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Estudo da redução carbotérmica de minérios de ferro na forma de pelotas ou misturas autorredutoras em forno rotativo (2010)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: NOGUEIRA, ALBERTO ELOY ANDUZE - EP
  • USP Schools: EP
  • Subjects: AGLOMERAÇÃO DE MINERAIS (REDUÇÃO); MINÉRIOS; REDUÇÃO; FORNO ROTATÓRIO; FORNOS METALÚRGICOS; GUSA
  • Language: Português
  • Abstract: A finalidade deste trabalho é estudar a redução carbotérmica de minério hematítico com misturas e pelotas autorredutoras em um forno rotativo experimental. Trabalhou-se com duas temperaturas, a 1673 e 1773 K (1400 a 1500 °C), em fluxo de argônio de 1Nl/min, em um forno rotativo experimental aquecido por resistências, com uma rotação fixa de 5 rpm. Foram realizadas diversas experiências, alterando variáveis como a temperatura, composição e quantidade da escória, tipo de redutor, e tipo de conformação. Foi estudado o tempo de residência das pelotas e misturas auto-redutoras dentro do forno e sua inter-relação com a inclinação do mesmo. Mediu-se a resistência a compressão de diferentes composições de pelotas. Foi analisada a fração de redução atingida nas experiências com ajuda de um método indireto proposto neste trabalho, atingindo-se frações de redução acima de 98%. Especial atenção foi dada para os casos limites estudados, o primeiro com uma mistura autorredutora de 81% de minério hematítico de baixo teor, 19% de coque de petróleo,+10% cimento ARI, processada a 1773 K (1500 °C) com 33% de escória final, a qual, apesar da grande quantidade de escória, atingiu uma fração de redução de 98,7%; e o segundo, para uma mistura autorredutora de 43,5% de minério hematítico de baixo teor, 56,5% de pó de serragem, processada a 1773 K (1500 °C), a qual atingiu uma fração de redução de 99,2%, provando, com as ressalvas cabíveis, a factibilidade de reduzir diretamente com pó de serragem. Com base nas observações experimentais sugeriram-se modelos do processo de redução-fusão tanto das misturas como das pelotas autorredutoras no forno rotativo. Analisaram-se a composição da escória e a composição da fase metálica obtida.Para comparar o grau de coalescimento entre as amostras, foram levantadas as análises granulométricas de cada uma delas, comparando-se as porcentagens em massa dos nódulos de ferro-carbono com diâmetro superior a 7,93 mm. Atenção especial foi dada ao método de desagregação do produto; pela ausência de normas técnicas especificas para processos autorredutores, foi empregada uma adaptação do método de desagregação por tambor (ASTM E279-95), e validada por moagem manual. Estudou-se o efeito das variáveis: temperatura de processamento, temperatura liquidus da escória, da quantidade de escória de alta temperatura liquidus, da quantidade de voláteis do redutor, da quantidade do redutor, e da ausência de conformação. Entre os resultados destas experiências tem-se que a maior temperatura de processamento leva a maior grau de coalescimento. Na medida em que a escória do sistema não se liquefaz, o processo de coalescimento é prejudicado. Na medida em que a quantidade de escória com alta temperatura liquidus aumenta, o grau de coalescimento decresce. Ao se aumentar a quantidade do redutor acima do necessário para a correta redução, carburação e colaescimento, prejudica-se o processo de formação dos nódulos de ferro-carbono. Ao se comparar o grau de coalescimento obtido entre as misturas e as pelotas autorredutoras, tem-se que o desempenho das misturas autorredutoras é superior. Para aclarar o efeito da temperatura liquidus da escória no processo de carburação e coalescimento, foram realizadas experiências paralelas para estudar como a temperatura liquidus da escória e a ausência do FeO afetava o coalescimento. Ao estudar o transporte de carbono pelas escórias sem e com a presença de um óxido redutível, tem-se que o transporte do óxido de ferro na escória sem agitação é um fenômeno difusivo.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 31.08.2010
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200007902FT-2887 Ed.rev.
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    • ABNT

      NOGUEIRA, Alberto Eloy Anduze; MOURÃO, Marcelo Breda. Estudo da redução carbotérmica de minérios de ferro na forma de pelotas ou misturas autorredutoras em forno rotativo. 2010.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-06122010-135201/?&lang=pt-br >.
    • APA

      Nogueira, A. E. A., & Mourão, M. B. (2010). Estudo da redução carbotérmica de minérios de ferro na forma de pelotas ou misturas autorredutoras em forno rotativo. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-06122010-135201/?&lang=pt-br
    • NLM

      Nogueira AEA, Mourão MB. Estudo da redução carbotérmica de minérios de ferro na forma de pelotas ou misturas autorredutoras em forno rotativo [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-06122010-135201/?&lang=pt-br
    • Vancouver

      Nogueira AEA, Mourão MB. Estudo da redução carbotérmica de minérios de ferro na forma de pelotas ou misturas autorredutoras em forno rotativo [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-06122010-135201/?&lang=pt-br