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Ciudad Guayana, Junio 2010Ciudad Guayana, Junio 2010
Tutor Académico:Tutor Académico:
Msc. Ruselkis FloresMsc. Ruselkis Flores
Tutor Industrial:Tutor Industrial:
Ing. Pablo DíazIng. Pablo Díaz
Autor:Autor:
Paola CedeñoPaola Cedeño
C.I 18.917.374C.I 18.917.374
INTRODUCCIÓN
2 4 6 8 10 12 14
1 3 5 7 9 11 13
Manejo de Materia Prima
Discos Peletizadores
Insumos:* Cal Viva
Producto:
•Cal Hidratada
Hidratación de Cal
Mezcladores
Producto:Pulpa
EspesadorLodosAgua de Proceso- Mineral FPF
- Dolomita Caliza- Coque Antracita- Finos
ECANGIL
Secadores
SiloProdMol
ECANGIL
Almacén de Pellas
Cribado en Verde
Hornos de Piroconsolidación
Molinos
Aglomerante Orgánico
SepSiloOre
H1017
G-5011
G-5002
DEPURADORES
Proceso de Piroconsolidación a escala Piloto
Esquema del Horno tipo Pot Grate
Pot Grate IIMM
Planteamiento del Problema
Proceso de Piroconsolidación
Deficiencia en los flujos de gases.
Fluctuaciones en la Caída de Presión
Inadecuada Distribución
Granulométrica
Dando origen a la formación de Canalizaciones
Se plantea un estudio que permita establecer la influencia de la
distribución de tamaños de las pellas verdes en el proceso de
Piroconsolidación, con el fin de obtener la distribución de
tamaño adecuada con una permeabilidad de lecho óptima que
garantice el avance del frente de calor de manera homogénea en
un lapso de tiempo establecido.
Planteamiento del Problema
Objetivo General
Estudiar la influencia que ejerce la distribución de tamaños de pellas verdes en el proceso de Piroconsolidación.
Objetivos
Objetivo Específicos
1. Ajustar el perfil de quemado estándar para los ensayos de
Piroconsolidación de dicha investigación.
2. Determinar la influencia de la distribución granulométrica en los
parámetros del proceso de Piroconsolidación mediante la quema de
diferentes patrones de distribución de tamaños.
3. Determinar el patrón óptimo de distribución de tamaño de pellas verdes
por medio de la evaluación de propiedades físicas y metalúrgicas de
pellas quemadas.
4. Caracterizar a nivel microestructural las pellas pertenecientes al patrón
con mejor comportamiento.
Objetivos
Metodología
Evaluación de las Propiedades Físicas y
Metalúrgicas a las Pellas Quemadas.
Análisis Microscópico
Ajustes al Perfil de quemado
Quema de los patrones de distribución de tamaño
Metodología
Revisión bibliográfica de investigaciones anteriores
Evaluación de los ensayos de Piroconsolidación realizadas de manera rutinaria a las pilas de
mineral de hierro
Metodología
SecadoSecado
HomogenizadoHomogenizado
TrituraciónTrituración
MoliendaMolienda
Preparación de Muestra de Mineral de Hierro
Metodología
ENSAYO DE ENSAYO DE PELETIZACIÓN PELETIZACIÓN
Determinación del Patrón de Carga
Mezclado de Materiales
Obtención de Pellas Verdes
Metodología
Patrón de Distribución Granulométrica
(-3/4 +5/8) (-5/8 +1/2) (-1/2 +3/8) (-3/8 +1/4)
1 0 % 0 % 40 % 60 %
2 0 % 40 % 45 % 15 %
3 0 % 45 % 40 % 15 %
4 0 % 30 % 60 % 10 %
5 0 % 35 % 55 % 10 %
6 5 % 55 % 40 % 0 %
Posición de las Termocupla en el Horno Pot Grate
Metodología
Ensayo de Piroconsolidación
Metodología
Ensayos a Pellas Quemadas
Evaluación Metalúrgica
D B T
Hinchamiento
Reducción
Evaluación Física
Índice de Tambor
Resistencia a la
Compresión
Índice de Abrasión
Metodología
Metodología
Resultados
1. Ajuste del Perfil de Quemado
Etapas Zonas Tiempo Temperatura Estándar
TemperaturaAjustada
SecadoSecado
Ascendente4 44 322 320
Secado Descendente
8 41 400 320
Prequema A 9 28 552,6 420B 10 15 830,8 530
C 11 02 900,7 820
D 11 49 961,9 880
Etapas Zonas Tiempo Temperatura Estándar
TemperaturaAjustada
Quema 1 13 25 1250,5 9802 14 12 1280 11503 14 54 1280 12504 15 46 1280 13005 16 33 1280 1300
6.1 17 20 1280 1300
6,2 18 07 1280 1300
6,3 18 54 1280 1300
Post Quema 25 16Enfriamiento 45
Resultados
Resultados
SA
SD
PREQUEMA
QUEMA
SECADO
Resultados
2. Influencia de la distribución granulométrica en los parámetros del Proceso de Piroconsolidación.
Patrón de Distribución Granulométrica
Diámetro Promedio de
Partícula (Dp) mm
Fracción de Vacio
()
(-3/4 +5/8)
(-5/8 +1/2)
(-1/2 +3/8)
(-3/8 +1/4)
1 7,0 0,570 0 % 0 % 40 % 60 %
2 9,1 0,567 0 % 40 % 45 % 15 %
3 9,2 0,565 0 % 45 % 40 % 15 %
4 9,3 0,558 0 % 30 % 60 % 10 %
5 9,4 0,553 0 % 35 % 55 % 10 %
6 11,1 0,545 5 % 55 % 40 % 0 %
Resultados
Distribución Granulométrica Vs Temperatura
Resultados
Distribución Granulométrica Vs Temperatura
Resultados
Distribución Granulométrica Vs Flujo de Aire
Resultados
Distribución Granulométrica Vs Flujo de Aire
Resultados
Los valores de Caída de Presión Teórica fueron obtenidos mediante la ecuación de Ergun :
Ecuación de Ergun
Resultados
Resultados
Resultados
Resultados
Resultados
Resultados
Al analizar las condiciones extremas del diámetro promedio de partícula se aprecia:
• Dp = 7,0 mm la P = 700 mm H2O
• Dp = 11,1 mm la P = 475 mm H2O
Apreciándose que a medida que se incrementa el diámetro promedio de partícula disminuye la caída de presión.
Influencia del Diámetro Promedio en la Caída de Presión
Resultados
Resultados
De acuerdo al análisis de las graficas:
• Distribución granulométrica Vs Temperatura.• Distribución granulométrica Vs Flujo de Aire.• Caída de Presión Vs Temperatura.
Se observa que el aumento del Dp favorece alcanzar los rangos de temperatura establecidos empleando menor flujo de aire y caída de Presión.
Resultados
3. Determinación del patrón óptimo de distribución de tamaño de pellas
Ensayo Compresión Kg/Pella
Patrón # 1 Dp = 7,00 mm = 0,570 254
Patrón # 2 Dp = 9,1 mm = 0,567 263
Patrón # 3 Dp = 9,2 mm = 0,565 290
Patrón # 4 Dp = 9,3 mm = 0,558 310
Patrón # 5 Dp = 9,4 mm = 0,553 313
Patrón # 6 Dp = 11,1 mm = 0,545 325
Resultados
Ensayo Índice de Tambor (%)
Índice de Abrasión (%)
Patrón # 1 Dp = 7,00 mm = 0,570
93,72 3,98
Patrón # 2 Dp = 9,1 mm = 0,567
93,98 4,34
Patrón # 3 Dp = 9,2 mm = 0,565
93,62 4,07
Patrón # 4 Dp = 9,3 mm = 0,558
93,98 4,42
Patrón # 5 Dp = 9,4 mm = 0,553
93,98 3,45
Patrón # 6 Dp = 11,1 mm = 0,545
94,15 4,07
Resultados
Ensayos Físico:
De los ensayos Físicos realizados a las pellas quemadas se evidencio:
Dp - Resistencia a la Compresión.
Para el caso de los índice de Tambor y Abrasión no se observa influencia de el tamaño de pella sobre estas propiedades.
Resultados
Ensayo Reducción (%)
Hinchamiento (%)
DBT(%)
Patrón # 1 Dp = 7,00 mm
= 0,570
91,92 5,91 4,71
Patrón # 6 Dp = 11,1 mm
= 0,545
94,04 6,3 3,42
De manera reiterativa el Patrón # 6 Dp = 11,1 mm = 0,545 presento las mejores propiedades tanto físicas como metalúrgicas.
Ensayos Metalúrgicos:
Resultados
Tamaño Promedio de Poros del Patrón # 1 Dp =7,0 mm = 0,570. Tamaño Promedio de Poros del al Patrón # 6 Dp = 11,0 mm = 0,545
Análisis Microscópico (Tamaño de Grano)
Borde Centro Borde Centro
Resultados
Tamaño Promedio de Grano del al Patrón # 6 Dp = 11,1 mm = 0,545. Tamaño Promedio de Grano del Patrón # 1 Dp =7,0 mm = 0,570.
Análisis Microscópico (Tamaño de Poro)
Borde Centro Borde Centro
Resultados
Tamaño Promedio de Cuello del Patrón # 6 Dp = 11,1 mm =0,545. Tamaño Promedio de Cuello del Patrón # 1 Dp =7,0 mm =0,570.
Análisis Microscópico (Tamaño de Cuello)
Borde Centro Borde Centro
Resultados
1. Se logró ajustar el perfil de quemado estándar para los ensayos de
Piroconsolidación. Los principales ajustes se realizaron en la zona
de Secado y Prequema dichos cambios responde a la situación
actuales de horno Pot Grate y la naturaleza del mineral de hierro.
2. Se encontró que a mayores diámetros promedio de partícula los
perfiles de temperatura tienden ajustarse a los establecidos,
requiriendo para ellos menores flujos de gases con una
disminución en la caída de presión
Conclusiones
Conclusiones
3. El patrón # 6 con Dp = 11,1 mm y = 0,545; es el que presento
mejor comportamiento mediante la evaluación de sus propiedades
físicas y metalúrgicas obteniendo una resistencia a la compresión
de 325 kg-f/pellas, un porcentaje de reducción de 94,09 % y una
degradación a bajas temperaturas de 3,42 %, valores ajustados a
las especificaciones.
4. Las pellas sometidas a temperaturas muy por debajo de las
establecidas presentaron mayor tamaño de poros así como una
baja resistencia a la compresión.
Recomendaciones
1. Realizar una homologación al perfil de quema estándar el cual
debe estar ajustado a las condiciones actuales del Horno Pot
Grate.
2. Realizar análisis microscópico al resto de los patrones
considerados en esta investigación para observa si se repiten los
comportamiento encontrados en el estudio.
3. Utilizar la metodología empleada en esta investigación para
minerales de hierro con diferente composición química.
4. Realizar ensayos de repetibilidad a los patrones con mejor
comportamiento que nos permitan validar los resultados obtenidos.
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