Download - Trabalho de Siderurgia Final
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Trabalho de Siderurgia 1
Influência do FeO (Wustita) na
Redutibilidade do Sinter
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Sinterização
• 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.
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Esquema do processo de sinterização
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Processo de Sinterização
Nesse processo,os minérios de ferro,fundentes,adições,sinter de retorno e combustivel sólido(coque ou carvão vegetal) são misturados até se obter um aglomerado. Essa mistura é colocada sobre uma grelha e levada a um equipamento que, com a queima de carvão, atinge uma temperatura entre 1.000ºC e 1.300ºC O tempo de sinterização é influenciado pela permeabilidade do leito, que está associada ao grau de microaglomeração de cada mistura a ser sinterizada e da propagação da frente de combustão que depende do tipo de minério.
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Processo de sinterização
forno de ignição
MÁQUINA DE SINTERIZAÇÃOmistura
Ar
Ar + gases de combustão + vapor d’água
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Mistura úmida
Camada de Forramento
Gás
Forno de ignição
Succção
Sinter
Ar
Gás
Succção
Antes da queima Antes da queima Durante a queimaDurante a queima
Forno de ignição
Ar
Antes da queima Antes da queima Durante a queimaDurante a queima
Zona de combustao
Mistura seca e calcinada
Processo de Sinterização
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Principais Reações
Calcinação ( 800 a 950ºC)CaCO3 = CaO + CO2 Combustão do coque: C + O2 = CO2 (reação predominante na combustão do coque) 2C+O2 = 2CO CO2 + C = 2CO Redução do minério 3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 Podendo ocorrer também a formação de FeO: Fe3O4 + Co = 3FeO + CO2 E também decomposição térmica da hematita: 3Fe2O3 = 2Fe3O4+ ½ O2 Com maior quantidade de coque, com maior granulometria e tempo de residência maior, forma mais quantidade de FeO. Não havendo reoxidação total, formam-se Fe3O4 e FeO: Fe3O4 (ou FeO) + SiO2 = 2FeO.SiO2 (fayalita, com temperatura de fusão = 1100ºC).
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Principais Reações
Ao descer a frente de combustão, a passagem de ar reoxida a magnetita formando mais quantidade de FeO. As primeiras reações no estado sólido são:
Fe2O3 + CaO = Cao.Fe2O3 (a chamada ‘calciferrita”) e 2CaO.Fe2O3
A temperatura é de 1100 a 1200ºC, ocorrendo fusão, após a qual forma-se ganga ácida:
CaO.Fe2O3 + SiO2 = CaO.SiO2 + Fe2O3
Não havendo reoxidação total, formam-se Fe3O4 e FeO:
Fe3O4 (ou FeO) + SiO2 = 2FeO.SiO2 (fayalita, com temperatura de fusão = 1100ºC).
Tanto a fayalita quanto o silicato de cálcio são irredutíveis, pois se mantêm firmes, com boa resistência mecânica, na descida do alto forno.
Na fayalita não há redução do ferro na percolação e sim na parte baixa do alto forno, implicando em maior consumo de energia.
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Fayalita
No Alto Forno quando se forma fayalita, o amolecimento da carga é inferior à temperatura de fusão do sínter. Por isso, não é desejável a formação de fayalita, que causa problemas operacionais no forno e geralmente está associada a uma baixa quantidade de fundentes e grande quantidade de combustível.
O óxido FeO é o grande responsável pela formação da fayalita, promovendo amolecimento e baixa redutibilidade. As outras reações (sílica presente nos contornos de grãos de FeO) com a ganga e os fundentes impedem a reoxidação.
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Principais Reações
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Ensaio de IR
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Ensaio de IR
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Ensaio de IR
410
)112,0%43,0(%1
21
xFeOxFeTxxM
MMIR
IR = Índice de reduçãoM1 = Massa (g) inicial da amostraM2 = Massa (g) da amostra após a redução% FeT = Percentagem de ferro total da amostra% FeO = Percentagem de óxido de ferro II da amostra
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Ensaio de RDI (Índice de Degradação após Redução)
O aparelho deve consistir no seguinte:• um sistema para fornecer e regular os gases;• um tubo de redução;• um fomo de aquecimento eléctrico para aquecer a amostra até à temperatura especificada;• um tambor rotativo;• peneiras de teste;• um dispositivo de pesagem.
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Ensaio de RDI (Índice de Degradação Após Redução)
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Ensaio de RDI (Índice de degradação após redução)
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Ensaio de RDI (Índice de Degradação após Redução)
Temperatura de ensaio 550 ° C ± 10 .Tamanho: de 16,0 mm a 20,0 mm.A massa total da amostra de ensaio (base seca): deve ser de cerca de 2 kg. Número de determinações: 02.Amostragem e preparação de amostras.Pesar, com a aproximação de 0,1 g. cerca de 500 g.Tempo de ensaio: 30 min (redução)Ensaio de tamboreamento: 900 revoluçõesPeneiramento: nas malhas de 9,52 - 4,75 - 2,80 - 1,00 e Fundo.Reagentes: CO 30% - N2 70%Resultado:
Sendo: M4 = Massa (g) da amostra retirada na malha de 1,00 mmM5 = Massa (g) da amostra retida no fundoM = Massa (g) total = M1 + M2 + M3 + M4 + M5
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Correlação entre FeO e índice de Redutibilidade (IR)