Avaliação da dessulfuração do aço no reator RH por meio da injeção de material por lança submersa - modelamento físico.

Abstract

A demanda por aços de alta qualidade tem impulsionado a dessulfuração no refino secundário. Além de desgaseificação e descarburação, o desgaseificador RH (Ruhrstahl Heraeus) vem sendo usado para reduzir teores de enxofre, particularmente para a produção de em aços com ultrabaixo teor de enxofre ([S]<10ppm). Este procedimento é realizado através da introdução de material na câmara de vácuo, onde a turbulência inicial favorece a reação entre aço e escória. Contudo, a escória gerada é cisalhada e levada para o vaso inferior, voltando à superfície da panela, onde sua estagnação interrompe o processo de dessulfuração. Tendo em vista que matérias-primas com menor percentual de enxofre são escassas e caras, um aumento na eficiência de dessulfuração no refino secundário deve ser alcançada. Neste trabalho, estudou se a dessulfuração do aço no reator RH por meio da injeção de material dessulfurante por uma lança submersa, posicionada na panela em locais favoráveis à dispersão do reagente. Foram empregadas técnicas de modelamento físico para caracterizar o comportamento do processo no reator. Testes de condutivimetria foram realizados para determinar a taxa de circulação e o tempo de mistura no modelo de reator RH, além de filmagens que caracterizaram o fluxo e a dispersão de gotas do material injetado. Também foram conduzidos testes de transferência de massa, utilizando timol como traçador (enxofre) e óleo de soja como dessulfurante, com o objetivo de caracterizar a dessulfuração por meio de análises do coeficiente aparente de transferência de massa. Os resultados obtidos demonstraram que o aumento da vazão de gás tanto no RH quanto na lança, otimizaram o tempo de mistura e a taxa de circulação e que, a elevação da vazão de gás, especialmente na lança, promoveu uma transferência de massa mais eficiente, resultando na redução da concentração do traçador na fase aquosa e indicando uma melhora substancial na remoção de enxofre do aço. As filmagens mostraram que, incrementos na vazão de gás, provocam redução no tempo de dispersão e circulação, tanto para o corante quanto para o óleo.