação dos nódulos de ferro-carbono. Ao se comparar o grau de coalescimento obtido entre as misturas e as pelotas autorredutoras, temse que o desempenho das misturas autorredutoras é superior. Para aclarar o efeito da temperatura liquidus da escória no processo de carburação e coalescimento, foram realizadas experiências paralelas para estudar como a temperatura liquidus da escória e a ausência do FeO afetava o coalescimento. Ao estudar o transporte de carbono pelas escórias sem e com a presença de um óxido redutível, tem-se que o transporte do óxido de ferro na escória sem agitação é um fenômeno difusivo. / The purpose of this work is to study the carbothermal reduction of hematite ore as self-reducing mixtures or pellets in an experimental rotary kiln. Two different temperatures were employed, 1673 and 1773 K (1400-1500 ° C) in an experimental rotary kiln heated by resistors, with a fixed rotation of 5 rpm and under an argon flow of 1Nl/min. Several experiments were performed by changing variables such as temperature, composition and quantity of slag, type of carbonaceous material, and type of conformation. The residence time inside the furnace and its interrelation with the slope of the kiln containing self-reducing pellets or mixtures was studied. It was measured the compressive strength of pellets of different compositions. It has been analyzed the fractional reduction achieved in the experiments with the help of an indirect method proposed in this work, reaching fractional reduction above 98%. Special attention was given to some cases, the first one with a self-reducing mixture of 81% low grade ore, 19% petroleum coke, ARI +10%, processed to 1773 K (1500 ° C) with 33% final slag, which despite the large amount of slag reached a fractional reduction of 98.7%, and the second for a self-reducing mixture of 43.5% low-grade ore, 56.5% of sawdust processed to 1773 K (1500 ° C) which reached a fractional reduction of 99.2%, proving, with reasonable exceptions, the feasibility of reducing directly with sawdust. Based on experimental observations, process models of both the reduction-melting of self-reducing mixtures and pellets in the rotary kiln were proposed. The composition of slag and composition of the metallic phase obtained were analyzed. To compare the degree of coalescence between the samples, particle size analysis of each one was performed, comparing the percentages by weight of iron-carbon nuggets with a diameter greater than 7.93 mm. Regarding the method of disintegration of the product, due to the lack of technical standards for specific self-reducing processes, the drum method (ASTM E279-95) was adapted and validated by manual grinding. It was studied the effect of the following parameters: processing temperature, slag liquidus temperature, the amount of high liquidus temperature slag, amount of volatile matter of the reducing agent, the amount of reducing agent, and the absence of conformation. These experiments have shown that the higher the processing temperature, the greater the degree of coalescence, and also that as long as the slag does not melt, the coalescence process is impaired. As the amount of slag with high liquidus temperature increases, the degree of coalescence decreases. Increasing the amount of carbonaceous material above to that necessary to reduction and carburization undermines the process of formation of iron-carbon nuggets. When comparing the degree of coalescence obtained between the self-reducing mixtures and pellets, it has been shown that the performance of self-reducing mixtures is superior. To clarify the effect of the slag liquidus temperature in the carburization and coarsening process, experiments were conducted to study how the liquidus temperature of the slag and the absence of FeO affected the coarsening. By studying the transport of carbon in slags with and without the presence of a reducible oxide, it has been shown that the transport of iron oxide in the slag without agitation is a diffusive phenomenon.