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MCM - Siderurgia PRODUÇÃO DO FERRO GUSA. Alto forno Reator tipo chaminé Funcionamento contínuo Estrutura dividida em cadinho, rampa, cuba e topo.

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1 MCM - Siderurgia PRODUÇÃO DO FERRO GUSA

2 Alto forno Reator tipo chaminé Funcionamento contínuo Estrutura dividida em cadinho, rampa, cuba e topo.

3 ALTO FORNO

4 REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOALTO FORNO

5 Produção do ferro gusa Insumos para produção de 1000 Kg de gusa (média): 1700 Kg de minério de ferro; 400 a 600 Kg de coque; 140 Kg de calcário; 1600 a 2000 Kg de ar.

6 Produção do ferro gusa Outros insumos: Água para refrigeração (20m 3 /T gusa); Energia elétrica para o acionamento de equipamentos (10KWh/T gusa);

7 Reações do alto forno Formação do CO e CO 2 : ocorre na região das ventaneiras, entre 1800 o C e 2000 o C. C + O 2 CO 2 CO 2 + C 2CO

8 Reações do alto forno Decomposição dos carbonatos: ocorre a aproximadamente 800 o C. CaCO 3 CaO (cal)+ CO 2 MgCO 3 MgO (magnésia) + CO 2

9 Reações do alto forno Redução dos óxidos de ferro: ocorre principalmente pela ação do CO. 3Fe 2 O 3 + CO 2Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO 2FeO + CO 2 FeO + CO Fe + CO 2 Fe 2 O 3 + 3C 2Fe + 3CO

10 Reações do alto forno Formação da cementita (carbeto de ferro): saturação do Fe com C, confere dureza e resistência ao ferro. 3Fe + C Fe 3 C 3Fe + 2CO Fe 3 C + CO 2

11 Reações do alto forno Outras reações: Redução do Mn, Si e P a partir de seus óxidos; Redução do Fe a partir do FeS; Reações de formação da escória.

12 Produtos do alto forno Ferro gusa; Escória ; Gás de alto forno. SUBPRODUTOS

13 Composição do gusa Composição média do ferro gusa BalançoFe 3,0 – 4,5C 1,0 – 2,0Mn 0,040 – 0,400P 0,035 – 0,050S 0,5 – 3,0Si % (peso)Elemento

14 Composição da escória A escória é aproveitada para a fabricação de cimento. 0,4 – 1,2S 0,5 – 2,0FeO 1,0 – 12,0MgO 5,0 – 25,0Al 2 O 3 27,0 – 55,0CaO 23,0 – 55,0SiO 2 % (peso)Componente

15 Gases de alto forno Possuem alto poder calorífico; São reaproveitados depois de limpos; Aplicações: aquecimento de regeneradores, produção de energia elétrica.

16 Gases de alto forno Composição típica 57N2N2 3H2H2 27CO 13CO 2 % (volume)Componente

17 EQUIPAMENTOS AUXILIARES DOALTO FORNO

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19 ALTO FORNO

20 Equipamentos auxiliares Casa de silos: mantém as matérias-primas em estoque.Casa de silos Sistema de transporte: transportam as matérias-primas até o topo do AF. Caçambas (até 200T/dia); Skip-cars (até 3500T/dia);Skip-cars Correias transportadoras (acima 3500T/dia).

21 Equipamentos auxiliares Sistema de carregamento do AF: devem permitir a entrada das matérias-primas no AF sem permitir a saída dos gases. Duplo cone; Calha rotativa.

22 Equipamentos auxiliares Duplo cone Distribuição da carga em pilhas circulares; Desgaste dos selos de gás pela passagem da carga.

23 Equipamentos auxiliares Calha rotativa Distribuição uniforme da carga; Selos de gás estão fora do fluxo da carga.

24 Equipamentos auxiliares Sistema de limpeza dos gases: reduzem a quantidade de material particulado (finos) dos gases de AF. Coletor de poeira;Coletor de poeira Lavador de gás.Lavador de gás Sistema de limpeza dos gases 5 a 40g / m 3 Até 10mg / m 3

25 Equipamentos auxiliares Casa de corrida: local onde é feito o vazamento do gusa e da escória. Perfurador pneumático: perfura a massa refratária que veda os orifícios de corrida do AF; Canhão de lama: veda os orifícios de vazamento do AF com massa refratária.

26 CASA DE CORRIDA PERFURADOR CANHÃO DE LAMA

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28 DETALHE DA CORRIDA DO ALTO FORNO PERFURADOR GUSA LÍQUIDO RETENÇÃO DA ESCÓRIA

29 CORRIDA DO ALTO FORNO

30 POTE DE ESCÓRIA SISTEMA DE BASCULAMENTO ESCÓRIA LÍQUIDA CANAIS DE ESCOAMENTO DA CASA DE CORRIDA VAZAMENTO DA ESCÓRIA

31 Equipamentos auxiliares Regeneradores (cowpers): armazenam o calor da queima de uma mistura de gases p/ aquecer o ar a ser soprado no AF.Regeneradores Temperaturas da ordem de 900 o C a 1350 o C; Trabalham em número de 3 (até 4000T/dia) ou 4 (acima de 4000T/dia).

32 DETALHE DO REGENERADOR

33 Equipamentos auxiliares Carros torpedo: transportam o ferro gusa da casa de corrida até a aciaria.Carros torpedo Capacidade de 200 a 250T; Movem-se sobre trilhos; Podem servir como recipientes para reações de dessulfuração do gusa.

34 Reações de dessulfuração Ocorrem nos carros torpedo, com a adição de CaC 2 – CaO – C ( ) em meio gasoso (N 2 ): CaC 2 + S CaS + 2C CaO + C + S CaS + CO

35 DETALHE DA CONSTRUÇÃO DE UM CARRO TORPEDO

36 CARREGAMENTO DOS CARROS TORPEDO


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