Desenvolvimento de metodologia para prever a eficiência de dessulfuração do ferro-gusa através da termodinâmica computacional

Abstract

RESUMO: Este trabalho tem como objetivo provar que a termodinâmica computacional é uma ferramenta confiável para previsão da eficiência de dessulfuração de misturas dessulfurantes a base de cal. Normalmente, para se determinar esta eficiência são usados os modelos termodinâmicos como capacidade de sulfeto (Cs) e coeficiente de partição de enxofre (Ls). Porém a correlação (R²) encontrada entre os resultados fornecidos pelos mesmos e a eficiência da reação de dessulfuração (DeS) foi baixa (em torno de 0,27), devido ao fato dos mesmos só considerarem aspectos termodinâmicos em seus cálculos. Dessa forma, faz-se necessário o desenvolvimento de uma nova metodologia para avaliar esta eficiência. Os softwares utilizados foram o ThermoCalc v.5 e Factsage 6.4. Estes softwares fornecem dados importantes relacionados às propriedades das escórias, tais como formação das fases sólidas 2CaO.SiO₂, 3CaO.SiO₂, CaS, 3CaO.Al₂O₃, quantidade de líquido e de sólido formado, bem como suas composições químicas além do teor de enxofre de equilíbrio a 1400ºC. Assim, os resultados obtidos com o estudo termodinâmico através de Cs e Ls foram comparados com aqueles obtidos com a termodinâmica computacional. Os resultados mostraram que a termodinâmica computacional é mais eficaz do que os modelos termodinâmicos (Cs e Ls) no estudo da dessulfuração de ferro-gusa, uma vez que através dos softwares foi possível criar modelos para prever a eficiência das misturas dessulfurantes.

ABSTRACT: The aim of this work is to prove that computational thermodynamics is a reliable tool to predict the desulphurization efficiency of mixtures based on lime. Typically, to determine the efficiency of these mixtures are used the classic thermodynamic models in the literature. But the correlation (R₂) found between the results provided by them and the desulphurization efficiency was low (around 0,27), due to the fact these parameters only consider thermodynamic aspects in their calculations. Thus, it is necessary to develop a new methodology to evaluate this efficiency. The software used were the ThermoCalc v.5 and Factsage 6.4. These software provide important data relating to properties of slag such as formation of solid phases 2CaO.SiO₂, 3CaO.SiO₂, CaS, 3CaO.Al₂O₃, amount of liquid and solid formed, as well as their chemical compositions, equilibrium sulfur content at 1400°C. Thus, the results obtained through the Cs and Ls were compared with those obtained by the computational thermodynamics. The results showed that the computational thermodynamics is more effective than the thermodynamic models (Cs and Ls) to study the desulphurization of pig iron, since through the software was possible to create models to predict the efficiency of the desulfurizing mixtures used in this work.