Entendendo a Formação de Escadas (Scaffolds) no Eixo do Alto-Forno

Formação de Escada (Scaffold) no Eixo do Alto-Forno

O termo escada (scaffold) é usado quando há acreção ou formação de crosta na parede do alto-forno (BF) que causa uma diminuição na área da seção transversal do eixo do BF. A escada pode ocorrer em um nível relativamente alto do eixo do BF ou relativamente baixo no eixo do BF (próximo ao topo do cadinho). É difícil generalizar os tipos de escadas, pois há muito pouco em comum entre a estrutura e localização de escadas de diferentes BFs. No entanto, as escadas podem ser geralmente organizadas em dois grupos. Estes grupos são: (i) escadas laminadas, e (ii) escadas não laminadas. Escadas com estrutura laminada consistem em camadas alternadas de ferro metálico (Fe) e carga rica em álcalis. A formação típica de uma grande escada em um BF é mostrada na Fig. 1.

Fig. 1 Formação típica de uma grande escada em um BF

As escadas podem causar pendência (hanging) no BF. A pendência origina-se quando a carga, em seu caminho para baixo, encontra uma resistência muito alta, resultando na parada do movimento da carga. A pendência pode romper, e então o material cai devido ao espaço que foi criado abaixo da pendência. Após a ruptura, quando o escorregamento ocorre, normalmente grande quantidade de material cai e resulta em operação irregular do BF, resultando em distribuição de gás não uniforme com suas implicações nos parâmetros do BF.

Pré-requisitos para formação de escada estável e prejudicial são: (i) presença de material adequado na carga do BF para construir a escada (ex: finos, carga mal peneirada, sinter com características inferiores de degradação a baixa temperatura, uso de sinter armazenado por longo tempo, úmido e frio, ou coque de tamanho pequeno, etc.); (ii) presença de material aglomerante (cimento) para a aglomeração do material de carga; (iii) presença de um mecanismo de fixação (ancoragem) para construir a escada na parede do eixo do BF, que pode ser uma ligação química com o material de revestimento, ancoragem física ao redor das placas de resfriamento, construção de arco em direção às paredes do cadinho, ou simplesmente condensação do material aglomerante na parede; (iv) fornecimento contínuo ocorrendo dos componentes aderentes; e (v) a escada formada é forte o suficiente para resistir às forças de desgaste dos materiais descendentes.

O local onde a escada está localizada depende do material aglomerante, material aderente, materiais de carga, operação do forno e características construtivas do forno, como elementos de resfriamento e material de revestimento. Pode estar localizada em vários níveis no BF, como o eixo, o cadinho ou o ventre. A Fig. 2 dá algumas vistas de escadas em um BF.

Fig. 2 Vistas de escadas em um BF

A composição química típica da raiz e da crosta dura de amostras de escadas de alguns dos BFs da Europa são dadas na Tabela 1.

Tabela 1 Análise típica de escada de amostras de BFs europeus
Nº	Composição	Raiz da escada		Crosta dura da escada
		Amostra 1	Amostra 2
		%	%	%
1	C	4,24	1,59	8,4
2	Fe (total)	56	33	42,6
3	SiO₂	5,4	21	5,9
4	Al₂O₃	9,51	5,16	1,26
5	CaO	11,9	20,6	5,35
6	MgO	4,95	6,08	1,91
7	ZnO	0,002	N.D.	23,3
8	PbO	0	N.D.	0,26
9	K₂O	0,86	1,57	3,1
10	Na₂O	0,36	0,76	1,3
11	S	4,2	0,05	0,20

Escadas no Cadinho e Ventre

Em um BF ideal, o acúmulo e descamação de escadas acontece continuamente, de modo que nenhuma grande variação nas perdas de resfriamento ou na química da escória é observada. Em BFs mais antigos com placas de resfriamento e revestimento cerâmico, este equilíbrio é difícil de alcançar, especialmente quando o revestimento se tornou erodido. Em BFs recentes com estaves ou revestimento de placas de cobre-grafite, há uma sequência regular de acúmulo e descamação de escadas alternando. A descamação das escadas normalmente ocorre duas ou mais vezes por semana.

A escada consiste de finos de coque, componentes de minério reduzido, escória, componentes de poeira como fuligem, e álcalis condensados, etc. Este tipo de escada é frágil e descasca facilmente. Se este tipo de escada permanece por mais tempo na parede do cadinho, especialmente quando cobre a circunferência do cadinho, é mecanicamente estável e ganha resistência com o tempo. Óxidos de ferro são reduzidos a Fe metálico, sinterizados juntos e carbonizados. O carbono (C) do coque é gasificado pela reação de perda de solução, deixando espaço para poeira e materiais condensantes, ex: óxido de potássio (K₂O). Quando a escada ficou por mais tempo em temperaturas mais altas no cadinho, a escada é compacta e contém principalmente Fe e escória. Quanto mais tempo a escada fica, mais ela ganha em dimensões e o risco de distúrbios sérios cresce.

Uma formação típica de escada ocorre devido às razões e etapas consistindo de: (i) há presentes na carga muitos finos e sinter mal peneirado com características inferiores de degradação a baixa temperatura; (ii) O material fino se segrega para o lado da parede onde o fluxo de gás é fraco, a temperatura baixa e a taxa de redução lenta; (iii) a raiz da zona coesiva está localizada baixa no cadinho e também pode ser carga mista; (iv) a descida normal da carga para devido a uma pendência ou uma parada de manutenção; (v) a decrepitação do sinter continua devido à sua redução; (vi) material amolecido ou semi-fundido gruda em um elemento de resfriamento e solidifica; (vii) quando a carga começa a descer novamente (a pendência escorrega ou o forno é reiniciado após a parada), este material aderido permanece em seu lugar; (viii) compostos de zinco (Zn) e álcalis condensam do gás no material estagnado aglomerando os finos juntos; (ix) formação da raiz da escada; (x) na superfície da camada de material estagnado, em direção à carga, a condensação de compostos aglomerantes e poeira continua construindo uma crosta dura de Fe, ZnO (óxido de zinco), K₂O, e componentes de escória; (xi) crescimento contínuo para cima e ligeiramente em direção ao centro do forno. Se este tipo de escada for permitido crescer, pode crescer por algum tempo sem criar problemas significativos, mas depois causa distúrbios sérios na operação do BF, ex: cadinho resfriado, quebras de tubos de sopro, etc.

Escadas no Eixo Médio e Inferior

Tradicionalmente, álcalis são considerados como a razão para a formação de escadas no eixo do BF. Em temperaturas acima de 1.100 °C, os álcalis são reduzidos e vaporizados da escória fundida e sobem com o gás. Cianetos de álcalis são formados em temperaturas variando de 900 °C a 1.000 °C e na faixa de temperatura de menos de 750 °C a 880 °C, estes vapores são condensados e oxidados por CO₂ a carbonatos. Os álcalis também podem reagir com materiais de carga, partículas de poeira e o revestimento se a temperatura for alta o suficiente. No sistema Na₂O-K₂O-MgO-CaO-Al₂O₃-SiO₂, existem muitas composições com ponto de fusão baixo, com alguns tendo ponto de fusão tão baixo quanto 700 °C. Em temperaturas flutuantes, estes fundidos podem dissolver mais material sólido quando a temperatura sobe e aglomerar partículas juntas quando a temperatura desce novamente. Estas misturas de baixo ponto de fusão decompõem-se em fases mais estáveis durante a solidificação e é difícil fixar uma certa composição de fundido como fase aglomerante. As fases cristalizadas têm geralmente pontos de fusão mais altos que a fase fundida inicial. É por isso que, ex: KAlSiO₄ (kalsilita) é frequentemente encontrado nas escadas, mesmo tendo um ponto de fusão muito alto (maior que 1.700 °C). A influência do K na formação de escadas é mostrada na Fig. 3.

Fig. 3 Influência do K na formação de escadas

O zinco é reduzido a cerca de 800 °C e evaporado a 907 °C. É oxidado de volta a ZnO nas partes mais frias da carga onde a temperatura desce abaixo de 800 °C e onde a razão de CO₂/(CO₂+CO) é maior que 0,2.

A escada pode crescer muito rápido se não houver mecanismo de desgaste, como o movimento da carga descendente. Durante o movimento da carga descendente, os grumos de coque com bordas duras atuam como material de moagem. O crescimento da escada é um equilíbrio entre fenômenos de adesão e desgaste. Existem muitos fatores contribuintes descritos anteriormente. Geralmente é difícil apontar apenas um fator. Normalmente, a soma de muitos fatores desencadeia o crescimento de uma escada.

Escadas no Eixo Superior

Escadas no eixo superior são muito comuns quando os materiais de carga não são completamente peneirados ou os valores de suas propriedades de quebra a baixa temperatura são ruins. Os finos na carga se separam em direção às paredes ou são formados por decrepitação do sinter. Quantidades excessivas de finos dão origem a alta queda de pressão e podem causar as chamadas "pendências de poeira". Material fino estagnado forma uma base para compostos aglomerantes como ZnO e K₂CO₃. Às vezes, a umidade em carga úmida e fria também pode condensar nos materiais finos no lado da parede.

A raiz da escada está localizada no meio do eixo, preferencialmente ancorada ao redor de placas de resfriamento proeminentes. Como a raiz da escada está localizada tão alta no eixo, é difícil destruí-la por fusão com a escória. Além disso, uma escada no eixo superior torna difícil ou até impossível controlar a distribuição de minério/coque ao longo do raio do forno.

Causas para a Formação de Escadas

Existem várias teorias sobre como a formação de escadas é iniciada, mas todas as teorias aceitam que álcalis e/ou Zn estão envolvidos no processo de formação de escadas. A diferença básica entre as teorias é se álcalis e Zn atuam apenas como iniciadores para a formação de escadas, ou se são responsáveis por todo o processo. No entanto, não é muito certo se a presença de álcalis e Zn é um pré-requisito para a formação de escadas, ou se eles meramente agravam todo o processo de formação de escadas.

Com base em estudos químicos e mineralógicos realizados em amostras coletadas para as escadas de vários BFs, é evidente que a formação de escadas no BF pode ocorrer devido a uma única causa ou devido a múltiplas causas. As várias causas são resumidas abaixo.

Zinco

Zn e compostos contendo Zn são encontrados em várias amostras. O acúmulo de Zn ocorre devido ao ciclo de Zn no BF. Compostos contendo Zn, como ZnO, entram no BF com a carga ferrosa. Enquanto o Zn funde a temperaturas de 419,7 °C e evapora a 906 °C, o ponto de fusão do ZnO é 1.975 °C. Dependendo da pressão parcial de Zn e dos teores de CO/CO₂ e H₂/H₂O, o ZnO é reduzido em altas temperaturas e sob condições encontradas no nível dos tubos de sopro, conforme as reações reversíveis ZnO + C = Zn + CO, ZnO + CO = Zn + CO₂, e ZnO + H₂ = Zn + H₂O. Zn gasoso metálico sobe para o eixo, onde as condições mudam e o Zn é oxidado novamente e condensa no material de carga. A precipitação forma uma camada branco-esverdeada no topo do material de carga. Devido à alta temperatura de fusão, o ZnO permanece grudado e desce com a carga. Junto com o novo Zn, entrado com a carga, o Zn acumula no BF enquanto não for retirado.

Oxidação e outras reações produzem vários compostos de Zn que foram estabelecidos durante os estudos mineralógicos das amostras. O ZnO é o mais frequentemente encontrado. Alguns dos outros compostos encontrados são silicato de zinco (Zn₂SiO₄), gahnita (ZnAl₂O₄), hardystonita (Ca₂ZnSi₂O₇) e franklinita (ZnO·Fe₂O₃). O ZnO pode aglomerar diferentes finos e poeira de carga, formando uma escada no eixo. Tal escada não precisa necessariamente estar anexada diretamente à parede inteira que cobre.

Em um caso típico de operação de BF onde o material de carga tem uma carga muito alta de Zn, até 45 kg por tonelada de ferro-gusa (kg/tHM), a quantidade de Zn no BF acumula mais rapidamente que em BFs com concentrações mais baixas de Zn da carga. No entanto, escadas causadas por Zn não são um problema específico de um BF particular. As concentrações de Zn podem atingir quantidades altas em todo BF, se o Zn não for retirado do processo por ação específica, como altas temperaturas de gás de topo.

Sinterização

Se parte da carga ferrosa é mantida em um estado acumulado por um longo período de tempo, então pode ser reduzida mesmo em temperaturas e atmosfera existentes no eixo. Este acúmulo torna-se rico em grãos de Fe metálico, encontrados próximos a fases de escória. Devido à pressão da carga e temperaturas acima de 900 °C, os grãos de Fe metálico podem ser sinterizados juntos. Um acúmulo sólido de Fe espesso ocorre. Devido à sua estabilidade, ele só precisa ser anexado à parede na parte inferior do acúmulo no eixo, causando formação de escada.

Álcalis

Álcalis normalmente entram no BF com o material ferroso e com o coque na forma de silicatos. O acúmulo de álcalis pode ocorrer de forma similar ao acúmulo de Zn no BF. Reduzidos no nível dos tubos de sopro, os álcalis sobem no eixo e condensam em temperaturas de 882 °C (sódio, Na) e 779 °C (potássio, K).

Os vapores de álcalis que sobem com o gás circundante condensam na parte superior do BF, onde uma parte sai com o gás de topo, enquanto o restante condensa nas paredes internas ou no material de alimentação. Devido à volatilização e condensação dos álcalis nas diferentes zonas térmicas, os álcalis tendem a circular dentro do BF, levando a um acúmulo e interações com outros materiais de alimentação. Isso pode ter um impacto significativo no processo, mesmo quando o álcali é carregado em pequenas quantidades, geralmente menos de 5 kg/tHM. Uma visão simplificada da circulação de álcalis no BF é mostrada na Fig. 4. Estudos de BFs escavados mostraram que o nível de álcali é mais alto onde a temperatura é acima de 1.000 °C, o que significa que há uma concentração aumentada de álcali na parte inferior do BF.

Fig. 4 Visão simplificada da circulação de álcalis no BF

Várias reações que estão ocorrendo para formar os óxidos de álcali com pontos de fusão acima do nível de temperatura do eixo. Os álcalis também podem aglomerar a carga e a poeira. Se precipitados na parede do eixo, os álcalis podem grudar partes da carga juntas e formar uma escada.

Não é essencial que as escadas feitas principalmente de álcalis sejam formadas em todo BF. No entanto, em BFs, camadas finas, contendo kalsilita (KAlSiO₄) e outros compostos de K₂O estão presentes. Elas são formadas diretamente na parede. O comportamento do KAlSiO₄ é importante. Ele pode grudar partes da carga juntas e formar uma escada. Partes ferrosas são então reduzidas e sinterizadas juntas, formando uma escada sólida. Como o KAlSiO₄ não é uma composição estável, ele pode reagir de forma que nenhuma ou muito poucas quantidades de álcalis sejam encontradas posteriormente nas amostras de escada.

Zona Pastosa (Mushy Zone)

Em temperaturas em torno de 1.100 °C, o material de carga ferroso começa a amolecer. Estruturas macias dentro desta zona pastosa são forçadas pelo peso da carga a grudar juntas. Durante uma parada do forno ou uma vez que regiões próximas à parede mais frias são alcançadas, esta zona pastosa solidifica, adere à parede e forma a camada frontal de uma escada. A escada perturba o fluxo de gás através do eixo e força o fluxo em outra direção. Se, devido ao fluxo de gás alterado, as temperaturas ficarem abaixo de seus níveis originais, a escada dificilmente pode derreter. Processos de redução e sinterização então geram uma camada de grãos de Fe metálico em fases de escória que são ainda mais difíceis de remover. Escadas muito grandes podem ser encontradas em BFs onde as temperaturas atingiram mais de 1.100 °C. Estas escadas são compostas de fases de escória e grãos de Fe metálico sinterizados juntos. Quantidades muito pequenas de Zn ou álcalis estão presentes. Portanto, nesta área, estima-se que não estes elementos, mas um processo de solidificação de material pastoso é responsável pela aderência inicial. Outros indicadores para este processo de formação são a baixa carbonetação do Fe e as partículas de coque firmemente enclausuradas.

Água

A água entra no BF de diferentes maneiras. As mais importantes são: (i) sinter e coque úmidos, especialmente sinter recebido de armazenamento a céu aberto que não é protegido do telhado contra condições ambientais como chuva; (ii) injeção de vapor de água no nível dos tubos de sopro; e (iii) injeção de água líquida no topo da carga, caso as temperaturas do gás de topo excedam um certo valor. Além disso, perto do topo da carga, nas regiões próximas à parede fria, o vapor de água pode condensar. Ao longo da parede do eixo, a água líquida pode fluir para baixo e alcançar níveis mais profundos do eixo. A água acumula poeira e partículas finas da carga e pode grudar estes aglomerados na parede. Ao longo de um longo período de tempo, processos de sinter e redução formam uma escada de acúmulo sólido.

A água fluindo para baixo na parede do eixo reduz a temperatura nas regiões próximas à parede. Devido a esta queda de temperatura, Zn e álcalis condensam muito mais rápido e os processos correspondentes de formação de escadas são acelerados. Uma vez que a água alcança regiões mais quentes, ela evapora, enquanto a fase de água líquida corre mais para baixo no eixo do BF. O vapor de água reduz o teor de H₂/H₂O nestas áreas. Como resultado, o equilíbrio da reação reversível na equação ZnO + H₂ = Zn + H₂O é alterado em direção ou mais na direção do ZnO.

No diagrama de área de predominância para o sistema Zn-O-H₂ (Fig. 5), três fases diferentes são mostradas como função do teor de H₂/H₂O e da temperatura. As fases são: (i) Zn líquido, Zn(l), (ii) vapores de Zn, Zn(v), e (iii) ZnO sólido, ZnO(s). O diagrama foi calculado a partir de dados termoquímicos para substâncias puras. As linhas sólidas com uma curvatura no ponto de ebulição são linhas de coexistência onde Zn e ZnO existem em equilíbrio juntos. O Zn é estável acima destas linhas e o ZnO é estável abaixo. As linhas de coexistência são uma função da atividade do Zn, a(Zn). Para gases ideais, a atividade dos vapores de Zn, a(Zn) é igual à pressão parcial de Zn(v). Sob condições normalmente encontradas no BF, valores de atividade entre 0,1 e 0,01 são esperados para vapores de Zn. Quanto mais as condições estão distantes das linhas de coexistência, mais de um produto é criado antes que a reação atinja o equilíbrio novamente. Se mais ZnO é formado, as chances de retirar Zn do processo por altas temperaturas de gás de topo declinam.

Fig. 5 Diagrama de área de predominância para o sistema Zn-O-H₂

O círculo preto no diagrama caracteriza uma quantidade de H₂ que é três vezes a quantidade de vapor de água em temperaturas um pouco acima do ponto de ebulição do Zn. Dependendo da pressão parcial de Zn, o equilíbrio termo-mecânico está próximo, provavelmente até a favor de Zn(v). Se a água é adicionada, ela evapora e o teor de H₂/H₂O declina na direção da seta. As condições estão agora mais distantes das linhas de coexistência. Como resultado, a quantidade de ZnO formada é aumentada. Após a precipitação, a escada forma muito mais rápido, pois o processo de formação de escada acelera.

Cal Juntamente com Água

Se muita cal queimada é adicionada ao processo de sinterização, pode forçar o sinter a rachar e estilhaçar, se entrar em contato com água e reagir. Como resultado, a quantidade de partes finas da carga é aumentada no BF. Em geral, partes finas da carga são muito mais fáceis de aglomerar e suportam a formação de escada. Dentro do BF, cal queimada e água podem reagir para formar cimento. O cimento aglomera a carga e forma uma escada de acúmulo muito estável e sólida. Se partes de carga ferrosa são reduzidas e sinterizadas juntas, uma escada ainda mais estável é formada.

Processo de Formação de Escadas

As escadas são normalmente compostas de uma casca sólida no lado interno do BF e uma camada de material de carga solto entre esta casca e a parede do BF. Estudos mostraram que a casca sólida se desenvolve ao longo de uma isotérmica. Durante a formação, esta isotérmica está localizada na posição da casca sólida. Existem duas estruturas diferentes formando a casca sólida no lado interno possíveis: (i) grãos de Fe metálico em fases de escória, e (ii) carga colada junto por ZnO. Dois processos de formação parecem possíveis.

No primeiro processo, a carga ferrosa macia solidifica ao longo de uma isotérmica, se a temperatura dentro do BF cai. A razão para uma queda de temperatura pode ser uma parada ou uma flutuação no processo. Ao longo de um intervalo de tempo longo o suficiente, a carga contendo Fe é reduzida e sinteriza ainda mais na temperatura e atmosfera do eixo. No final do processo, grãos de Fe metálico em fases de escória se formaram.

No segundo processo, Zn, álcalis e seus compostos precipitam e formam uma vez que a temperatura cai abaixo de um certo ponto. Apenas em uma certa temperatura, processos de reação e precipitação criam compostos de Zn ou álcali suficientes para ligar a carga junto. As estruturas de coque e sinter coladas juntas por ZnO são o produto. Durante processos posteriores de redução e sinterização da carga contendo Fe, o Zn pode reagir e gasificar. Neste caso, os grãos de Fe metálico em fases de escória são o produto final da escada, que no primeiro processo é composta de estruturas de coque e sinter coladas juntas por ZnO.

A escada formada por qualquer um dos processos acima explica a forma da casca sólida, a camada de material de carga solto e por que a escada é formada em poucos dias. Uma vez que a casca sólida existe, ela perturba o fluxo de gás através do eixo e força o fluxo em outra direção. Como resultado do fluxo de gás alterado, as temperaturas podem ficar abaixo de seus níveis originais. Neste caso, a escada dificilmente pode derreter. Condensação e precipitação na camada de material de carga solto mais tarde acumulam compostos de Zn e álcali. Estes processos de acumulação também podem levar à formação de uma nova camada na frente da casca já existente. A casca existente é um suporte estrutural para o crescimento adicional de uma nova camada e a protege da abrasão.

As escadas são normalmente formadas continuamente. Os teores de álcalis e Zn do gás ascendente são depositados na carga ou refratário à medida que a temperatura diminui no eixo. Este fenômeno cria escadas de crescimento lento. A velocidade de crescimento da camada de escada no refratário é geralmente da ordem de alguns milímetros por semana. Este tipo de formação de escadas é principalmente influenciado pela carga de álcali e Zn da carga e pela distribuição de temperatura no eixo.

Distúrbios ou interrupções do processo no BF podem causar a carga a começar a sinterizar. Se isso ocorre na região inferior do forno, a carga descendente pode remover parcial ou totalmente o material aglomerado. Se a aglomeração ocorre na parte superior do eixo, a carga parcialmente aglomerada pode tornar-se estagnada. O material abaixo desta zona também deve ser estagnado. Todo este material é reduzido lentamente com o tempo e torna-se Fe reduzido. Durante o tempo de redução e dependendo da distribuição de temperatura no BF, os fumos de álcali e Zn podem depositar nas superfícies das partículas de óxido de Fe e formar compostos com silicatos de alumina e magnésia. A velocidade de crescimento deste fenômeno pode ser consideravelmente maior comparada com a formação de escadas devido à deposição de álcali e Zn no refratário. A velocidade de crescimento depende de parâmetros como a extensão da zona de carga aglomerada inicial, distribuição de temperatura e a quantidade de partículas finas no gás ascendente.

Medidas para Evitar a Formação de Escadas

Se as escadas crescem muito, elas perturbam o processo no BF e reduzem a eficiência do BF. Escadas de acúmulo sólido às vezes só podem ser removidas por explosão. Tais contramedidas radicais às vezes não podem ser evitadas. No entanto, parece possível intervir com medidas menos extremas para evitar a formação de escadas. Quando as escadas ainda são comparativamente pequenas, especialmente durante o processo de formação, passos contra sua formação são eficazes. Algumas destas medidas são dadas abaixo.

Capacidade de Resfriamento

Para iniciar o processo de fusão do material de carga solidificado na parede do eixo e prevenir a solidificação da zona pastosa em regiões frias próximas à parede, a capacidade do sistema de resfriamento do eixo pode ser reduzida. O número de caixas de resfriamento na parte superior do eixo pode ser minimizado. Menor capacidade de resfriamento mantém a temperatura interna alta o suficiente, para prevenir uma possível zona pastosa de solidificação durante as paradas do BF. Alternativamente, parece possível carregar grandes quantidades de coque próximo à parede, antes de uma parada. O coque deve ser colocado de tal forma que, durante a parada, ele permaneça na região onde a parte inferior da escada normalmente gruda na parede. Dessa forma, uma solidificação e aderência à parede de material de carga macio pode ser prevenida, porque o coque não fica macio nas temperaturas do eixo.

Carregamento de Coque Próximo à Parede

Grandes quantidades de coque, preferencialmente carregadas em direção a regiões próximas à parede, elevam a temperatura e podem derreter escadas. O aumento de temperatura também previne ou reduz a condensação de Zn e álcalis e, como resultado, o desenvolvimento de novas escadas. Os primeiros resultados de um carregamento de coque próximo à parede são geralmente visíveis dois ou três dias após sua iniciação. A desvantagem desta contramedida é, claro, um processo de desgaste maior do refratário da parede do eixo e utilização de gás reduzida.

Sílica

A sílica pode reagir com o material da escada e pode formar compostos eutéticos de sílica com baixos pontos de fusão. Portanto, a sílica pode ser adicionada a regiões próximas à parede, para derreter escadas da parede do eixo.

Carregamento Central de Partes Finas da Carga

Partes finas da carga são muito mais fáceis de aglomerar e serem reduzidas. Se de qualquer forma carregadas no BF, estas devem entrar no BF na região central. Dessa forma, as chances de aderência dos aglomerados de carga fina à parede do eixo são minimizadas.

Balanceamento de Álcalis e Escória Ácida

O balanço de entrada e saída fornece informação valiosa sobre a quantidade real de álcalis no processo do BF. Os álcalis podem então ser retirados do BF por uma escória ácida. A escória ácida também aumenta a quantidade de enxofre no ferro-gusa (HM). Portanto, o balanceamento é importante para operar o BF com a escória ácida por um período limitado e, portanto, as desvantagens o mínimo possível.

Escorregamento Forçado

O escorregamento forçado ocorre quando há uma parada da pressão de sopro por alguns minutos. Isso força a carga a descer repentinamente no eixo e o topo da carga afunda. Devido à força repentina iniciada pelo peso da carga, as escadas podem se romper. O escorregamento forçado deve ser dado apenas no final da vazamento, para prevenir uma perda de qualidade e contaminação do HM pelo material deslizando para baixo.

Otimização de Características Construtivas do BF

Especialmente em seu topo frio, as caixas de resfriamento atuam como uma âncora para futuras escadas. Em contraste com os estaves, as caixas de resfriamento geram pontos frios distribuídos sobre a parede do eixo. Estes pontos frios são pontos de partida ideais para condensação e solidificação. Estaves com o mesmo efeito de resfriamento que as caixas de resfriamento produzem um campo de temperatura estável, sem os mínimos extremos de temperatura. Portanto, os estaves são menos propensos a gerar escadas.

Alta Temperatura do Gás de Topo

O Zn pode ser retirado do processo do BF com altas temperaturas do gás de topo, não dando aos vapores de Zn tempo suficiente para condensar ou reagir. Para atingir este objetivo, uma temperatura ótima de gás de topo necessária é de cerca de 350 °C. Junto com grandes quantidades de coque carregadas na área da parede, quantidades de Zn de 45 kg/tHM podem ser manuseadas no BF.