Processo de Fabricação de Aço

SIDERURGIA PARA NO SIDERURGISTA

Eng. Ms.C. Maurcio Fonseca Filho

O objetivo principal desse curso apresentar de forma clara e objetiva o

processo de produo das ligas ferrosas produzidas em usina integrada,

bem como os parmetros que governam a seleo de um determinado

tipo de ao e as linhas gerais para estudo desse ramo relativamente

complexo da cincia e tecnologia intitulado siderurgia ou metalurgia das

ligas ferrosas.

Apresentao

Ferro utilizado desde 1200 a.C

A.F para produo de ferro gusa sculo XV

Transformao do ferro gusa em ao, que data de 1856

Produo diria de um alto-forno chegava a cerca de trs toneladas de ferro gusa

Elevao do consumo de carvo

Crescimento da produo siderrgica, gerou problemas derivados dos gases poluentes liberados na

atmosfera

A partir do sculo XX, as siderrgicas aumentaram os investimentos em tecnologia para reduzir o impacto

ambiental

Segurana dos funcionrios e da comunidade

Aumento da eficincia produtiva.

No Brasil, as primeiras siderrgicas surgiram no incio do sculo XX, para atender ao crescimento industrial

verificado entre 1917 e 1930.

2 BREVE HISTRICO

Nos primeiros 30 anos do sculo XX - Governos brasileiros preocupados com o

caf, a siderurgia era exceo no setor industrial.

Benefcios fiscais concedidos s empresas de ferro gusa e ao

Produo brasileira era de apenas 36 mil toneladas anuais de ferro-gusa.

Criao, da cidade de Sabar (MG), e da Companhia Siderrgica Mineira

Companhia Siderrgica Mineira associou-se com o consrcio industrial belgo-

luxemburgus

1922, associao a capitais Belgas e transformou-se na Companhia Siderrgica Belgo-Mineira

Dcada de 1930 registrou grande aumento na produo siderrgica nacional (crescimento da

Belgo-Mineira)

Inaugurao da usina de Monlevade em 1937, com capacidade inicial de 50 mil toneladas

anuais de lingotes de ao

Companhia Siderrgica de Barra Mansa e a Companhia Metalrgica Barbar ainda em 1937

Brasil continuava dependente de aos importados

Em 1946, em Volta Redonda (RJ), foi criada Companhia Siderrgica Nacional (CSN) Coque

No mesmo ano, foram ativados os altos-fornos e a aciaria

Em 1948, entraram em atividade os laminadores, marcando o incio da autonomia brasileira na

produo de ao

1950, a produo nacional de ao bruto alcanava 788 mil toneladas e o crescimento

continuado permitiu que 10 anos depois a produo j tivesse triplicado e, em 1970, chegasse

a atingir 5,5 milhes de toneladas.

O acelerado crescimento industrial dos anos 1970 levou ao aumento das

importaes de ao, dando origem ao Plano Siderrgico Nacional (PSN), de

1971, que tinha por objetivo iniciar novo ciclo de expanso para quadriplicar a

produo

Em 1973, foi inaugurada no pas a primeira usina integrada com processo de

reduo direta de minrios de ferro base de gs natural, a Usina Siderrgica

da Bahia (Usiba). No mesmo ano, foi criada a Siderurgia Brasileira S.A.

(Siderbrs),

Dez anos depois, entrou em operao, em Vitria (ES), a Companhia

Siderrgica de Tubaro (CST). Em 1986, foi a vez da Aominas comear a

funcionar em Ouro Branco (MG).

Com a crise dos anos 1980 e a conseqente retrao do mercado interno, as

empresas nacionais voltaram-se para o mercado externo, o que fez o pas

passar de grande importador a exportador de ao.

No incio da dcada de 1990, o Brasil contava com 43 empresas estatais e privadas,cinco delas integradas

utilizando como combustvel o coque, nove a carvo vegetal, duas integradas a gs natural (reduo direta) e

27 semi-integradas, alm de produtores independentes de ferro-gusa a carvo vegetal, que somavam cerca

de 120 fornos (Minas Gerais e no eixo Rio-So Paulo- proximidade de regies ricas em matrias-primas)

Devido ao esgotamento do modelo estatal, iniciou-se o processo de privatizao das empresas do setor.

Em 1993, tinham sido privatizadas oito empresas estatais, com capacidade para produzir 19,5 milhes de

toneladas (70% da produo nacional)

Entre 1994 e 2008, as empresas siderrgicas investiram US$ 25,1 bilhes, principalmente no controle

ambiental, na modernizao e na atualizao tecnolgica das usinas, alcanando uma capacidade instalada

de 41,5 milhes de toneladas.

Parque siderrgico brasileiro

O parque siderrgico brasileiro compe-se hoje de 27 usinas, administradas por oito grupos empresariais.

So eles ArcelorMittal Brasil, Grupo Gerdau, CSN, Grupo Usiminas, V&M do Brasil, Villares Metals,

Votorantim Siderurgia e Sinobras.

PANORAMA DA PRODUO MUNDIAL DE AO

PRODUO MUNDIAL DE AO BRUTO

A produo mundial de ao bruto passou de 728 milhes de toneladas em 1993 para 1,392 bilho de

toneladas em 2010 um incremento anual mdio de 3,4% segundo a World Steel Association. A china

tornou-se o maior mercado mundial de ao, consumindo o mesmo que os Estados Unidos e a

comunidade Europia juntos. Ela produz 47% da produo mundial de ao bruto. Ela produz 47% da pr

Em comparao com a China, o Brasil insignificante respondendo por apenas 2% da produo

mundial, mesmo assim o nono maior produtor mundial de ao.

Uma das caractersticas do mercado mundial a alta concentrao da produo em alguns pases como

mostra a Tabela 1.

Por outro lado ocorreu uma queda acentuada da produo de ao nos pases ricos e, um deslocamento da

industria siderrgica para pases coloniais e semi coloniais (Especialmente - China,Rssia,ndia e Brasil),

onde as normas ambientais so menos rgidas e possuem mo de obra barata e qualificada. O Grfico 1

mostra a queda da produo de ao nos EUA que produzia 91,4 milhes a passou a produzir 66,8 milhes de

tonelada.

A capacidade produtiva mundial de ao neste ano de 2010 de 1,8 bilho de toneladas, vendendo somente

1,392 bilho, um excedente de 408 milhes de toneladas.

No Brasil, a capacidade produtiva de 42 milhes, consumindo 18milhes de toneladas no mercado interno,

um excedente de 24 milhes para exportao.


Nos ltimos 5 anos ocorreu um intenso processo de fuses e aquisies de

empresas no ramo siderrgico mundial. Aps esse processo a ArcelorMittal foi a

primeira a superar a marca dos 100 milhes de toneladas de ao por ano, mesmo

assim representou somente 23,5% da produo mundial em 2010.

As siderrgicas brasileiras so muito rentveis, porm so pequenas em tamanho

e escala. Juntando as trs maiores siderrgicas brasileiras que aparecem entre

as cinqenta maiores do mundo, representam somente 30% da capacidade de

produo da ArcelorMittal.

PROCESSO DE FUSES E AQUISIES

O consumo de produtos siderrgicos est altamente vinculado ao desempenho da

economia como um todo. Sendo assim, a crise iniciada no segundo semestre de

2008 atingiu fortemente o mercado. A produo no primeiro trimestre de 2009

voltou aos nveis de 2004. A partir do segundo trimestre de 2009, observou-se o

incio de uma recuperao, puxada pela demanda chinesa.

Os preos, que haviam subido rapidamente no incio de 2008, comportaram-se de

forma semelhante durante a crise, caindo aceleradamente para os nveis de 2005

e reagindo ligeiramente a partir do segundo trimestre de 2009, para voltar aos

nveis de 2007. A profundidade e a rapidez da crise fizeram com que muitas

usinas reduzissem rapidamente a produo, desativando altos-fornos.

.

O CONSUMO DE PRODUTOS SIDERRGICOS

O parque produtor de ao brasileiro composto de 27 usinas, sendo 12

integradas e 15 semi-integradas, administradas por oito grupos

empresariais. O pas tem atualmente uma capacidade instalada de 42,5

milhes de toneladas/ano de ao bruto, com 14 altos-fornos a coque e

17 fornos eltricos.

O mapa da Figura 1 apresenta a localizao geogrfica das unidades

siderrgicas do pas, com sua capacidade instalada.

PARQUE INDUSTRIAL BRASILEIRO

Figura 1 - Localizao geogrfica das unidades siderrgicas do Brasil, com sua capacidade instalada

O mapa da Figura 1 apresenta uma forte concentrao da produo de ao na

regio Sudeste, principalmente no que se refere produo de planos,

resultado da combinao existente na regio de reservas de minrio de ferro,

boa logstica dedicada e grandes mercados consumidores. Na Tabela 2,

apresenta-se a produo de laminados planos e longos e de semi-acabados

para vendas, em 2009, por estado, mostrando a concentrao da produo na

regio Sudeste, que chega a 94% da produo de ao bruto do pas.

.

A produo brasileira de ao bruto, em 2008, foi de 33,7 milhes de toneladas,

apresentando uma reduo de 0,2% em relao a 2007. O primeiro semestre de

2009 registrou uma queda de 36,8% em comparao com igual perodo do ano

anterior, mostrando os reflexos do cenrio internacional. A mdia de utilizao da

capacidade instalada nacional, nesse perodo, foi de 54%, muito abaixo da mdia

histrica observada nos ltimos sete anos, que de aproximadamente 87,7%,

conforme mostra a Tabela 3.

.

Tabela 3 - Produo brasileira de ao bruto (em mil toneladas )

.

A produo apresentou sinais de recuperao, passando de 56% de utilizao

da capacidade instalada, em junho, para cerca de 73%, em julho. Em agosto e

setembro, esse ndice atingiu cerca de 78%. No fechamento de 2009, a

produo anual de ao no pas chegou a 26,5 milhes, montante 21,3% abaixo

do fechamento de 2008, atingindo 62,3% de utilizao da capacidade.

Durante a crise, seis dos 14 grandes fornos instalados no pas foram

paralisados, mas, no segundo semestre de 2009, comearam a ser religados.

A Usina Presidente Vargas, da CSN, que tem capacidade anual de produo

de 5,8 milhes de toneladas de ao bruto, foi a primeira a religar seu alto-

forno, em junho de 2009. O Alto-Forno, cuja capacidade de produo de 1,5

milho de toneladas/ano, passou 90 dias parado para manuteno.

.

A Gerdau Aominas, cujo alto-forno principal tem capacidade de 3 milhes de

toneladas/ano e ficou paralisado por seis meses, voltou a funcionar no incio do

ms de julho de 2009. Com isso, a Gerdau voltou a operar com os dois altos-

fornos, ou seja, na faixa de 4,5 milhes de toneladas/ano.

A Usiminas, que conta com cinco altos-fornos, em agosto de 2009 religou dois dos

trs que ficaram paralisados por um semestre um em Ipatinga (MG) e outro em

Cubato (SP). O terceiro foi reativado em janeiro de 2010. Com isso, a Usiminas

passou a utilizar cerca de 90% de sua capacidade nominal instalada, que de

cerca de 9,5 milhes de toneladas/ano.

A unidade de Tubaro ArcelorMittal Brasil conta com trs altos-fornos, cuja

capacidade total instalada, de 7,5 milhes de toneladas/ano, voltada para a

produo de planos. Um dos altos-fornos continua paralisado a mais de dois

anos e os outros dois chegaram a operar na ordem de 60% de sua capacidade.

A Usina de Tubaro ainda no voltou a operar em plena carga, o Alto Forno II

continua parado, talvez dever operar no segundo semestre de 2011.

.

INDUSTRIA SIDERRGICA DE PLANOS NO BRASIL

Na indstria brasileira de aos laminados planos, as empresas ArcelorMittal, Usiminas (Ipatinga e

Cubato) e CSN respondem pela operao de cinco unidades, todas localizadas na regio Sudeste. O

Grupo Usiminas responde por cerca de 45% do total da produo do pas; a CSN, por 30%; a

ArcelorMittal Tubaro, por 16%; e a ArcelorMittal Inox do Brasil, por 5%.

Do total da produo de aos planos, cerca de 95% de ao carbono comum e o restante, de aos

especiais ligados produzidos apenas pela ArcelorMittal Inox do Brasil.

.

Encontra-se em operao a usina da ThyssenKrupp CSA Companhia Siderrgica do Atlntico, com

start-up de 2,5 milhes de toneladas/ desde de julho de 2010 e 2,5 milhes de toneladas/ano para

junho de 2011. Sua produo, inicialmente de semi-acabados (placas), ser toda voltada para

exportao. Com a inaugurao dessa unidade, que adicionar dois altos-fornos de 2,5 milhes de

toneladas/ano cada, o pas passar a contar com 16 altos-fornos de grande porte.

Em 2009 a produo brasileira de laminados planos apresentou uma queda de 17,3% em relao a

2008. O segundo semestre foi de recuperao, e a produo retornou praticamente aos nveis pr-

crise.

Entre demandantes de aos planos no Brasil, destacam-se os setores automobilstico, naval, de

utilidades domsticas, de mquinas e equipamentos, de petrleo e gs e de embalagens e recipientes.

.

Das exportaes brasileiras de produtos siderrgicos, incluindo os semiacabados, a participao anual

dos laminados planos, em US$ FOB (o exportador responsvel pela mercadoria at ela estar dentro

do navio, para transporte, no porto indicado pelo comprador), em 2006, atingiu 37,9%; em 2007,

36,3%; e em 2008, 22,8%.

Os principais destinos, em 2008, dos produtos planos brasileiros foram os seguintes:

Chile, Portugal, Peru, Argentina, Espanha, Alemanha e Colmbia.

Em relao aos custos de produo de semi-acabados e laminados planos, o Brasil situa-se entre os

pases de menores custos variveis e operacionais do mundo, mostrando-se altamente competitivo

nesse aspecto. Para ilustrar essa afirmao, o Grfico 3 apresenta dados da Commodities Research

Unit (CRU) relativos evoluo dos custos mdios operacionais de placas no mundo, de 2004 a 2009,

bem como a comparao entre os custos variveis de produo de placas de ao em US$/t, entre

pases selecionados, no ano de 2009.

.

PARTICIPAO NAS TRS DIFERENTES CATEGORIAS DE

AO BRUTO - CONSUMO MUNDIAL

O ao pode ser utilizado em trs diferentes categorias de produtos

siderrgicos, na produo de planos, de longos ou de tubos. Os

tubos, utilizados principalmente em leodutos e gasodutos,

representam cerca de 8% do consumo mundial de ao bruto. Os

mercados de aos planos e longos dividem o consumo de ao bruto

em partes praticamente iguais, conforme

mostra Figura 4.

.

Figura 4 Participao no consumo de ao em trs formas de produo. Figura 4 Participao no consumo de ao em trs formas de produo.

Figura 4 Participao no consumo de ao em trs Figura 4

Figura 4 Participao no consumo de ao em trs formas de produo.. .

.

Figura 4 Participao no consumo de ao em trs formas de produo. Figura 4 Participao no consumo de ao em trs formas de produo.

OS PRINCIPAIS PROCESSOS E PRODUTOS SIDERRGICOS E SUAS

APLICAES

Neste item sero discutidas as etapas necessrias para a transformao

do minrio de ferro em produtos de ao, salientando tambm os

subprodutos ou produtos intermedirios resultantes das diversas etapas de

produo.

As 4 etapas de produo na siderurgia podem ser classificadas em:

reduo do minrio refino do ao lingotamento laminao do ao

MATERIAS PRIMAS UTLIZADAS NO PROCESSO SIDERRGICO

Hematita - o tipo mais comum de minrio de ferro. Frmula Fe2O3 (trixido).

teor em ferro varia de 45 a 68%. Colorao cinza brilhante. Marrom avermelhado

devido a exposio ao tempo. M = 5,26 g/cm3

Magnetita - Frmula Fe3O4 (perxido). Teor nominal de ferro 72,4% de

ferro, sendo que o seu teor real varia de 50 a 70%. Cor cinza escuro,

propriedades magnticas. Massa especfica de 5,17 g/cm3.

Limonita - Hematita hidratada (presena de gua) com frmula

qumica Fe2O3nH2O, teor em ferro no ultrapassa 60%. Apresenta-

se como um material de cor marrom ou amarela.

Siderita - Pouco freqente de minrios,. Frmula FeCO3

(carbonato), teor real de ferro 10 a 40%. Cor clara a cinza

esverdeado. Massa especfica de 3,85 g/cm3.

Pirita - Sua frmula bsica FeS2. Sua massa especfica gira em

torno de 5,0 g/cm3.

Ilmenita Apresenta-se sob a frmula qumica FeTiO3 correspondendo a 36.80% de ferro, 31.57% de titnio e 31.63% de

oxignio. Geralmente est associado com a magnetita.

normalmente extrado para a obteno do titnio, sendo o ferro um

subproduto. Sua massa especfica varia de 4,2 a 4,7 g/cm3.

Olivinas so silicatos que se apresentam sob diversas formas sendo que a mais importante a faialita (SiO4Fe2).

A pelotizao um processo de aglomerao que atravs de um tratamento trmico converte a frao ultrafina gerada no beneficiamento do

minrio de ferro (abaixo de 0,15 mm) em esferas de tamanhos na faixa de 8

a 18 mm, com caractersticas apropriadas para alimentao das unidades

de reduo.

As etapas envolvidas no processo de pelotizao podem, de forma genrica,

ser agrupadas nos seguintes estgios:

Concentrao / Separao

Empilhamento e Homogeneizao

Moagem e Classificao

Espessamento

Homogeneizao

Filtragem

Adio de Aglomerante

Mistura

Pelotamento

Peneiramento de Pelotas Cruas

Queima

Peneiramento de Pelotas Queimadas

PROCESSO DE PELOTIZAO

Concentrao / Separao

Empilhamento e Homogeneizao

Moagem e Classificao

Espessamento

Homogeneizao

Filtragem

Adio de Aglomerante

Mistura

Pelotamento

Peneiramento de Pelotas Cruas

Queima

Peneiramento de Pelotas Queimadas

ETAPAS ENVOLVIDAS NO PROCESSO DE PELOTIZAO :

FLUXOGRAMA DO PROCESSO DE PRODUO DE PELOTAS

ALIMENTAO DOS SILOS E EMPILHAMENTO DE MINRIO

Figura 07 Pilhas de minrio de ferro blendado e empilhado em forma de V invertido.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO

Figura 08 Maquina stacker /reclaimer para recuperao de pilhas de minrio..


Figura 09 -Transporte do minrio para os silos de estocagem de moagem


Figura 10 Equipamento utilizado na moagem de minrio de ferro. Mais conhecido como moinho de bolas.


Figura 11 Fluxograma do processo de moagem e classificao de minrio de ferro

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO -

HIDROCICLONE

Figura 11 Fluxograma do processo de moagem e classificao de minrio de ferro


ESPESSADOR

Figura 13- Espessador equipamento utilizado para concentrao da polpa de minrio de ferro.


HOMOGENEIZAO

Figura 14 - Equipamento do sistema de espessamento e homogeneizao

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO - FILTRAGEM

Figura 15. Equipamento do sistema de filtragem, dotado de 12 discos rotativos.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO - adio de

AGLOMERANTE

Figura 16 - Equipamento do sistema de adio de aglomerante.

Dosing Device

From

Homogenization

Pulp

Density

To

Balling

Filter Cake

Bin Binder

Bin

Filter

Mixer

Vacuun

Pressure

Blowing

Pressure

Filter Rotation

Moisture

% Fixed Carbon

Blaine Index


PELOTAMENTO

Figura 16 - Equipamento do sistema de pelotamento.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO - adio de

PELOTAMENTO

Figura 19 Disco do processo de pelotizao.


.


PELOTAMENTO


Figura 20 Disco do processo de pelotizao na rea de trabalho da usina de pelotizao.

.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO - SELEO

DAS PELOTAS CRUAS


Figura 21 Equipamento utilizado para classificao das pelotas cruas. .

.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO - SELEO

TRATAMENTO TRMICO


Tabela 02 etapas do processo de queima das pelotas. .

.

ETAPA T (C) FENMENO

Secagem 300-350 Remoo parcial da gua

Pr-Queima 600-900 Remoo da gua de cristalizao

Evitar choque trmico

Queima 1300-1350 Consolidao das reaes entre

ferro e escria

Ps-Queima 900-1000 Homogeneizao de Calor

Resfriamento 80-150 Consolidao da qualidade

Recuperao de calor

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO FORNO DO PROCESSO DE PELOTIZAO


Figura 22 Forno do processo de consolidao e queima das pelotas .

.

.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO FORNO DO PROCESSO DE PELOTIZAO


Figura 23. Forno tnel de queima em manuteno na rea industrial. .

.

.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO EXPEDIO DO PRODUTO DE PELOTIZAO


Figura 27 Mostra o meio de transporte de pelotas por meio correias transportadoras.

.

.

.

ETAPAS DO PROCESSO DE PELOTIZAO EXPEDIO DO PRODUTO DE PELOTIZAO

.

Figura 28 - Ptio de estocagem pelotas de minrio de ferro e equipamento de recuperao e

transporte para embarque e navio.

.

.

.

.

PROCESSO DE SINTERIZAO - CONCEITO

A sinterizao consiste em misturar e homogeneizar finos de minrios

de ferro (sinter-feed), finos de carvo ou coque, finos de fundentes

(cal, etc.) e umidade e atear fogo ao carvo, de modo que a quantidade

de calor liberada seja suficiente para atingir temperaturas entre 1250 a

1350C, condio suficiente para que a umidade evapore e as

partculas da carga se unam por caldeamento (fuso parcial redutora-

oxidante), obtendo-se um material resistente e poroso, com alguns

centmetros de dimetro mdio denominado snter. O sinter-feed

utilizado geralmente um concentrado de hematita com granulometria

abaixo de 5 a 8 mm, fornecido pelas mineradoras.

PROCESSO DE SINTERIZAO- CARACTERSTICAS EXIGIDAS

As principais caractersticas exigidas para o sinter so:

- No conter elementos qumicos indesejveis para o alto-forno; - composio qumica estvel; - elevado teor de ferro; - baixo volume de escria; - elevada resistncia mecnica; - granulometria estvel; - baixa porcentagem de finos; - baixa degradao sob reduo; - possuir alta redutibilidade -0 a 3,0 mm aproximadamente para sinterizao -10 a 30 mm aproximadamente para o alto-forno

0 a 3,0 mm aproximadamente para sinterizao

- 10 a 30 mm aproximadamente para o alto-forno

PROCESSO DE SINTERIZAO- FUNDENTES UTILIZADOS NO

PROCESSO DE SINTERIZAO

Na mistura para produo de sinter esto presentes os fundentes que

podem ser divididos em:

- Bsicos (portadores de CaO e/ou MgO) - cidos (portadores de SiO2 e/ou Al2 O3)

Os principais fundentes so:

- Calcrio (portador de CaO) - Cal (portador de CaO) - Dunito (portador de MgO e SiO2) - Serpentinito (portador de MgO e SiO2) - Dolomita (portador de MgO e SiO2) - Quartzo (portador de SiO2)

PROCESSO DE SINTERIZAO- FUNDENTES UTILIZADOS NO


A utilizao destes feita conforme a ganga contida nos minrios. Se

a ganga for cida, o fundente tem que ser bsico e vice-versa. Desta

forma, produz-se um sinter com a basicidade compatvel com a

marcha operacional do alto-forno.

PROCESSO DE SINTERIZAO- OUTRAS MATRIAS PRIEMAS

UTILIZADAS NO PROCESSO DE SINTERIZAO

Existem algumas matrias-primas originadas dentro da usina

decorrentes de outras etapas do processo siderrgico que por suas

caractersticas podem e devem ser utilizadas na sinterizao, trazendo

benefcios econmicos e ambientais, com aprecivel reduo de

descartes no processo.

Como exemplos de matrias-primas geradas em outras unidades de

uma siderrgica podem ser citados:

.

PROCESSO DE SINTERIZAO- OUTRAS MATRIAS PRIEMAS

UTILIZADAS NO PROCESSO DE SINTERIZAO

Carepa de laminao, de escarfagem, de lingotamento contnuo - possui um teor de FeO (~60%), favorecendo a reduo do uso de

coque na sinterizao.

P de alto-forno - origina-se no coletor de p do alto-forno, apresentando um alto teor de carbono, favorecendo a diminuio do

consumo de combustvel (coque) na sinterizao.

Lixo industrial - basicamente composto de minrios e fundentes, originados da limpeza da rea industrial e deve ser peneirado para sua

utilizao.

Ps gerados na calcinao - so decorrentes do processo de preparao da cal para a aciaria.

P de CDQ - originado do apagamento a seco do coque na coqueria, sendo importante aproveit-lo devido ao seu alto contedo de carbono.

.

PROCESSO DE SINTERIZAO- MISTURA TOTAL DA

SINTERIZAO

A mistura total da sinterizao composta aproximadamente de:

Mistura parcial (65% a 72%) Coque (3,2 a 3,5%) Retorno (25 a 30%) em funo das condies de processo, da qualidade e quantidade de matrias-primas e do coque.

PROCESSO DE SINTERIZAO- MODELOS DE MQUINAS DE

SINTERIZAO

Existem dois principais modelos de mquinas de sinterizao, um mais

antigo, o de Greenawalt de produo interrupta surgido no final do

sculo XIX, em franca decadncia, e o mais recente, surgido no sculo

XX, de produo contnua, o Dwight Lloyd, e se presta aplicao em

escala maior, compatvel com as capacidades dos modernos altos-

fornos como, por exemplo, o caso de empresas como a ArcelorMittal

Tubaro. As diferenas bsicas entre os processos so apresentadas

na Tabela 03.


SINTERIZAO

A mistura total da sinterizao composta aproximadamente de:

Mistura parcial (65% a 72%) Coque (3,2 a 3,5%) Retorno (25 a 30%) em funo das condies de processo, da qualidade e quantidade de matrias-primas e do coque.


SINTERIZAO

Tabela 03 Caractersticas tpicas das mquinas de sinterizao.

PROCESSO DE SINTERIZAO- PRINCIPAIS ETAPAS DO


As principais etapas do processo de sinterizao utilizando uma

mquina contnua so:

- Dosagem - Misturamento - Sinterizao propriamente dita - Tratamento mecnico.



Do ptio primrio as matrias-primas so enviadas aos silos de

mistura de onde saem nas percentagens requeridas pelo balano de

massas, atravs das balanas dosadoras, via sistema de correias

transportadoras, acoplado ao blending-stacker, da ao ptio de

mistura, no qual se tem uma pilha em formao (130.000 toneladas

por pilha) e outra pilha em consumo (remoo atravs da blending-

stacker).



O material blendado enviado aos silos de minrio da sinterizao,

onde so encontrados tambm os silos contendo calcrio, cal, sinter

de retorno de sinterizao e silos de coque prprio para sinterizao.



Na etapa de dosagem, as matrias-primas so adicionadas na

proporo definida pelo clculo de carregamento (em funo da

qualidade das matrias-primas e padro de qualidade objetivado para

o sinter), utilizando-se dos silos e sistema de carregamento da

sinterizao. Qualquer variao de qualidade e/ou quantidade das

matrias-primas, no detectadas prejudicam sensivelmente o

processo.



Aps a dosagem do material dos silos de minrio da sinterizao,

estes so enviados ao misturador, equipamento que consiste

basicamente de um corpo cilndrico, inclinado, com uma rotao

constante, no qual o material entra de um lado e sai pelo outro. Em

uma primeira fase adiciona-se gua, via sistema de asperso para o

minrio atingir o nvel de umidade desejada. Numa segunda fase as

partculas aderem-se e micropelotam, devido umidade, ao

tamboramento (movimento em cascata da mistura sob rotao) e ao

sistema de aletas.



As variaes de umidade das matrias-primas provocam

irregularidade na quantidade de gua no misturador, que prejudica a

micropelotizao, ocasionando perdas no processo como um todo.

Na etapa de sinterizao propriamente dita, a mistura a ser

sinterizada aquecida de aproximadamente 60C para 1200/1350C,

desencadeando todas as reaes de sinterizao, que podem variar

de acordo com a composio qumica do leito de sinterizao, e

podem ser resumidas como:



a) Ao se atingir temperaturas prximas de 100C inicia-se a

evaporao da umidade da mistura, que ir condensar-se nas

regies inferiores do leito, que se encontram mais frias. Forma-se,

ento, uma regio em que a umidade da mistura superior mdia.

Acima de 100C inicia-se a zona de secagem.



b) Entre 150 e 200C, mesmo no curto intervalo de tempo, toda a

umidade j foi evaporada e inicia-se a desidratao dos hidrxidos,

s custas do calor do processo.

c) Quando a mistura atinge a faixa de 500 a 700C, funo da sua

reatividade, inicia-se a combusto do combustvel com elevado

desprendimento de calor, elevando o nvel trmico do ambiente para

1250/1350C.

d) A decomposio dos carbonatos inicia-se em torno de 700C, com

consumo de calor do processo.



e) Na faixa de 900 a 1350C, que define a zona de combusto,

tambm chamada de zona de sinterizao ou mesmo de reao,

ocorrem as reaes no estado slido ou semi-lquido, formando-se o

magma de sinter, ou seja, o conjunto de silicatos, ferritos de clcio e

xidos primrios ou secundrios que, aps cristalizao, constituem o

sinter. A reao a seguir, de combusto do combustvel da mistura,

alm de produzir grande quantidade de calor, torna o ambiente

ligeiramente redutor, o suficiente para uma reduo parcial da

hematita (Fe2 O3) para magnetita (Fe3 O4).



(f) Atingida a temperatura mxima do processo, sob atmosfera

ligeiramente redutora, inicia-se o resfriamento do material semi-

fundido sob atmosfera fortemente oxidante, pois o nico gs

existente acima da zona de combusto o ar. Em temperatura ainda

bastante elevada ocorre, ento, uma reoxidao da magnetita para

hematita. A cerca de 900 C, o ciclo de reaes qumicas se

completa, iniciando-se o resfriamento propriamente dito e produzindo

a estrutura sinterizada final. Na Figura 32 apresentado as etapas do

processo de sinterizao utilizando uma mquina contnua



Figura 32 - Etapas do processo de sinterizao utilizando uma mquina contnua.

PROCESSO DE SINTERIZAO- MAQUINA DE SINTERIZAO

CONTNUA

Figura 34 - Fluxograma operacional de uma mquina Dwight Lloyd



950 Kg minrio de Fe

35 Kg Moinha de coque

30 litros de gua

150Kg Fundentes

250 Kg finos de retorno

20 Kg de CO

150Kg de CO2

1,5 Kg de SO2

0,6 kg NOx

0,2 kg particulado

250 Kg finos de retorno

0,5 Kg p

1000 Kg de sinter

peneirado

Figura 33 Balano parcial de materiais numa sinterizao tpica.

PROCESSO DE SINTERIZAO- PRINCIPAIS DADOS RELATIVOS

UNIDADE DE SINTERIZAO DA ARCELORMITTAL TUBARO.

Ptios de Matrias-Primas

Sistema de recebimento

Virador de vages: 3.600 t/h

Hopper ferrovirio: 800 t/h

Hopper rodovirio: 600 t/h



Ptios primrios

Dimenses: 650 x 50 m

Nmero de ptios: 4

Capacidade de estocagem: 1.300.000 t

Staker-reclaimer: 3 unidades

Capacidade de descarga: 3.600 t/h

Capacidade de remoo: 2.500 t/h



Ptios de blendagem

Dimenses: 300 x 30 m

Nmero de Ptios: 2

Capacidade de Estocagem: 00.000 t

Silos de Blendagem: 7 x 700 m3

Blending Reclaimer: 1 unidade

Capacidade de Descarga: 2.500 t/h

Capacidade de Remoo: 1.500 t/h



Mquina de Sinterizao

Tipo: Dwight Lloyd (Lurgi)

Fabricante: Hitachi-Zosen Co. (Japo)

Data do incio de operao: 12 de setembro de1983

Capacidade por dia: 38 t/m/dia

Capacidade anual: 6.500.000 t

rea de Suco: 484 m

Altura da camada: 800 mm

Velocidade: 1,0 a 6,6 m/min.

Comprimento da esteira: 88 m



Mquina de Sinterizao

Dimenso dos Setores:

Largura: 5,5 m

Comprimento: 1,5 m

Altura: 0,65 m

Nmero de Caixas de Vento: 23

Altura de Camada Mxima: 800 mm

Combustvel do forno de ignio: gs de coqueria

Consumo: 10.500 kcal/t

Sistema de alimentao de intesificao de segregao:

ISF (NSC)

Resfriador do sinter: do tipo circular com rea de 400 m2



Qualidade do Sinter:

No conter elementos qumicos indesejveis para o alto-forno;

Composio qumica estvel;

Elevado teor de ferro;

Baixo volume de escria;

Elevada resistncia mecnica;

Granulometria estvel;

Baixa porcentagem de finos;

Baixa degradao sob reduo;

Possuir alta redutibilidade.

PROCESSO DE COQUEIFICAO- COQUERIA

O carvo mineral submetido a um processo de beneficiamento antes de entrar

no alto-forno, denominado de coqueificao, cujo fluxograma tpico

apresentado na Figura 35. O coque metalrgico empregado nos alto-fornos,

onde pode atuar como combustvel, redutor, fornecedor de carbono ao ferro-

gusa e permeabilizador da carga. Nos ltimos anos, tambm tem sido utilizado

a injeo de finos de carvo diretamente nos alto-fornos atravs das

ventyaneiras, tecnologia que propicia vantagens no somente em termos de

custo do insumo, mas tambm no que diz respeito reduo dos impactos

ambientais, visto que as coquerias so caracterizadas como equipamentos com

alto potencial poluidor.

Outro aspecto importante o fato do coque ser o item que apresenta o maior

custo no fluxo de produo para obteno de chapas laminadas a quente.


Figura 35 - Fluxograma tpico de uma coqueria.


O processo de coqueificao do carvo mineral foi desenvolvido na

Inglaterra, pas que apresentava um elevado desenvolvimento da

siderurgia com uma grande quantidade de alto-fornos a carvo vegetal


As tentativas para fabricar um combustvel adequado com carvo

mineral, evitando os inconvenientes do uso direto deste, eram antigas,

(mau cheiro dos gases sulfurados e contaminao dos produtos). Mas,

o sucesso veio com Abraham Darby, em 1700. Filho de fazendeiro,

Darby tornara-se fabricante de malte (empregado na fabricao da

cerveja), em Bristol, e preocupava-se em preparar o carvo para

aquecimento em tachos de malte, de modo que este no ficasse afetado

pelo mau cheiro dos gases do carvo. Darby aperfeioou o processo j

utilizado pelos mateiros principalmente os da regio de Derby e que

nada mais era que o velho processo de fabricar o carvo vegetal em

larga escala aplicado ao carvo mineral e assim se fabricou o primeiro

coque.


Os fornos de fabricao de coque foram evoluindo nas suas

concepes bsicas e na tecnologia atual se reduzem a duas classes:

a) Fornos de Colmia, sem recuperao de subprodutos;

b) Fornos de Retortas, com recuperao de subprodutos (as modernas

coqueria


Uma bateria de fornos de coque com recuperao de subprodutos

constituda de fornos verticais geralmente de 11 a 15 metros de

comprimento, 3 a 7 metros de altura e 300 a 550 mm de largura. Suas

paredes so construdas de tijolo refratrio de slica, de projeto especial

para evitar a passagem de gases. No teto, existem 3 a 5 furos por onde

feito o carregamento da mistura de carves e uma abertura destinada

ao recolhimento das matrias volteis. Estes fornos so aquecidos por

um gs, o qual injetado em uma rede de dutos e estes por sua vez,

so conectados aos regeneradores, que alimentam dois fornos de

coqueificao adjacentes. Estes regeneradores so construdos de

tijolos refratrios slico-aluminosos


O nmero de fornos numa bateria bastante variado e pode chegar a

ter 200 fornos. Um fator importante na operao de uma bateria o

tempo de coqueificao, que, geralmente, varia entre 16 a 18 horas. Na

Figura 36 so apresentadas imagens da bateria de uma coqueria.

PROCESSO DE COQUEIFICAO- COQUERIA - CICLO

OPERACIONAL

O ciclo operacional da coqueria pode ser resumido nas seguintes fases:

a) Preparao da mistura de carves;

b) Enfornamento;

c) Aquecimento;

d) Desenfornamento;

e) Apagamento;

f) Preparao do coque;

g) Tratamento das matrias volteis.

.


Figura 36 Imagem da bateria de coque da ArcelorMittal Tubaro.


Basicamente a coqueificao consiste em submeter uma mistura de

carves de caractersticas adequadas a um aquecimento em ausncia

de ar, ocorrendo um processo de destilao. Esta destilao provoca a

liberao de gases e o aparecimento de um resduo slido, poroso,

infusvel, basicamente constitudo de carbono, que o coque. Durante

a coqueificao a mistura de carves aquecida a 1.100C, numa

cmara sem circulao de ar, dotada de uma abertura superior, por

onde saem matrias volteis, que so recolhidas, devido ao seu

grande valor e por formarem um gs combustvel com alto poder

calorfico.


O aquecimento do carvo enfornado indireto, pois, o calor gerado

nos dutos de aquecimento distribudos no interior das paredes que

separam uma retorta da outro. Assim, o carvo carregado dentro da

cmara (forno) entra em contato com as duas paredes aquecidas e o

calor transmitido, por conduo, para o centro da carga.


Quando no h mais a presena de matria voltil o coque est pronto

e deve ser desenfornado. As 2 portas so abertas e por uma delas

introduzido um mbolo empurrador, que expulsa o coque para fora,

pela outra porta, de modo que o coque incandescente cai dentro de

um vago de transporte (como pode ser visto na Figura 39). Na Figura

40 apresentado um sistema de desenfornamento real de coque.


Figura 39 Sistema de carregamento,desenfornamento e carro de apagamento


Figura 40 Carro de desenfornamento de coque


O coque deve ser apagado imediatamente, para impedir sua queima,

o que pode ser feito a mido ou a seco. No apagamento a mido

(CWQ), o vago carregado posicionado sob a torre de apagamento,

onde o coque apagado com fortes jatos de gua, gerando um

consumo de 400 litros dgua por tonelada de coque resfriado.


No processo de apagamento a seco (CDQ - Coke Dry Quenching), o

coque incandescente introduzido numa cmara de extino e

submetido a uma corrente ascendente de nitrognio (gs inerte)

abaixo de 180C, o qual sai na parte superior acima de 750C,

causando o resfriamento do coque. O nitrognio purificado e usado

no aquecimento de gua de caldeiras, produzindo vapor que

movimenta geradores, que produzem energia eltrica. O nitrognio

resfriado a 180C negativos e, pode retornar ao circuito. Este sistema

trs benefcios relacionados com a qualidade do coque (ausncia de

finos, menor umidade, maior estabilidade, etc.) e recuperao de

energia do vapor gerado no processo.


Durante a carbonizao da mistura dos carves nos fornos das

baterias, alm do coque produzido, h formao de uma mistura

gasosa identificada com o "gs de coqueria" ou simplesmente pela

sigla COG (Coke Oven Gas) e outra mistura lquida conhecida por

condensados mistos, sendo composto, principalmente de gua

amoniacal (98,7%), alcatro (1%) e borra (0,3%).

.


Cerca de 25% da mistura de carves se transforma em matrias

volteis, que, depois de tratadas podem ser usadas na prpria usina

ou vendidas. Na Figura 42 apresenta-se um fluxograma ilustrativo da

composio dos gases gerados no processo de coqueificao.

.


O gs de coqueria pode ser empregado nas unidades de aquecimento

da prpria usina e na produo de energia termoeltrica. O alcatro

pode ser soprado nos altos fornos, na altura das ventaneiras,

economizando coque e, tambm, pode ser vendido para indstrias do

ramo dos carboderivados.

PROCESSO DE COQUEIFICAO- COQUERIA BALANO

PARCIAL DE MATERIAIS

1250 kg

Carvo

mineral

1000 kg

Coque

1 kg CO

500 kg COBB2BB

0,4 kg SOBB2BB

0,3 kg NOBBxBB

550 kg Particulado

0,3 kg Hidrocarbonetos

0,6 mPP3

PP guas

servidas

0,020 kg Slidos em

suspenso 0,2 kg Lama do

tratamento biolgico

0,090 kg Enxofre

85 kg Alcatro,

benzeno, etc.

Figura 43 - Balano parcial de materiais numa coqueria tpica

PROCESSO DE COQUEIFICAO- COQUERIA DADOS RELATIVOS UNIDADE DE COQUERIA DA ARCELORMITTAL TUBARO

Ptios de Carvo

Nmero de Ptios: 3

Dimenses : 800 X 45 m

Capacidade de Estocagem: 390.000 t

Stacker: 2 unidades

Capacidade de Recebimento : 2.500 t/h

Reclaimer: 2 unidades

Capacidade de Envio : 750 t/h


Coqueria:

Projeto: Carl Still

3 Baterias (49 x 3 = 147 fornos)

Consumo de Carvo: 6400 t/dia

Capacidade de produo de Coque:

4800 t/dia

Capacidade anual: 1.700.000 t

Gerao de Gs: 2.1 milhes de

m/dia

Dimenses dos fornos:

Altura 6,5 m 300 mm de Zona livre

6200 mm Altura de Carga

Comprimento 15,2 m Volume til 39,5 m

5 Bocas de carregamento

32 Cmaras de combusto

29 t carvo seco por forno

22,45 t coque por forno

((coque/carvo)

238 Nm/t CSE (gerao de gs)

620 kcal/kg CSE (consumo mximo)

3 mmCA presso dos coletores

TB- (ax) 16:00 h

TL- (min) 14:50 h

Incio de Operao:

Bateria 1 04/07/1983 Bateria 2 21/09/1983 Bateria 3 11/12/1983


Mquinas:

Carro de Carregamento: 3

Mquina Desenfornadora: 3

Carro Guia: 3

Locomotiva: 3

Sistema de Combusto:

Combustvel:

Bateria 1: COG ou MG.

Bateria 2 e 3: COG

Temperatura Operacional: 1320 C

Tempo de Coqueificao: 16 h

ndice Operacional: 150%


CDQ (Coke Dry Quenching)

Gerao de Vapor/ TcB : 583 kg/t

Coque

Presso de Vapor : 23 kg/cm2 ( 22,3

atm abs )

Temperatura de Vapor : 350 C

Cmaras:

Quantidade : 5 unidades

Capacidade : 48 t/h (cada)

Volume: 393 m3

Caldeiras:

Quantidade : 5 unidades

Capacidade : 26,2 t/h vapor (cada)

Consumo de gua : 27,1 m3 /h (cada)


Qualidade do Coque:

Fluidez da Mistura (Log. DDPM):

2,50 < 3,00

Reflectncia da Mistura: 1,10 <

1,20

Cinza: < 11,00

Enxofre: < 0,70

DI: 85,00


RESUMO

Nas condies operacionaisbrasileiras,

1000 kg de mistura de carvo,

proporcionam:

750 kg de coque36 kg de alcatro

(sendo 2,5 kg de naftaleno, 15 kg de

leos leves e 18,5 kg de piche) 7,28 kg

de benzol total (5,35 kg de benzeno,

1,25 kg de tolueno, 0,68 kg xileno)

12kg de sulfato de amnio e outros.

Coque - o produto da destilao do

carvo mineral; feito em cmaras

hermeticamente fechadas a

temperaturas da ordem de (900 a

1100C) durante 16 horas.

INTRODUO AOS PROCESSOS DE REDUO

O processo de obteno do ferro consiste basicamente na reduo

dos seus xidos por meio de um combustvel carbonoso redutor, em

geral coque, carvo vegetal ou mineral e gs natural.

Para que as reaes de reduo dos xidos de ferro ocorram em

velocidades rpidas, necessrio temperaturas acima de 1000oC,

onde obtido o ferro por reduo indireta ou por reduo direta.

PROCESSOS DE OBTENO DO FERRO POR REDUO DIRETA

Processos de reduo direta so aqueles no qual a reduo do minrio

de ferro a ferro metlico efetuada sem que ocorra, em nenhuma

etapa do processo, a fuso da carga no reator.

A reduo no estado slido de minrio de ferro por carvo praticada

desde a antigidade, tendo sido o principal processo de obteno de

ferro at o desenvolvimento dos altos fornos. Assim, o produto

metlico obtido na fase slida, sendo chamado de ferro esponja. .


O ferro esponja um produto metlico com 85 a 95% de ferro e de 0,1

a 1,0% de C, podendo chegar a 2,0% de C. geralmente obtido a

partir do minrio de ferro granulado e, mais recentemente a partir de

pelotas de minrio de ferro oriunda da aglomerao de finos no

processo de pelotizao. Tem aspecto esponjoso e obtido no estado

slido temperatura em torno de 1100oC, a preos relativamente

reduzidos se comparado a grandes siderrgicas.


Em geral, o ferro esponja utilizado em fornos eltricos a arco em

substituio sucata para obteno do ao, onde a sua caracterstica

vantajosa a superioridade em relao sucata em termos de pureza

(elementos de liga contidos na sucata podem dificultar o atendimento

especificao do ao a ser produzido).


Os processos de reduo direta podem ser divididos conforme o tipo

de redutor, em duas classes: redutor slido (carvo ou coque) ou

redutor gasoso (gs natural-CH4 e/ou gases redutores como CO, H2).


Quando utilizado o gs natural, este passa por reaes de reforma ou

enriquecimento do gs redutor. Parte do gs gerado aps a reduo

do minrio de ferro e utilizado ou reutilizao no reator de reforma.

Normalmente a reforma realizada em reatores separados do reator

de reduo dos minrios.


As reaes de reforma, geralmente ocorrem como se segue:

CO2 + C 2CO

H2O + C H2 + CO

CH4 + CO2 2CO + 2H2

CH4 + H2O CO + 3H2


Reaes de reduo do minrio de ferro no reator de reduo.

3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2

3Fe2O3 + H2 2Fe3O4 + H2O

Fe3O4 + CO 3FeO + CO2

Fe3O4 + H2 3FeO + H2O

FeO + CO Fe + CO2

FeO + H2 Fe + H2O

PROCESSO DE REDUO DIRETA MIDREX

Foi desenvolvido pela empresa Norte americana Midland Rose em

1965. Em 1973 tinha 4 plantas de carter industrial nos U.S. A,

ocupando o primeiro lugar em nmero de unidades operacionais no

mundo com capacidade de produo = 400.000 t/ano.

O processo de produo ocorre quando os minrios (pelotas, sinter)

so reduzidos num forno de cuba por um gs redutor de composio

aproximada de (50% CO e 30%H2) onde se obtm o ferro esponja no

estado slido.


O processo de funcionamento do forno Midrx ocorre como em um

pequeno alto-forno, isto , a carga metlica colocada no silo de

distribuio passa por um sistema de peneira vibratria, eliminando os

finos gerados no processo de transporte. A carga metlica que se

encontra dentro da faixa granulomtrica introduzida no topo do forno

por meio de correia transportadora. Em contra corrente insuflado o

gs redutor a 10000C, de forma ascendente no meio do forno, oriundo

do reformador de gs natural (Figura 44), promovendo assim a


A reduo da carga metlica de minrio de ferro (pelotas, sinter) ocorre

de acordo com as reaes de reduo mostradas abaixo:

3 Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2

Fe3O4 + H2 = 3FeO + H2O

FeO + CO = Fe + CO2

FeO + H2 = Fe + H2O

PROCESSO DE REDUO DIRETA MIDREX REFORMA DE GS

O Reformador uma cmara de aquecimento revestida internamente

de refratrio. Ele atravessado por tubos refratrios contendo um

catalisador, por onde passa a mistura gasosa (ar + gs natural + gs

de topo). Em alta temperatura (10000 C) ocorrem as seguintes reaes

dentro do tubo:

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

CH4 + H2O = CO + 3H2


A temperatura do reformador limitada pelos tubos refratrios. Ele

geralmente projetado para reformar misturas gasosas com: 5O% de

gs natural e 5O% gs de topo. O gs de topo geralmente composto

de 25% CO, 20% CO2, 30% H2, e 25%;H2O (antes de ser resfriado de

320o C para 50o C) e o gs natural tem em sua composio cerca de:

90% CH4 e 10% C2 H6). Ao ser reformado a composio desses gases

passa a ser 36% CO, 5O% H2 e 4% (CH4 + C02).


CARACTERSTICAS DO FORNO REDUTOR

Dimetro inferior 4,8 m

Volume interno 300 m3

Possui duas regies

Zona de Reduo

Zona de resfriamento

PROCESSO DE REDUO DIRETA REAES DE REDUO

3 Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

3Fe2O3 + H2 = 2Fe3O4 + H2O

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2

Fe3O4 + H2 = 3FeO + H2O

FeO + CO = Fe + CO2

FeO + H2 = Fe + H2O

INTRODUO AO PROCESSO DE PRODUO DE FERRO-GUSA

Discutiremos em primeiro lugar as rotas tecnolgicas estabelecidas para

a obteno de ferro-gusa. Quando se trata do emprego do carvo

vegetal como matria-prima, os alto-fornos ou como preferem alguns

autores, mini altos-fornos a carvo vegetal, so utilizados pelas usinas

no integradas com uma capacidade para a produo que varia de 55 a

350 t/dia de ferro-gusa, contra cerca de 3500 a 13.000 t/dia de um alto-

forno a coque. O produto para a venda pode ser o ferro-gusa slido,

solidificado em pequenos lingotes ou pes de ferro-gusa, ou mesmo o

ferro-gusa lquido, que transportado por carretas em panelas

refratrias para uso por empresas dotadas de aciarias situadas perto do

alto-forno (normalmente numa distncia entre 10 e 20 km).


Para fins de estudo consideraremos que a fase do processo de

produo denominada de reduo compreendida pelos seguintes

setores bsicos:

ptios de matrias-primas ou de minrios coqueria, no caso de uso de carvo mineral sinterizao alto-forno


O minrio de ferro, o carvo mineral e o calcrio, as trs principais

matrias-primas de uma usina siderrgica, em termos quantitativos,

podem ser transportadas para a usina por navios, trens ou caminhes.

No caso do transporte realizado por trens, as empresas podem dispor

de equipamentos denominados de virador de vages, acelerando o

descarregamento dos minrios. O transporte das matrias-primas dos

navios, tremonhas (hopper) para os ptios de armazenamento ou silos

de estocagem realizado atravs de correias transportadoras.


O minrio de ferro, o carvo mineral e o calcrio, as trs principais

matrias-primas de uma usina siderrgica, em termos quantitativos,

podem ser transportadas para a usina por navios, trens ou caminhes.

No caso do transporte realizado por trens, as empresas podem dispor

de equipamentos denominados de virador de vages, acelerando o

descarregamento dos minrios. O transporte das matrias-primas dos

navios, tremonhas (hopper) para os ptios de armazenamento ou silos

de estocagem realizado atravs de correias transportadoras. A

homogeneizao ou a blendagem iniciada quando da formao da

pilha que de maneira geral em forma de V invertido. fNa Figura 54

apresentado o fluxograma de entrada de matrias em uma usina

siderrgica integrada.


FLUXOGRAMA DE ENTRADA DE MATERIAIS EM UMA USINA SIDERRGICA

Figura 54 Representao esquemtica do fluxo do minrio e fundentes


O termo homogeneizao refere-se ao processo de mistura de um s

tipo de material, enquanto que o termo blendagem (blending) corresponde mistura de vrios materiais com caractersticas

diferentes. Em ambos os casos objetivam-se uma mistura tal que no

decorrer do processo industrial a qualidade (composio qumica,

granulometria, propriedades fsicas) se manter constante ao longo de

um determinado perodo de tempo.


Na Figura 55 apresentado o esquemtica do fluxo do carvo mineral em uma usina siderrgica integrada desde o desembarque

martimo at a entrada nas baterias de coque.

Figura 55 - Representao esquemtica do fluxo do carvo


Em linhas gerais o processo de produo de ferro-gusa nos alto-

fornos consiste em carregar pelo topo do alto-forno as matrias-

primas (carga slida) como minrio de ferro (granulado e/ou snter

e/ou pelota) coque ou carvo vegetal e fundentes (calcrio),

enquanto o ar, enriquecido ou no com oxignio ou carvo

pulverizado, insuflado pelas ventaneiras na parte inferior do forno. O

coque ou o carvo vegetal queimado (entra em combusto) gerando

gases redutores em alta temperatura. Esses gases seguem um fluxo

ascendente e entram em contato com a carga de minrios

descendentes, reagindo com esta carga, reduzindo e fundindo o

minrio, originando o ferro-gusa e a escria que so vazados do forno

para as casas de corrida. As matrias-primas slidas carregadas pelo

topo do alto-forno levam cerca de 6 a 8 horas para descer at a regio

inferior, transformadas em produtos lquidos na forma de ferro-gusa e

escria, aps sofrer uma srie de reaes qumicas.


O ALTO FORNO

O alto-forno um reator metalrgico no qual esto reagindo slidos,

lquidos e gases, no qual existe um gradiente de temperatura de 150C no

topo at 2100C nas regies inferiores. De maneira geral constitudo de

equipamentos de:

Descarga e pesagem de matrias-primas (casa de silos)

Transporte de carga (Correia transportadora)

Carga no topo do forno (Tremonha de pesagem)

Operao de alta presso

Lavagem de gases

Anlise de gases

Sistema de refrigerao

Forno propriamente dito (Cadinho, rampa, ventre cuba, goela)

Regeneradores de calor (Cawpers)


O ALTO FORNO


A carga slida do alto-forno, carvo vegetal ou coque, minrio de ferro

(granulado e/ou sinter e/ou pelota) e, eventualmente, fundentes, so

peneirados e pesados e armazenados em silos. Figura 57


O ALTO FORNO


Figura 57 Casa de silos para abastecimento do Alto Forno,.


O ALTO FORNO

Os silos so dispostos e dimensionados de acordo com a solicitao

para cada carga (carga metlica, coque e fundente). Estes materiais so

transportados dos silos, at o topo do forno atravs de correias

transportadoras ou sistema de carrinhos ou vagonetas (skips) que se

deslocam sobre trilhos ou ainda cestos com fundo mvel (para alto-

fornos pequenos), Figura 58, at as tremonhas de distribuio no topo do

forno, Figura 59.


O ALTO FORNO

Figura 58 Transporte de sinter correia transportadora ArcelorMittal..


O ALTO FORNO

Figura 59 Tremonha de carregamento e distribuio de minrios e coque.


O ALTO FORNO

A carga slida carregada de maneira peridica Figura 60, sendo realizada

a drenagem contnua ou peridica de lquidos (ferro-gusa e escria) Figura

61 pela parte inferior, com a contnua injeo de ar quente e hidrocarbonetos

pelas ventaneiras, alm da remoo de gases e poeira (material particulado)

pelo topo Figura 62.


O ALTO FORNO

Figura 60 - Carga slida carregada de maneira peridica pelo sistema de calha A.F III-

AMT


O ALTO FORNO

Figura 61- Casa de corrida de ferro gusa da A.F III-AMT. Drenagem contnua ou peridica de lquidos


O ALTO FORNO

Figura 62- Sistema de remoo de gases e poeira (material particulado) pelo topo A.FI-AMT.


O ALTO FORNO

Para operao com alta presso o tipo duplo cone tem sido usado,

com modificaes. Nos altos-fornos mais recentes a utilizao do topo

tipo Paul Wurth tem prevalecido, pelo fato deste sistema, que utiliza

uma calha rotativa que pode ter ngulo de inclinao varivel, permitir

uma distribuio da carga muito mais flexvel que os mtodos

anteriores. Na Figura 63 so mostrados estes dois sistemas.

.


O ALTO FORNO

Figura 62 - Representao esquemtica dos equipamentos de carga do topo do forno do tipo com 2

cones ou Mckee (a) e do tipo Paul Wurth (b) dotado de calha giratria e inclinao varivel


O ALTO FORNO

Uma vez completado um ciclo de carga com o material descarregado de

forma uniforme na periferia do cone grande, estando fechado o cone

menor, baixado o cone grande deixando escorregar a carga para o

interior do alto-forno.

A freqncia de carregamento estabelecida de forma que a altura da

coluna da carga seja mantida aproximadamente constante, o que pode

se verificado atravs de sondas.

A freqncia de carregamento estabelecida de forma que a altura da

coluna da carga seja mantida aproximadamente constante, o que pode

se verificado atravs de sondas.


O ALTO FORNO

Uma preocupao na etapa de carregamento com a distribuio da

carga, tanto de coque ou carvo vegetal como a de minrio de ferro. Ao

cair no interior do forno, o material pode formar montes na forma de um M, se a altura de queda for maior (altura da coluna de carga menor)

ou ao contrrio, formam montes na forma de um V. .


O ALTO FORNO

A disposio em forma de M favorece o excesso de coque junto s

paredes e no centro do alto-forno. Se houver ocorrncia de um arranjo

de V, o minrio tende a segregar-se, ou seja, h uma tendncia para concentrao de finos do minrio junto s paredes do forno, dificultando

a passagem de gases (situao representada na Figura 64), e uma

regio mais permevel no centro do forno.


O ALTO FORNO

Esta ltima condio, denominada de marcha central, favorece o

aumento de produtividade, mas provoca um aumento no consumo de

combustvel e freqente formao de casces.

Independente do equipamento utilizado, quando a relao entre as

espessuras das camadas de minrio e de coque (relao

minrio/coque) cresce provoca a reduo do fluxo gasoso neste local.

.


O ALTO FORNO

Figura 64- Representao esquemtica do efeito da concentrao de finos de minrio no fluxo de gases no alto-forno.


O ALTO FORNO

Esta ltima condio, denominada de marcha central, favorece o

aumento de produtividade, mas provoca um aumento no consumo de

combustvel e freqente formao de casces.

Independente do equipamento utilizado, quando a relao entre as

espessuras das camadas de minrio e de coque (relao

minrio/coque) cresce provoca a reduo do fluxo gasoso neste local.

.


O ALTO FORNO

O controle da marcha do forno pode ser feito atravs da variao da

altura de queda ou alterando-se a granulometria dos materiais

carregados, de forma que no exista sempre uma predominncia de

passagem dos gases s prximo s paredes ou s pela parte central do

forno. A passagem preferencial pelo centro faz com que, depois de certo

tempo, os pequenos pedaos sejam colados s paredes, reduzindo a

seo livre do forno, prejudicando a operao do mesmo. Por outro

lado, a passagem preferencial na regio prxima s paredes, provoca

um maior desgaste dos refratrios..


O ALTO FORNO Para garantir a marcha do forno de acordo com o procedimento operacional

adotado pela usina siderrgica, so utilizados no topo do alto-forno, que emprega

o sistema de duplo cone, um sistema de carregamento normalmente constitudo

dos seguintes equipamentos:

Tremonha de recebimento

Responsvel por receber e armazenar as cargas de minrio e coque;

Distribuidor rotativo

Responsvel pela distribuio axial da carga no interior do alto-forno

Placas mveis

Tem a finalidade de direcionar a queda da carga no interior do alto-forno;

Cone grande e cone pequeno

So usados na descarga e pressurizao do forno

Sondas de nvel

Mede a velocidade de descida de carga, comunicando aos demais equipamentos

do sistema de carregamento, o momento de execuo de cada atividade;

Vlvulas selo

Responsveis pela pressurizao do topo do alto-forno. A vlvula de alvio

utilizada para igualar a presso do cone pequeno e da tremonha do topo

(presso atmosfrica), aps a transferncia do material para o cone grande;

aliviada a presso, a tremonha de cone pequeno tem a presso atmosfrica, o

que permite o recebimento do material na tremonha do topo.

.

O que Ao ?

O que ferro fundido ?

O que gusa ?

Quais so as matrias primas utilizadas na produo dessas ligas?

FLUXO DE PRODUO DE AO

ALTO-FORNO

N 1

DESSULFURAO

ACIARIA

REFINO SECUNDRIO (IR-UT)

DESGASEIFICADOR

A VCUO - RH

LINGOTAMENTO CONTNUO N 1

PLACAS

MINRIOS

FUNDENTES/OUTROSSINTERIZAOCOQUERIA

P.C.I

CARVO

T.R.T

LINGOTAMENTO CONTNUO N 2

ALTO-FORNO

N 2

MQUINA DE MOLDAR GUSA

FBRICA DE LINGOTEIRAS

CARRO TORPEDO

CARVO

FUNDENTES/OUTROS

MINRIOS

REA DE REDUO Para efeito de estudo consideraremos que a fase do processo de produo denominada de reduo compreendido pelos seguintes setores bsicos: Ptios de matrias primas ou de minrios Coqueria no caso de uso de carvo mineral Sinterizao Alto forno

PRINCIPAIS MATERIAS PRIMAS PARA PRODUO DE GUSA

Minrio de ferro Carvo mineral Calcrio

MEIO DE TRANSPORTE DAS MATERIAS PRIMAS

Navios o transporte para usina, feito atravs de correias transportadoras para os ptios de armazenamento ou silos de estocagem Trens no caso de transporte realizado por trens virador

de vago e correias transportadoras para os ptios de armazenamento ou silos de estocagem Caminho atravs de bolsas ou bags abertas pelo fundo

FORMAO DAS PILHAS DE MATERIAS PRIMAS

A homogeneizao iniciada na etapa de formao de pilhas de estocagem do minrio. A formao da pilha pode ser feita atravs de camadas superpostas simples na forma de um V invertido, na forma de mltiplas camadas em V invertido e em espiral (Fig. 22). A Fig. 23 mostra a formao de uma pilha de minrio de ferro, empregando-se o equipamento se Staker/reclaimer, bem como a asperso de gua sobre a pilha para evitar o arraste de material particulado pelo vento o que acarretaria poluio

FLUXO DE MINRIO DE FERRO, CALCRIO, INCLUSE DUNITO AT A ENTRADA NA SINTERIZAO E OU CALCINAO

Recebimento do minrio; Realizao de amostragem de forma automtica; Formao de pilhas nos ptios primrios; Retirada do minrio das pilhas primrias; Transporte do minrio de ferro e do calcrio para o alto forno ou para os silos de mistura; calcrio tambm enviado para calcinao; transporte da mistura, minrio + calcrio para os silos de sinterizao ou para os ptios de homogeneizao (blendagem)

FLUXO DE MINRIO DE FERRO, CALCRIO, INCLUSE DUNITO AT A ENTRADA NA SINTERIZAO E OU CALCINAO

FLUXO DE RECEBIMENTO DE CARVO MINERAL EM USINAS SIDERRGICAS NA COSTA MARITIMA

Coqueria Unidade destinada a transformar o carvo

mineral em coque. O coque produzido atravs destilao

de misturas de carvo em baterias de fornos hermeticamente

fechadas. No processo de coqueificao h gerao de

lquidos e gases que aps resfriados e tratados so enviados

algumas vezes utilizao na prpria usina. O coque,

principal produto enviado aos altos fornos onde exerce

dupla funo, atuando como redutor dos xidos de ferro e,

como fonte trmica do processo.

PRODUO DE COQUE - CST- 1.700.000 t/ano

Caractersticas da coqueria

Bateria: 3 x 49 fornos

Altura: 6,5m

Volume til: 39,5 m3

rea til: 29 mt

Tempo de coqueificao: 16 h

Combustvel- Gs de coqueria

ndice de operao: 150%

Equip. de manuseio do coque

3 carros de carregamento

3 mquinas desenfornadora

3 carros guias

3 locomotivas eltricas

Apagamento do coque

CDQ - Apagamento a seco

CICLO OPERACIONAL DA COQUERIA

Preparao da mistura de carvo Enfornamento Aquecimento Desenfornamento Apagamento Preparao do coque Tratamento das matria volteis

CARREGAMENTO DAS BATERIAS DE COQUE

Uma coqueria possui varias baterias de fornos (cmeras ou retortas) de coqueificao. O carregamento do carvo mineral realizado Pela parte superior dessas cmeras atravs de um carro que se desloca sobre a bateria. Na fig. 29, pode ser observado a parte superior das baterias de coque e o carro de carregamento destas baterias. A fig. 30a mostra a parte superior sistema de carregamento e a 30b Uma cmera de coqueificao.

A figura 31a mostra as cmaras ou retortas que so aquecidas a 1100 C em ausncia de ar durante 16 horas e a fig. 31b mostra a sada de gases que so Recuperados devido ao seu alto poder calorfico

EVOLUO DO PROCESSO DE COQUEIFICAO

RETORTAS PARA PRODUO DE COQUE

EVOLUO DO PROCESSO DE COQUEIFICAO

SUB-PRODUTOS GASOSOS DO PROCESSO DE COQUEIFICAO

H2- Hidrognio C4H10- Butano

CH4- Metano C2H4- Etileno

C2H6- Etano C3H6- Propileno

C3H8-Propano C2H2- Acetileno

CO2- dixido de C CO- Monxido de C

H2S- Gs sulfid. NH3- Amnia

O2 Oxignio N2- Nitrognio

SUB-PRODUTOS LQUIDOS DO PROCESSO DE COQUEIFICAO

C6H6- Benzeno

C6H5CH3 Tolueno C6H5(CH3)2- Xileno

CS2- Dissulfeto de carbono

Nas condies operacionais brasileiras, 1000Kg de mistura de

carvo, proporcionam

750 kg de coque

36 kg de alcatro (sendo 2,5 kg de naftaleno, 15 kg de leos

leves e 18,5 kg de piche)

7,28 kg de benzol total (5,35 kg de benzeno, 1,25 kg de

tolueno, 0,68 kg xileno)

12kg de sulfato de amnio e outros.

SUB-PRODUTOS SLIDOS DO PROCESSO DE COQUEIFICAO

C10H8 Naftaleno C6H5OH- Fenol

C14H10 Antraceno Compostos pesados- Alcatres e piches

FLUXOGRAMA DO TRATAMENTO DE GASES DA COQUERIA

Coque - o produto da destilao do carvo

mineral; feito em cmaras hermeticamente

fechadas a temperaturas da ordem de (900 a

1100C))

Sinterizao Unidade destinada a transformar o

minrio de ferro fino atravs de um processo de

aglomerao a quente com outros materiais

tambm finos, envolvendo calcrio, coque, rejeitos

internos e externos de processo siderrgico,

resultando em um produto poroso denominado

sinter.

PRINCIPAIS CARACTERISTICAS EXIGIDAS PARA O SINTER

No conter elementos indesejveis para o alto forno Composio qumica estvel Elevado teor em ferro Baixo volume de escria Elevada resistncia mecnica Granulometria estvel Baixa porcentagem de finos Baixa degradao sob reduo Possuir alta redutibilidade

rea til 484 m2 Largura do setor: 5,5 m

Comprimento da esteira: 88m

Alt. mx da camada : 800mm

Velocidade : de 1~6,6 m/min.

Produtividade: 38mt/m2/dia

Caractersticas da Sinterizao CST- 6.500.000 t/ano

Forno de ignio tipo:

30 queimadores -

queima de gs da coqueria

Consumo: 10.500 Kcal/mt

Resfriador de sinter

Tipo: circular

rea : 400m2

ISF

Alimentador intensificador de

segregao.

MATERIAS PRIMAS PARA PRODUO DE SINTER

Minrio ferro fino com granulometria menor que 10 mm, lama de aciaria, carepa de laminao, p de alto forno etc, formam matrias as diversas primas para produo do sinter. Quando misturadas com finos de calcrio e com finos de coque, e submetidas a um processamento na mquina de sinterizao produzido um novo produto denominado sinter. O fino de calcrio tem a funo de ajustar a basicidade e melhorar a qualidade do sinter. Este sinter denominado

auto fundente,com larga utilizao nos processos siderrgicos.

Pelota- matria prima com alto teor em ferro obtida atravs da

aglomerao de finos de minrio de ferro, coque, bentonita, calcrio.

entra no alto forno com granulometria acima de 8 mm.

Disco de pelotizao

Processo Produtivo

http://www.samarco.com/port/operacao/visao_geral.asp

PCI

Planta situada adjacente aos altos fornos destinada a preparar

e injetar atravs das ventaneiras para dentro do forno carvo

pulverizado, com objetivo de reduzir o consumo de coque.

Caractersticas operacionais PCI (Paul Wurth)- 150 kg/t

PRODUO DO GUSA

O QUE GUSA?

GUSA- um produto siderrgico cuja porcentagem de

carbono varia de 4 a 5% com um elevado teor de impurezas,

tais como P, S, Mn, Si e C. o principal produto do alto

forno. Alm dele, ainda so produzidos o gases , p e

escria de alto forno, que , so recuperados como sub-

produtos.

ONDE PRODUZIDO O GUSA? PORQUE MOTIVO

POSSUE ESSA COMPOSIO DE CARBONO?

QUAL A INFLUNCIA DOS ELEMENTOS

CONTIDOS NO GUSA EM RELO AS

PROPRIEDADES DOS SEUS SUB-PRODUTOS?

ALTO FORNO 1 - Unidade onde se produz ferro gusa. Principal

matria prima para fabricao do ao na aciaria. O alto forno um

reator metalrgico onde so carregados o sinter, pelotas, minrios,

coque e outras adies quando necessrio. Ar quente insuflado pelas

ventaneiras na parte inferior do forno em contra corrente com a carga,

promovendo em seu interior um srie de reaes qumicas de reduo

e fuso produzindo gusa e escria.

O ALTO FORNO

O alto forno de maneira geral

constitudo de equipamentos de

pesagem, de descarga de matrias

primas pelo topo do forno, de

equipamentos para limpeza dos

gases de operao, de

regeneradores de calor e

equipamentos que suportam a alta

preso.

LAY OUT DO ALTO FORNO

Este equipamento tem como objetivo efetuar a descarga da

quantidade prevista de minrio de ferro ou de coque quando

necessria, transportando-a da casa dos silos, at o topo do

forno.

EQUIPAMENTOS DE DESCARGA E PESAGEM DE

MATRIAS PRIMAS

O objetivo deste equipamento carregar o forno de matria prima

trazida pela correia principal e tambm evitar vazamento de gs pelo

topo.

Nos fornos pequenos convencionais usa-se equipamentos de carga de

topo de tipo Mackie (2 cones). Para operao com alta presso o

tipo 3 cones tem sido usado e suas modificaes 2 vlvulas selos no

lugar do cone-superior, 2 cones e uma vlvula selo tem sido usado

recentemente em operao a alta presso (na fig. 2.2.1 est mostrando

o desenho do topo do tipo 2 cones - 1 vlvula).

Nos altos fornos mais recentes a utilizao do topo tipo "Paul

Wurth" esta se tormando necessria, visto este sistema permitir uma

distribuio da carga muito mais flexvel que os mtodos anteriores

EQUIPAMENTOS DE CARGA E PESAGEM DE MATRIAS

PRIMAS

SISTEMA DE CARREGAMENTO PELO TOPO DO AF1

SISTEMA DE CARREGAMENTO DO TOPO DO AF-2

O Alto Forno constitudo de carcaa metlica, refratrios e o

sistema de refrigerao. Alm disso, equipamentos das casas de

corrida como o perfurador, canho obturador, sero descritos a

seguir.

O ALTO FORNO PROPRIAMENTE DITO

CARCAA DO FORNO

GOELA -A goela a seco atravs da qual a carga

carregada no Alto Forno a partir do equipamento da carga do

topo.

Como um ponto de referncia da linha de carga, de modo

grosseiro, toma-se o nvel central. O volume interno de um

Alto Forno definido como sendo o volume entre esse nvel

de referncia e o nvel do furo de gusa.

CUBA E VENTRE

O dimetro interno de cuba cresce a medida que se desce ao longo dele e

conectado ao ventre.

Esta regio revestida por tijolos refratrios.

A refratariedade dos tijolos alterada de acordo com a temperatura interna

do forno.

O ventre possui o maior dimetro no Alto Forno, e est sujeito a severas

condies de eroso de seus refratrios como pr-aquecimento, reduo e

fuso parcial da carga.

A espessura dos tijolos varia de 800 a 1000 mm.

Para proteo, sistemas de refrigerao so utilizadas, garantindo maior

vida til desta regio.

SITEMA STAVE COOLER

SADA

AGUA

ENTRADA

AGUA

HEAD TANQUE HEAD TANQUE

GUA DESMINERALIZADA

VAZO = 2000 m3/h

DN

- 3

00

B

2

1

B

2

1

B

2

1

CRAAF

1

2

DN

- 1

20

0

GUA

DESMINERALIZADA

2

1 ALIMENTAO GUA RECIRCULADA

RETORNO GUA

RECIRCULADA

DN - 1200

ALTO FORNO N 1 - SISTEMA DE REFRIGERAO DOS STAVES

RAMPA

A rampa um cone invertido ligando o ventre ao cadinho.

Normalmente, tijolos de carbono so usados no seu revestimento,

com espessuras de 500 a 800 mm.

Resfriamento por gua feito externamente atravs de "chuveiros",

"camisas" ou "staves".

Devido sua localizao na zona de fuso da carga, o tanque aos

tijolos so severos.

CADINHO

O dimetro do cadinho, juntamente com o volume interno,

usado para dar as dimenses do Alto Forno. A parede interna

do cadinho revestida de tijolos grandes de carbono. Nos nveis

de 700 a 2000 mm acima do fundo existem os furos de gusa.

Os vazamentos so efetuados 8 a 12 vezes por dia, buscando

sempre o menor nmero de vazamentos. Cerca de 30 a 40

ventaneiras so colocadas na parte superior do cadinho, todas no

mesmo nvel e com a distribuio mais uniforme possvel. As

ventaneiras so geralmente feitas de cobre, e possuem eficiente

sistema de refrigerao por gua.

Caractersticas do A.F.-1 CST- 3.600.000 t/ano

Volume interno: 4415 m3

Volume efetivo: 3707 m3

Dimetro do cadinho: 14m

Ventaneiras: 38

Canais de corrida: 4

Altura: aprox. 110 m

Regeneradores :4

Sist. de carreg. Correia T. -1

Prod. mdia diria 10000 mt/ dia

Volume de sopro: 6.800nm3/min

Presso de sopro : 4,4 kg/cm2

Temperatura de sopro- 1250C

Presso de topo: 2,5 kg/cm2

Injeo de O2 : 40 nm3/mt

Gs de alto forno: 1.420nm3/mt

Cargas por dia: 222

Carga metlica: 65% sinter, 25%

pelotas, 10% minrio.

Consumo de coque: 330kg/t

Produo de escria: 250 kg/mt

Caractersticas do A.F.-2 CST- 1.300.000 t/ano

Volume interno: 1550m3

Volume efetivo: 1374 m3

Dimetro do cadinho: 8m

Ventaneiras: 22

Canais de corrida: 2

Altura: aprox. 65 m

Regeneradores :2

Sist. de carreg. Correia T. -1

Prod. mdia diria 3.900 mt/ dia

Volume de sopro: 6.800 nm3/min

Presso de sopro : 4,4 kg/cm2

Temperatura de sopro- 1250C

Presso de topo 2,5 kg/cm2

Injeo de O2 : 40 n m3/mt

Gs de alto forno: 1420nm3/mt

Cargas por dia: 222

Carga metlica: 65% sinter, 25%

pelotas, 10% minrio.

Consumo de coque: 315 kg/t

Produo de escria: 250 kg/mt

Carregamento do forno

O alto-forno, continuamente e carregado na parte superior

onde so empilhados, em camadas sucessivas, o minrio de

ferro, fundentes (CaCO3, SiO2, etc.) e o coque (resduo slido

da destilao do carvo mineral composto basicamente de

carbono). Pelas ventaneiras do alto-forno injetado, sob alta

presso, ar quente com temperatura em torno de 1250C.

PRINCIPAIS REAES AF

Documents

Processo de Fabricação de Aço