ÍNDICE 4.3 ADIANTE.
4.2 - Cálculo de temperatura de chama
O cálculo da temperatura de chama é feito por um balanço de massa sucedido de um balanço térmico de todas as reações que ocorrem na zona de combustão, levando-se em conta a injeção de material orgânico pulverizado: participam da queima o carbono e os materiais voláteis. Para tais cálculos foram feitas as seguintes considerações:
- Parte do carbono carregado pelo topo que chega a esta região não reage, indo compor a reserva flutuante de carbono – homem morto;
- Considera-se que 100% do carbono dos materiais pulverizados é queimado na zona de combustão: Índice de Combustibilidade (IC) = 1;
- Os produtos gasosos ao final da evolução da combustão são N2, H2 e CO; - As cinzas dos combustíveis não participam do processo;
68
Balanço de Massa
Calculo do número de mols de água contido no ar úmido:
NVAR=VAU*UAS/18; Calculo do volume de ar seco:
VS=VAU*(1-((UAS*22.4)/(18*1000)));
Calculo do numero de mols de oxigênio e nitrogênio no ar: NO2A=VS*1000*(21+PEO)/(22.4*100);
NN2A=VS*1000*(79-PEO)/(22.4*100); Calculo da massa de finos injetada – base seca: MFS=MFU*(100-TUCV)/100;
Calculo do numero de mols de carbono dos finos que participa da combustão: NCF=MFS*1000*CFCV*IC/(12.01*100);
Calculo do numero de mols de CO, CO2,H2 e CH4 proveniente dos voláteis: NCO2F=MFS*1000*TVCV*DCTV/(44.01*100*100);
NCOF=MFS*1000*TVCV*MCTV/(28.01*100*100); NH2F=MFS*1000*TVCV*HTV/(2*100*100); NCH4F=MFS*1000*TVCV*MTV/(16.01*100*100);
Calculo do numero de mols de água proveniente da umidade dos finos: NH2OF=MFU*TUCV*1000/(100*18);
Calculo do numero total de mols de oxigênio que reage na zona de combustão: NORZC=NO2A + NVAR/2 + NCO2F + NH2OF/2;
Calculo do numero de mols total de carbono consumido na reação com o oxigênio: NCRZC=2*NORZC;
Calculo do numero de mols de carbono proveniente do topo NCT = NCRZC - NCF - NCO2F - NCH4F;
Calculo no numero de mols de CO, H2 e N2 que sai da zona de combustão: NMSZC=NCRZC + NCOF;
NHSZC=NVAR + NH2F + 2*NCH4F + NH2OF; NNSZC=NN2A;
Balanço Térmico
Calculo do calor de resfriamento do ar da Temperatura de sopro a 298K:
QZC1=(NN2A*8.2773 + NO2A*8.2942 + NVAR*9.9882)*TK - (NN2A*3107 + NO2A*2828 + NVAR*3660);
Calculo do resfriamento do carbono: QZC3=26420*NCRZC;
QZC5=(NVAR + NH2OF)*57800 + NCH4F*17890 + NCO2F*94054; Cálculo do calor de evaporação da umidade dos finos:
QZC6=NH2OF*9820;
Cálculo da Temperatura de chama
TC=(QZC5 + QZC6 - QZC1 - QZC3 - (NNSZC*3107 + NMSZC*3774 + NHSZC*3539) + 2983*NCT ) / ((4.009*NCT) - (NNSZC*8.2773 + NMSZC*8.6758 + NHSZC*8.1173));
69 4.3 - Cálculo do Consumo de Carvão e da Taxa de Substituição
Com base no balanço de Oxigênio da Zona de Elaboração é calculada a quantidade de carbono que deve ser carregada pelo topo de acordo com a taxa de injeção de finos utilizada, bem como a taxa de substituição.
O balanço de oxigênio quantifica todo o oxigênio que entra na zona de preparação (tanto proveniente da Zona de Preparação quanto proveniente das ventaneiras) e, segundo as considerações termoquímicas da zona de reserva térmica, faz o balanço mássico de todas as reações que ali ocorrem, apurando a quantidade de carbono gaseificado. Levando-se em conta todas as entradas e saídas de carbono da zona de Elaboração, o algoritmo calcula o quanto de carbono e necessário carregar no topo para que, juntamente com o carbono mais os voláteis pulverizados pelas ventaneiras, todo oxigênio que entra no reator reaja. Sabendo-se do carbono fixo do carvão vegetal carregado pelo topo, calcula-se a quantidade de carvão que deve ser carregada pelo topo.
Para o cálculo da taxa de substituição, o algoritmo calcula automaticamente antes de toda simulação o consumo de carvão vegetal pelo topo para uma taxa de injeção de material pulverizado = 0. Em seguida, com a taxa de injeção simulada, é apurado o consumo de carvão pelo topo atual. Finalmente, o programa apura a quantidade de carvão economizado pelo topo e calcula a taxa de substituição. Para esses cálculos foram feitas as seguintes considerações: - Temperatura da zona de reserva térmica = 800°C – valor médio para altos fornos a carvão vegetal;
- Fator ω = 0,1023; valor médio para altos fornos a carvão vegetal;
- Relação CO2/CO (RGAS) em equilíbrio com o Fe-FeO entre as zonas de preparação e elaboração = 0,645 (calculado para a temperatura considerada);
- Relação H2O/H2 (RGAS1) em equilíbrio com o Fe-FeO entre as zonas de preparação e
elaboração = 0,667 (calculado para a temperatura considerada); - A base de calculo é para a produção de uma tonelada de gusa.
70 Cálculo das entradas de oxigênio:
C=FG1*179.05*OFEW+MnG1*181.82+51*714.29+PPG*806.5+2*CaD*1000*(CaOCD/100 )/56- PGT*100*(CaOPGT/100)/56; D=FG1*179.05; C=C+D*W; XK=18.75+0.89*PEO+(1/18)*UAS; XK9=2*(MFU*((100-TUCV)/100)*(1000/44.01)*(TVCV/100)*DCTV/100)+ (MFU*((100-TUCV)/100)*(1000/28.01)*TVCV/100)+MFU*(1000/18)*(TUCV/100); C2=XK*VAS+XK9; XK1=((COVE/28.01)/(CFC/100)) *(1000/28.01 ) + 2*((CO2VE/44.01)/(CFC/100)) *(1000/44.01); XK2=(COVE/100*(CG*10 + PGT* CP/100)/(CFC/100))*(1000/28.01)+ 2*CO2VE/100*( CG*10 + PGT* CP/100)/(CFC/100)*1000/44.01;
Cálculo das saídas de oxigênio:
XK3=(COVE/100)/(CFC/100)*1000/28.01; XK4=(COVE/100)*((CG*10+(CP/100)*PGT))/(CFC/100)*1000/28.01; XK5=(CO2VE/100)/(CFC/100)*1000/44.01; XK6=(CO2VE/100)*((CG*10+(CP/100)*PGT))/(CFC/100)*1000/44.01; XK7= (H2VZE/100)/(CFC/100)*1000/2; XK8=(H2VZE/100)*((CG*10+(CP/100)*PGT))/(CFC/100)*1000/2; XK10=XK1*MFU*(TCCV/100)*(100-TUCV)/100; XKf=(1000/28.01)*(MCTV/100)*(TVCV/100)*((100- TUCV)/100)*(1+2*RGAS)/(1+RGAS)+(1000/44.01)*(DCTV/100)*(TVCV/100)*((100- TUCV)/100)*(1+2*RGAS)/(1+RGAS)+(1000/16.01)*(MCV/100)*((TVCV)/100)*((100- TUCV )/100)*(1+2*RGAS)/(1+RGAS)+(1000/12.01)*(CFCV/100)*((100-TUCV )/100)*(1+2*RGAS)/(1+RGAS)+(1000/2)*(HTV/100)*(TVCV/100) *((100-TUCV )/100)*(RGAS1)/(1+RGAS1)+2*(1000/2)*(MTV/100)*(TVCV/100) *((100-TUCV )/100)*(RGAS1)/(1+RGAS1)+(1000/18)*(TUCV/100)*(RGAS1)/(1+RGAS1); XK11=XKf*MFU; CBO=(1+2*RGAS)/(1+RGAS)*(CaE+XK4+XK6)+ RGAS*XK8/(1*RGAS1); G1=(1+2*RGAS)/(1+RGAS)*(1000/12+XK3+XK5)+RGAS*XK7/(1+RGAS1); XK12=G1*MFU*((100-TUCV)/100)*(TCCV/100); O=(RGAS1/(RGAS+1))*UAS/18; CVA=(CBO+XK11-C-XK2-XK9+XK10-XK12)/(XK-O); XJ=(G1-XK1)/(XK-O); L=D/(XK-O);
Cálculo do carbono gaseificado CG2=(VAS-CVA+L*W)/XJ; Cálculo do crvão carregado pelo topo
CCPT = CG2 + PCG + PCP - IC*(CFCV * (MFU - 0.01*TUCV*MFU)) - CCT; Cálculo da taxa de substituição:
71
4.4 - Cálculo do volume e composição dos gases de topo
Com base nos resultados das reações ocorridas na zona de elaboração e a composição da carga mineral e do carvão vegetal carregado pelo topo é feito o balanço mássico das reações que ocorrem na Zona de Preparação. Como resultado apura-se o volume dos gases liberados no topo e sua composição, que é de extrema importância no acompanhamento do comportamento do forno. Para tais cálculos são feitas as seguintes considerações:
- Toda carga metálica é desvolatilizada na zona de Preparação; - A base de calculo é para a produção de uma tonelada de gusa.
Calculo das constantes para a equação do número de moles de Nitrogênio do ar. I1= (CVA * 0.79 *1000)/22.4;
I2 = (XJ * 0.79 *1000)/22.4; I3 = - (L * 0.79 *1000)/22.4; I4 = UAS * CVA/18;
Calculo das constantes para a equação do número de moles de CO que sai da zona de elaboração
CCOE1 = (CaE + XK4 + XK6)/(1 + RGAS); CCOE2 = ((1000/12) + XK3 + XK5)/ (1 + RGAS);
Calculo das constantes para a equação do número de moles de CO2 que sai da zona de elaboração
CCO2E1 = (CaE + XK4 + XK6) * RGAS/ (1 + RGAS); CCO2E2 = (1000/12 + XK3 + XK5) * RGAS/ (1 + RGAS);
Calculo das constantes para a equação do número de moles de H2O que sai da zona de elaboração
CAE1 = (RGAS1/(1 + RGAS1)) * XK8 + (UAS * CVA)/18 * (RGAS1/(1 + RGAS1)); CAE2 = (RGAS1/(1 + RGAS1)) * XK7 *((UAS * XJ)/18) * (RGAS1/ (1 + RGAS1)); CAE3 = - ((UAS * L)/18 ) * (RGAS1/ (1 + RGAS1));
Calculo das constantes para a equação do número de moles de H2 que sai da zona de elaboração
R1= CAE1/RGAS1; R2 = CAE2/RGAS1; R3 = CAE3/RGAS1;
Calculo do volume de gases provenientes da zona de elaboração
VGZE=(CCOE1+CCO2E1+CAE1+R1+I1+(CCOE2+CCO2E2+CAE2+R2+I2)*CG2+(CAE3 +R3+I3)*W) *22.4*0.001;
Calculo do volume de CO dos voláteis
VCOV=(PCVS*(MCC/100)*(COMV/100)*1000/28)*22.4*0.001; Calculo do volume de CO2 dos voláteis
VCO2V=(PCVS*(MCC/100)*(CO2MV/100)*1000/44)*22.4*0.001; Calculo do volume de H2 dos voláteis
VH2V=(PCVS*(MCC/100)*(H2MV/100)*1000/2)*22.4*0.001; Calculo do volume de CH4 dos voláteis
72 Calculo do volume total dos voláteis
VGV=VCOV+VCO2V+VH2V+VCH4; Calculo do volume dos voláteis que saem no topo VGVT=VGV-(VCOZE+VCO2VE+VH2ZE); Calculo do número de moles de H20 da carga.
H2OC= ((MFST/(1-UMF/100)-MFST)+ (Mn/(1-UMMn/100)- Mn)+ (PCVS/(1-PUCq /100)- PCVS)+(Q1/(1- UMN/100)-Q1)+(PSB/(1-UB/100)- PSB))*1000/18;
Calculo do volume de H2O da carga VUC=H2OC*22.4*0.001;
Calculo do volume total de gás de topo
VTGT=VGZE+VGVT+VUC+(CO2Mg)*22.4*0.001;
Cálculo do numero de mols de H2 proveniente da zona de elaboração: H2ZE = R1 + R2*CG2+ R3*W;
Calculo do número de mols de H2 dos voláteis do carvão liberado na zona de preparação. H2CZP = (VH2V - VH2ZE)/22.4*0.001;
Calculo do numero de mols de H2 que participa da redução na zona de preparação. H2ZP = (H2ZE + H2CZP);
Calculo do número de mols de Fe2O3 reduzido pelo H2 na zona de preparação. FOH2= 2*H2ZP/(3-2*OFEW-2*WL);
Calculo do numero de mols de CO2 proveniente da zona de elaboração. CO2ZE = CCO2E1 + CCO2E2*CG2;
Número de mols de CO2 da redução na zona de preparação.
CO2ZP = (((FT+(PGT*FP/100)*1000/55.85)-FOH2)+(3-2*OFEW-2*WL)/2+((MnZE+ PGT* MnP/100)*1000/55));
Calculo do número de mole de CO2 dos voláteis do carvão vegetal. CO2VC = VCO2V/(22.4*0.001);
Calculo da constante para o cálculo do balanço de CO2 na Zona de Preparação BB9 = VCO2VE/(22.4*0.001);
Cálculo do numero de moles de CO2 da decomposição do MgCO3 na zona de preparação. CO2Mg = (MgE1+(PGT*MgP/100)*1000/40);
Calculo do número de moles de CO2 no gás de topo.
Co2GT = CO2ZE +CO2ZP + CO2VC - BB9 + CO2Mg;
Calculo do número de moles de CO proveniente da zona de elaboração: COZE = CCOE1 + CCOE2* CG2;
Cálculo do número de moles de CO da redução na zona de preparação. COZP = CO2ZP;
Calculo do numero de moles de CO dos voláteis do carvão vegetal. COCV = VCOV/(22.4*0.001);
Calculo da constante para o cálculo do balanço de CO2 na Zona de Preparação DD9 = VCOZE/(22.4*0.001);
Número de moles de CO no gás de topo COGT = COZE - COZP + COCV - DD9;
Calculo do número de moles de H20 proveniente da zona de elaboração. H2OZE = CAE1+ CAE2* CG2 + CAE3*W;
Calculo do numero de moles de H20 no gás de topo: H2OGT = H2OZE+ H2OC+ H2ZP;
Calculo do numero de moles de CH4 no gás de topo. CH4GT= VCH4/(22.4*0.001);
Calculo do numero de moles de H2 no gás de topo. N2GT= I1+I2* CG2+I3*W;
73 Calculo da percentagem de CO no gás de topo - base úmida:
PCOGT= (COGT*22.4*0.001/VGT)*100;
Calculo da percentagem de CO2 no gás de topo - base úmida: PCO2GT= (Co2GT*22.4*0.001/VGT)*100;
Calculo da percentagem de CH4 no gás de topo - base úmida: PCH4GT= (CH4GT*22.4*0.001/VGT)*100;
Calculo da percentagem de N2 no gás de topo - base úmida: PN2GT= (N2GT*22.4*0.001/VGT)*100;
Cálculo da percentagem de H2O no gás de topo – base úmida:
PRGT= 100 - (PCH4GT + PN2GT + PCOGT + PCO2GT); PH2GT = PRGT/2.864;
PH2OGT = PRGT - PH2GT;
4.5 - Análises químicas
Para simular o comportamento dos materiais pulverizados injetados no alto-forno, torna-se necessário investigar suas características químicas; para tal, os materiais a serem simulados foram encaminhados para análises químicas. As biomassas analisadas foram: Bagaço de cana, Casca de café e palha de arroz. Adicionalmente, analisou-se amostras de Carvão Mineral e Vegetal, de forma a se comparar o desempenho desses materiais com as biomassas e avaliar o desempenho do algoritmo comparando o comportamento desses materiais com os descritos na literatura.
4.5.1 - Análise Quimica Elementar
A análise elementar envolve a determinação do percentual em massa do carbono, bem como do nitrogênio e hidrogênio. A determinação instrumental de carbono inclui o carbono orgânico e o carbono inorgânico, geralmente presente na forma de carbonatos. A determinação de hidrogênio também engloba o contido nos materiais orgânicos e o associado à água, sob diferentes formas. A técnica também determina nitrogênio, na forma de N2. A
quantificação é feita via calibração externa com a utilização de padrões de referência certificados sólidos que estão disponíveis .
A análise para esse trabalho foi efetuada no Laboratório Químico do departamento de Solos da Universidades Federal de Viçosa, segundo a norma ABNT .
Os materiais ensaiados foram previamente pulverizados a uma granulometria entre 100 e 200mesh.
74 O equipamento utilizado foi um analisador elementar da marca Thermo Finnigan-CE Instruments, modelo Flash EA 1112 CHN series, representado na figura 4.26 a seguir.
Figura 4.26 - Analisador elementar Thermo Finnigan modelo Flash EA 1112 CHN series.
O equipamento é controlado por computador através de software. No final da análise é gerado um relatório completo com os resultados da composição da amostra em CHN, em percentagem total entre 0,01% (100 ppm) e 100%.
O analisador opera na base da combustão dinâmica da amostra. A amostra é pesada em cápsula de estanho e introduzida no reator de combustão através de amostrador automático, conjuntamente com uma quantidade determinada de oxigénio.
Após a combustão, os gases produzidos, N2, CO2, H2O e SO2, são transportados por corrente
de Hélio através da superfície de cobre do interior do reator, separados por coluna de GC e finalmente detectados por conductividade térmica (TCD). O tempo total de cada análise é de 12 minutos.
Os resultados obtidos na Análise Elementar são mostrados na tabela IV.22 a seguir. Observa- se que os carvões possuem de 20% a 40% mais de carbono em sua composição química em relação as biomassas; observa-se também que os carvões possuem de 2% a 4% menos de hodrogênio em sua composição.
75
Tabela IV.22 – Resultados da análise química elementar.
Material Composição (%) C H N Casca de café 44,27 6,57 2,72 Bagaço de cana 44,86 6,55 0,33 Carvão vegetal 65,67 2,36 1,02 Carvão mineral 77,49 3,59 2,35 Casca de arroz 41,13 5,58 0,69
4.5.2 - Análise Quimica Imediata
As análises químicas imediatas foram realizadas no Laboratório Químico da Aciaria da Vallourec e Sumitomo Tubos do Brasil – VSB, segundo a norma ABNT NBR8112. Tal ensaio consiste na determinação do teor de umidade, cinzas, voláteis e por fim, através de diferença, o teor de carbono fixo.
Os resultados da Análise Imediata são mostrados na tabela IV.23 a seguir. Observa-se que os carvões apresentam, em média, cerca de 40% menos de voláteis em sua composição em comparação as biomassas; no geral, carvões possuem composição com pelo menos 35% a mais de carbono fixo em relação às biomassas. Observa-se também teores de umidade e cinzas relativamente iguais.
Tabela V.23 – Resultados da análise química imediata.
Material Composição (%)
UMIDADE VOLÁTEIS CINZAS CARBONO FIXO
Casca de café 5,46 63,36 9,39 21,79
Bagaço de cana 4,21 63,78 7,05 24,96
Carvão vegetal 5,43 23,31 13,44 57,82
Carvão mineral 2,06 17,19 7,72 73,03
76
4.3 - Simulação
Foi simulada a injeção de diversos combustíveis pulverizados nas ventaneiras de um alto- forno de médio porte (capacidade produtiva de 30 t gusa/hora – Diâmetro de cadinho de 5,5m) do quadrilátero ferrífero de Minas Gerais. A conjuntura processual do alto-forno no instante da simulação de Injeção de Materiais Pulverizados é demonstrada nas tabelas a seguir. A tabela IV.13 mostra a composição do carvão vegetal utilizado pelo alto-forno:
Tabela IV.13 – Composição do carvão vegetal carregado pelo topo. Carvão Vegetal
%Carbono Fixo 76,58 %Material Volátil 21,08
%Cinzas 2,32
%Umidade 8,38
A tabela IV.14 mostra a composição da carga mineral utilizada:
Tabela IV.14 – Composição da carga mineral carregada pelo topo. Carga Mineral
Composição Minério de
Ferro Sinter Pelota Calcário
Minério de
Manganês Quartzo Dolomita
Peso úmido (Kg/t gusa) 753,24 22,03 717,65 97,47 24,37 66,19 40,08
% Umidade 2,65 1,01 5,26 0 13,64 1,16 0 % Fe 68,18 61,04 64,4 - 10,1 - 3,48 % Mn 0,15 0,08 0,06 0,73 25,06 - - % SiO2 1,07 4,28 3,98 - 19,11 94,33 2,67 %Al2O3 0,8 1,82 0,92 1,23 17,35 0,71 %CaO - 7,25 2,47 - - 0 31,02 %MgO - 0,15 0 54 - 0 17,43 %Álcalis 0 0 0 0 - - - %P 0,02 0,04 0,02 - 0,1 - - %FeO - 10,24 0 - - - -
77 A tabela IV.15 mostra a composição da poeira coletada pelo topo:
Tabela IV.15 – Composição da poeira do gás de topo. Poeira de gas topo. Peso: 22kg/t gusa
%Fe 56,45 %Mn 0,04 %SiO2 7,02 %Al2O3 1,89 %CaO 6,22 %MgO 1,05 %P 0,07 %C 27,26
A tabela IV.16 mostra as condições de sopro:
Tabela IV.16 – Condições de sopro do alto-forno. Sopro
Volume de ar soprado 1402.13 Nm³/t gusa Umidade do ar 16,90 g/Nm³ ar seco Temperatura de sopro 1.000 °C
Enriquecim. O2 1%
A tabela IV.17 mostra a composição do gusa:
Tabela IV.17 – Composição do Gusa. Ferro Gusa %C 4,61 %Si 0,63 %Mn 0,54 %P 0,04 %Fe 94,18 Temperatura média 1381°C
78 A tabela IV.18 mostra a composição da escória:
Tabela IV.18 – Composição da escória. Escória %CaO 40,26 %SiO2 43,84 %Al2O3 8,40 %MgO 4,97 %FeO 1,08 %MnO 0,92 Peso 210 kg/t gusa Temperatura média 1431°C
Com base nos dados considerados anteriormente, calculou-se os valores das variáveis de entrada fixas do algoritmo, que definem a situação do alto-forno analisado; essas variáveis podem ser alteradas para simular a injeção nas condições de outro alto-forno. As variáveis, seus respectivos valores e a unidades que quantificam são apresentados na tabela IV.19 a seguir.
Tabela IV.19 – Variáveis de entrada do algoritmo.
VARIÁVEL DESCRIÇÃO ASSUMIDO UNIDADE VALOR
AlFe1 .= % de Al2O3 no minério de ferro. 0,8 %
AlMg .= % de Al2O3 no minério de manganês. 17,35 %
Alq .= % de Al2O3 no quartzo. 0,71 %
CG .= % carbono no gusa. 4,61 %
CaOPGT .= % CaO na poeira do gás de topo. 6,22 %
CaOE1 .= % CaO na escória. 40,26 %
CaOC .= Número de moles de CaO da carga. 219,85 mols
PE1 .= Peso da escória (kg/t gusa). 210,0 kg/ton gusa
FG1 .= % de ferro no gusa. 94,0 %
FeOE .= % de FeO na escória. 1,08 %
FM1 .= % de ferro no minério de ferro I. 68,18 %
FMg .= % de ferro no minério de manganês. 10,1 %
FT .= Nº de mols de Fe total – Nº de moles de FeO que entra. 17024 mols MFU1 .= Peso úmido de minério de ferro I (kg/t gusa). 753,24 kg/ton gusa Mn .= Peso seco de minério de manganês (kg/t gusa). 21,05 kg/ton gusa MnU .= Peso úmido de minério de manganês (kg/t gusa). 24,37 kg/ton gusa QU .= Peso úmido de quartzo (kg/t gusa). 66,19 kg/ton gusa
FOE .= Numero de moles de FeO na escória. 31,04 mols
MnOE .= Número de moles de MnO na escória. 27,23 mols AlOE .= Numero de moles de Al2O3 na escória. 173 mols
79 SiOE1 .= Numero de moles de SiO2 na escória. 1532,1 mols
CaOE .= Número de moles de CaO na escória. 1502,77 mols MgOE .= Número de moles de MgO na escória. 25,89 mols
MnG1 .= % em manganês no gusa. 0,54 %
MnE .= % de MnO na escória. 0,92 %
MnF1 .= % de Mn no minério de ferro I. 0,15 %
MnM .= % de Mn no minério de manganês. 25,06 %
MCC .= % de matéria volátil do carvão vegetal. 21,08 %
MgE .= % de MgO na escória. 4,97 %
FG .= Numero de moles de ferro no gusa. 16785,71 mols
PPG .= % P no gusa. 0,04 %
PCAL .= Peso de calcário (kg/t gusa). 97,47 kg/ton gusa
PEA .= % Al2O3 na pelota. 0,92 %
PEC .= % CaO na pelota. 2,47 %
PEF .= % ferro na pelota. 64,4 %
PEM .= % Mn na pelota. 0,06 %
PEP .= % P na pelota. 0,02 %
PES .= % SiO2 na pelota, 3,98 %
PEU .= % Umidade na pelota. 5,26 %
PUP .= Peso úmido de pelota (kg/t gusa). 717,65 kg/ton gusa PSI .= Peso seco de sínter (kg/t gusa). 21,81 kg/ton gusa PSIU .= Peso úmido de sínter (kg/t gusa). 22,03 kg/ton gusa PSiMn .= % de SiO2 no minério de manganês. 19,11 %
PSiQ .= % de SiO2 no quartzo. 94,33 %
PSiC .= % de SiO2 na cinza do carvão vegetal. 17,73 %
SiE .= % SiO2 na escória. 43,84 %
SiS1 .= % AL2O3 no sínter. 1,82 %
CaOS .= % CaO no sínter. 7,25 %
FeS .= % Fe no sínter. 61,04 %
FeOS .= % FeO no sínter. 10,24 %
MgOS .= % MgO no sínter. 0,15 %
MnS .= % Mn no sínter. 0,08 %
SiS .= % SiO2 no sínter. 4,28 %
US .= % umidade no sínter. 1,01 %
TK .= Temperatura de sopro, °K. 1273 K
TG .= Temperatura do gusa, °C. 1381 °C
UMF1 .= % umidade do minério de ferro I. 2,65 %
UMMn .= % umidade do minério de manganês. 13,64 %
PUCq .= % umidade do carvão vegetal. 8,38 %
COMV .= % em peso de CO na matéria volátil do carvão vegetal. 36,52 % CO2MV .= % em peso de CO2 na matéria volátil do carvão vegetal. 37,33 %
H2MV .= % em peso de H2 na matéria volátil do carvão vegetal. 12,83 % CH4MV .= % em peso de CH4 na matéria volátil do carvão vegetal. 11,37 %
Pdol .= Peso de dolomita (kg/t gusa). 40 kg/ton gusa
80
PCaD .= % de CaO na dolomita. 31,02 %
PMgD .= % de MgO na dolomita. 17,43 %
PCaC .= % de CaO no calcário. 54,0 %
PFC .= % de ferro no calcário. 0,73 %
PSiC1 .= % de SiO2 no calcário. 1,23 %
PF1C .= % de minério de ferro I na carga metálica. 50,45 %
PSCM .= % de sínter na carga metálica. 1,48 %
PPCM .= % de pelota na carga metálica. 48,07 %
PCCq .= % de cinzas no carvão vegetal. 2,32 %
AlEs .= % de Al2O3 na escoria. 8,4 %
AlPGT .= % de Al2O3 na poeira do gás de topo. 1,89 %
CP .= % carbono na poeira do gás de topo 27,0 %
FP .= % de ferro na poeira. 56,45 %
MgE1 .= Nº de moles de MgO que entra na zona de elaboração. 19,35 mols
MgP .= % de MgO na poeira. 1,85 %
MnP .= % de Mn na poeira. 0,04 %
MnZE .= Nº de moles de Mn que entra na zona de elaboração. 107,30 mols PGT .= Peso da poeira do gás de topo (kg/t gusa). 22,0 kg/ton gusa RGAS .= CO2/CO em equilíbrio com Fe-FeO em T4. 0,645
RGAS1 .= H2O/H2 em equilíbrio com Fe-FeO em T4. 0,667
S1 .= % Si no gusa. 0,63 %
TE .= Temperatura da escória, °C. 1431 °C
W .= Fator Omega 0,1023
As variáveis de entrada do algoritmo cujos valores são “abertos” são mostradas na tabela
IV.20 a seguir. Essas variáveis receberão os dados com os quais deseja-se simular as diferentes situações no alto-forno.
Tabela IV.20 – Variáveis de simulação dos parâmetros de ICP.
VARIÁVEL DESCRIÇÃO UNIDADE
CFCV .= Teor de carbono fixo dos pulverizados. %
HTV .= Teor de hidrogenio relacao ao volateis da base seca. % MCTV .= Teor de monóxido de carbono em relação aos voláteis. %
MCV .= Massa de pulverizado injetado kg/ton gusa
MFS .= Massa do fino seco (kg/t gusa) kg/ton gusa
MFU .= Massa do fino úmido (kg/t gusa) kg/ton gusa
MTV .= Teor de metano em relacao aos voláteis (%) %
PEO .= % de enriquecimento de oxigênio. %
TK .= Temperatura de sopro. K
TCCV .= Teor de carbono fixo em relação
TUCV .= Teor de umidade dos pulverizados (%) %
TVCV .= Teor de volateis em ralcao a base seca (%) % UAS .= Umidade do ar (g/Nm3 ar seco). g/Nm3 ar seco
81 VAS .= Volume ar soprado (Nm3 /t gusa). Nm3/t gusa
VAU .= Volume de ar úmido (Nm3 /t gusa). Nm3/t gusa DCTV .= Teor de dioxido de carbono em relacao aos volateis (%) % CFC .= % carbono fixo no carvão vegetal carregado pelo topo. %
A tabela IV.21 a seguir mostra as variáveis de “transporte” do algoritmo, ou seja, variáveis que recebem valores resultantes de equações iniciais e os conduzem a equações subsequentes.
Tabela IV.21 – Variáveis que recebem valores no algoritmo.