ANALISE TECNICA DA UTILIZACAO DE CARVAO VEGETAL PELA INDUSTRIA DE FERRO-LIGAS NO BRASIL
Rubens Correa da Silveira Eng. de Minas, Civil e Metalurgista Professor Doutor da Universidade Federal de Minas Gerais Consultor Tecnico da Cornpanhia de Cirnento Portland Maringa
Wandick Francisco do Carma Eng. Metalurgista e M. Sc. Divisao de Sid·erurgia da Gia de Cirnento Portland Maringa
Manoel Vicente Braga Neto Adrninistrador de Ernpresas e Tecnico Metalurgista Divisao de Siderurgia da Cornpanhia de Cirnento Portland Maringa
RE SUMO
Apresenta-se aspectos atuais da industria de ferro-ligas no Brasil corn enfase para a
utilizacao do carvao vegetal.
Analisa-seas caracteristicas fisicas, qufrnicas, mecanicas, metalurgicas e eletricas
do carvao vegetal.
Compara-se as caracteristicas do carvao vegetal com aquelas de outros redutores.
Apresenta-se os nurneros caracteristicos da producao de ferro-ligas com a utilizacao
de 100% de carvao vegetal.
Analisa-se as vantagens do carvao vegetal sabre outros redutores,particularmente a
pureza, a alta reatividade e a elevada resistividade eletrica e o seu baixo preco.
Concluiu-se pela possibilidade de obtencao de performances otiroas dos fornos na
producao de ferro-ligas no Brasil c.orn a utilizacao de 100% do carvao vegetal come
agente de reducao.
INFACON 86 PROCEEDINGS
Gia de Cirnento Portland Maringa
Bairro do Taquari, s/ n2 18400 - Itapeva, SP
481
482
UTILIZATION OF CHARCOAL BY THE FERRO ALLOY INDUSTRY IN BRAZIL.
TECHNICAL ANALYSIS
Rubens Correa da Silviera Wandick Francisco do Carmo Manoel Vicente Braga Neto
Cia de Cimento Portland Maringa Bairro do Taquari, s/ nQ 18400 - Itapeva, SP
ABSTRACT
Current aspects of the ferro alloy industry in Brazil,emphasizing
the charcoal utilization in its technology are presented.
The charcoal characteristics are analysed involving its physical,
chemical, mechanical, metallurgical and electric properties.
The characteristics of charcoal are compared with the ones of the
other reducing agents.
Typical data of ferro-alloys produced with 100% charcoal are
presented.
The advantages of charcoal utilization with respect to the other
reducing agents, particularly referring to its purity, high
reactivity, high electrical resistivity and low price are analysed.
It is concluded by the possibility of exellent and high performances
for ferro alloy producing furnaces in Brazil, with the use of 100%
charcoal as a reducing agent.
UTILIZA<;:AO DO CARVAO VEGETAL
1. INTRODU<;;AO
0 extraordinario desenvolvimento da industria
siderurgica a carvao vegetal no Brasil deve-se
principalmente aos seguintes fatos:
Os recursos do Pais em carvao metalurgico de
boa qualidade sao escassos;
0 Iais possui vastas reservas de florestas
naturais;
O preco de comercializacao do carvao vegetal
na faixa de US$55 a US$65/t apresenta vant2
gens em relacao aos pre~os de comercializa
cao de coque metalurgico na faixa de US$110
a US$130/t OU de carvao mineral na faixa de
US$65/t (baixa porcentagem de carbono fixo)
a US$100/t.
0 carvao vegetal, par estas e outras razoes,
tern sido a opcao natural coma termo-redutor,
nos processos de fusao redutora, desenvolvi
dos par grande parte da industria siderurgica
nacional.
Atualmente o carvao vegetal produzido no Brasil,
e oriundo de duas fontes:
Matas nativas;
Florestas de eucaliptos.
E o curto investimento para terra, refloresta
mento e fornos e mais baixo que para uma mina de
carvao e uma coqueria.
A Figura 1 mostra a evolucao do consume de car
vao vegetal no Brasil, bem coma, a quantidade
proveniente de reflorestamentos, cerca de 17%,
que devera atingir ao final da decada, cerca de
50%.
0 Brasil tern exportado parte de sua producao de
carvao vegetal, conforme mostrado na Tabela I,
porem, nao ha indicacoes que estas vendas venham
a se avolumar a curto OU medio prazo.
INFACON 86 PROCEEDINGS
Como fator positivo ao lado das operacoes de re
florestamento e fabricacao do carvao, esta 0 gra~
de numero de empregos gerados, seja direta OU in-
diretamente, conforme mostra a Tabela II, o que
confere a este tipo de atividade, um carater so-
cial muito importante, particulamente quanta
populacoes rurais.
as
Particularmente no que diz respeito a industria
de ferro-ligas,a tabela III mostra a evolucao da
sua producao total no Brasil, nos ultimas anos,
com um crescimento de 212% em 10 anos.
A exportacao do mesmo periodo e mostrada na Tabe
la IV, a qual quantifica as tonelagens e o preco
FOB em US$. Observa-se que ocorreu uma evolucao
de 56% nas exportacoes brasileiras de ferro-ligas
nos ultimas 10 anos.
As cifras <las Tabelas III e IV mostram o estagio
e a forca atual da industria de ferro-ligas no
Brasil, as quais, quase totalidade, cerca de 98%,
sao produzidas utilizando carvao vegetal como ter
mo redutor, conforme mostrado na figura 2.
A Tabela V mostra a evolucao do consume de carvao
vegetal na producao de ferro-ligas no Brasill!los
trando ser este setor responsavel pelo consumo
anual em torno de 2.200.000 m3
de carvao vegetal,
o que representa cerca de 7,5% do total nacional.
A figura 3 mostra o indice de evolucao do precodo
carvao comparativamente aos indices economicosno
perlodo de 80-84, e permite inferir que o o preco
do carvao vegetal,apresentou dentro de certos limi
tes uma evolucao similar OU paralela a evolucaodo
valor do dolar ou inflacao no mesmo periodo. Tal
fato equivale dizer que o seu preco real,apesar
da diversidade de fatores que o afetam, inclusive
483
o aumento da demanda no periodo, manteve-se esta
vel. A elevacao neste caso representando unica
mente a desvalorizacao da moeda decorrente do in
dice de inflacao.
Apos esta breve introducao,a presente contribuicao
tecnica analisara as principais caracteristicas do
carvao vegetal e suas possiveis influencias na mar
cha dos fornos eletricos de reducao,bem coma sabre
os re~ultados operacionais obtidos pela industria
de ferro-ligas no Brasil.
2. CARACTERfSTICAS DO CARVAO VEGETAL
Caracteristicas Fisicas:
A Tabela VI mostra exemplos das distribuicoes
granulometricas daqueles dais tipos de carvao,
conforme recebidos nas usinas.
Este carvao normalmente deveria passar por um be
neficiamento, englobando peneiramento para a fai
xa adequada ao processo, por exemplo 10 - 30 mm,
0 10 - 50 mm, 10 - 70 mm ou mesmo 6 - 100 mm,
"over-size" sendo enquadrado dentro da faixa,
atraves do processamento em britador de rolos e o
"under-size" aqui chamado simplesmente "finos",
sendo removido para sua ulterior utilizacao, por
exemplo, nas instalacoes de sinterizacao ou na in
jecao no cadinho do forno, via eletrodo oco.
Com relacao ainda as caracteristicas fisicas,dois
aspectos referentes ao fator forma devem aqui ser
salientados:
a classificacao do carvao vegetal, particular
mente das fracoes maiores, e dificultada pela
predominancia de uma dimensao do material, de-
do a sua forma alongada;
a remocao de fracoes abaixo de 10mm OU 6mm, se
deve a forma de lamelar tomada pelas particu
las abaixo daquelas malha, dependendo da natu
reza da madeira.
Como conseqllencia da sua forma alongada, ensaios
de beneficiamento mostram que o escalpe do car
vao bruto recebido deve ser feito em 2", para a.§_
segurar-se que a maior dimensao do passante sera
484
menor que 100 mm. Nesta hipotese, o "over-size" e entao passado no britador de rolo.
A utilizacao de malhas de 3" ou 4" no escalpe,da
ria origem a passantes acima de 200 mm.
0 carvao de eucalipto apresenta-se bem mais homo
geneo que 0 carvao de mata nativa, constatando-se
raramente em seus lotes, a presenca de fragmentos
nao carbonizados.
A densidade aparente , "bulk density", material gra
nulado - seco, encontra-se na faixa de 230-2 70 kg fin 3
saindo desta faixa somente em casos especiais.
A porosidade do carvao vegetal esta na faixa de
70-75%. 0 carvao vegetal, pelo menos teoricamente,
poderia ser colocado em qualquer faixa granulome
trica, porem, ha limitacoes economicas com relacao
a geracao maior de "finos", quando estes nao podem
ser utilizados no processo ou comercializados a
precos atrativos. Contudo, fracoes de O - 6 mm ou
mesmo 6 - 10 mm, particularmente quando altas pro
dutividades s;o desejadas, Jevem ser eliminadas da
carga, tendo em vista o aspecto negativo de sua in
fluencia sobre as condicoes do fluxo gasoso, durag
te o processo, conforrue se pode depreender da Fi
gura 4.
Caracteristicas Mecanicas:
0 carvao vegetal apresenta uma resistencia ao
emagamento na faixa de 30 - 50 kg/cm2
, medida ra-
UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL
dialmente, valor este muitas vezes superior ao va-
lor da pressao da coluna de carga, cerca de 0,16
a 0,22 kg/cm 2 , em seu ponto ma is critico.
0 "tumbler test" e considerado 0 mais importante e~
saio para avaliacao da resistencia mecanica do car
vao, pois, dentro de certos limites, indica suafria
bilidade.
0 indice de friabilidade f e expressado:
f 100 ( 1 - tamanho media apos 0 ensaio ) tamanho media antes do ensaio
Para os carvoes de boa qualidade, no"tumbler tese', es
te indice deve situar-se:
Carvao vegetal + 31,75 mm
Carvao vegetal 6, 35 a 31, 75 mm·-·
60% max.
40% max.
0 "shatter test" permite tambem avaliar a resistencia
mecanica do carvao vegetal, atraves do indice de fria
bilidade.
Para os carvoes de boa qualidade, no "shatter test",
este indice deve situar-se:
Carvao vegetal + 31,75 mm
Carvao vegetal 6,35 a 31,75 mm
Caracteristicas Quimicas:
15% max.
4% max.
A composicao quimica do carvao vegetal depende das
condicoes de carbonizacao da madeira e de sua origem,
porem, OS valores medios atuaia encontrados para ca~
voes de boa qualidade atraves de sua analise imedia
ta devem situar-se nas faixas (base seca):
Carbono f ixo
Cinzas
. Materia Volatil:
75 - 80%
2
20
4%
25%
A analise tipica da materia volatil em volume seria:
INFACON 86 PROCEEDINGS
%C0 2
9,0 %CO 20,0
%H2 64,0
CnHm 7,0
A analise media das cinzas, carvao da regiao de
Minas Gerais, mostra:
% Si02
12-25
% Cao
25-35
% MgO
6-7
% p % s % Mn
0,5 % KzO 10-15 1 - 3 0 f)5-0 f)6
0 carvao vegetal e altamente higroscopico, apre
sentando,em media, normalmente 8 a 10 % de umi
dade.
0 carvao vegetal possui alta reatividade e para
este redutor a reacao:
C0 2 (g) + C(carvao vegetal) 2 CO(g),
tern inicio a cerca de soo0 c, 0 que e de grande
importancia, na medida que o perfil temico do
forno e sua performace sao por ela afetados.
A temperatura de ignicao do carvao vegetal si
tua-se de 240°C a 250°C e muitas vezes, sua me
dida e usada como um indice de reatividade.
0 indice de reatividade do carvao vegetal
950°c, medido pela reacao com C02 e igual
0,6 g/min.
Caracteristicas Eletricas:
a
a
0 carvao vegetal possui uma elevada resistivid~
de eletrica, mesmo em niveis de temperaturamais
elevados.
A resistividade eletrica do carvao vegetal gra
nulado e influenciada pela faixa granulometri
ca ou tamanho media para ele escolhido, confor
me e mostrado na Figura 5.
485
Observa-se que faixas granulornetricas corn me-
nor tarnanho rnedio de graos, sob rnesrna pressao,
conferern a carga de redutor urna rnaior resistivi
dade eletrica; no entanto, a dirninui<;ao do tarna
nho rnedio das particulas de carvao vegetal irn
plica em urna necessaria analise previa das condi
<;oes de escoarnento gasoso, o qual segurarnente se
ria prejudicado.
A ternperatura de carboniza<;ao da rnadeira exerce
urna grande influencia sobre os valores das resis
tividades eletricas dos carvoes produzidos a bai
xas ternperaturas. Esta influencia porern e rnenor,
ou praticarnente nula, em regioes de altas ternpera
turas, onde a carboniza<;ao e Cornpletada e OS Valo
res das resistividades tendern a igualar-se.
3. COMPARA~AO DO CARVAO VEGETAL COM OUTROS REDUTORES
Sob o ponto de vista das caracteristicas f isicas
pode-se dizer que 0 carvao vegetal apresenta des
vantagens em terrnos de granulornetria e fator de
forrna relativarnente aos dernais redutores, coquern~
talurgico OU de gas, coque de petroleo, carvao mi
neral e antracito, os quais podern ser obtidos no
rnercado em forrna praticarnente esferica e em urnafa!
xa granulornetrica estreita, por exernplo 10-20 mm.
No que se refere a densidade aparente (Bulk density)
o uso do coque e dernais redutores, os quais po~
suern praticarnente 0 dobro daquela do carvao vegetaJ.,
traz corno conseqilencias irnediatas:
aurnento da pressao na coluna de carga, Figuras 6e
7,corn reflexos negativos particularrnente sobre a
perrneabilidade e resistividade eletrica da carga;
rnenor participa<;ao no volume total da carga, pos
sibilitando o aurnento do tempo de residencia dos
rninerios na cuba do forno, corn reflexos positivos
sob as taxas de redu~ao indireta, nos processos o~
de esta ocorre em rnaior exten<;ao;
rnenor participa<;ao no volume total da carga,cond~
zindo a SUa aglornera<;ao ( 11pontes 11 OU 11crvstas 11),
devido a maier possibilidade de contato entre si
das particulas de rninerios.
Provavelrnente devido ao fator forrna, as condi<;oes de
escoarnento gasoso, seriarn rnais favoraveis no casode
486
utilizar-se coque ou dernais redutores quando adrn!
tindo-se estar 0 carvao vegetal, em urna rnesrna fa!
xa granulornetrica, Figuras 4, 8 e 9, esta ultirn2
rnostrando nao haver vantagern algurna em carregar
-se rnateria acirna de 30 mm ou 40 mm, pois neste
caso nao seria reduzido 0 valor da queda de pres
sao, porern dirninuido o valor da "porosidade" do
leito granulado, atraves do aurnento da rela<;ao DAf
onde:
• D = diametro suprior da faixa granulometrica do carvao vegetal;
• d Diametro inferior da faixa granulometricado carvao vegetal.
Esta ultirna figura permite inf erir ser inadequado
0 carregamento de fra<;oes do carvao abaixo de 15 mm
devido ao grande aurnento do valor da queda de pre~
sao a partir daquele tarnanho de particula.
Corn rela<;ao as caracteristicas mecanicas, o carvao
vegetal apresenta desvantagens, pois, o efeito da
abrasao sob a pressao nos leitos granulados de co
que sao rnenores que aquelas nos de carvao vegetal
particularmente quando se considera-o misturado
corn os dernais cornponentes da carga, com "dureza"
rnaior.
Nas caracteristicas quimicas o carvao vegetal le-
va uma grande vantagern em rela<;ao ao coque
rnias redutores pelas razoes seguintes:
de-
UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL
a baixa porcentagem de cinza e enxofre, com refl~
xos positives na composicao da liga final ou mar
cha do processo;
as materias volateis do carvao vegetal melhoram o
balanco do forno eletrico que o utiliza.
A higroscopicidade do carvao vegetal e prejudicial
pois, pode originar sabre condicoes de aquecimento
e/ou altas temperaturas:
fragilizacao do carvao, durante a expansao do va
por d'agua;
a reacao de reducao d'agua pelo carbono formando
CO e H2 , provavelmente com consume extra de car
bono e energia, por razoes cineticas.
A presenca de uma pequena quantidade de alcalis e
benefica tal como ocorre na cinza do carvao vege
tal, pois, aumenta a reatividade do redutor.
As caracteristicas metalurgicas dos redutores sao
mais complexas de serem analisadas e carecem de en
saios previos, porem, a alta reatividade do reduto~
tal coma carvao vegetal, conduz as vantagens comprQ
vadas. A reatividade depende, conforme pesquisas
realizadas, da densidade do carvao vegetal, de sua
porcentagem de carbono fixo, materiais volateis e
cinzas, bem coma da temperatura em que ele foi car
bonizado.
A Figura 10 mostra a varia~ao da reatividade com a
temperatura para diferentes tipos de redutores e
permite inferir que a utilizacao de carvao vegetal
praticamente conduz ao alcance do equilibio de
Boudouard para o CO, C02 e C, o que se traduz em
economia de carbono no processo.
INFACON 86 PROCEEDINGS
A Figura 11 estabelecida com base nos dados de
Collin, mostra comparativamente a reatividade
de alguns agentes redutores, confirmando o carvao
vegetal como aquele que possui um nivel
elevado.
ma is
A escala de reatividade dos redutores poderia ser
resumida colocando-se em niveis proximos ao do
carvao vegetal, portanto alta reatividade, o car
vao de madeira e OS carvoes betuminosos. No nivel
de media reatividade, OS linhitOS e turfas, com
seus respectivos coques. No nivel de baixa reati
vidade o coque metalurgico, o coque de petroleo
verde e/ou calcinado e o antracito.
0 carvao vegetal apresenta uma elevada resistivi
dade eletrica quando comparada com a de outros re
dutores ( Figuras 12 e 13) ,o que representa uma
grande vantagem, a profundidade dos eletrodos na
carga e/ou relacao tensao/corrente, sao marcada
mente afetados por este parametro. 0 uso de car
vao vegetal em substituicao a outros redutores cog
duz a eletrodos mais profundos na carga, com el~
vadas relacoes tensao/corrente, com menores per
das termicas e eletricas.
Conforme mostrado nas f iguras 6 e 7 a pressao na
coluna de carga dos fornos eletricos a carvao ve
getal e inferior ~quela dos f ornos a coque e a
pressao afeta sensivelmente a condutividade ele
trica do redutor,influenciando portanto a perfor
mance do forno.
As Figuras 14 e 15 mostram a variacao da resisti
vidade eletrica com a temperatura, para diferentes
pressoes, nos cases particulares do carvao vegetal
de 15 a 28 mm e coque de 15-25mm. As pressoes ut!
lizadas nas medicoes,correspondem aquelas calcul~
das para um mesmo forno, caso ele estivesse opera~
do com carvao vegetal OU coque,levando-se em cons!
deracao as forcas de friccao ou seja,portanto, as
condicoes reais de operacao.
487
4. NUMEROS CARACTERiSTICOS DA PRODUCAO DE FERRO LIGAS UTILIZANDO CARVAO
VEGETAL COMO AGENTE REDUTOR
A Tabela VII mostra os numeros caracteristicos
tipicos da producao de alguns ferro-ligas uti
lizando carvao vegetal como agente de reducao.
Os numeros referem-se a fornos na faixa de 6,5 MVA
e quando a "refusao e introduzida na carga e/ou
sinter, OS COnSUffiOS espec{fiCOS Sao baixados.
5.ANALISE DOS NUMEROS CARACTERiSTICOS DOS FORNOS ELETRICOS A CARVAO
VEGETAL
Kelley(5) relata resultados de ensaios industriais
conduzidos visando a comparacao de performance do
forno quando operado com redutores de reatividade
diferente, durante longos periodos. Para um forno
de 8MVA, na fabricacao de FeSi 75% os resultados
mostraram:
o uso de coque metalurgico (baixa reatividade) em
lugar de semi- coques (media reatividade) trazia
como conseqllencia a necessidade de se operar com
tensoes secundarias mais baixas;
a penetracao dos eletrodos variava na faixa de 1,2
- 1,4 m para o semi-coque de grelha; 1,1 - 1,2 m
para o semi-coque de retorna; 0,6 - 0,8 m para o
coque metalurgico.
Como conseqllencia, a performance do forno era nega
tivamente alterada quando o semi-coque oe grelhaera
substituido pelo coque metalurgico:
o consumo especif ico de energia era aumentado em
20%;
o consumo especifico de pasta eletrodica era au
mentado em 35%;
o consumo especifico de quartz·o era aumentado em
25%, caracterizando elevadas perdas por volatiza
cao OU escorificacao.
488
A substituicao do coque de gas (media para bai
xa reatividade) tambem na producao de ferro si
lico 75% em um forno de 10 MVA, indicou:
aumento no consumo especifico de energia, cer
ca de 2%;
diminuicao na taxa de recuperacao do silicio,
cerca de 2%;
aumento no consumo especifico de pasta, cerca
de 5%.
A penetracao do eletrodo era mais profunda e a
tensao secundaria mais alta, quando o coque era
usado.
Com base nestas e outras informacoes de Kelley
(5), fica patente que a reatividade tern uma sen
sivel influencia na marcha dos fornos, tambem
por ele observada nos casos da producao de ferro-
silico manganes e carbureto de calcio. Estes
fatos colocaram 0 carvao vegetal em posicao pr~
vilegiada na escala dos redutores, pois, alem de
sua elevadissima reatividade, possui alta pureza
e elevada resistividade eletrica, mesmo em niveis
mais altos de temperatura. Como conseqllencia P£
de-se esperar performances tecnicas otimas dos
fornos que utilizaram 100% de carvao vegetal como
agente de reducao, ao lado de boas performances
economicas devido a seus baixos precos, na faixa
de US$55.~0 a US$65.00 , quandu comparados com
aqueles de outros redutores.
UTILIZA<;:AO DO CARVAO VEGETAL
CONCLUSAO
A industria brasileira de ferro-ligas, em sua con fornos:
tinua expansao e desenvolvimento tecnologico, tern alta reatividade;
a sua disposicao, a baixo preco, um agente de redu alto grau de pureza;
cao da melhor qualidade, 0 carvao vegetal 0 qual elevada resistividade eletrica, quando compara-
possui todas as caracteristicas nescessarias para do com outros tipos de redutores, atualmente uti
a obtencao de performances tecnicas otimas dos lizados por industrias similares.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem a Diretoria da Companhia de Cimento Portland Maringa, o apoio recebido para publ!
cacao deste trabalho.
BIBLIOGRAFIA
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Vegetal - Anuario Estatistico/85, publica
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nharia da UFMG, Editor: Prof. Jose Martins
de Godoy, volumes I e II, Belo Horizonte -
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cos de Reducao, Tese de Livre Docencia e
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5.- Kelley, J. T. - Evaluation of carbonaceos
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Report nQ V-63-23, Union Carbide Metals Company
- May 1963.
489
TABELA I: EXPORTAQ\0 DE CARVAO VEGETAL - BRASIL
ANOS TONELADAS US$ FOB
1979 31.169 2.149.663
1980 25.428 1.539.867
1981 9. 43 5 1. 010. 105
1982 3 .16 9 500.466
1983 6.512 774.080
1984 10.980 1.214.639
Fonte: CACEX
TABELA II: MAO DE OBRA EMPREGADA NOS SETORES DE
REFLORESTAMENTO E DE CARVAO VEGETAL
DISCRIMINA<;,:AO
Reflorestamento
Carvao de origem
nativa
Empregos Diretos
Fonte: ABRACA VE
490
N9 EMPREGOS GERADOS
106.000
210.000
60.000
Ano: 1984
ATIVIDADES
Implanta~ao,manuten~ao e
exloraq.ao f lorestal.
Fabrica9ao e transporte de
carvao vegetal.
Colheita,fabrica~ao e trans
porte de carvao vegetal.
Produ~ao de ferro-ligas~erro
gusa, a~o e laminados.
UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL
TABELA III: EVOLUGAO DA PRODUGAO TOTAL DE FERRO - LIGAS- BRASIL(l)
Unidade: t
TABELA IV: EXPORTAGAO DE FERRO-LIGAS
BRASIL(l)
ANOS PRODUGAO DE FERRO-LIGAS ANOS TONE LADAS 103 US$ FOB
197 4 218.673 197 4 43. 86 8
1975 256 .671 1975 6 0. 712
1976 312. 765 1976 86.768
1977 372.144 1977 113. 555
1978 410.497 1978 147.199
1979 485 .149 1979 163. 073
1980 552.672 1980 164.206
1981 564.069 1981 252.013
1982 563.897 1982 224.909
1983 580.723 1983 345.801
1984 681.453 1984 291.573
Fonte: CONSIDER/ABRAFE/ABRACAVE Fonte: CONSIDER/ CACEX / ABRACAVE
INFACON 86 PROCEEDINGS
TABELA V: EVOLUc;;AO DO CONSUMO DE CARVAO VEGETAL
NA PRODU\AO DE FERRO-LIGAS
BRASIL(l)
ANOS
197 4
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
Unidade: m3
CONSUMO DE CARVAO VEGETAL NA PRODUGAO DE FERRO-LIGAS
438.287
522.369
626.038
756 .021
827. 511
974.983
1.108.527
1.543 .357
1.412.397
1. 853 .183
2.170.424
Fonte: CONSIDER/ABRAFE/ABRACAVE
19.415
47.768
78.081
80.402
124.750
164.768
176.131
217 .937
167.210
203 .341
226.156
491
i
492
TABELA VI: EXEMPLO DE DISTRIBUI~AO GRANULOMETRICA DE CARVOES VEGETAIS
DE MATA NATIVA E DE EUCALIPTO
FRA<;:AO CARVAO DE MATA CARVAO DE
Polegadas Mil{metros % Retida % Retida % Retida
Simples Acumulada Simples
+4" +101, 0 6,51 6,51 1, 3 8
_411 + 3" -101,0 + 76,2 7,67 14,18 6,99
-311 + 2" - 76, 2 + 50,0 16,32 3 0' 50 29' 87
I -211 + 1 1/2" - 50,0 + 38,0 15,94 46,44 18, 95
I -1 1/2" + 7" - 38,0 + 25,4 18,76 65' 20 17,81
i
-111 + 1/2" - 25,4 + 12,7 17' 63 82' 83 12,06
-1/2" + 3/8" - 12,7 + 9' 5 4,56 87,39 3,2
-3/8" + 1/4" - 9,5 + 6,3 3,32 90,71 3,08
-1/4" - 6,3 9' 29 100,00 6,66
TABELA VII- N0MEROS CARACTER1STICOS DA PRODUQ\O DE DIFERENTES FERRO-LIGAS
UTILIZANDO CARVAO VEGETAL COMO REDUTOR
-FeSiMn
u Fe Si 75% SiMet Casi FeMnAC 16-20
Minerio de Manganes:
- A Kg/t - - - 840 350
- B Kg/t - - - 370 400
Sinter de Manganes Kg/t - - - 850 1060
Escoria de FeMn Kg/t - - - - 500
Mis to Kg/t - - 670 - -Ref usao Kg/t 30 - - - -
Dolomita Kg/t - - - 210 -
Calcario Kg/t - - 810 - 70
Minerio de Ferro Kg/t 285 - - - 30
Minerio de Cromo Kg/t - - - - -Minerio de N1quel Kg/t - - - - -
Quartzo Kg/t 1860 2690 1350 - 172
carvao Vegetal Kg/t 1060 1150 1100 380 380
Cavaco de Madeira Kg/t - 650 - - -Pasta Eletrodica Kg/t 40 120 150 - -
Energia Eletrica Kwh/t 7800 12500 9500-10500 2450-2600 3780 V/I mn. 1,86-1,95 1,86 1,6-1,8 1,82 2,2
EUCALIPTO
% Retida
Acumulada
1, 38
8,37
38,24
57' 19
75,00
87,06
90' 26
93' 34
100,00
FeCR FeNi --
- -- -- -- -
- -- -
- -
- -- -
2400 -- -
120 -650 1150
- 18500
20 78
4300 13500
3,3 8,3
UTILIZAt;:AO DO CARVAO VEGETAL
z "Tl )>
8 z ill ,, "' 0 0 m m 0 z Gl (/)
~ "'
~
EVOLU~AO DO CONSUMO DE
CARVAO VEGETAL _ BRASIL
I 103 m~)
1966-f
moo
'"'" /$/~
1718 ZIH
79 1980
D CorvOo Veoetol Consumido
192~0
.,.
[D carvOo ve~etol Orioinodo de Reflorestom~n.to
FONTE: ABRACAVE
22$10
18661
37J2 ... ,
1982 19113
29607
•oo•
19114
T-loda•
EVOLUCAO OA PRODUCAO DE
FERRO-LIGAS A CARVAO VEGETAL _BRASIL
:J,!!!!12 ~ $~1
~144
<tf/0497 - 17fH2
-· ,.............468742
:»9'96
,_ IJ7MO
,.,,,,,. .....--..ms
681463 r--'lff7112'
~,·I 1111 I 1111 I 1111 I 1111 I 1111 Ill' I 1111 I 1111 ~ 1971 19111 1979 1910 1981 l~B2 I~ IH<I#
D Ferro-Ligas Produzioo no Brosi!
an Ferro-Lioas Produtido a CarvCio Vegeto\
FONTE; ABRACAVE
FIGURA 2: EVOLUGAO DA PRODUGAO DE FERRO-LIGAS A CARVAO FIGURA l:EVOLUGAO DO CONSUMO DE CARVAO VEGETAL NO BRASIL(l). VEGETAL NO BRASIL(l).
7006
6600
6200
5800
5400
5000
4600
4200
3800
3400
3000
2600
2200
1800
1400
1000
600
200
4114
,_.. ____ iNDICE DA EVOLUCAO DO PRECO DO CARVAO
x lNDICES ECCNOMICOS
CA RVAO VE GETA1.
DOLAR
ORTH
,,,.-------/
1982
FONTE: ABRA.CAVE E REVISTA CONJUNTURA £CON0MICA
1983
I
I
I I
/
' ' I
I
' I I I I
' I
' I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
I I ;------
/ I
I I
I
/ /
I
1984
I I I I
FIGURA 3: lNDICE DA EVOLU~AO DO PRE~O DO CARVAO COMPARATIVA
MENTE COM OUTROS INDICES ECON<'.>MICOS.
UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL
z .,, 8 z Sl ... "' ~ m c z G)
"'
~ "'
N~ ~
" f 0
·~ ~ . ~
~ 0
~GURA~:
s.or--~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
CARVAO VEGE TAL
4.0
6_10mm
e,.o
2,0
1,0
Velocidade a vozio x IO~•m mt no
QUEDA DE PRESSAO EM DEPEND~NCIA COM A VELOCIDADE A
VAZIO PARA DIFERENTES FAIXAS GRANULOMETRICAS DO
CARVAO VEGETAL, SEGUNDO SILVEIRA ET ALII ( 2) .
1000
100
w
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~ v; ~ 10
_T-~ 1--\ ' 1--
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\ \ \ \
·~ \. 0\ ~ I
f\ ' \ --:i I\ [\ ~ I\
'
C. VEGETAl GAANULOMETRlA mm
lo \2, 70 - 20,50 ,. 9,52 - I 2,70
;. 4,76 - 9 ,52
350 400 450 500 550 600 650 700
TEMPERATURA {°C)
FIGURA S:INFLUl':NCIA DA FAIXA GRANULOMETRICA SOBRE A RESISTIVIDA
DE ELJ':TRICA DO CARVAO VECETAL, SEGUNDO ORIGINAL SILVEIAA
(2).
496
E
0 .._ z lLJ ~ <( (!) lLJ 0:: 0: <( (.)
0 0
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<( 0: ::J t_J
<( 3
"- ,_ Segundo o equocoo de Janssen '<::~
~:--.. 2_ Segundo o equacoo de Airy
3_ Pam o caso ideal ~ \~
"\ '\ ~""'
I
'" ~ ~ FER A CARVAO VEGETAL
\ ~ "1'. ' I \ '\ ~"' !
\
""' """ 1\ I"' I"" \ \
~ ~ \ '\['...
\ \
"' \1 \ ~ \
"" \-2 I\-- I ~3 l \. ~
0 80 lbO 240 320 400 490 PRESSAO DA COLUNA DE CARGA l g/cm2
)
FIGURA 6: PRESSAO DA COLUNA DE CARGA EM DEPENDENCIA COM A ALTURA DO CARREGAMENTO EM UH
FORNO ELETRICO DE REDU~AO A CARVAO VEGET~L.
-......., '- Segundo o equacoo de Janssen
~ i::::-....
" ~ 2_ Segundo o equocoo de Airy
' ~]'.. 3_ Pam o coso ideal
'!'.."""' f'-...
~ ~
""""' "' FER A CO QUE
""' '-.., ~
' !'-.""' ' ~
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1"-"""
'~
' ' !'-...
"' ' " ""---......
" " "' ...... 'f"".....
2~ ~I ~3
""' "' "k '\I. 'Ill I I -...,.
0 80 160 240 320 400 480 PRESSAO DA COLUNA DE CAR GA ( g/cm2
)
FIGURA 7: PRESSAO DA COLUNA DE CARGA EM DEPENDENCIA COM A ALTURA DO CARREGAMENTO EM UM
FORNO ELETRICO DE REDU~AO A COQUE,
UTILIZAcAO DO CARVAO VEGETAL
l
J
2.0
COQUE
N
E .. 1,0 .... ... ... 0
10 . • • ... ... I
" 'i " 0
0 20 40 60 80 100
Velocidade a vazia x 101
, em m1 .. 11
FIGURA 8: QUEDA DE PRESSAO EM DEPEND~NCIA COM A VELOCIDADE A
VAZIO PARA DIFE~ENTES FAIXAS GRANULOMETRICAS DO
COQUE,SEGUNDO SILVEIRA ET ALII (2).
5,0
4,0
3,0
.. Carv& veaetal E ~ ~
0 2,0
'" .. ., .. a .. 'O
1,0
" Coque 'O .. " 0
0,0 0 10 20 30 40 50
oiometro medio em mm
FIGURA 9: QUEDA DE PRESSAO EM DEPENDENCIA COM 0 DIAJY!_ETRO MEDIO
DO CARVAO VEGETAL E COQUE, PARA m'A VELOCIDl\.DE A. VA
ZIO DE 0,06 m/seg., SEGUNDO SILVEIRA ALII (2).
INFACON 86 PROCEEDINGS 497
498
10
I/
JV I/ f/ /
I /
/ I
/ /
v,2, !/i3) I v v/
(I) ,~v (51/
I I v v v/ I I J
20
I/ I I v I/ )
j I J I I I I I I I
I I I I I (I) Curvo de Bou do Jard
1' / I V1 v (2) Corvo o Veg etol
(3) Coqu1 de Gas
I v I I / (4) Coqu1 de orno Colmeio
(5) Carve o de Retortp
/ / / / /
40
50
60
70
80
90
100
400 600 800 1000 1200 1400 1600
Temperatura °C
FIGUR~lO: VARIA<;AO DA REATIVIDADE COM A TEMPERATURA,
CONFORME ORIGINAL DE KELLEY(S).
6,0
5,0
4,0
3,0
2.0
I ,0
L Corvoo Vegetol
2. Coque de Turfo
3_ Coque_ Boixo Temp.
m 4_ Coque de gas
5. Coque Metolurgico
6- Antrocito
~ ~ ~ m
FIGURA 11- REATIVIDADE COMPARATIVA DE ALGUNS AGENTES
REDUTORES(4}.
01.co
90
80
70
60
50
40
20
10
0
UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL
z .,, )>
8 z i!i ... "' g m m c z a
i8
1000]
I 200
100
E
~ 0
~ . ~ .g 10 ·;; -~
-~ a:
100
.\ ...
300 500
Temperoturo em °C
I I
\ \
700
J'..!GURA 1£_: RESISTIVIDADE EL~TRICA DO ANTRACITO, CARVAO ~<INERAL
ANTRAC I TOSO E CARVAO VEGETAL EM FUNcAO DA TE~'PERAT~
RA (4).
10,0
E 5
.j ·~
2,0
1,0
-~ a:: 0,1
O,Ql 5o
POS.(CON'ol
II
JI
',
REOIJTOR
SRLOUETE
250 450 650
Temperoturo em °C
FIGURA 13: RESISTIVIDADE EL£TRICA DO COQUE E DO BRIQUETE DO FI
NO DE COQUE EM FUNcAO DA TEMPERATURA (4).
§
..._)
c j r-N )> -0 )» 0 0 0 0 )> :JJ < )» 0 < m Gl m --l )> r-
100,0 --,-------..,~-~--~~-~
I -1
\
I 10.0
c: <( u
°' -~ w a <( O·
> ti ti 1.0
"
~ K T}l1
''o '
10
30
60 100 140
O,l.j_-1--L-l__jLf--_L+_j_-+_J-t::~ 900 1000 1100 1200 I 300 I 400 I 500
TEMPERATURA {°C I
~ ~
FIGURA 14: RESISTIVIDADE ELETRICA DO CARVAO VEGETAL DE
15 - 28mm, EM FUN,.Ao DA TE11PERATURA, FARA t:ll
FERENTES PRESSOES(3).
§ 10,0
.s <{ u 5' f--
·w cc: w g > ti Vi ~ 1,0
0,3 700 8 00 960 I 000 I 100 I 200 I 30) 1400 1 500
TEMPER AT URA {°C I
0 0 200 240 270
"e ~ ~
0
'"" "' "' w
" a.
FIGURA 15: RESISTIVIDADE ELETRICA DO COQUE DE 10 - 25mm,
EM FUN~AO DA TEMPERATURA,PARA DIFERENTES PRES
SOES(3).