Processo de Sinterização na Siderurgia

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1 SINTERIZAÇÃO 
O processo de sinterização na siderurgia pode ser definido como a aglomeração, 
por fusão incipiente, de uma mistura de finos de minério de ferro, finos de coque 
ou carvão vegetal, de fundentes, de sínter de retorno e água. Resíduos contendo 
ferro, carbono ou cal também participam da mistura [1] A Figura 1.1 mostra um 
fluxograma geral do processo. 
 
Figura 1.1: Fluxograma geral do processo de sinterização [2]. 
Os materiais são dosados e misturados com adição de água, sendo a cal usada 
como aglomerante a frio. Misturadores intensivos ou cilíndricos horizontais são 
utilizados e a mistura resultante é carregada na esteira ou pote de sinterização. 
 
Figura 1.2: Ignição dos finos de carvão durante o processo de sinterização [3]. 
O calor necessário para o processo é fornecido pela combustão dos finos de 
coque ou carvão vegetal com o oxigênio do ar. O ar é sugado através do leito de 
sinterização pela parte de baixo da carga. A ignição é dada pelo forno de ignição 
no início do leito de sinterização (Figura 1.2) (ou na parte superior do pote de 
sinterização, nos processos em batelada) e a combustão continua na medida em 
que o ar entra em contato com os finos de combustível em camadas inferiores 
do leito. Esse processo dá origem à dita “frente de combustão”. 
Dessa forma, o ar frio que é sugado resfria o sínter já produzido e se pré-aquece 
antes da queima dos combustíveis. A combustão localizada provoca uma fusão 
parcial da carga na região da frente de combustão e os produtos quentes de 
combustão, compostos essencialmente de CO2, N2 e O2, pré-aquecem as 
camadas de carga logo abaixo. Uma vez que a frente de combustão atinge o 
fundo do leito, o processo de sinterização está concluído e o sínter produto é 
britado a quente e peneirado, Figura 1.3. 
 
Figura 1.3: Sínter [3]. 
Os finos são recirculados para o leito, compondo o bedding, primeira camada do 
leito de sinterização, que tem como função proteger a grelha de fundo da 
máquina de sinterização. 
O sínter grosso é descarregado em um resfriador e, posteriormente, britado e 
peneirado a frio. Os finos gerados na britagem são recirculados para o veio de 
sinterização e a fração grossa é encaminhada ao armazenamento de matérias-
primas do alto-forno ou estocada em pilhas. 
1.1 MECANISMO DE SINTERIZAÇÃO 
Os mecanismos básicos de sinterização são: 
• a combustão de finos de coque com o ar eleva localmente a temperatura para 
1.300° C a 1.400° C o que faz que a mistura de particulados finos - aderentes 
(óxidos de ferro e adições de cal ou calcário) - forme ferritas de cálcio, que 
se fundem parcialmente e, a seguir, dissolvam os componentes silicosos da 
ganga do minério; 
• durante o aquecimento, a fusão parcial e o resfriamento, há reações de 
formações de fases de ferritas de cálcio (nCaO.Fe2O3) assim como de fases 
vítreas contendo SiO2, Al2O3, FeO, CaO; 
• o ar que está sendo sugado deixa porosidade nesta fase líquida antes de 
solidificá-la, resultando em um produto típico com grande porosidade 
interconectada. 
As Figura 1.4 Figura 1.5 mostram, respectivamente, um corte longitudinal e 
transversal de um leito de sinterização. 
 
Figura 1.4: Corte longitudinal de um leito de sinterização em um instante qualquer [4]. 
 
Figura 1.5: Corte transversal e perfil térmico de um leito de sinterização em um instante qualquer 
[4]. 
Desta forma, pode-se dividir o processo de sinterização nas seguintes zonas 
principais: 
Zona úmida: tendo como limite superior a temperatura de 100 °C, constitui a 
base do leito de mistura a sinterizar. 
Zona de secagem: compreendia entre 100 a 500 °C. Região onde ocorre 
principalmente a vaporização da umidade da mistura e depois a desidratação 
dos hidróxidos. 
Zona de reação: compreende toda a região térmica no aquecimento acima de 
5000C, quando se inicia a combustão do coque, passando pelo ponto de 
temperatura máxima do processo e chegando até 900 °C, quando se inicia o 
resfriamento do sínter. As principais reações que ocorrem nesta zona são: 
combustão do coque (exotérmica), decomposição dos carbonatos 
(endotérmica), reações na fase sólida, reações na fase líquida (formação do 
magma), redução e reoxidação dos óxidos de ferro. 
Zona de resfriamento: tem início abaixo de 900 °C, quando termina a reação. 
Nesta fase do processo tem lugar o resfriamento do sínter e é nela que aparecem 
os primeiros cristais que, conforme o seu desenvolvimento, irão conferir 
determinadas propriedades ao sínter. 
1.2 CONSIDERAÇÕES FINAIS 
Em relação à qualidade do sínter, deseja-se uma boa redutibilidade e uma boa 
resistência mecânica. Para conferir boa redutibilidade é importante que se 
formem ferritas de cálcio e, para tanto, é necessária uma composição da mistura 
com relação CaO/SiO2 maior que 1,8. Picos de temperaturas elevadas, 
excedendo 1.300° C, conferem maior resistência mecânica, provavelmente, 
devido à formação de maior quantidade da fase líquida, porém, diminuem as 
quantidades de ferritas de e, também, a produtividade pela diminuição de 
permeabilidade [1]. 
A produtividade na sinterização é bastante dependente do tipo de perfil térmico 
e da velocidade de seu avanço, que, por sua vez depende do :amanho das 
partículas, da reatividade do combustível e das permeabilidades da mistura 
durante a sinterização [1]. 
1.3 REFERÊNCIAS 
[1] M. B. Mourão, Introducao à Siderurgia. São Paulo: Abm - Assoc. Bras. De 
Metalurgia, 2007. 
[2] V. F. de Oliveira, “Avaliação teórica e experimental do uso de resíduos 
siderúrgicos na sinterização”, UFMG, 2018. 
[3] “DK - Sintering plant”. https://www.dk-
duisburg.de/en/prozess/sinteranlage.html (acessado jul. 16, 2020). 
[4] E. P. Honorato, “Adequação granulométrica das matérias-primas e do 
sistema desegregação contínua (I.S.F), para melhorias na produtividade e 
qualidadedo sínter para os altos-fornos”, UFMG, 2005.