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170

Apêndice I

Telas do modelo

Para efeito de ilustração, as planilhas denominadas “Main Screen”

contendo os dados de entrada do programa e “Calculations” contendo as políticas

de cálculo do balanço de massa global do modelo, são mostradas adiante.

171

Tela “Main Screen” parte 1.

172

Tela “Main Screen” parte 2.

173

Tela “Main Screen” parte 3.

174

Tela “Main Screen” parte 4.

175

Tela “Main Screen” parte 5.

176

Tela “Main Screen” parte 6.

177

Tela das Equações do modelo, parte 1.

178

Tela das Equações do modelo, parte 2.

179

Tela das Equações do modelo, parte 3.

180

Tela das Equações do modelo, parte 4.

181

Tela das Equações do modelo, parte 5.

182

Tela das Equações do modelo, parte 6.

183

Apêndice II

Análise termodinâmica do comportamento do enxofre no sistema ferro-escória-carbono

Uma análise termodinâmica do comportamento do enxofre – S – no

sistema ferro/escória/carbono em fornos de redução mostra que para uma dada

escória a capacidade de sulfeto (CS) pode ser determinada a partir de medidas dos

teores de enxofre na escória, após deixar em equilíbrio com a fase gasosa

contendo pressões parciais de oxigênio e de enxofre gasoso pré-fixados.

gg OSOS ,2,2 21)()(2

1 +=+ −−−−

E define-se para a reação acima a capacidade de sulfetos CS como sendo:

2

2)(%S

OS p

pSC ×=

Esta determinação indireta permite avaliar para uma dada escória, a uma

dada temperatura, a capacidade que a escória tem de reter o enxofre.

Existem na literatura várias equações empíricas de CS. Venkatradi & Bell

sugerem que:

649,1911.6)(%33,0)(%66,1

)(%24,1)(%79,135,1log322

−−×+××+×

×=TOAlSiO

MgOCaOCS

Cálculo de LS = (%S) / [%S]

Considerando-se a reação ][21

,2 SS g → , no equilíbrio tem-se 2S

S

ph

K = .

Para a reação acima, na condição de equilíbrio ∆G=0 e

)ln(0 KTRG ××−=∆ , com o auxílio de tabelas termodinâmicas chega-se a:

42,3267.17ln2

−=Tp

h

S

S .

184

Como S

OS C

pSp 2

2)(% ×= , tem-se:

42,3267.17lnln)ln(ln 21

2−=+−−

TCpSh SOS

Sendo SS fSh ×= ][%

De acordo com a equação geral de Wagner, que considera o efeito dos

outros elementos presentes no banho sobre o coeficiente de atividade henryana do

enxofre no metal – fS – tem-se:

...loglogloglogloglog +++++= CS

PS

MnS

SiS

SSS ffffff

Onde ∑ ×+= ][%][%log jeief ji

iii

Para metal líquido típico do forno Tecnored tem-se:

][%06,0][%067,0][%15,0][%37,0][%0645,0ln MnPSiCSfS ×−×+×+×+×−=

Como o potencial de oxigênio do sistema C-O nas condições típicas do

processo Tecnored é:

pTTpO ln48,397,36660.632

××+×−−=

Tem-se então finalmente que:

)(33,0)(%66,1)(%24,1)(%79,111,3lnln88,0162.1792,8

][%)(%ln

322 OAlSiOMgOCaOfp

TSS

S ×+××+×

×++×−−=

185

Onde:

CS é a capacidade de dessulfuração

(%i) é o percentual da espécie “i” na escória

T é a temperatura do metal [Kelvin]

[%S] é o percentual de enxofre no metal

K é a constante de equilíbrio termodinâmico da reação

hS é o coeficiente de atividade Henriana

fS é o coeficiente de atividade do enxofre num sistema multicomponente

diluído.

SSf é o coeficiente de atividade do enxofre em uma liga binária Fe-S

""iSf é o coeficiente representando o efeito dos elementos “i” sobre o

coeficiente de atividade geral do enxofre.

“ei” é o parâmetro de interação do soluto, que mede o efeito do elemento de

liga “j” sobre o coeficiente de atividade fS do soluto em questão (enxofre).

p é a pressão absoluta no topo do forno [atm]

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