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MCM - Siderurgia PRODUÇÃO DO FERRO GUSA
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Alto forno Reator tipo chaminé Funcionamento contínuo
Estrutura dividida em cadinho, rampa, cuba e topo.
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ALTO FORNO
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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOALTO FORNO
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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.
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Produção do ferro gusa Outros insumos:
Água para refrigeração (20m3/T gusa); Energia elétrica para o acionamento de equipamentos (10KWh/T gusa);
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Reações do alto forno Formação do CO e CO2: ocorre na região das ventaneiras, entre 1800oC e 2000oC. C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO
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Reações do alto forno Decomposição dos carbonatos: ocorre a aproximadamente 800oC. CaCO3 → CaO (cal)+ CO2 MgCO3 → MgO (magnésia) + CO2
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Reações do alto forno Redução dos óxidos de ferro: ocorre principalmente pela ação do CO. 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 2FeO + CO2 FeO + CO → Fe + CO2 Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
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Reações do alto forno Formação da cementita (carbeto de ferro): saturação do Fe com C, confere dureza e resistência ao ferro. 3Fe + C → Fe3C↓ 3Fe + 2CO → Fe3C↓ + CO2
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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.
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Produtos do alto forno Ferro gusa; Escória; Gás de alto forno.
SUBPRODUTOS Escória; Gás de alto forno.
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Composição do gusa Composição média do ferro gusa Elemento % (peso) Si
0,5 – 3,0 S 0,035 – 0,050 P 0,040 – 0,400 Mn 1,0 – 2,0 C 3,0 – 4,5 Fe Balanço
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A escória é aproveitada para a fabricação de cimento.
Composição da escória Componente % (peso) SiO2 23,0 – 55,0 CaO 27,0 – 55,0 Al2O3 5,0 – 25,0 MgO 1,0 – 12,0 FeO 0,5 – 2,0 S 0,4 – 1,2 A escória é aproveitada para a fabricação de cimento.
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Gases de alto forno Possuem alto poder calorífico;
São reaproveitados depois de limpos; Aplicações: aquecimento de regeneradores, produção de energia elétrica.
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Gases de alto forno Composição típica Componente % (volume) CO2 13 CO
27 H2 3 N2 57
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EQUIPAMENTOS AUXILIARES DOALTO FORNO
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EQUIPAMENTOS AUXILIARES DOALTO FORNO
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ALTO FORNO
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Equipamentos auxiliares
Casa de silos: mantém as matérias-primas em estoque. Sistema de transporte: transportam as matérias-primas até o topo do AF. Caçambas (até 200T/dia); Skip-cars (até 3500T/dia); Correias transportadoras (acima 3500T/dia).
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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.
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Equipamentos auxiliares
Duplo cone Distribuição da carga em pilhas circulares; Desgaste dos selos de gás pela passagem da carga.
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Equipamentos auxiliares
Calha rotativa Distribuição uniforme da carga; Selos de gás estão fora do fluxo da carga.
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Sistema de limpeza dos gases
Equipamentos auxiliares Sistema de limpeza dos gases: reduzem a quantidade de material particulado (finos) dos gases de AF. Sistema de limpeza dos gases 5 a 40g / m3 Até 10mg / m3 Coletor de poeira; Lavador de gás.
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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.
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PERFURADOR CANHÃO DE LAMA CASA DE CORRIDA
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DETALHE DA CORRIDA DO ALTO FORNO
PERFURADOR RETENÇÃO DA ESCÓRIA DETALHE DA CORRIDA DO ALTO FORNO GUSA LÍQUIDO
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CORRIDA DO ALTO FORNO
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CANAIS DE ESCOAMENTO DA CASA DE CORRIDA SISTEMA DE BASCULAMENTO
ESCÓRIA LÍQUIDA CANAIS DE ESCOAMENTO DA CASA DE CORRIDA SISTEMA DE BASCULAMENTO POTE DE ESCÓRIA VAZAMENTO DA ESCÓRIA
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Equipamentos auxiliares
Regeneradores (cowpers): armazenam o calor da queima de uma mistura de gases p/ aquecer o ar a ser soprado no AF. Temperaturas da ordem de 900oC a 1350oC; Trabalham em número de 3 (até 4000T/dia) ou 4 (acima de 4000T/dia).
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DETALHE DO REGENERADOR
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Equipamentos auxiliares
Carros torpedo: transportam o ferro gusa da casa de corrida até a aciaria. Capacidade de 200 a 250T; Movem-se sobre trilhos; Podem servir como recipientes para reações de dessulfuração do gusa.
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Reações de dessulfuração
Ocorrem nos carros torpedo, com a adição de CaC2 – CaO – C ( ) em meio gasoso (N2): CaC2 + S → CaS↓ + 2C CaO + C + S → CaS↓ + CO
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DETALHE DA CONSTRUÇÃO DE UM CARRO TORPEDO
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CARREGAMENTO DOS CARROS TORPEDO
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