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: ALTO FORNO É um reator metalúrgico para produção de ferro gusa (matéria-prima para fabricação do aço). Como Funciona Matérias-Primas Redução Reator Unidades Periféricas Produto Principal Sub-Produto Como Funciona Matérias-Primas Redução Reator Unidades Periféricas Produto Principal Sub-Produto Matérias-Primas do Alto Forno Minério de Ferro – Fundentes – Tem a função de reagir com a ganga, baixando seu ponto de fusão e formar escória, sendo que, o mais importante é o calcário, onde este contribui com o CaO(transforma a SiO2 e Al2O3 em escória fundida, separando -as do gusa). Coque –É utilizado como combustível, e redutor, Pelota É um aglomerado de finos de minério sob a forma esférica. Sinter VANTAGENS - Redução de consumo de combustível; - Maior rendimento do AF. É o produto resultante da aglomeração a quente de uma mistura de finos de minérios, coque, fundentes e adições. pelota quartzo minério coque Small coque sinter COMBUTÍVEIS SÓLIDOSCOMBUTÍVEIS SÓLIDOS FUNDENTESFUNDENTES MATÉRIASMATÉRIAS--PRIMAS DA CARGA METÁLICAPRIMAS DA CARGA METÁLICA QUALIDADE QUÍMICA (%)QUALIDADE QUÍMICA (%) QUALIDADE FÍSICA (%)QUALIDADE FÍSICA (%) Matéria-Prima Fe SiO2 Al2O3 CaO MgO TiO2 P Mn B2 Sínter 57,86 4,8 1,02 9,03 1,77 0,06 0,038 0,45 1,8 Minério (MMG) 66,66 2,0 0,91 0,01 0,02 0,03 0,041 0,19 Minério (Capanema) 63,01 2,3 2,86 0,001 0,04 0,06 0,091 0,03 Pelota 65,78 2,4 0,41 2,6 0,06 0,06 0,027 0,09 Quartzo 2,21 94,4 0,63 0,34 0,16 0,027 Matéria-Prima Faixa Mínima (mm) Faixa Maxima (mm) Sínter 5 (Máx. 5% < 5) 50 (Máx. 11% > 50) Minério 8 50 (Máx. 10% > 50) Pelota Máx. 5% < 5 18 Quartzo 10 50 Principais Reações de Redução Reações de Combustão Reações entre zona de Gotejamento e as Ventaneiras Reações na Zona de Coesão Reações na Zona de Redução Reações acima da Zona de Redução Reações de Combustão C(coque+PCI) + O2(ar soprado) CO2 Principais Reações de Redução Devido a alta temperatura: CO2 + C 2 CO Formação do gás d’água: H2O + C CO + H2 Com isso, tem-se na zona de combustão: N2, CO, H2 à temperatura de ~ 2400ºC. Reações entre zona de Gotejamento e as Ventaneiras Principais Reações de Redução Líquido(metal + escória) Gás (CO, N2, H2) Sólida (coque) Principais reações Metal-Escória: (FeO)(e) + C Fe + CO SiO2 (g) + C [Si] + CO Si + 2(FeO) SiO2 + Fe (MnO) + C [Mn] + CO Mn +FeS MnS + Fe P2O5 + 5C 2[P] + 5CO São reações endotérmicas Reações na Zona de Coesão Principais Reações de Redução Sólido (minério + coque) Gás (CO, N2, H2) Material pastoso(início da fusão da escória) FeO + C Fe + CO FeO + H2 Fe + H2O Reações na Zona de Redução 3 Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO 2Fe3O4 + 2 CO 6FeO + 2CO 6FeO + 6 CO 6Fe + 6CO É onde se dá a reação de redução direta do Fe, com uma temperatura constante (~1000ºC) tanto do gás como da carga . Principais Reações de Redução Reações acima da Zona de Redução Principais Reações de Redução Com o abaixamento da temperatura do forno, há uma geração do gás CO2. Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 PERFIL AF Nº 1 DA CST PERFIL AF Nº 2 DA CST CORPO Injeção de Carvão Pulverizado - PCI Com a necessidade de contínua de redução de custos e otimização de processos, foi desenvolvendo a partir daí, a injeção de carvão pulverizado (PCI) pelas ventaneiras. Diversos carvões não coqueificáveis podem ser utilizados, dependenso do seu teor de cinzas, enxofre, matéria volátil, umidade e moabilidade. Etapas do Processo: Secagem / Moagem Transporte / Injeção Planta do PCI Vista Parcial do PCI LIMPEZA DE GAZES A quantidade de gás gerado no Alto Forno é cerca de 500 a 1600 Nm3/t. com cerca de 10 a 15 g/Nm3 de pó, impedindo ser usado como combustível diretamente. A planta de limpeza de gás tem como propósito separar o pó do gás de modo que permita o uso do gás como combustível e o pó como matéria prima para o sinter. Tipos de equipamentos de limpeza de gás: Balão de pó – Coleta por gravidade as partículas maiores que foram arrastadas pelo gás do topo do forno; Venturi Scrubber ou Bischofe – Provocam o resfriamento do gás e a absorção dos pós de finos através de sprays d’água, formando uma lama, que posteriormente é separada; Separador de Neblina – Retém parte da água arrastada pelo lavador úmido, separando sua lama e misturando com a lama dos coletores úmidos. Balão de Pó Venturis Separador de Neblina Gasômetro ÁREA DE CORRIDA O gusa e a escória produzidos são retirados do interior do Alto Forno, através de furos dos furos de gusa, cuja separação de ambas são feitas no canal principal através da diferença de densidade O gusa separado segue através de canais para o carro torpedo,e a escória para o “Dry Pit”. Durante esse processo, ocorre muita fumaça quente, que é aspirada e encaminhada até um sistema de despoeiramento (Bag Filter), onde o pó é coletado e enviado para a Sinterização. Casa de Corrida do AF 02 Perfuração do FG no AF01 Corrida de gusa e escória Molde para confecção da capela do FG do AF02 Perfuração do FG e centralização do anel da boca Broca para perfurar o furo de gusa Vista da boca após aplicação de massa Corrida de gusa e escória no FG AF 02 Canhão obturado no momento do fechamento TRATAMENTO DE ESCÓRIA Atualmente o sistema de tratamento de escória mais largamente utilizado é o sistema “INBA”, devido a sua praticidade, eficiência, baixo custo de manutenção e demanda de espaços menores para sua instalação. A finalidade desse sistema é granular escória de Alto Forno através de resfriamento súbito da escória fundida com água e separar a escória granulada da água para se obter um produto de baixa umidade. INBA AFINBA AF--0202 VISTA DO GRANULADOR DE ESCÓRIA DO AFVISTA DO GRANULADOR DE ESCÓRIA DO AF--0202 PRODUTO PRINCIPAL Medição de Temp. de Gusa Amostra de gusaAmostra de gusa Ferro Gusa Faixa de Controle Composição Química AF 01 Af 02 Fe 94 94 C >4,75 > 4,5 Si 0,23 ~0,49 0,20 ~0,40 Mn 0,35 ~0,50 035 ~0,50 s <0,04 <0,044 P <0,08 < 0,085 Temp. Gusa ~1510 º C ~1490 º C Seqüência de amostragem de gusa durante a corridaSeqüência de amostragem de gusa durante a corrida Gás de Alto Forno 21 a 25% de CO 18 a 22% de CO2 2 a 5% de H 720 a 820 kcal/Nm³ de poder calorífico Pó de Alto Forno 25 a 40% de Fe 40 a 45% de C 5 a 7% de SiO2 2 a 4% de CaO SUBSUB PRODUTOSPRODUTOS Escória de Alto Forno Escória produzida: de 200 a 320 kg/tg Escória granulada meta = > 98 % Escória bruta meta = < 2,0 % Seqüência de amostragem de gusa durante a corridaSeqüência de amostragem de gusa durante a corrida Composição Química da Escória de Alto Forno Composição Química AF 01 AF 02 FeO 0,25 0,25 SiO2 32,3 32,6 Al2O3 12,6 11,9 CaO 40,7 41,2 MgO 7,9 8,1 TiO2 0,5 0,5 S 1,2 1,1 B2 1,26 1,26 Matérias-Primas do Alto Forno Principais Reações de Redução Principais Reações de Redução Principais Reações de Redução Principais Reações de Redução Principais Reações de Redução Principais Reações de Redução CORPO Injeção de Carvão Pulverizado - PCI Planta do PCI LIMPEZA DE GAZES Venturis Separador de Neblina TRATAMENTO DE ESCÓRIA
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