ResumoA maior parte da produção mundial de aço passa pela conversão de minério de ferro em grandes altos-fornos, tendo o coque como uma das matérias-primas. Por um lado, boas propriedades mecânicas a quente do coque, como o CSR e CRI, são necessárias para que o consumo de coque seja o mínimo, pois é também, junto com os óxidos de ferro, um dos maiores componentes dos custos variáveis do ferro gusa. As misturas dos vários tipos de carvões minerais utilizados exigem a participação de uma fração Hard, a mais cara e com maior poder de coqueificação, e de uma fração Soft, mais barata e inerte. Logo, quanto maior for a participação do Hard mais caro será a mistura a ser coqueificada. Uma maneira de aumentar a fração de Soft na mistura de carvões, reduzindo o custo da mistura, e ainda assim obter um coque com boa qualidade é aumentar a densidade a granel da mistura. Para isso alguns métodos já são empregados com sucesso, como o Stamp Charging e a Briquetagem Parcial. Este artigo apresenta um novo método, que consiste na densificação da mistura de carvões dentro do forno via dispositivos de vibração. Foram realizadas simulações físicas a frio e em escala reduzida para avaliar o potencial de aumento de densidade a granel da técnica. Os resultados mostram um ganho de aumento de 30% da densidade a granel da mistura. Palavras-chave: Coqueria; Simulação física; Siderurgia; Vibração; Densificação. PHYSICAL SIMULATION BY COLD AND IN LAB SCALE OF A COAL MIX DENSIFICATION BY VIBRATING AbstractThe Blast furnace technology represents globally more than 95 % of all primary iron source to produce steel. The Blast-furnace is a counter current porous media where coke particles play the major role as porous media, energy source and reducer for the iron oxides. The coke is produced basically from two sources of metallurgical coals, the "hard" coal with coking properties (swelling) and another "soft", inert and cheaper that together produce the desirable coke. The coke with high CRS and low CRI ensure the high productivity and low fuel rate at the blast furnace. The coke mix (hard + soft) increases its costs the higher it is the fraction of the hard coal, a more expensive coal. However, if the bulk density of the blend (hard + soft) is increased it is possible to increase the fraction of poor coal, soft, in the blend. By this way coke oven productivity increase and the coke production cost is reduced keeping the same coke's quality level. Stamping Charging and Partial Briquetting are methods that exemplify this technique. This article introduces a new method to improve the coal mix bulk density by a vibration technique with patent pending. Some physical simulation in cold and reduced scale has been made to estimate the increase potential of density of the blend. The lab results presented up to 30% in the bulk density enhancement.

ResumoNeste trabalho é desenvolvida uma análise do escoamento de oxigênio em bocais de lança supersônica via CFD e são elaboradas propostas de alterações visando melhorar o seu desempenho. A metodologia envolve o uso de CFD para simular os campos de velocidade, pressão, massa específica e temperatura do oxigênio. Avalia-se o comportamento do oxigênio ao longo do bocal, desde a região de elevada pressão e baixa velocidade na entrada, até a condição supersônica na saída. Os valores obtidos são comparados com resultados analíticos para condições ideais e são propostas alterações na geometria para reduzir prováveis perdas de carga. Em seguida, são avaliados o comportamento do jato e sua interação com o ambiente. São analisadas propostas de novas geometrias, com o objetivo de maximizar a velocidade do jato. Palavras-chave: Escoamento supersônico; CFD; Pressão; Gás. NUMERICAL SIMULATION OF BLOW THROUGH SUPERSONIC NOZZLES AbstractIn the present work, the behavior of oxygen flow in supersonic nozzles lance is analyzed by CFD and design changes to improve performance are proposed. The methodology involves the use of CFD in the design of the tip nozzle. The behavior of oxygen jet along the nozzle is analyzed, since the region of high pressure and low speed until the entrance to the supersonic condition at the output. The values obtained are compared to analytical results for ideal conditions and geometry changes to reduce losses are proposed. The behavior of the jet and its interaction with the environment are also investigated. The new geometries proposed are analyzed in order to maximize the jet speed.

This paper aims to study the possibility of using charcoal, rice husk, sugarcane bagasse, coffee husk, eucalyptus bark and elephant grass and their blends as materials for blast furnace fuel injection. However, any blast furnace fuel must satisfy all the stringent quality requirements such as combustibility, calorific value and ash content. Elaborate processing is also necessary for flowability of the dry pulverized fuel produced from the biomass materials. These properties are evaluated in laboratory by an experimental simulator. The analysis showed the technical feasibility of biomass as an alternative fuel for the blast furnace process, which can contribute as a new energy source. This technique may be one approach to reduce the cost to the steel company by the partial replacement of the fuel materials like coke, and bring further advantages such as the reduction of greenhouse gas generation and obtain carbon credits.

No abstract

ResumoÉ indiscutível a necessidade da siderurgia de sempre se inovar e aprimorar seus métodos de produção para que as empresas mantenham sua competitividade no mercado. Dessa forma esse trabalho visa aperfeiçoar a produção do coque metalúrgico nas coquerias pela utilização de vibração mecânica da carga de carvão carregada, a fim de se possibilitar maior carregamento no forno da coqueria e também a utilização de cargas com blends mais pobres e, consequentemente, mais baratas. A análise científica foi conduzida em escala experimental em um forno de soleira de capacidade de 4,5 kg, assim que o forno era carregado a vibração mecânica era produzida por um vibrador de imersão mecânico, esse comumente utilizado para adensamento de concretos em construção civil. O coque produzido apresentou aumento de 21% do valor de CSR e redução de 26% do CRI. O resultado obtido contradisse alguns resultados da literatura que informam que o CSR e CRI não sofrem influência com a densidade da carga carregada, apesar de que esses estudos a técnica de adensamento utilizada foi a de stamp charging. Palavras-chave: Coque; Processo; Otimização; Siderurgia. THE MECHANICAL VIBRATION INFLUENCE ON COAL CHARGE TO CSR AND CRI OF METALLURGICAL COKE AbstractSteelmaking companies must be always being looking for innovation and how to develop their production methods, because this is unquestionable very important to keep the company competitiveness on world's market. This research is about an improvement of metallurgical coke production on coke ovens by coal charge mechanical vibration, on this way will be possible a bigger oven loading and an utilization of more poor coal blends, and, consequently, cheaper. The scientific research has happened on experimental scale on a 4,5 kg capacity coke oven, The mechanical vibration was produced by a mechanical immersion vibrator, the one commonly used for concrete compacting on civil construction. The coke produced increased by 21% of the CSR value and a 26% reduction of the CRI. The results obtained contradicts some results of the literature that report that the CSR and CRI are not influenced by loaded coal density, although these studies the densification technique used was stamp charging. Keywords: Coke; Process; Optimization; Steelmaking. INTRODUÇÃOA siderurgia no mundo alcança patamares cada vez mais desafiadores para produzir um aço com qualidade adequada para o seu fim comercial e com preço competitivo para concorrer no mercado externo. A China é responsável por aproximadamente 50% da produção de aço no mundo e os outros países produtores de aço estão perdendo cada vez mais espaço para o maior produtor mundial, que consegue entrar no mercado externo com uma proposta a custo bem inferior aos países concorrentes.Em virtude de 95% da produção de ferro primário mundial ser realizada em altos-fornos a coque, observa-se uma grande oportunidade na área de produção [1]. Além disso, a produção de coque representa aproximadamente 40,5% dos custos de produção do ferro gusa, o que demonstra que