Trabalho de Siderurgia 1

Influência do FeO (Wustita) na

Redutibilidade do Sinter

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.

Esquema do processo de sinterização

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.

Processo de sinterização

forno de ignição

MÁQUINA DE SINTERIZAÇÃOmistura

Ar

Ar + gases de combustão + vapor d’água

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

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).

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.

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.

Principais Reações

Ensaio de IR

Ensaio de IR

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

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.

Ensaio de RDI (Índice de Degradação Após Redução)

Ensaio de RDI (Índice de degradação após redução)

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

Correlação entre FeO e índice de Redutibilidade (IR)