REDUCTION KINETIC OF IRON ORE PELLETS FOR CONDITIONS SIMULATING A MIDREX REACTOR

• Main Author: LESLY JEANETH MAMANI PACO
• Other Authors: JOSE CARLOS D ABREU
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2005
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7359@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7359@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7359@2; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=7359@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === O presente trabalho apresenta uma análise da influência da temperatura, composição gasosa, vazão e pressão sobre a cinética da redução de dois tipos de pelotas de minério de ferro para redução direta, de baixo conteúdo de sílica, na faixa de temperatura de 500 a 900°C. Os valores adotados para cada parâmetro operacional procuraram reproduzir as condições reais da zona de redução de um processo industrial de redução direta, utilizando o forno de cuba, onde existe um perfil térmico longitudinal, além de gradientes de pressão e potencial redutor. A metodologia experimental envolveu um modelo estatístico fatorial de múltiplos níveis, ou seja, 3 níveis para a temperatura e 2 níveis para o poder redutor, a pressão e a vazão, com o intuito de avaliar os efeitos destas variáveis no processo de redução. A partir dos dados experimentais foi proposto um modelo semiempírico baseado no princípio da superposição e reação exponencial, que mostrou uma correlação de 99,2% para a pelota A e 98,5% para a pelota B. O coeficiente de saturação da redução (B), o parâmetro da escala temporal (t) e o tempo correspondente ao grau de reação global máximo (tG.R.máx), obtidos pelo modelo, foram plotados em função da temperatura, todos apresentando um erro global inferior a 10%. Mediante este formalismo se pode também prever que, na faixa de 500°C até 900°C, o coeficiente B e t se mostraram dependentes da temperatura e do potencial redutor da mistura gasosa. Verificou-se ainda a dependência de tG.R.máx com a pressão total. O estudo em questão é parte de um programa de doutorado em andamento e que envolve a PUC-RJ e a Samarco Mineração S/A. === An analysis of the influence of the temperature, flow, pressure and gas composition on the kinetic of reduction for two types of lo w silica hematite pellets for direct reduction, over the temperature range 500°C to 900°C is presented. The values adopted for each variable tried to reproduce the real parameters of the reduction zone of the shaft furnaces where exists gradients of reducing potential, gradients of pressure and longitudinal thermal profile. The experimental methodology involved a factorial statistical model of multiple level, i.e. 3 levels for the temperature and 2 levels for the reducing potential, pressure and flow, with the aim to evaluate the effects of the variables on the reduction process. One semi-empiric model was developed from the experimental data. It was based on the superposition principle and exponential reaction. The model showed a correlation of 99.2% for the pellet A and 98.5% for the pellet B. The reduction saturation coefficient (B), time scale factor (t) and the time of the maximum reaction grade (tG.R.máx), all obtained through the model, were plotted versus temperature and they had presented an inferior global error to 10%. The coefficient B and t had depended of the temperature and reducing potential and allowed the prediction of its behavior over the temperature range 500°C to 900°C. Also, the analysis showed the tG.R.máx is dependent of total pressure. The investigation in question is part of a doctorate in progress at Catholic University in Rio de Janeiro/Brazil, counting on professionals from the academic area and experts from the iron ore agglomeration industry.