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Aspectos fundamentais visando aplicações tecnológicas do uso de bolhas gasosas para a remoção de inclusões não metálicas e espumação de escórias de forno elétrico a arco

Processo: 22/00378-2
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2022
Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Victor Carlos Pandolfelli
Beneficiário:Luís Otávio Zaparoli Falsetti
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Metalurgia   Escória   Altos fornos   Materiais cerâmicos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:bolhas gasosas | espumação da escória | inclusões não metálicas | plugue poroso | refino primário | Refino Secundário | Bolhas estabilizadas por partículas cerâmicas

Resumo

O uso de bolhas em processos industriais ocorre em uma ampla faixa de setores, tais como a flotação de minérios, a espumação de alumínio e, até mesmo, o controle da cremosidade em alimentos. Na indústria siderúrgica, bolhas de gás são tipicamente injetadas no aço líquido para a espumação da escória no Forno Elétrico a Arco (FEA) e o refino secundário dos aços. Atualmente, os desafios da siderurgia são direcionados tanto pela sustentabilidade do setor quanto pela demanda de aços com melhores propriedades, destacando-se a obtenção de aços limpos e o aumento da eficiência energética do processo. Respectivamente, a remoção de inclusões não metálicas utilizando o borbulhamento por plugues cerâmicos porosos e a espumação da escória de FEA estão intimamente ligadas a tais desafios, e podem ser beneficiadas com um melhor entendimento dos fundamentos envolvidos no uso de bolhas gasosas. Portanto, o presente projeto busca estudar o desenvolvimento de plugues cerâmicos mais eficientes, a geração de bolhas na sua superfície e estabilização de bolhas por partículas não-metálicas, seja para a remoção de inclusões em aço líquido ou para a obtenção de escórias espumadas mais estáveis. Para tanto, serão utilizadas ferramentas computacionais já estabelecidas, como cálculos com o método CALPHAD e a simulação de dinâmica molecular, e desenvolvidos algoritmos baseados em uma análise crítica dos modelos disponíveis na literatura. A intensa colaboração com indústrias refrataristas e siderúrgicas aproximará o projeto da prática industrial, e possibilitará a validação experimental dos novos desenvolvimentos em um simulador físico. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
FALSETTI, LUIS OTAVIO Z.; CHARRUAULT, FLORIAN; DELFOS, RENE; LUCHINI, BRUNO; VAN DER PLAS, DIRK; PANDOLFELLI, VICTOR C.. Bubble plume effects on the flotation kinetics of nonmetallic inclusions based on experimental observations. International Journal of Applied Ceramic Technology, v. N/A, p. 11-pg., . (22/00378-2)
BORGES, O. H.; FALSETTI, L. O. Z.; SOUZA, D. A.; LOPEZ, F.; PANDOLFELLI, V. C.. Alkali-based components as slag fluidizers in steelmaking processes: A thermodynamic assessment. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 50, n. 2, p. 5-pg., . (21/00114-2, 22/00378-2)
FALSETTI, LUIS OTAVIO Z.; DELFOS, RENE; CHARRUAULT, FLORIAN; LUCHINI, BRUNO; VAN DER PLAS, DIRK; PANDOLFELLI, VICTOR C.. Wettability of non-metallic inclusions and its impact on bubble-induced flotation kinetics. International Journal of Applied Ceramic Technology, v. 21, n. 6, p. 7-pg., . (22/00378-2)