Baixe Siderurgia - Alto Forno e cargas e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Metalúrgica, somente na Docsity! Aluno: Anderson Gonçalves Hilario Curso: Tecnologia em Processos Metalúrgicos 5º Período Disciplina: Siderurgia 1 Docente: Roberto Roco Tema: Preparação da Carga do Alto Forno e Obtenção do Ferro Primário Ano 2009 UEZO – Centro Universitário da Zona Oeste Preparação da carga para o Alto Forno Composição da carga do Alto Forno: Minério de ferro Carvão (coque) Calcário (fundente) Preparação da carga para o Alto Forno – Minério de Fe Aglomeração: Sinterização: Sinteres são aglomerados de forma irregular e esponjosa formados por meio de uma combustão forçada (sinterização) de um combustível previamente adicionado à mistura (finos minério de ferro; fundentes – calcário, areia; combustível – finos de coque; aditivos – corretivo de características para aproveitamento de resíduos de recirculação). Tecnologia criada com o objetivo de aproveitar minérios finos (quantidade crescente no mundo) e resíduos industriais. A sinterização atual visa basicamente elaborar uma carga de altíssima qualidade para o AF Forno de igniçãoAlimentador Chaminé Exaustor Caixa de Despoeiramento Tambor de mistura A B C D E F Silos de armazenagem INSUMOS Finos de retorno Finos de minério Coque Calcário Pó de alto forno Fragmentação do bolo de sinter Peneiramento a quente Sinter Peneiramento a frioFinos de retorno Resfriador rotativo Processo de Sinterização Máquina de sinterização Preparação da carga para o Alto Forno – Minério de Fe 5mm<Sinter<50mm Preparação da carga para o Alto Forno – Minério de Fe 5mm<Pelotas<18mm Preparação da carga para o Alto Forno – Carvão e Coque O carvão mineral é uma forma de aglomeração do carbono na natureza, quando sua concentração chega a de 70% a 90% ele é chamado de hulha. Sua formação ocorreu a partir da concentrarão de detritos orgânicos vegetais, ao passar dos anos, que foram submetidos a grandes pressões e temperaturas, o que ocasionou a perda de hidrogênio e oxigênio. Este processo é chamado de “incarbonização”. Preparação da carga para o Alto Forno – Carvão e Coque Nem todo carvão mineral é capaz de se tornar em coque. Se ao ser aquecido hermeticamente ele amolece e se solidifica numa massa mais ou menos sólida, ele é coqueificável, caso contrário ele não é. No Brasil somente SC produz carvão coqueificável, porém ele é altamente impuro, seu rendimento é baixo. Preparação da carga para o Alto Forno – Carvão e Coque Etapas da coqueificação: Desvolatização Primária: É o primeiro estágio da coqueificação propriamente dita e ocorre entre temperaturas da ordem de 350ºC a 550ºC, com a liberação de hidrocarbonetos pesados e alcatrão; Fluidez: Ocorre entre 450ºC e 600ºC, quando o material se torna fluido, pastoso, devido ao rompimento das pontes de oxigênio presentes em sua estrutura química; Preparação da carga para o Alto Forno – Carvão e Coque Etapas da coqueificação: Inchamento: Ocorre paralelamente a fluidez, os gases de dissolvem nos microporos do carvão. Re-solidificação: ocorre à temperaturas próximas de 700ºC, formando o semi-coque. Determina em grande parte a qualidade do coque Desvolatização Secundária: última fase do processo, ocorre na faixa situada entre 850ºC e 1300ºC com eliminação sobretudo de hidrogênio. Preparação da carga para o Alto Forno – Carvão e Coque Pós coqueificação: Após o coque pronto, ele é descarregado e submetido a uma classificação granulométrica, onde é peneirado, os pedaços superiores a 100mm são quebrados em moinhos. O coque que passou pela primeira peneira é britado e passa por uma segunda peneira de 50mm e em seguida está pronto pra ser usado no alto-forno Preparação da carga para o Alto Forno – Fundente Como o fundente faz isso?? Dependendo dos elementos que estão presentes na carga, o ponto de fusão da escória pode se situar em torno de 1.700ºC e 2.000ºC, portanto estes elementos não poderia ser fundidos no alto forno, onde a temperatura gira em torno de 1.500ºC. Logo o fundente abaixa o ponto de fusão da escória, permitindo os benefícios descritos anteriormente. Obtenção do ferro primário (Gusa) A função do Alto Forno consiste, essencialmente, na redução dos óxidos dos minérios de ferro, mediante o emprego de um redutor, que é um material a base de carbono (carvão). Partes principais: Cadinho Rampa Cuba Obtenção do ferro primário (Gusa) Cadinho Local onde o metal líquido fica alojado até o seu vazamento. É nele que se localiza os furos de vazamento, sofre uma grande solicitação mecânica e a parte do alto forno com maior espessura do refratário. Obs. Os furos de vazamento tem contato com a escória, o que pode causar corrosão do revestimento refratário. Obtenção do ferro primário (Gusa) sistema de carregamento [ge ==— Em T tro goela ' cuba | cuba = 8 2 corcaçã | metálica retreário É anel |diâmetro da rampa de vento rampa ventaneiras! esdinho | cadinho | furo de EE ES -— À z corrida furo de de escória corrida do gusa - — soleira Obtenção do ferro primário (Gusa) Num alto-forno, existem duas correntes de materiais responsáveis pelas reações que se verificam, isto é, uma corrente sólida, representada pela carga que desce paulatinamente e uma corrente gasosa que se origina pela reação do carbono do carvão com o oxigênio do ar soprado pelas ventaneiras, que sobe em contracorrente. O minério de ferro, o coque e os fundentes (que constituem a carga) são introduzidos na parte superior (goela) alternadamente, em camadas sucessivas, elas descem por gravidade. Na parte inferior é injetado ar aquecido, O2, (a uma temperatura superior a 1.000º C). O coque entra então em combustão ao reagir com o O2 e produz monóxido de carbono (CO), o principal agente redutor, que reage com o minério e permite a liberação do metal ferro, separando-o dos elementos com os quais estava combinado. Alto Forno i Regeneradores Material portador : de Ferro Coque Calcário Lavador ** degases & = (Transporte Gusa & e. escória - torpedo daescória John A. Ricketts, Ispat Inland, Inc. Minério Carvão Fundentes Gás Ar Ventaneirast iEntrada de Ar Saídas de gás Fe2O3Fe2 3 CalcárioCalcário CarvãoCarvão PelotizaçãoPelotização AmassamentoA assa ento Forno de cokeForno de coke Gusausa EscóriaEscória SinterizaçãoSinterização Resumindo