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Le traitement thermique des boulettes défis et les
tendances
Grate-kiln28%
Shaft4%
Straight Grate68%
Straight Grate Grate-kiln Shaft
hématite spéculaire Ghoetite
Dics80%
Drums20%
Drums Dics
(a) (b)
Les particules fines occupent les espaces vides avant (pores), favorisant l'augmentation de la densification de pellets;
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L'humidité augmente la consommation thermique des fours, mais parce que alors ajouter l'eau?....
MEYER, K.
4
PROCESSO PELOTAMENTO
Micrographie des particules dans un broyeur à billes (gauche) et le rouleau presseur (droite) (KLYMOWSKY et al., 1998).
5
...Qu'est-ce que cela a à voir avec l'efficacité du four?
Imperméabilisation du lit de boulettes en raison des boulettes extrêmement plastique
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Consumo de Óleo (kg/ tms) x umidade (% )Fuel Oil x Pellet Feed Moisture
Pellet Feed Moisture (%)
Fuel
Oil
(kg/
dmt)
Consumo de Óleo (kg/ tms) x umidade (% )Consumo de Óleo (kg/ tms) x umidade (% )Fuel Oil x Pellet Feed Moisture
Pellet Feed Moisture (%)
Fuel
Oil
(kg/
dmt)
La goethite affecte directement la consommation d'énergie thermique du four, en raison de sa formulation (OH) FeO. Associer à cette goethite se produit une augmentation de l'humidité de pellets.
Pour supprimer cette eau cristalline et l'humidité supplémentaire, il est nécessaire plus d'énergie thermique (principalement par la combustion de huile) et au bon moment dans chaque zone du four (réduction de la vitesse à grille mobile, cela signifie que la réduction de la productivité).
LOI x Moisture
y = 0,6587x + 8,4739
R2 = 0,8311
9,70
9,80
9,90
10,00
10,10
10,20
10,30
10,40
10,50
1,90 2,10 2,30 2,50 2,70 2,90
LOI (%)
Mo
istu
re (
%)
7
...Profil thermique dans un four à grille et ses particularités...
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• Le séchage est un bottleneck pour la production de + impact
croissant sur les granulés de qualité final
• Comptes Signifcant pour la quantité totale d'énergie nécessaire pour
cuire pastilles vertes (~ 25% Selon Patisson et al., 1990)
• Pourquoi le séchage?
• Plusieurs modèles de séchage développé`s:
• Hypothèses de modélisation à l'échelle pilot, mais l'estimation
des paramètres et la validation du modèle à l'échelle
industrielle!
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A - L'eau est mesurée entre les particules et d'évaporation des contrats de masse;
B - Avec la contraction des particules entrent en contact et un peu d'eau remplit les pores entre eux;
C - Un film mince restant adhérant aux surfaces des particules d'adsorption par les forces et qui sont difficiles à enlever
D - une petite quantité d'eau forme une liaison solide entre les points de contact des particules et le système de pores.
Secagem de corpos aglomerados
SECAGEM DE UM CORPO CERÂMICO
-10
0
10
20
30
40
0 10 20 30 40 50
TEOR DE UMIDADE (%)
Co
ntr
aç
ão
Vo
lum
e (
%)
0
0,02
0,04
0,06
0,08
Ta
xa
de
se
ca
ge
m
(g/m
in)
Contração Taxa de Secagem
AB
C
Teor crítico de umidade
HLAVAC, J..
10
Le séchage des boulettes de minerai de fer
Temperatura das pelotas x Taxa de secagem
280
300
320
340
360
380
400
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0
Tempo (minutos)
Tem
pe
ratu
ra d
as
pe
lota
s (
oK
)
0,00
2,00
4,00
Tax
a d
e s
ec
ag
em
x 1
0-4
g/s
Temperatura das pelotas Taxa de secagem das pelotas
PEREIRA, R. O. S; SESHADRI, V.
Zonas de Secagem
Drying rate curves for single pellets and validated their models at the pellet scale
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Secagem x Diâmetro das pelotas
0,0
0,5
1,0
0 3 6 9 12 15tempo (minutos)
Fra
çã
o d
e á
gu
a r
es
tan
te n
a
pe
lota
Secagem x Temperatura do gás
0,0
0,5
1,0
0 3 6 9 12 15tempo (minutos)
Fra
ção d
e á
gua r
esta
nte
na
pelo
ta
80ºC
150ºC
220ºC
Secagem x Densidade das pelotas
0,0
0,5
1,0
0 3 6 9 12 15tempo (minutos)
Fra
çã
o d
e á
gu
a r
es
tan
te n
a
pe
lota
4,2 g/m³
3,9 g/m³
3,6 g/m³
PEREIRA, R. O. S; SESHADRI, V..
Zonas de SecagemLes aspects pertinents de ce modèle sont la division idéale de séchage zones descendant et ascendant. Et un pré-combustion, qui peut être un chauffage rampe douce.
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Drying Trends...
• Minerai sec avant le Four à boulletage
• Préchauffer le minerai• Calciné pour éliminer l'eau de
cristallisation
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Échantillon avec 1,30% de carbone a une concentration plus élevée de pores en son centre. Il est également noté que cet échantillon n'a pas montré des fissures dans leur zone médiane, et les boulettes avec 1,00% C 1,15% et ce type de fissure.
Firing Trends and challenges...
Influence de charbon dans la bouletteMacroestrutura - Magnificação: 12x
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Firing Trends and challenges...
Influence de charbon dans la boulette:
diametre
%C
Srinivas DWARAPUDI,
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Firing Trends and challenges...
Influence de charbon dans la boulette:
Grau de Metalização x Porosidade
R2 = 0.7214
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
91.00 93.00 95.00 97.00
Grau de Metalização
% P
oro
s
Grau de Redução x Porosidade
R2 = 0.6855
35.0
40.0
45.0
50.0
55.0
91.00 93.00 95.00 97.00
Grau de Redução
% P
oro
s
Corrélation entre le degré de réduction et le degré de métallisation de la porosité (mesurée par microscopie optique) de la pastille.
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0
100
200
300
400
500
600 800 1000 1200 1400 1600 Temperatura (°C) 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1100 1200 1300 1400
Temperatura de Queima (°C)
Ta
man
hodoG
rão(lo
g d
³)
0% CaO
1% CaO
2% CaO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1100 1200 1300 1400
Temperatura de Queima (°C)
Ta
man
hodoG
rão(lo
g d
³)
0% CaO
1% CaO
2% CaO
• La phase liquide, capable de dissoudre une partie des solides
Firing Trends and challenges...
Influence de charbon dans la boulette:
La porosité observée dans microscope optique
La porosité observée dans SEM (70x)
Trinca
Silicato
La porosité observée dans SEM (400x)
Trinca
Silicato
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Développement de nouveaux profils et les alternatives à homogénéiser la température dans le lit de boulettes...
Hodouin
La variabilité du paramètre est une compression naturelle du lit de boulettes en raison du traitement des problèmes qui doit être mieux étudiés
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Trends et défis pour le refroidissement...
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BLAST FURNACE PELLETSBLAST FURNACE PELLETS
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Sw
elli
ng
(%
) a
nd
L.T
.D. %
-0
,5 m
m
1
100
1000
10000
Dif
fere
nti
al o
f P
ress
ure
in m
mW
G
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50
Basicity - CaO / SiO2
Dp ( 5,0 % SiO2 )
Swelling ( 5.0 % SiO2
Swelling ( 2.0 % SiO2 )L.T.D.
10
LIMIT VALUE
Possible Range of L.T.D. ofPellets
Made From Hematite Ores 10
LIMIT VALUE
Possible Range of L.T.D. ofPellets
Made From Hematite Ores
LIMIT VALUE
Possible Range of L.T.D. ofPellets
Made From Hematite Ores
METALLURGICAL/CHEMICAL PROPERTIES METALLURGICAL/CHEMICAL PROPERTIES
BLAST FURNACE PELLETSBLAST FURNACE PELLETS
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Qualité physique Boulette
Besoin d'suffisante laitier fondu• Les vitesses de scories liquides jusqu'à procédé de collage par diffusion• Permet températures de cuisson inférieures• Critique de gagner suffisamment de force cuite à granulésPas trop de scories fondues• scories en excès peut modifier le processus de l'oxydation de "mouillé" l'oxydation - Feions doivent voyager à travers le laitier• scories en excès peut créer une liaison entre les particules trop,ralentissement oxydation et d'abaissement réductibilité culot• Problèmes avec les écarts de formation de scories entre le noyauet la coquille de la pastilleBase de magnétite • peut former plus de laitier à plus basse température attribuable à la baisse pO2• Ce noyau des causes pour fritter plus de coquille d'hématite, conduisant àconcentriques et radiales fissuration• concentrique et fissures radiales entraîner une perte de résistance à la compression
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ARAKAWA, M. e SUITO, E. – Packing of fine powder – Boletim do Instituto de Pesquisa de Química, Universidade de Kyoto, V. 47, N.2 –p. 412-425, 1969.
MEYER, K. - Pelletizing of Iron Ores - Springer - Verlag Berlin, Heidelberg, and Verlag Stahleissen mbH, Düsseldorf, Germany, 21-205, 1980.
HLAVAC, J. – The Technology of Glass and Ceramics – Elsevier Scientific Press, pp. 247– 250, Oxford, 1983
PEREIRA, R. O. S; SESHADRI, V. – Secagem de pelotas de minério de ferro – Metalurgia – ABM, V. 41, n. 328, p.141-144, 1985
SOME FACTORS INFLUENCING IRON ORE FIRED PELLET QUALITY - by James D. Cribbes and Daniel W. KestnerSimulation of pellet indurationfurnaces for process optimal tuning - Daniel Hodouin,Dept. of Mining, Metallurgical and Materials Engineering,Université Laval, Québec, Canada
