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Siderurgia   Semana 4

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Siderurgia 
Operação do alto-forno
1) Prezados alunos, este recurso é do tipo Lição. Funciona assim: você deve estudar o conteúdo da página e selecionar depois o botão continuar. Aí vêm perguntas para serem respondidas. Então não dá para responder sem estudar antes. E a pontuação tem peso 2. Você só consegue avançar se acertar a pergunta. Então é possível várias tentativas, mas os pontos são perdidos à medida que você utiliza mais de uma tentativa. Então fiquem espertos, estudem e mãos a obra.
OPERAÇÃO DO ALTO-FORNO
Especificamente no alto-forno, instrumentos modernos para observação e controle, controle operacional de equipamentos e supervisão da operação por computadores são utilizados. Entretanto, vários fenômenos que ocorrem no interior do alto-forno ainda não são perfeitamente explicados. Por isso, a operação do alto-forno depende, em muitos pontos, da experiência dos operadores. Aí reside a principal dificuldade de se operar um alto-forno. A operação se apoia, na realidade, em vários dados como:
·	Propriedades e composição do gusa e escória;
·	Temperatura e composição do gás do topo;
·	Pressão de sopro;
·	Condição de descida da carga;
·	Temperaturas nas paredes do forno;
·	Observação da frente da ventaneira.
Esses dados são usados para avaliação, num esforço para se obter uma operação estável. A estabilidade é um aspecto fundamental na operação do alto-forno. 
A carga é uma unidade básica do carregamento do alto-forno. É composta de um carregamento de coque e outro de sínter, minérios, pelotas e fundentes. O carregamento de coque de uma carga é denominado base de coque. Sendo um fator básico do carregamento, a base de coque afeta grandemente a distribuição da carga e o escoamento gasoso e seu ajuste apropriado é muito importante. Esse ajuste é determinado empiricamente, considerando as informações históricas. Da base de coque dependem diretamente as dimensões dos espaços permeáveis, por onde passa o gás, na zona de coesão, tendo portanto, influência direta na permeabilidade da carga. A zona de amolecimento e fusão ou zona de coesão é uma zona de bloqueio à passagem de gases.
1) A permeabilidade da carga é a capacidade dos gases passarem através das partículas da carga. 
( ) Falso
(X) Verdadeiro
Retorno: Uma carga permeável permite uma boa passagem dos gases.
2) O coque, minérios e fundentes são carregados misturados entre si no alto-forno.
(X) Falso
( ) Verdadeiro
Retorno: O coque deve ser carregado separado dos minérios e fundentes
3) A zona de amolecimento e fusão é uma zona onde há bloqueio da passagem dos gases. Escolha a afirmativa falsa:
(F) Nesta zona, os gases atravessam preferencialmente a camada de minérios e fundentes.
(V) Os gases atravessam a camada de coque pois ele não funde e sempre permanece sólido no alto-forno.
(V) Os minérios e fundentes se fundem no alto-forno e bloqueiam a passagem dos gases na zona de amolecimento e fusão.
(V) Nesta zona, os gases atravessam preferencialmente a camada de coque porque ele não funde.
Retorno: Esta é a falsa. Com a fusão, os espaços entre os minérios e fundentes são fechados com o material pastoso e não permitem a passagem dos gases diminuindo a permeabilidade. O coque não funde no alto-forno e é por onde passarão os gases nesta região, pois foi carregado em camadas separadas dos minérios e fundentes.
INFLUÊNCIA DA ESCÓRIA
A composição da escória também deve ser controlada de modo que ela seja suficientemente fluida para se separar facilmente do gusa e possua condições adequadas de promover a dessulfuração. Quanto maior a basicidade (CaO/SiO2), maior a capacidade de dessulfuração da escória. Porém, seu ponto de fusão torna-se alto, piorando a fluidez. Normalmente, a basicidade é de 1,15 a 1,25 para alto-fornos a coque e 0,70 a 0,90 para alto-fornos a carvão vegetal, pois o carvão vegetal não possui enxofre e sua escória pode ser ácida. Para se ter uma escória básica é necessária uma maior adição de fundentes.
1) A basicidade da escória (CaO/SiO2) é determinada pelo redutor utilizado no alto-forno. A escória do alto-forno a coque é básica ou ácida. Marque a resposta correta.
( ) É ácida, para remover enxofre
(X) É básica, para remover enxofre
Retorno: Correto. O coque possui enxofre e a remoção de enxofre é feita pelo óxido CaO e para se ter uma escória básica é necessária uma maior adição de fundentes. Já o carvão vegetal não possui enxofre e sua escória pode ser ácida.
2) Marque a alternativa correta sobre as propriedades da escória.
(X) A escória além de estar líquida deve estar fluida no alto-forno.
() A escória além de estar líquida deve estar viscosa no alto-forno.
Retorno: Correto. Não adianta ter uma escória líquida e viscosa. A viscosidade alta prejudica a remoção da escória de dentro do alto-forno.
ANORMALIDADES OPERACIONAIS
Para se obter uma boa produtividade, com um mínimo de consumo de combustível e com qualidade é fundamental uma boa estabilidade da marcha do alto-forno. Para se obter esta estabilidade são necessárias boas condições de permeabilidade, controle do nível térmico e do esgotamento do cadinho. 
Se por um ou vários motivos não é possível manter estas condições, podem ocorrer algumas anormalidades operacionais que serão descritas a seguir:
Engaiolamento e arriamento: são características do engaiolamento a parada de descida de carga e o aumento abrupto da pressão de sopro, ocasionando uma diminuição da relação CO/CO2 do gás do topo e uma elevação lenta da temperatura do topo come tendência de equalização dessa temperatura ao longo da superfície da carga. Quando a carga está engaiolada pode acontecer o arriamento da mesma, provocando a descida de materiais não reduzidos à frente das ventaneiras. A carga desce repentinamente, 1 e 2 metros em pequenos arriamentos e até 10 metros nos maiores, provocando flutuações na pressão do topo ou diminuição repentina e momentânea da pressão de sopro. As principais causas do engaiolamento são o uso de carga com alto teor de finos, método de carregamento provocando segregação granulométrica e formação de cascões na parede do alto-forno.
Desnivelamento da carga: quando o escoamento gasoso e as espessuras das camadas da carga na direção circunferencial do forno tornam-se desbalanceadas, a descida da carga no forno é afetada de tal maneira que uma diferença no nível da superfície ocorre, afetando a estabilidade da operação. Este desnivelamento da carga é sempre acompanhado de diferenças de temperatura na direção circunferencial da parede do forno, diferenças de temperatura e composição do gusa entre furos de gusa e descida de material não reduzido em determinadas ventaneiras. O desnivelamento ocorre devido a problemas na distribuição da carga na direção circunferencial, na distribuição do sopro por ventaneiras e na existência de cascões ou desgaste irregular do alto-forno.
Chaminé: a chaminé é um fenômeno pelo qual ocorre a passagem preferencial dos gases por uma pequena porção da seção transversal do alto-forno, provocando o arraste de material líquido e calor para o topo do forno e a descida de material sólido e frio para o cadinho. Ela ocorre quando há formação de uma grande pressão de sopro levando o fluxo gasoso a romper as camadas de carga numa região de melhor permeabilidade e se concentrar nessa região. A chaminé se caracteriza por decréscimo na pressão de sopro, aumento da temperatura do gás do topo e aumento da relação CO/CO2 no gás de topo. Novamente os cascões das paredes do alto-forno e problemas na distribuição da carga são a causa deste efeito danoso, que eleva o consumo do redutor.
Formação de cascão: quando ocorre a incrustação de materiais nas paredes do alto-forno, esta é denominada genericamente de cascão. Se esta incrustação se desenvolver e atingir tamanho considerável, o alto-forno tem o seu perfil refratário alterado, podendo causar descida irregular da carga e abaixamento da temperatura do forno. A causa mais comum da formação de cascão é a condensação de vapores de zinco e álcalis em regiões de baixa temperatura

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