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A função da planta de Sinterização é
suprir os alto-fornos com sinterização, uma
combinação de misturas de metais brutos, fluxos e
Coque o qual é parcialmente ‘cozido’ ou sinterizado.
Desta forma, os materiais combinam eficientemente no
alto-forno e proporcionam uma fabricação mais
consistente e controlável de ferro. A Figura 1
mostra um diagrama simplificado de uma planta de
sinterização.
Os materiais entram na planta de
sinterização das caixas de armazenamento. Eles são
misturados na proporção correta usando um
alimentador de peso, um por caixa de armazenamento,
exceto para o refinos de retorno os quais o medidor
de impacto é usado. Os materiais pesados passam pela
esteira transportadora para o tambor misturador onde
água é adicionada ou manualmente ou como uma
porcentagem calculada de peso do material entrando o
tambor.
O conteúdo de umidade do Coque é
medido do alimentador pelo alimentador de rolo de
fio e usado para cortar a taxa de fluxo de água
secundária. A permeabilidade da mistura é também
medida e usada para modificar a quantidade de água
necessária.
O material misturado é alimentado no
fio a partir do alimentador pelo rolo alimentador. A
profundidade do leito é ajustada e mantida constante
pelo ajuste do prato de corte, que é colocado com
sondas para medir a profundidade do material e
variar automaticamente a velocidade do rolo
alimentador. A quantidade de material no alimentador
é mantida constante através de ajustes automáticos
da taxa de alimentação de cada caixa de material
bruto.
Sinterização
A mistura bruta é acesa pela coifa de
ignição, que usa como combustível uma mistura de
Coque e forno à gás, alto-forno à gás e às vezes gás
natural. O valor calorífico da mistura e a
temperatura ajustada da coifa são controlados. Um
sistema de controle em separado é providenciado para
manter uma pressão fixa na coifa através do ajuste
do registro dos umidificadores na caixa de vento (windbox)
imediatamente embaixo da coifa de ignição.
A linha de sinterização é uma esteira
de transporte da sinterização quente, a qual
continua a ‘cozinhar’ depois de deixar a coifa, onde
o ar é puxado do sinter através de um ventilador de
corrente de fios.
Uma parte importante do processo de
sinterização é a queima. É onde a camada de sinter
teve sua seção completamente queimada e que foi
detectado por sondas de temperatura abaixo do leito.
A queima deve ser obtida, mas não deve ocorrer logo
depois da coifa de ignição. A corrente dos fios é
mantida num valor predeterminado através do controle
das persianas do ventilador principal a partir das
medições de pressão no vento principal. Isso dirige
o ponto no qual acontece a queima.
Manuseio da Sinterização
Depois de terminarem os fios, o
sinter passa por um rolo esmagador com pontas e
pelas peneiras quentes para o ventilador circular
rotativo. Vários resfriadores são utilizados
normalmente para o resfriamento e a velocidade do
resfriador é determinada pelas:
-
Velocidade dos fios
-
Profundidade do leito
Os refinos removidos pelas telas
quentes são levados pela esteira para as caixas de
refinos.
Após o resfriamento, o passa pela
casamata (bunker) de descarga. Neste estágio,
o nível é controlado pela variação da taxa de
alimentação da saída (normalmente vibrações).
O sinter passa então pela área de
peneiramento frio, onde ele passa por esmagadores e
peneiras para produzir partículas em tamanhos
específicos. O sinter abaixo do tamanho especificado
passa sobre uma balança corrida e retorna com os
refinos quentes para a caixa de refinos.
A diferença entre o peso dos refinos
frios e o peso dos refinos totais produzidos, dá uma
medida dos refinos quentes. Qualquer variação
anormal na taxa da produção quente ou fria indica
uma possível falha na planta.
Os fatores a seguir podem afetar a
taxa na qual os refinos são produzidos:
Duas propriedades importantes do
sinter são basicidade, a qual é controlada pela
quantidade de pedra calcária, e resistência, a qual
é controlada pelo Coque contido.
O sinter agora está pronto para ser
usado no alto-forno. Esteiras transportam o material
para o local de estoque do alto-forno, onde outros
materiais são adicionados para formar a carga do
alto-forno.
Controle de umidade do tambor de
mistura
A quantidade de água primária
adicionada é proporcional ao peso da mistura bruta
que entra no tambor de mistura. Isso pode ser
facilmente conseguido usando o módulo de controle de
Automação de Processo Eurotherm como mostrado na
Fig. 2
O setpoint da alimentação de
água secundária é freqüentemente dada pela proporção
da PV da balança corrida da mistura bruta. Para
maior precisão, a leitura da umidade é utilizada
para equilibrar a razão material/água. Isto corrige
a taxa de fluxo da água conforme a umidade medida na
mistura bruta.
O controle em cascata não é sempre
utilizado, mas, se o loop do fluxo da água
responda mais rápido que o loop da umidade,
são produzidos melhores resultados.
Controle da temperatura da coifa
de ignição
A Figura 3 demonstra a implementação
do controle de temperatura da coifa de ignição com a
opção de razão de controle.
Com a razão fixada do controle da
temperatura guia de ar, a demanda de temperatura
fornece um setpoint para o fluxo de ar. O
combustível segue o fluxo de ar numa razão fixada,
fazendo deste um método combustível eficiente.
Por outro lado, com a proporção
variável do controle da temperatura guia do ar, o
fluxo de ar é fixado e a saída do controlado de
temperatura da coifa (o calor manda o sinal)
alimenta o setpoint da razão equilibrando a entrada
do controlador de gás. Este método normalmente é
utilizado quando já existe uma fonte de combustível
barato disponível, por exemplo, gás para alto-forno.
Controle da pressão da coifa de
ignição
Ele é normalmente conseguido pela
variação dos ajustes dos umidificadores nas caixas
de vento (windboxes) sob a coifa de ignição.
Um controlador de PID único é geralmente usado para
manter a pressão no valor desejado automaticamente.
Controle de valor calorífico do
gás combustível da coifa de ignição
O gás do alto-forno e o gás de forno
são utilizados como combustível dos queimadores da
coifa de ignição. O valor calorífico do combustível
é controlado num valor consistente por um loop
de controle aparte. Se os fios param, um sinal
digital força a coifa de ignição para um estado de
“fogo baixo” e mantém esse estado até que os fios
reiniciem.
É mais fácil manter a temperatura da
coifa de ignição constante se o valor calorífico do
combustível for controlado com limites
pré-definidos, entre 4.000 – 6.000kJ/m3.
Através da mistura do gás do forno com o gás do
alto-forno, este valor calorífico é obtido. A Figura
4 mostra a estratégia de controle de valor
calorífico.
Controle do ponto de queima
O ponto de queima deve ocorrer de
forma ideal perto do fim do leito de fios. Isso é
controlado pela alteração da velocidade do fio.
Muitas variáveis vão afetar o ponto de queima, tais
como, profundidade do leito de fios, a quantidade de
água e a qualidade do sinter.
A velocidade do fio pode ser
controlada tanto manualmente como através da medição
das temperaturas do gás desprezado, como uma
indicação do ponto de queima. Se isso acontece muito
cedo, a média da temperatura do gás desprezado sobe.
Se acontece muito tarde, a temperatura do gás
desprezado cai e a velocidade do fio é diminuída
para compensar.
As temperaturas da caixa de vento (windbox)
podem ser usadas para melhorar o monitoramento e são
adicionados como uma inclinação do setpoint.
A Figura 5 mostra esta estratégia de controle.
Controle da sucção do ventilador
principal e sobre temperatura do gás desprezado
A sucção produzida pelo ventilador
principal varia de acordo com as persianas próximas
da entrada do ventilador, que são controladas por um
controlador de sucção do ventilador. Se a
temperatura do gás desprezado sobre acima do limite
de trabalho seguro, uma chave seletora permite que o
controlador de sobretemperatura do gás desprezado
seja posicionado para as persianas.
Controle da velocidade do
resfriador
Depois de deixar o fio, o siter
quente é resfriado num resfriador rotativo. A
velocidade do resfriador rotativo é controlada de
modo a estar de acordo com a demanda de fios
definidas pela profundidade do leito e velocidade do
fio. |
