Aglomeração de Minérios Sinterização e Pelotização

Apresentação em tema: "Aglomeração de Minérios Sinterização e Pelotização"— Transcrição da apresentação:

1 Aglomeração de Minérios Sinterização e Pelotização

2 AGLOMERAÇÃO DE MINÉRIO DE FERRO
FINOS = SINTERIZAÇÃO ULTRA-FINOS = PELOTIZAÇÃO OBJETIVOS: AGLOMERAR FINOS PRODUZIR MATÉRIAS-PRIMAS DE QUALIDADE

3 SINTERIZAÇÃO . Definição . Matérias-primas . O processo . Processo Greenwalt . Processo Dwight-Lloyd . Mecanismos de sinterização . Zonas de sinterização . Reações de sinterização . Propriedades do sínter . Relação propriedades do sínter x processo

4 DEFINIÇÃO: A sinterização consiste, essencialmente, em após misturar e homogeneizar um conjunto de matérias-primas, com uma umidade adequada e um certo teor de combustíveis, submeter a mistura a uma semifusão redutora-oxidante a temperaturas da ordem de 1200 a 1400ºC. O produto resultante desse processo é denominado sínter.

5 SINTERIZAÇÃO – MATÉRIAS-PRIMAS
FINOS DE MINÉRIO DE FERRO (SINTER FEED) . poder de aglomeração a frio . Densidade . porosidade . distribuição granulométrica: 0% >10,0 mm 45 a 60% 1 a 10 mm menos 15% < 200 mesh FUNDENTES (Calcário e Cal) . 80% < 3,0 mm COMBUSTÍVEIS: . Gasoso: gás de coqueria, gás de alto- forno (usado no forno de ignição),GLP . Líquido: óleo (usado no forno de ignição) . Sólido: finos de coque, finos de carvão vegetal (sua combustão é responsável pelo andamento do processo) ADIÇÕES . Aproveitar resíduos da usina (pó de alto-forno, lama de aciaria, etc.)

6 SINTERIZAÇÃO – O PROCESSO
Processo GREENWALT: . intermitente . panela basculável com fundo de grelha . forno de ignição móvel Processo DWIGHT & LLOYD . contínuo . esteira rolante com fundo de grelha . forno de ignição fixo

7 SINTERIZAÇÃO – O PROCESSO
Processo GREENWALT: . intermitente . panela basculável com fundo de grelha . forno de ignição móvel Processo DWIGHT & LLOYD . contínuo . esteira rolante com fundo de grelha . forno de ignição fixo Greenawalt Dwight Lloyd Pequena área útil (20 – 30 m2) Elevada área útil (200 – 600 m2) Setor de carga fixa (Panela) Setor de carga móvel (Esteira) Forno ignição móvel Forno de ignição fixo Descarga interrupta Descarga contínua

8 Esquema do processo de sinterização

9 Gás de coqueria ou gás misto Máquina de sinterização
Exaustores Alimentação Forno de ignição Resfriador Caldeira Finos de retorno Peneiramento Altos-Fornos Gás de coqueria ou gás misto Máquina de sinterização Chaminé Mistura crua Sínter

10 PROCESSO DE SINTERIZAÇÃO
O processo de sinterização inicia-se a partir da queima superficial da mistura que passa sob o forno de ignição. O ar atmosférico succionado pelo exaustor é obrigado a passar pela camada realizando a aglomeração das partículas. Durante a passagem do ar, reações químicas complexas são realizadas conferindo ao produto, o sínter, as características fisico-químicas e metalúrgicas especificadas pelo alto-forno. ZONAS DE SINTERIZAÇÃO No estágio inicial, a carga consiste de quatro zonas diferentes : Zona de sínter - Zona de reação - Zona seca - Zona úmida

11 ZONAS DE SINTERIZAÇÃO No estágio inicial, a carga consiste de quatro zonas diferentes : Zona de sínter - Zona de reação - Zona seca - Zona úmida

12 SINTERIZAÇÃO - REAÇÕES
Zona Úmida: a) Hidratação da cal CaO + H2O  Ca(OH)2 b) Condensação dos vapores d’água H2O(g)  H2O(l) Zona de Secagem: a) Vaporização da umidade H2O(l)  H2O(g) b) Desidratação de hidróxido de cálcio Ca(OH)2  CaO + H2O Zona de Reação: a) Combustão do coque C + O2  CO2 C ½ O2  CO b) Decomposição dos carbonatos CaCO3  CaO + CO2 MgCO3  MgO + CO2 c) Reações na fase sólida Ferritos de cálcio: 2CaO.Fe2O3; CaO.Fe2O3; CaO.2Fe2O3 Fayalitas: 2FeO.SiO2 d) Reações de redução e oxidação e) Reações de formação do magma Silicatos: 2CaO.SiO2; 3CaO.SiO2

13 PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS DA SINTERIZAÇÃO
DOSÔMETROS MISTURADOR DISCOS PELOTIZADORES (AMM) FORNO DE IGNIÇÃO MÁQUINA DE SÍNTER EXAUSTOR RESFRIADOR PENEIRAS SSW

14 DETALHE DO SISTEMA DE DOSAGEM
São equipamentos formados por uma correia transportadora com velocidade variada (programada) montada sobre um sistema de balança. Função: Dosar a quantidade de material necessária para a produção do sínter com as características físico-químicas e metalúrgicas especificadas pelo alto-forno.

15 MISTURADOR Equipamento em forma de tambor dotado de movimento giratório com inclinação e velocidade fixas. Função: Misturar e micropelotizar as matérias-primas.

16 DISCO DE PELOTIZAÇÃO Equipamentos em forma de pratos, dotados de movimento giratório com inclinação e velocidade variadas. Função: Transformar a mistura micropelotizada em um material pelotizado com granulometria entre 4,5 e 5,5 mm “quase-partículas”

17 FORNO DE IGNIÇÃO Equipamento de forma retangular revestido de material refratário composto de oito queimadores. Pode funcionar queimando o GAF( gás de alto-forno ) e GLP. Função: Iniciar a queima do combustível das quase-partículas.

18 GRELHA - SINTERIZAÇÃO

19 MÁQUINA DE SÍNTER Equipamento formado por carros com fundo em grelhas justapostos uns aos outros formando uma esteira sem fim. Função: Transportar as quase-partículas para o interior do forno de ignição e posteriormente colocá-las em contato com o ar atmosférico succionado pelo exaustor, promovendo o processo de sinterização. b a d c

20 PICO DE SINTERIZAÇÃO É o ponto em que a temperatura, ao longo do leito, atinge o estágio mais elevado, que indica o final do processo de sinterização. O pico de sinterização é inversamente proporcional á velocidade da máquina de sínter e diretamente proporcional á permeabilidade do leito.

21 PERMEABILIDADE DO LEITO
É a capacidade do ar atmosférico atravessar o leito de quase-partículas na máquina de sínter. Quanto maior a permeabilidade, maior a velocidade de sinterização e maior a produção. A permeabilidade é função de : - Umidade das quase-partículas - Densidade da carga - Granulometria e dosagem das matérias-primas - Intensidade de ignição

22 SINTERIZAÇÃO CARGA TÍPICA DE UMA SINTERIZAÇÃO PARA 1 tonelada DE SÍNTER: SÍNTER(%) Sínter Feed kg Fe = 57,21 Calcário kg CaO = 9,63 Serpentinito kg SiO2 = 5,41 Minério de Manganês kg Al2O3 = 1,21 Fino de Retorno kg MgO = 1,45 Lixão kg Mn = 0,81 Pó Coletor AF kg P = ,051 Resíduos Carbonosos kg FeO = 5,43 Carepa kg Cal kg Finos Coque kg

23  PELOTIZAÇÃO DEFINIÇÃO A Pelotização é um processo de aglomeração que, através de um tratamento térmico, converte a fração ultrafina do minério de ferro em pelotas de tamanho na faixa de 9,5 a 15,9 mm, possuindo características apropriadas para a alimentação das unidades de redução.  RESUMO DO PROCESSO  UTILIZAÇÃO DAS PELOTAS  MATÉRIAS-PRIMAS  O PROCESSO

24 PELOTIZAÇÃO – RESUMO DO PROCESSO
 1. PREPARAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS . Homogeneização . Moagem . Classificação . Concentração . Espessamento . Homogeneização da polpa . Filtragem   2. FORMAÇÃO DE PELOTAS CRUAS . Uso de aditivos: bentonita, calcário, cal . Formação das pelotas: tambores, discos ou cones de pelotização . Classificação das pelotas cruas  3. PROCESSAMENTO TÉRMICO DAS PELOTAS CRUAS . Secagem . Pré-aquecimento . Queima . Resfriamento . Peneiramento das pelotas

25 UTILIZAÇÃO DAS PELOTAS

26 PELOTIZAÇÃO – MATÉRIAS-PRIMAS
 1. PELLET FEED  2. AGLOMERANTES E ADITIVOS   . facilitar a formação das pelotas cruas (aglomerantes)   . melhorar as propriedades físicas das pelotas (aglomerantes e aditivos)   . alterar as propriedades metalúrgicas das pelotas (aditivos)  3. CARVÃO   . economizar óleo combustível

27 PELLET FEED

28 Superfície específica (cm2/g)
PELOTIZAÇÃO – PELLET FEED Usina Superfície específica (cm2/g) Fe (%) SiO2 Al2O3 CaO MgO 1 2 3 1900 66,0 66,5 66,4 2,7 3,0 1,0 0,6 0,7 0,2 0,1 - DISTRIBUIÇÃO GRANULOMÉTRICA 0% acima de 0,149 mm 11% acima de 0,044 mm 89% abaixo de 0,044 mm

29 PELOTIZAÇÃO – AGLOMERANTES E ADITIVOS
  . Bentonita . Cal Hidratada . Calcário . Dolomita  ADITIVOS   . Cal . Materiais Recirculados

30 PELOTIZAÇÃO –CARVÃO  CARVÃO   . Economiza óleo combustível . Melhora a resistência à compressão da pelota crua   . Pelota com qualidade mais homogênea    82% abaixo de 1,0 mm

31 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
   1. PREPARAÇÃO DAS MATÉRIAS-PRIMAS 2. FORMAÇÃO DAS PELOTAS CRUAS 3. QUEIMA DAS PELOTAS CRUAS (TRATAMENTO TÉRMICO)

32 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO FORMAÇÃO DAS PELOTAS CRUAS
Mistura Típica:   95,5% Pellet Feed (10% umidade) 1,5% Calcário 1,5% Cal Hidratada 1,5% Carvão

33 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
FORMAÇÃO DE PELOTAS CRUAS DISCO DE PELOTAMENTO  Dimensões para a produção de 90 a 140 t/h de pelota crua:

34 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
FORMAÇÃO DAS PELOTAS CRUAS DISCO DE PELOTAMENTO  Movimento do Pellet Feed no Disco

35 DISCO PARA FORMAÇÃO DE PELOTAS CRUAS

36 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
FORMAÇÃO DAS PELOTAS CRUAS  TAMBOR DE PELOTAMENTO  Dimensões para uma produção de 90 a 130 t/h de pelota crua:

37 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
FORMAÇÃO DAS PELOTAS CRUAS  TAMBOR DE PELOTAMENTO  Velocidade de rotação:

38 PELOTIZAÇÃO – O PROCESSO
TRATAMENTO TÉRMICO  . SECAGEM ASCENDENTE  . SECAGEM DESCENDENTE  . PRÉ-AQUECIMENTO  . QUEIMA  . RESFRIAMENTO

39 FORNO DE GRELHA MÓVEL PARA PELOTIZAÇÃO

40 SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DA GRELHA LURGI-DRAVO

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