ROTAS DE PRODUÇÃO DE AÇO

ROTAS DE PRODUÇÃO DE AÇO

FAIXA GRANULOMÉTRICA DOS PRINCIPAIS PRODUTOS DA MINÉRAÇÃO DE FERRO

Zona Granular Zona de Preparação (Redução Indireta) Zona de Transição (Redução Direta) ESTRUTURA INTERNA DO ALTO-FORNO Zona de Amolecimento e Fusão (Redução Direta)

PROPRIEDADES DA CARGA DO ALTO-FORNO ESQUEMA DA REGIÃO INTERNA PROPRIEDADES CONTROLADAS ZONAS FENÔMENOS SINTER PELOTA MINÉRIO COQUE GRANULOMETRIA ZONA PRÉ- RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA E RESISTÊNCIA GRANULAR AQUECIMENTO ADERÊNCIA REDUÇÃO RDI INCHAMENTO CREPITAÇÃO REDUTIBILIDADE AMOLECIMENTO REATIVIDADE ZONA DE FUSÃO AMOLECIMENTO PROPRIEDADES A ALTAS TEMPERATURAS E FUSÃO RESISTÊNCIA REDISTRIBUIÇÃO APÓS REAÇÃO DO FLUXO GASOSO

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA

ANÁLISE GRANULOMETRICA

RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO PRENSA AUTOMÁTICA DE COMPRESSÃO

ANÁLISE QUÍMICA Fe, S, Zn, As, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, V, W, Zr, SiO2, Al2O3, P, Mn, PPC, CaO, MgO, TiO2, FeO, Na2O, K2O, FeM, FeO, GR, GM ENTRE OUTROS.

HEMATITA MAGNETITA WUSTITA Fe METÁLICO Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe PRINCIPAIS REAÇÕES QUÍMICAS NO ALTO FORNO ETAPAS DA REDUÇÃO DO MINÉRIO DE FERRO REAÇÕES DE REDUÇÃO Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3 CO2 Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3 H2O

CARACTERIZAÇÃO METALÚRGICA CREPITAÇÃO DESINTEGRAÇÃO REDUTIBILIDADE INCHAMENTO AMOLECIMENTO E FUSÃO

CREPITAÇÃO Ao penetrar no forno, o minério sofre choque térmico ao primeirocontato com os gases quentes. A avaliação da crepitação dos minérios granulados tem sido feita principalmente utilizando-se os ensaios COISRMJ (Committee for Overseas Iron & Steelmaking Raw Materials of Japan) e ISO 8371. Em ambos a amostra é submetida a choque térmico introduzindo-a no forno pré-aquecido a 700o C. Após 30 min é removida para resfriamento brusco ao ar ambiente e peneirada para verificar percentagem de finos gerada abaixo de 5 mm (COISRMJ) ou 6,3 mm (ISO 8371). De 3 a 5% o minério é contraindicado para o Alto Forno.

CARACTERIZAÇÃO METALÚRGICA DESINTEGRAÇÃO Continuando a descida, a carga vai elevando sua temperatura até que começam as reações de redução do minério (Fe2O3 Fe3O4 FeO  Fe). primeira reação  400oC, quando (Fe2O3)  (Fe3O4). HHC e MCFC tem-se aumento de volume  desintregação desintegração sob (ou devido à) redução. Pelota e sinter  controla-se a matéria prima Minério granulado busca-se outro com menor suscetibilidade à desintegração.

FORNO PARA ENSAIO DE DESINTEGRAÇÃO

DESINTEGRAÇÃO RDI (Reduction desintegration index) ou LTD (Low-temperature disintegration) do minério. RDI  ensaios estáticos o ISO 4696-1 e ISO 4696-2. O ensaio ISO 4696-2 é o mais utilizado pelas usinas siderúrgicas do Brasil e Ásia; RDI <%<3,15mm Após o tamboramento da amostra reduzida a 550 o C. Os granulados são considerados de desintegração satisfatória quando apresentam RDI inferiores a 20% e pelotas RDI menor que 14%.

TOMBORAMENTO

DESINTEGRAÇÃO No ensaio LTD a redução é feita a 500 oC simultaneamente com o tamboramento da amostra. Após peneiramento, determina-se a percentagemde material retido em 6,30 mm, bem como a passante em 3,15 mm e 0,50 mm. As pelotas de LTD satisfatório apresentam %<6,3 mm inferior 20%.

REDUTIBILIDADE minério deve atingir a chamada “zona de reserva térmica” (ZRT) Já todo reduzido a FeO (wustita). A ZRT é a região isotérmica do alto-forno em que a temperatura da carga é igual à do gás. 1000 ou 800 0C as reações de redução de Fe2O3  Fe3O4  FeO são termodinamicamente bem mais favoráveis do que a redução final FeO  Fe. A quantidade de oxigênio por atómo de ferro a ser removida na reação FeO  Fe é bem maior que nas etapas anteriores, e as ligações Fe-O a serem quebradas são mais fortes.

REDUTIBILIDADE O tempo para reduzir é menor antes de começar o amolecimento do minério. Redutibilidade é de extrema importância  traduz a capacidade da matéria prima transferir o oxigênio A ISO 7215, mais utilizado pela siderurgia brasileira e asiática, A ISO 4695, mais empregado na Europa. No ensaio ISO 7215 a redução da amostra do minério é feita a 900 oC, durante 3 horas. O grau de redução final obtido expressa o índice de redutibilidade do minério.

REDUTIBILIDADE São de alta redutibilidade pelotas com índice maior que x%, granulado maior que 50% e sinter maior que x%. No ensaio ISO 4695 a redução é feita a 950 oC e determina-se a velocidade de redução no instante em que se atinge 40% da redução do minério (redução total da magnetita a wustita).

FORNO PARA ENSAIO DE REDUÇÃO

INCHAMENTO • No caso de pelotas há mais um aspecto que deve ser avaliado durante sua redução (o inchamento) • reduzindo a amostra sem colocação de carga sobre ela; • Os ensaios de inchamento livre são mais usados na siderurgia asiática, • podendo ser realizados segundo as nomas ISO 4698 ou JIS M8715. • Mede-se o volume das pelotas antes e depois da redução e calcula-se sua variação percentual. Pelotas devem apresentar inchamento menor que 16%.

INCHAMENTO ii) submetendo a amostra a pressão mecânica enquanto é reduzida. O ensaio de inchamento sob carga mecânica é mais usado na Europa, mas particularmente na Alemanha, segundo a norma ISO 7992. Determina-se a perda de carga máxima ocorrida no ensaio (ou seja, inchamento medido por meio de seu efeito na permeabilidade do leito). ).

FORNO PARA ENSAIO DE INCHAMENTO

AMOLECIMENTO E FUSÃO Voltando à descida da carga no alto-forno, depois de passar pela ZRT o minério reduzido vai elevando sua temperatura à medida que desce no forno até atingir sua temperatura de amolecimento e, mais tarde, a de fusão. A diferença de temperatura fusão/amolecimento deverá ser a menor possível para evitar a formação de uma zona plástica o qual prejudica a permebilidade do forno. Pode-se adicionar MgO caso o minério tenha baixa redutibilidade para aproximar o ponto de fusão ao ponto de amolescimento dando mais tempo para total redução do minério.

ENSAIO DE AMOLECIMENTO E FUSÃO - Procedimento Experimental - AQUISIÇÃO DE DADOS COQUE CARGA METÁLICA COQUE • PARÂMETROS MONITORADOS • temperatura • deslocamento • perda de pressão • gás de saída

ENSAIO DE AMOLECIMENTO E FUSÃO - Procedimento Experimental - COQUE CARGA METÁLICA COQUE

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