Pelotas Alto-forno X Redução Direta

I

Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP

Escola de Minas

Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Campus Morro do Cruzeiro

Ouro Preto – Minas Gerais – Brasil

MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO

EM ENGENHARIA METALÚRGICA

“COMPARAÇÃO ENTRE PELOTAS PARA ALTO-FORNO E PELOTAS PARA REDUÇÃO DIRETA”

Késsius Bortolan Menezes

Ouro Preto, 20 de Julho de 2011.

II

Késsius Bortolan Menezes

“Comparação entre pelotas para alto-forno e pelotas para redução direta”

Monografia de graduação apresentada ao Curso de Engenharia Metalúrgica da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como parte dos requisitos para a obtenção do Grau de Engenheiro Metalurgista

Orientador: Prof. Dr. Paulo Santos Assis

Ouro Preto, Dezembro de 2010.

III

“Se fui capaz de ver mais longe, é porque me apoiei em ombros de gigantes.”

Isaac Newton

IV

AGRADECIMENTO

Agradeço a Deus por iluminar meu caminho durante esta jornada. Aos meus pais por não medirem esforços para a educação. À Escola de Minas e seus professores pelo aprendizado profissional, especialmente ao professor Paulo Santos Assis pela orientação na realização deste trabalho. À Samarco, especialmente ao engenheiro Álvaro Pereira pela oportunidade e conhecimentos adquiridos pna área de pelotização.

V

RESUMO

O processo de pelotização de minério de ferro tem o objetivo de aglomerar os finos do minério tornando-os aproveitáveis nos altos-fornos ou nos reatores de redução direta. Foi na segunda metade do século XX que houve uma maior necessidade de aglomeração dos produtos ultrafinos gerados, pois estes não podiam ser direcionados diretamente para o alto-forno ou absorvido na totalidade nos processos de sinterização de minério de ferro.

O produto resultante da aglomeração da fração ultrafina gerada no beneficiamento do minério de ferro são materiais esféricos na faixa de 8 a 18 mm com características apropriadas para a alimentação dos reatores siderúrgicos. A grande variedade de propriedades dos minérios resultantes de gênesis (origem, formato cristalino e composição química) deve ser levada em conta na preparação e no processo de pelotização a fim de produzir pelotas uniformes e de boa qualidade que atenda às necessidades do cliente.

Sendo assim, este trabalho tem por objetivo caracterizar as pelotas que serão utilizadas nos diferentes reatores siderúrgicos (Alto-forno e reator de redução direta) para que se possa garantir a boa qualidade física e mecânica das pelotas ou ainda modificar suas propriedades metalúrgicas para posterior aplicação, de forma adequada, nos reatores siderúrgicos.

VI

ABSTRACT

The process of iron ore pellet is designed to cluster the fine ore making them usable in blast furnaces or direct reduction in the reactors. It was in the second half of the twentieth century there was a greater need for agglomeration of ultrathin products generated, as these could not be targeted directly to the blast furnace or fully absorbed in the process of sintering iron ore. The product resulting from the agglomeration of the ultrafine fraction generated in the processing of iron ore materials are spherical in the range of 8 to 18 mm with appropriate characteristics for food steel reactor. A wide variety of properties of minerals resulting from genesis (origin, chemical composition and crystalline form) must be taken into account in the preparation and pelletizing process to produce pellets of uniform quality that meets customer needs.

Thus, this work aims to characterize the pellets to be used in different reactor steel (blast furnace and direct reduction reactor) so that they can ensure the physical and mechanical quality of the pellets or change its metallurgical properties for future application adequately in steel reactors.

VII

ÍNDICE

Lista de Figuras

Lista de Tabelas

IX

X

Nomenclatura

XI

1- INTRODUÇÃO

1

2- OBJETIVOS

3

3- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

4

3.1- Processo de formação de pelotas

4

3.1.1- Preparação da matéria-prima

4

3.1.1.1- Carvão mineral

4

3.1.1.2- Calcário

5

3.1.1.3- Aglomerantes

5

3.1.1.3.1- Aglomerante orgânico

5

3.1.1.3.2- Aglomerante inorgânico

6

3.1.2- Formação de pelotas verdes

7

3.1.3- Queima das pelotas verdes

8

3.1.3.1- Processo de queima utilizando fornos de grelha móvel

8

3.1.3.2- Pellet-feed x processos de queima

10

3.2- Pelotas alto-forno (BF) e pelotas redução direta (DR)

11

3.2.1- Processo alto-forno (BF)

12

3.2.2- Processo redução direta (DR)

13