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In several developmental and commercial processes, coal particles come into direct contact with a high-temperature molten phase. These processes include molten carbonate coal gasification and bath smelting for the production of iron. Recently, real-time X-ray fluoroscopic images have been published that show volatile matter evolving rapidly from coal particles immersed in molten phases, displacing the surrounding melt and producing a periodic cycle of formation, rise, and detachment of gas cavities. The present work makes use of these observations to develop a model of heat transfer from the melt to particles undergoing gas evolution. The model is developed for the general case and applied to predict melt-particle heat transfer coefficients under conditions relevant to bath smelting processes. The model shows that the presence of the gas film can actually increase the overall heat transfer rate under certain conditions.

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.

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ResumoO fluxo de produção da VSB contempla um alto-forno a carvão vegetal e uma aciaria elétrica. Para melhor sincronizar a programação do alto-forno (AF) e a do forno elétrico (FEA) é importante ter um conhecimento prévio de quais corridas do FEA usarão gusa líquido. Foi desenvolvido este projeto visando auxiliar na tomada de decisões da programação do AF e do FEA, a partir de uma simulação da logística de movimentação das panelas de gusa em cenários pré-determinados. Dentre as respostas que podem ser obtidas por essa contribuição técnica destacam-se: o número mínimo de panelas que devem ser utilizadas no circuito, quantas e quais corridas do forno elétrico serão atendidas com gusa líquido e a contribuição de cada meio de transferência de calor para a perda térmica total. Palavras-chave: Alto-forno; Panela; Forno elétrico; Logística. TRANSPORT LOGISTICS AND THERMAL LOSSES ANALYSES IN VSB HOT METAL LADLE AbstractVSB production flow comprises a charcoal blast furnace and an electric steel plant. In order to have a better synchronization of their schedules, it is important to have a prior knowledge of what heats of the Electric Arc Furnace will use hot metal. This project has been developed to help the Blast and Electric Arc Furnaces scheduling decisions, from a simulation of the hot metal ladle movement logistics in predetermined scenarios. Among the answers that can be obtained by this project we highlight the minimum number of ladles to be used in the circuit, how many and which Electric Arc Furnace heats will be met with hot metal and a transient energy balance to evaluate the contribution of each heat transfer way to the total thermal loss.