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ROTAS DE PRODUÇÃO DE AÇO FAIXA GRANULOMÉTRICA DOS PRINCIPAIS PRODUTOS DA MINÉRAÇÃO DE FERRO.

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Apresentação em tema: "ROTAS DE PRODUÇÃO DE AÇO FAIXA GRANULOMÉTRICA DOS PRINCIPAIS PRODUTOS DA MINÉRAÇÃO DE FERRO."— Transcrição da apresentação:

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2 ROTAS DE PRODUÇÃO DE AÇO

3 FAIXA GRANULOMÉTRICA DOS PRINCIPAIS PRODUTOS DA MINÉRAÇÃO DE FERRO

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

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6 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA

7 ANÁLISE GRANULOMETRICA

8 PRENSA AUTOMÁTICA DE COMPRESSÃO RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO

9 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.

10 PRINCIPAIS REAÇÕES QUÍMICAS NO ALTO FORNO HEMATITA MAGNETITA WUSTITA Fe METÁLICO Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 FeO Fe ETAPAS DA REDUÇÃO DO MINÉRIO DE FERRO Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3 CO 2 Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3 H 2 O REAÇÕES DE REDUÇÃO

11 CARACTERIZAÇÃO METALÚRGICA CREPITAÇÃO DESINTEGRAÇÃO INCHAMENTO REDUTIBILIDADE AMOLECIMENTO E FUSÃO

12 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 Em ambos a amostra é submetida a choque térmico introduzindo-a no forno pré-aquecido a 700 o 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.

13 CARACTERIZAÇÃO METALÚRGICA DESINTEGRAÇÃO Continuando a descida, a carga vai elevando sua temperatura até que começam as reações de redução do minério (Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 FeO Fe). primeira reação 400 o C, quando (Fe 2 O 3 ) (Fe 3 O 4 ). 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.

14 FORNO PARA ENSAIO DE DESINTEGRAÇÃO

15 DESINTEGRAÇÃO RDI (Reduction desintegration index) ou LTD (Low-temperature disintegration) do minério. RDI ensaios estáticos o ISO e ISO O ensaio ISO 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%.

16 TOMBORAMENTO

17 DESINTEGRAÇÃO No ensaio LTD a redução é feita a 500 o C 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%.

18 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 ou C 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.

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20 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 o C, durante 3 horas. O grau de redução final obtido expressa o índice de redutibilidade do minério.

21 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 o C e determina-se a velocidade de redução no instante em que se atinge 40% da redução do minério (redução total da magnetita a wustita).

22 FORNO PARA ENSAIO DE REDUÇÃO

23 INCHAMENTO No caso de pelotas há mais um aspecto que deve ser avaliado durante sua redução No caso de pelotas há mais um aspecto que deve ser avaliado durante sua redução (o inchamento) i)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%.

24 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 Determina-se a perda de carga máxima ocorrida no ensaio (ou seja, inchamento medido por meio de seu efeito na permeabilidade do leito).).

25 FORNO PARA ENSAIO DE INCHAMENTO

26 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 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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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58 FINALMENTE As especificações para granulados, pelotas e sinter são estabelecidas em função do comportamento que o minério deve apresentar: no transporte e manuseio: resistência mecânica; na zona granular do alto-forno: distribuição granulométrica favorável a escoamento, baixa crepitação, baixo RDI ou LTB e elevada redutibilidade; na zona inferior do alto-forno: amolecimento a temperaturas mais altas, faixa estreita de amolecimento, química de escória favorável a seu gotejamento e escoamento e às reações de purificação do gusa e composição química do ferro-gusa adequada à aciaria.


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