ANÁLISE ERGONÔMICA - FORMULÁRIO

Tratamento Térmico das Pelotas

Após a classificação granulométrica das pelotas cruas, elas são submetidas a um tratamento térmico, que propicia a consolidação final do produto. Há três opções de sistemas de tratamento térmico para a pelotização em escala industrial: forno de cuba, forno rotativo (grate kiln) e forno de grelha móvel. O forno de grelha móvel é um dos equipamentos mais antigos e utilizados para a produção de aglomerados a partir de finos de minérios. O desenvolvimento de sua aplicação para o tratamento térmico de pelotas de minério de ferro inspirou-se na máquina de sinterização [11]. Diversas concepções de projeto foram desenvolvidas, sendo que a tecnologia Lurgi-Dravo foi a que mais evoluiu, respondendo atualmente pela maior parcela da produção mundial de pelotas [8]. Um esquema deste sistema é apresentado na figura 2. Verticalmente, o forno pode ser dividido em três partes:

• No centro estão os carros de grelha, que servem de suporte para as barras de grelha. Os carros deslocam-se ao longo do comprimento do forno, percorrendo as diversas etapas do tratamento térmico;

• Na parte inferior estão as caixas de vento, que são fixas e comunica-se com as tubulações de escoamento de gases e com a grelha móvel. O selamento entre as barras de grelha e as caixas de vento é feito pela pressão da massa gasosa no forno;

• Na parte superior, sobre a grelha, está a área para a circulação dos gases de processo e do ar, responsáveis pelas trocas de energia térmica no sistema. As dimensões de uma grelha móvel, para uma capacidade de 4,0 milhões t/a de pelotas, são da ordem de 4,0 m de largura e 130 m de comprimento, correspondendo a uma área de grelha efetiva de 520 m2 . A capacidade específica de produção situa-se na faixa 26-30 Capítulo 2: O Processo de Pelotização 39 t/m²/dia para cargas de 100% de minérios magnetíticos e 20-24 t/m2 /dia para 100% de minérios hematíticos [11].

        Figura 2 - Esquema de um forno de pelotização tipo grelha móvel[pic 1]

        Ao serem introduzidas no forno de grelha, as pelotas cruas são depositadas sobre uma camada de forramento, com altura de 10 a 15 cm, constituídas por pelotas previamente queimadas. As laterais dos carros de grelha também recebem uma camada de pelotas queimadas de aproximadamente 10 cm.

        As camadas laterais e de forramento desempenham uma importante função no processo, protegendo os carros de grelha, fabricados em aço especial, contra temperaturas excessivamente altas. Além disso, promovem uma melhor distribuição dos fluxos gasosos por meio do leito de pelotas, melhorando a permeabilidade e minimizando o efeito de borda das laterais dos carros de grelha. A altura total do leito de pelotas, incluindo a camada de forramento, é geralmente de 40 cm.

        Os queimadores do forno utilizam óleo ou gás natural como combustíveis. Em geral, há cinco ventiladores de grande capacidade para controle dos fluxos gasosos nas diferentes seções do forno.

         As pelotas cruas são carregadas em uma extremidade do forno, enquanto pelotas queimadas deixam a grelha no lado oposto. O tratamento térmico completo é realizado durante uma única passagem dos carros de grelha pelas diversas seções do forno. O tempo de Capítulo 2: O Processo de Pelotização 40 residência das pelotas na grelha varia de 30 a 45 minutos, dependendo do tipo de minério processado e das características das pelotas produzidas.

        A duração média do ciclo térmico é de 40 minutos. A figura 3 apresenta uma curva típica de temperatura x tempo, indicando a duração de cada uma das etapas do tratamento térmico (secagem ascendente, secagem descendente, pré-queima, queima, pós-queima e resfriamento).

Figura 3 – Ciclo térmico de um forno de grelha móvel[pic 2][pic 3]

Sobre as diversas etapas de tratamento térmico cabe comentar:

• Secagem - As pelotas, com umidade na faixa de 8 a 11% e temperatura próxima da ambiente, são expostas bruscamente à ação de gases quentes a uma temperatura de 320 a 350°C. Nessa etapa, as pelotas devem perder seu conteúdo de água preservando, entretanto, sua integridade física, resistindo às tensões internas que surgem em função da evaporação da água contida nos poros, e às pressões dinâmica e estática dos gases quentes.