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7/25/2019 459 - Jorge Arturo Montes Cano_jociel José Milanez - Evoluçao Da Produçao e Da Qualidade Das Pelotas de Reduçao Direta Na Samarco Mineração
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684
EVOLUÇAO
DA
PRODUÇAO
E
DA QUALIDADE
DAS PELOTAS DE
REDUÇAO
DIRETA
NA
SAMARCO
MINERAÇAO
RESUMO
JORGE
ARTURO
MONTES CAN0
1
JOCIEL ｊ
MILANEZ
2
A
SAMARCO MINERAÇÃO S/A
opera ,
desde
1977, uma
us ina de p e lo t i
zação do
t i po
Lurgi-Dravo, loca l izada em Ponta Ubu, MunicÍpio
de Anchieta - ES.
com capacidade
nominal de produção de 5.000.000
TMS/ano de pe lo tas queimadas.
Durante os 9
anos de
operação
da
Usina
de Pelo t ização ,
a
Samar
co desenvolveu
t ipos de
pe lo tas
de
redução d i r e t a
para
o proces
so Hyl
e Midrex. -
Este t rabalho apresenta
a
evolução
da
produção
e
da
qua l idade
das pe lo tas
de
redução d i r e t a
a o a r t i r de
1977
na Usina de
Pelo
t i zação da
SAMARCO MINERAÇAO S/A. -
As
pe lo tas de
redução d i r e t a atualmente produzidas têm um grau
de
ace i t ação
elAvado
no
mercado in te rnac iona l . o
que r e f l e t e
o
a l to
n íve l
de qual idade
alaançado.
1
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685
I .
INTRODUÇAO
A
Samarco Mineração S/A opera desde 1977 um
complexo
i n d u s t r i a l de
benef ic iamento
de
min i r io
de
fe r ro
hemat i t i co in feg rado
com
Mina
Usina de Concentração, l oca l i zada no
munic ip io
de Mariana
-
Estado
de
Minas
Gera is e
Usina de Pelo t i zação /Por to ,
loca l izada em
Ponta
Ubu,
munlc ip io
de
Anchie ta
- Estado
do
Esp i r i t o Santo.
As duas unidades i n d u s t r i a i s
são i n t e r l i gadas por
um mineroduto
com 396 Km de ex tensão .
A capacidade
anua l de
produção do
complexo
i
de
2,2
milhÕes de to
ne ladas
de
concent rado
f inos
e 5 milhÕes
de
tone ladas de pe lo tas
queimadas ;
des t a s ,
a tua lmente , 45% correspondem a
pe lo tas
para os
processos de redução
d i r e t a .
A Samarco tem concent rado seus es fo rços em ､ desde o i
n i c i o
da
operação a t r a v i s de um programa de i nves t igação de manei
ra
progress iva ,
pe lo t a s para serem
u t i l i z a d a s
nos processos de r e
dução
d i r e t a ;
para le lamen te den t ro des t e programa
de
ot imização de
qua l idade , p rodu t iv idade
e
redução de cus tos
operac iona i s ,
ｯ
dos
pe las r e s t r i ç õ e s
de
d i spon ib i l idade
de pe t ró l e o , desenvolveu -
se
exper i ênc ias e implementou-se a l t e rna t ivas energf , t icas para ｲ
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686
mm,
depois
de br i t ada .
2)
CONCENTRAÇJI.O
A concentração
do
minér io
cons i s te
de
moagem
pr imár i a ,
ciclonagem
para
separação do
m a te r i a l a rg i l o s o e
f lo tação ca t i ôn i ca
para re
duz i r a s í l i c a do concent rado a níve i s
que
atendam às espec i f i ca
çÕes do consumidor. O produto da
f lo tação
é s ubmetido a uma moa ·
gem secundár ia .para
se
conseguir um concent rado f ino , cu ja
granu
lometr ia se ja
apropr iada para o
processo
d e
pe lo t ização .
Ne s te
processo de concentração, o
minér io
é enriquecido , elevando-se de
52
para 68% o
t eor
de
fe r ro .
Após a
moagem
s ec undária , o mate r ia l
é levado aos
espessadores , para
t o rnar
densa a polpa a
ser
t r ans
fe r ida
para os
tanques
de armazenamento
e , em s
eguida ,
bombeada '
a t ravés do mineroduto.
3) TRANSPORTE PELO MINERODUTO
Com capacidade de
t ranspor te
de 12 milhões d e toneladas
por
ano ,
o
mineroduto dispõe de apenas duas es t ações de bombeamento:uma
no
i n í c io da tubu lação e a outr.a a 154 Km d e d i s t ânc i a . Há também ､
as
es t ações
de
vá lvu las
que têm
o duplo ob j e t i v o
de
reduz i r a
ca
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cuo, do t i po de d i scos ve r t i c a i s . Esta operação produz um concen -
t r ado
com
cerca de 9,0
a
9,5% de
umidade,
dest inado,
em
pa r t e , pa
ra
a
pe lo t ização
e o
r e s t an t e
para
a expor tação
d i r e t a .
O
concentrado
a
ser pe lo t izado recebe
ad i t i vos ,
t a i s
corno ca l
h i
dra tada , bentoni ta
e carvão, e a
segui r
é t ranspor t ado
por
c o r r e i
as a té
8
s i l o s que alimentam os discos de pelotarnento,
para a
for
mação de
pelo tas
cruas .
5)
ENDURECIMENTO
DAS
PELOTAS
Dest inadas
ao
forno de pe lo t ização , as pe lo tas cruas passam an tes
pelos ro los c l a s s i f i cadores , onde são penei radas para
ob t e r - se
urna
granulornetr ia uniforme
ent re
9,5
a
16,0 mm. t es t e produto que ｩ
então, a l imen ta r
o
forno de endurecimento, do t i po de gre lha con t i
nua, com
704 m
2
de á rea ú t i l
e
88 caixas de vento.
O
tempo de pro
cessamento é de
aproximadamente
40 minutos,
at ingindo uma tempera
t u r a
máxima
de 1.320QC, obt ida por combustão de
óleo BPF e
carvão.
As
pelo tas
queimadas são es f r i adas
e
t r anspor tadas
para o
pá t i o de
estocagem.
As
pelo tas
e
os concentrados f inos
podem
ser produzidos
simul tâneamente
e es tocados em á reas
separadas por meio de
uma
em
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TABELA 1 - Pelo tas Produzidas para Processos de Redução Direta-(TMS)
ANO TIPO
HYL
TIPO MIDREX TOTAL
1977/78
438.285
-
438.285
1979
533.590 386.405 919.995
1980
330.990
608.060
939.050
1981
421.360 324.310
745.670
1982 286.610 377.880 664.490
1983
-
365.440 365.440
1984
95.640 449.090 544.730
1985
426.960
1.053.340 1.480.300
1986 825.000 1. 280.000 2.105.000
TOTAIS 3.358.435 4.844.525 8.202.960
IV. CONSIDERAÇOES NO
DESENVOLVIMENTO
DO PROGRAMA DE PESQUISA
ADITIVOS.
No i n í c io da operação da us ina o único ad i t i vo u t i l i zado e ra a ca l
hidra tada . Nestas condições as
propr iedades f í s i ca s
e metalúrg icas
das
pe lo tas não
eram s a t i s f a t ó r i a s , par t indo-se , en t ão , para os
t rabalhos
de
pesquisa com u t i l i zação
de bentoni ta ,
out ros
t i pos de
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2) CAL HIDRATADA
A ca l virgem recebida é processada
na
us ina
de h id ra t ação . In i c i a l
me nte e ra
usada
a ca l
c a l c í t i c a ,
mas a
p a r t i r
de 1981 passou-se a
consumir
ca l
dolomí t ica . As pesquisas , a
níve l de
l abora tór io e ig
d u s t r i a l ,
demonstraram
que as pe lo tas com a
ca l
dolomít ica
têm
me
nos tendência à colagem durante a redução e podem se r reduz idas à
maior temperatura . A adição de dolomita
incrementa
o
conteúdo
de
MgO nas
pe lo tas
e consequentemente o conteúdo
de
MgO na escór ia na
f ab r icação
do
aço,
o
que
cont r ibu i
para
uma
diminuição
no
desgas te
do r e f r a t á r i o
dos
fornos
da
ac i a r i a .
A
ca l
virgem
dolomít ica
é
or iunda
de são
Paulo
e Espí r i to
Santo ,
t ranspor t ada por rodovia e ao
chegar
à us ina , os caminhões são a
mostrados
e anal i sados para
e f e i t o
de
con t ro le
de
qual idade.
A
t axa
de consumo é
de
11 Kg/ton de pe lo tas t i po Midrex e 26Kg/ton
de
pe lo tas
do
t i po
Hyl.
Estão sendo rea l izados t es t e s i ndus t r i a i s com
ca l cá r i o dolomí t ico
em
subs t i t u i ção
à
ca l
h id ra t ada .
TABELA
3 - Qualidade da Cal
Hidra tada
e Calcár io Dolomít ico
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O
carvão
minera l receb ido é submetido à
moagem
para se r
adicionado
e misturado com o
concentrado.
Pos ter iormente ,
com
a
implantação
do
forno-p i lo to
( "po t -g ra t e" )
,em
1984,
fo i conduzido
um programa de t e s t e s de adição de
carvão em
d i fe ren t e s percen tagens
nas
pe lo tas de redução d i r e t a . O re su l tado
dos
t 0s
t es
determinou o uso do
carvão
a
níve l indus t r i a l
começando
com
uma taxa
de
6,0 Kg/ton
de pe lo tas
no i n i c io
de
1985 e
ｩ
tando progress ivamente a té 15 Kg/ton de
pe lo tas
desde novembro de
1985.
Acima
d i s to , or ig inava um incremento i ndese jáve l de s í l i c a
nas
pe lo tas . Como era de se espe ra r , a
porosidade
teve um aumento
de
12%; uma
melhoria
no va lo r
da
r e s i s t ênc i a à
abrasão ;
uma
l i g e i
ra queda na
r e s i s t ênc i a
à compressão; uma l i ge i r a diminuição na
densidade
das
pe lo tas e uma
s i g n i f i c a t i v a
.redução no
consumo
de ó
leo
combust ível
em torno
de
26%,
gerando um
aumento na
ｰ
de de
13%.
(Fig. 2).
A combustão
do
carvão
dentro das
pe lo tas d i s t r i b u i mais uniforme
mente o ca lor na camada de pelo tas
dentro
da ｧ de
modo
que
a
camada i n f e r io r
tende a t e r ·sua têmpera mais próxima àquela da ca
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c r i t i r i o s
de qual idade i a condiç io prã t i ca e necess i r1a .
Em v i s t a d i s to a Samarco implantou mitodos e
t e s t e s
que s io u t i l i
zados
ro t ine i ramen te
para
ava l i a r
a
qual idade
das
.pelotas
produzi
das
em
concordância
com
os
usuãr ios de reduç io d i r e t a .
Obter a qual idade
requer ida
nem
sempre
i o
su f i c i en t e ,
i
necessá
-
r i o tambim que ｾ se j a gerenciada e aperfe içoada . A Fig . 3 expõe
as ex igênc ias , c r i t é r i o s de qual idade e os
t e s t e s
rea l izados
na
Sa
marco.
VI. IMPORTÂNCIA DAS CARACTER STICAS QU MICAS, F SICAS E METALÚRGI
CAS
DAS
PELOTAS PARA REDUÇÂO DIRETA
1)
CARACTER STICAS QU MICAS
Com
o
avanço da
t ecnologia nos processos de reduçio d i r e t a , a com
pos ição
química das
pe lo tas
tem
uma
grande
importância
na
produçio
do
fe r ro esponja como mat i r i a
prima para os
fornos da ac ia r i a na
composição
do aço.
Devido a que nos fornos de reduç io d i r e t a o oxigénio é r e t i r ado
dos
óxidos de f e r ro , todas as
impurezas e ganga
e s t a r i o
presen tes
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TABELA 6 -
Carac t e r í s t i ca s Químicas
das Pelo tas
lO
Período
20
Período
COMPOS.
1977
a 1981 1981
a
1986
QUÍMICA PELOTAS COM CAL PELOTAS COM CAL
(%)
CALCÍTICA DOLOMÍTICA
HYL
MIDREX HYL
MIDREX
Fe
66,40 67,35 66,95 67,70
Si02
1,60 1,60 1,30 1,30
Al203
0,95 0,95 0,90
0,90
I
aO
2,25
1,00 1,30 0,60
MgO 0,25 0,15 0,80 0,35
p
0,030 0,030 0,025 0,025
s
0,008 0,005 0,005 0,004
Bas(2)
1,40
0,60
1,00
0,45
Cu
0,0016
0,0016 0,0016 0,0016
Mn
0,03 0,03 0,03 0,03
Ti02 0,05 0,05 0,05 0,05
V205 0,01 0,01 0,01 0,01
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.
TABELA
7
- C a r a c t e r í s t i c a s
F í s i cas
das Pelo tas
TAMANHOS
TUMBLE
ABRASÂO COMPRESSÂO
+
16,0
-16,0mm
-9,0mm
-6 ,3 +6,3mm
-0,5mm
l(g
/pe l .
mm
;t
9,0mm +6,3mm
mm
6,0
87,0
6,3
0,7
95,0
4,5 322
Um
novo
s is tema de
ro los c l a s s i f i cadores a
se r
ins ta lado em agôs to
des te
ano,
com
maior
á rea de
peneiramento ,
permi t i rá
a
produção
de
pe lo tas
de
tamanhos
muito
mais
uniformes
e
com
menor
quant idade
a -
inda de
f inos .
3) CARACTERÍSTICAS
METALÚRGICAS
São
de
pr imord ia l impor tãnc ia nos
processos
de
redução d i r e t a
as
c a ra c t e r í s t i c a s
meta lú rg icas
das
pe lo tas para
a
produção
de fe r ro
esponja
como
matér ia
prima
na
f ab r icação
de
aço.
As c a ra c t e r í s t i c a s
meta lú rg icas das
pe lo tas
Samarco
a t i ng i ran
g ra -
dat ivamente
um elevado
grau
de
qual idade
o
qual
permite uma boa
a -
ce
i t a ç ã o
pelos
consumidores.
A
qual idade
meta lú rg ica
é
medida a t ravés
de t es t e s
de
l a bo ra tó r io
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b) Testes em Cestas
Os
t e s t e s
em ces ta s são
rea l i zados
nos r ea t a re s
das
d i f e ren t es us i
nas
em condições
normais de
operação para comparar as c a r a c t e r í s t l
cas do produto da c e s t a
com
a carga
t o t a l
do
ｾ
A Tabela 9
mostra
alguns re su l t ados
de
t e s t e s
de ｣ repor tados pe las us i
nas.
A Tabela
10
mostra as
observações
gera i s
sobre
os
re su l tados
de o
peração ,
quando
a al imentação
dos
r ea t a re s
cons i s te
de
pe lo tas
Sa
marco.
Tabela 9 -
Tes t
es de
Cesta
CARACTER STICA
REATOR
MIDREX
REATOR
HYL
(ESTÂTICO)
(média) (média
dos
níveis)
Metal ização
(%)
95,0 91,6
Carbono
(%)
2,0 2,1
Aglomerados
Nenhum
Nenhum
'
Finos
Mínimo
Mínimo
I
ompressão(Kg/p)
90 90
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VII .
CONCLUSÃO
1)
A qual idade
química,
f í s i c a
e
metalúrg ica
das
pe lo tas
de
redu
-
ção d i re ta
atualmente
produzidas pela
Samarco
reúnem os
r equ i s i t o s
para seu uso nos
fornos de redução
e
subsequente
produção
de fe r ro
esponja
co
mo matér ia prima nos fornos de
ac i a r i a .
2) O cont ro le de qual idade , a disponib i l idade e u t i l i zação do for
no-p i lo to ( "pot -gra te" )
somados
aos
procedimentos
de t e s t e s ,
perm _
tem
ã Samarco f ab r i ca r produtos de
a l to
grau d e
qual idade.
3)
A redução d i r e t a como
a t iv idade
indus t r i a l ca rac t e r i za a ｮ
za dos
insumos
fe r rosos em
suas
múl t ip l as
formas
para
seus
proces
sos ; por tan to , se percebe
a
necess idade que
a Normatização In t e rna
c iona l de
Tes tes
se j a implantada
ent re consumidores e produtores ,
usando sempre a base
c i en t í f i c a ,
t ecnológica e l abo ra to r i a l .
4) Qualquer
que se j a
o
processo
u t i l i zado
na
produção do aço, sua
performance
é en te dependente da qual idade
das matér ias
p r i -
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pora t ion .
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fiGURA 1
FLUXOGRAMA DE
MIN E
CONCENTRAC.O
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CARVÃO
FIGURA 2
EFEITO
DA
ADIÇÃO
DE
CARVÃO NA PRODUTIVIDADE E CONSUMO
DE
ÓLEO
NO
FORNO
DE
ENDURECIMENTO
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FIGURA 4
DISTRIBUIÇÃO
DA
RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO
DE
PELOTAS
QUEIMADAS V.S. PELOTAS REDUZií•AS
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20 I
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QUEIMADAS
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160
180
TEUPO
(
MIN.)
FIGURA 5
GRAU
DE
REDUÇÃO DE PELOTAS TIPO MIDREX
COM CAL DOLOMÍTICA
E CALCÍTICA
-..
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....
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80
90
100
110
TEMPO(MIN.)
FIGURA 6
RESULTADOS DE REDUCIBILIDADE DE PELOTAS TIPO HYL A 800°C E 950°C
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