Apostila Siderurgia Modelo Operacional com detalhes

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2.3 - O Esquema de Funcionamento do Alto-Forno 
2.3.1 - Aspectos internos do alto-forno 
A estrutura interna da carga dos altos-fornos só ficou bem conhe-
cida com as experiências de dissecação conduzidas pelos japoneses 
na década de 70. 
Estas experiências constaram do resfriamento de altos-fornos comer 
ciais (em final de campanha) em condições normais de operaçao e sem 
nenhuma carga especial. Os fornos foram resfriados e depois sua 
carga foi cuidadosamente retirada e analisada. 
A grande descoberta destas experiências foi a presença de camadas 
uniformes em amolecimento e fusão estendendo-se na forma de um V-
invertido da parte superior do forno até a região das ventaneiras. 
Além disto ficou clara, para efeito de estudo e interpretação dos 
fenômenos que ocorrem no forno, a divisão do reator em três zonas 
distintas: 
a) zona granular: zona onde a carga metálica (sinter, . - . m1ner10 ou 
pelota) desce sob a forma de grãos sólidos. Nesta zona só coe-
xistem duas fases: sólidos e gases; 
b) zona de amolecimento e fusão: zona onde a carga metálica amole-
ce e funde em vários graus de redução; 
e) zona de gotejamento: zona onde o metal e a escória, já sob a 
forma líquida, escoam através de um empilhamento de coque ( ou 
ZONA DE AMOLECIMENTO 
E FUSÃO 
__ !5:;:;:::;:::;:~~-:,~~--Z_ONA DE COQUE ATIVA l 
,-'-;---'-,,,___CAMADA EM AMOLECIMENTO 
'<---1 E FUSÃO 
ZONA DE 
GOTEJAMEtHO 
77 
Figura 2.11 - Esquema da regiao interna do a lto- f orno mo strando as 
várias zonas. 
78 
carvao vegetal), em contra-corrente com gases. Nesta zona estão 
presentes as fases s6lida, líquida e gasosa. 
A figura 2.11 mostra de maneira esquemática a divisão da parte in-
terna do alto-forno em várias zonas. 
2.3.2 - O perfil de temperaturas no alto-forno 
O perfil de temperaturas dentro do alto-forno vem sendo estudado 
há muitos anos, e a conjugação de resultados de medidas de temper~ 
tura com análise de gás tem permitido conclusões importantes sobre 
o processo do alto-forno. A figura 2.12 mostra dois perfis típicos 
de temperaturas em função da altura do forno. 
1. 
1 
u, 14 
<t 
~ 12 
-~ 
-~ 10 
z 
~ a 
C/1 E 
;§ 6 
:'! 4 
u 
z 
(~ 2 
U) 
,., 
1-
o o 
o 
,1' 
_j.::: ~ .g / ,1 
n 
\' 
! 
\{l 
1\ 
vt:s: 
! V.: 
" '," }..,i-:::: ,---í' ..... 
" 400 000 1200 1600 2000 
TEMPERATURA, ºC 
o 
z 
a: 
o 
LI. 
o 
o 
<t 
a: 
:::> 
1-
.J q 
N!VEL DA CARGA 
O •lOO 800 1;wo 18C\ O l OC(' 
TEMPERATURA,ºC 
Figura 2.12 - Esquema do perfil de temperatura dos gases e s6lidos 
em um alto-forno segundo Kitaev et alli(4). 
79 
Tem-se, então, três reg1oes distintas no alto-forno segundo o per-
fil de temperaturas: H1 , região inferior de trocas térmicas; H2 , 
reg1ao intermediária de baixas trocas, que ê denominada de "zona 
de reserva térmica". A temperatura e o volume dessa zona podem va-
riar em função da reatividade do redutor utilizado e do posiciona-
mento da zona de amolecimento e fusão do alto-forno. 
Na região inferior, H3 , o ar aquecido é injetado pelas ventaneiras 
e é queimado com o carbono do coque ou do carvão vegetal.O gás for 
mado sai da zona de combustão na temperatura de chama e transfere 
grande parte do seu calor aos sólidos e líquidos presentes nesta 
região. Grande parte do calor desta região é consumida pela reaçao 
do carbono da carga com o gas C0 2 proveniente da redução dos miné-
rios: 
+ + 2 coCg) ( 2 .1) 
Esta reaçao e altamente endotêrmica e por ter uma energia de ati-
vação muito elevada ela só acontece apos determinada temperatura 
mínima ser ultrapassada. E essa temperatura ê aquela da zona der~ 
serva térmica do forno. Acompanhando o resfriamento do gas em seu 
movimento ascendente no forno, quando esta temperatura mínima é a-
tingida a reação (2.1) não mais ocorre e o gás deixa de ser res-
friado. Como o sólido já está pré-aquecido, o gás so se resfriará 
quando encontrar uma carga mais fria, completando assim a explica-
ção da ocorrência da zona de reserva térmica. A partir dessa zona, 
inclusive, o perfil de temperatura obedece àquela de um reator em 
contra-corrente gás/sólido no qual o gas e injetado por baixo numa 
certa temperatura e o sólido é carregado por cima a zs 0 c. 
80 
A temperatura da zona de reserva térmica do alto-forno é definida 
pelas condições da reação do CO 2 com o carbono , reaçao (2.1 ) . Assim 
ela pode variar com: a) reatividade do redutor; b) pressão interna 
do forno; c) composição dos gases. A condição de maior importância 
~ a reatividade do redutor. Nos altos-fornos a coque essa tempera-
varia de 900 a 1000°c. Nos altos-fornos a carvão vegetal ela pode 
variar de 600 a 8S0°c. 
2.3.3 - Divisão do alto-forno em zonas 
Devido às características, descritas anteriormente, da rea çao de 
gaseificação (CO 2 + C + 2 CO) e o regime de trocas térmicas entre 
gis-s6lido, o alto-forno pode ser divido em duas zonas: 
1 - zona de preparaçao: onde o carbono nao reage, constituindo-se 
num material inerte; 
ii - zona de elaboração: onde o carbono reage com o gas CO 2 resti-
tuindo o poder redutor do gás. 
A figura 2.13 mostra esquematicamente a divisão do alto-forno nes-
tas duas zonas. 
O processo de produção de gusa no alto- f orno é dinâmico ~ . e var i os 
fatores, analisados mais adiante, influem no volume e na forma das 
duas zonas, que variam com o tempo. 
ZONA 
DE ,., 
PREPARAÇAO 
, 
NIVEL DA CARGA 
ZONA pE RESEHVA 
,...,.hi--- TERMICA 
800------
950 
1250 
1400 °c 
1---... 11--- ZONA DE 
AMOLECIMENTO 
E FUSAO 
ACIMA DESTA LINHA O 
-CAHBONO NAO .REAGE 
HOMEM-MORTO 
ZONA 
DE ,., 
PREPARAÇAO 
ZOMA 
(iê' 
ÉLM30RAÇA0 
Figura 2.13 - Esquema das zonas de preparação e elaboração de um 
alto-forno a carvão vegetal segundo Campos(S). 
81 
82 
Estas zonas possuem características distintas e e possível tratá-
las como reatores diferentes. 
2.3.3.1 - Zona de preparaçao 
A zona de preparaçao se situa acima do limite inferior da zona de 
reserva térmica englobando esta. A zona de preparação se localiza 
em temperaturas inferiores àquela mínima para que a reação de ga-
seificação do carbono ocorra. Desta maneira, na zona de preparaçao 
não existe reação dos gases com o carbono. 
Se o carbono nao reage nesta zona, ela pode ser tratada como um 
reator no qual a carga é secada, pré-aquecida e pré-reduzida pelos 
gases ascendentes. Então, vários cálculos podem ser feitos de ma-
neira a medir a efici~ncia da zona de preparaçao. Estes cálculos 
geram parâmetros que avaliam o desvio de desempenho ideal dessa zo 
na. 
Com a relação à zona de preparaçao, considera-se que um alto-forno 
está operando idealmente quando: 
a) toda hematita (Fe 2 0 3 ) é reduzida ao estado de wustita ("FeO")na 
zona de preparação; 
b) os gases entram na zona de reserva térmica em equilíbrio termo-
dinâmico com o ferro e a wustita; 
e) as trocas térmicas gás-sólido sao perfeitas. 
83 
Qualquer desvio destas premissas implicará numa operaçao menos e-
ficiente do alto-forno. f possível calcular Índices, que serao des 
critos a seguir, que medem este desvio e indicam as suas causas. 
Com relação à premissa (a) o Índice que mede a eficiência da pre-
redução dos Óxidos de ferro é o FATOR OMEGA (w) ou DESVIO DE RIST 
e é definido como: 
onde: 
w = e-º--) 
Fe 
real 
o 
- (-) ( 2. 2) 
Fe equilíbrio 
e-º--) é a relação de moles de oxigênio sobre moles de fer 
Fe real 
roda carga metálica ao sair da zona de preparação. 
(_2_) 
FeequilÍbrio e a relação de moles de oxigênio sobre moles de fer 
roda "wustita" e depende da temperatura, conforme 
mostra a figura 2.14. A curva NQ é a variação dessa 
relação com a temperatura.Linearizando a curva NQ 
da figura 2.14 pode-se chegar na equação: 
(_2_) = 1,073 - 2,7066 X 10- 5 X T ( 2. 3) 
Fe · 1 .. b . equi 1 rio 
onde T = temperatura da zona de reserva têrmica em graus centígr~ 
dos. 
Figura 2.14 
f 1200 
ct 
a:: 
:::> 
~ 1000 
a: 
w 
a. 
::e 
LIJ 
· t- 800 
600 
'400 
w.GNl!TITA 
-1-
Hl!:W.TITA o 
I' +ftftO-'t---++---+---+-+-----;:~ 
TITA ~ 
P'tO 
ó 
l'EliRO+MAGNtTITA 
T 
,.,o .. 
2! 
,.i 
% 
'•2º l 
O 0.20.422 24 28 30 
,,. 
OXIGENIO (% PESO} 
84 
Diagrama de fase de ferro-oxigênio à pressao total 
de 1 atm, mostrando o campo da "wustita", 
McGonnon et alii(l). 
segundo 
Para uma temperatura da zona de reserva térmica igual a 8000C (va-
lor médio para alto-forno a carvão vegetal)tem-se e-º-) Fe . 'b . equ1l1 rio 
= 1,05 e a equaçao (2.3) passa a ser: 
- 1,05 (2 .4) 
real 
Então, os limites dos valores de "w" sao zero (quando todo Óxido é 
reduzido a FeO 1 05 , (O/Fe)real = 1,05) e 0,45 (quando todo Óxido , 
passa para z ona de elaboração na forma de Fe 2 O3 , (O/Fe) i= 1,50). rea 
85 
O fator omega (w) pode assumir valores moderamente negativos 
(quando se consegue alguma redução até ferro na zona de preparação) 
ou superiores a 0,45 (quando uma parte do forno opera como um ga-
seificador). 
A premissa (b) é assumida como verdadeira e é aplicada na elabora-
ção dos modelos termoquímicos. A nao ser numa operaçao com defi-
ciência de distribuição de carga (onde o forno trabalha até como 
gasogênio), a afirmativa de que os gases entram na zona de prepar~ 
ção em equilíbrio termodinâmi c o com ferro e a wustita é bastante 
válida. Na temperatura da zona de reserva térmica a reação do car-
bono com os gases não mais ocorre, e a 6nica possibilidade dos ga-
ses atingirem o equilíbrio é com o minério de ferro, que por sua 
vez e reduzido por etapas como mostra esquematicamente 
2 .15. 
co 
COz 
CO.+COz 
a figura 
Figura 2.15 - Redução do minério de ferro na zona de preparaçao. 
Mesmo não ocorrendo a redução total do Óxido para wustita, os ga-
ses sempre saem em contato com as camadas de "FeO" e Fe, isto é,se 
86 
os gases têm possibilidade de atingir o !quilíbrio, este será com 
as fases Fe e "FeO". 
A figura 2.16 mostra, num diagrama de equilíbrio Fe-C-0, a locali-
zação das condições internas do alto-forno. O ponto A nesta figura 
equivale ao gás do forno saindo do nível das ventaneiras. Os gases 
ao encontrarem o carbono tendem ao equilíbrio C-CO-CO Z ( c ( s ) + 
C0 2 (g) = 2 CO(g) ) e ao encontrarem o minério tendem ao equilíbrio 
Fe - "FeO". O gás que entra na zona de preparação e cuja composi-
ção é representada pelo ponto B, está localizado exatamente sobre 
a linha de equilíbrio Fe-"FeO" (corno já foi discutido anteriormen-
te). Dentro da zona de reserva térmica, onde a temperatura é cons-
tante, o gás, ao reduzir o minério, atinge o ponto C. Corno a linha 
B-C está localizada no campo de estabilidade da wustita, se houver 
condições cinéticas favoráveis, o produto da zona de preparação e 
a wustita. O gás, continuando sua ascendência no forno, começa ou-
tra vez a resfriar a partir do ponto C, estando a inda 
sobre o campo de estabilidade da wustita. Ao atingir o ponto D o 
gás volta a penetrar no campo de estabilidade do ferro e havendo 
condições cinéticas favoráveis, pode ser produzida alguma quantid~ 
de de ferro. 
O ponto B da figura 2.16 caracteriza urna composição de gás que a-
travessa o limite das duas zonas e é c a lculável a partir da t e rmo-
dinâmica. Se gundo Carnpos(S) o comportamento da curva do equ i lí-
brio Fe-FeO da figura 2.16 é descrito por: 
co 1 
= ( 2 . 5) 
( 22 4 8 
T 
- 2,693) 
1 + e 
onde T = temperatura em K. 
87 
Com relação aos gases H2 e H2 0 o mesmo equilíbrio (Fe-FeO) e des-
crito por: 
'V 1 ZONA DE PREPARAÇAO 1 
1 ,0,------------------------------------
-- -- - -A 
ZONA OE ELABORAÇÃO 
co 
CO+C02 
// ÍcoMP0s1çÃo DOS / LGASES DO ALTO-FORNO Fe 
PRODUÇÃO VIÁVEL OE / 
FERRO 
E --- ---
FeO 
0'-------------------1---------------_.... TEMPERATURA 
Figura 2.16 - Diagrama de equilíbrio Fe-C-0 mostrando o posiciona-
mento dos gases do alto-forno e das zonas de prepar~ 
çao e elaboração segundo Campos(S)_ 
H 
= 
1 + e 
onde T = temperatura em K. 
(-
1 
1901 
T 
( 2.6) 
+ 1,077) 
88 
Para T = 1073 K ou 800°C, que é a temperatura média da zona de re-
serva térmica para altos-fornos a carvão vegetal tem-se: 
co 
= 0,645 e = 0,667 
O Índice que irá medir o desvio das trocas térmicas entre gás-sóli 
do (premissa (c)), está diretamente ligado ao balanço térmico na 
zona de preparação (tabela 2.I). 
Tabela 2.I - Balanço térmico na zona de preparaçao. 
ENTRADAS DE CALOR 
1. Calor contido nos gases 
provenientes da zona de 
elaboração 
2. Calor das reaçoes exo-
térmicas. 
SA!DAS DE CALOR 
1. Calor contido nos gases que 
saem pelo topo do forno. 
2 . Calor contido na carga sÓli 
-
da pré-aquecida que passa 
para a zona de elaboração. 
3. Calor das reaçoes endotérrni 
-
cas. 
4. Calor referente ' as perdas 
térmicas pelas paredes do 
forno. 
Corno as reaçoes que ocorrem na zona de preparaçao sao praticamente 
atérrnicas e as perdas térmicas pelas paredes também aproxirnadarnen-
89 
-te constantes com o tempo, a temperatura dos gases de topo e fun-
ção de dois fatores: 
a) condições de trocas térmicas (escoamento gasoso); 
b) relação da capacidade calorífica da carga sólida e dos gases, 
que é calculável. 
Portanto, quando se calcula a temperatura dos gases de topo pelo 
balanço térmico na zona de preparação, supõe-se que as condições 
de trocas térmicas na zona de preparação sejam perfeitas (tempera-
tura dos sólidos igual à dos gases na zona de reserva térrnica).Co~ 
parando esta temperatura com a real (medida no topo do forno) tem-
se a amplitude dos desvios das condições de transferência de calor. 
Define-se, então, o FATOR GAMA (y) corno sendo a relação da ternper~ 
tura calculada dos gases de topo do alto-forno sobre a temperatura 
real (medida) e pode variar de O a 1,0. Este Índice localiza ins-
tantaneamente tendências de escoamento imperfeito dos gases, que 
podem ser atenuadas agindo-se no preparo e distribuição da carga 
no forno. 
~ . As principais reaçoes qu1rn1cas que ocorrem na zona de preparaçao 
são mostradas na figura 2.17. 
A secagem da carga é realizada de maneira violenta no alto-forno. 
O gradiente de aquecimento dos sólidos é muito elevado e isto con-
corre para que em poucos minutos a temperatura destes supere os 
100°C. Além disto a pressão parcial da água nos gases é baixa con-
correndo assim corno um segundo fator acelerador da secagem da car-
90 
, 
NIVEL DA CARGA 
t 
... , 
EQUILIBRIO QUIMICO 
TEMPERATURA 
,. 
oos souoos---..-. 
Figura 2.17 - Reações químicas principais que ocorrem na zona de 
preparação segundo Carnpos(S)_ 
ga. Matérias primas tais corno o carvao vegetal, que possuem baixa 
resistência física, quando são carregadas com um alto teor de umi-
dade, devem sofrer quebras substanciais no processo de secagem nes 
ta região. 
Caso todo minério esteja reduzido a wustita, antes de penetrar na 
zona de elaboração, aparece a zona de reserva química já que na 
temperatura da z ona de reserva térmica os gases não conseguem pro-
duzir ferro (ver figura 2.16). Portanto, na zona de reserva quírni-
ca o alto-forno está em completo equilíbrio,tanto térmico quanto 
91 
químico,e a performance do alto-forno é definida como ideal. Em al 
guns altos-fornos a coque esta zona aparece, mas em altos-fornos a 
carvão vegetal as condições físico-químicas não favorecem. 
A principal troca química entre asfases gasosas e s6lida é a trans 
ferência de oxigênio do minério para o gás. No alto-forno deve-se 
objetivar o máximo de transferência de oxigênio na zona de prepar~ 
ção (w = O) já que neste local o carbono não reage e a redução e 
realizada com economia de redutor. g preciso pois que haja condi-
çoes para que a transferência de oxigênio do minério para o 
possa ser a mais intensa possível. Estas condições são: 
a) temperatura elevada; 
~ gas 
b) bom contato gás-sólido (carga sólida e gases bem distribuídos); 
e) suficiente tempo de residência do minério; 
d) minério com boa redutibilidade. 
O alto-forno a coque apresenta temperatura elevada na zona de re-
serva térmica (l000ºC) e um razoável tempo de residência. Já o al-
to-forno a carvão vegetal tem baixa temperatura da zona de reserva 
térmica (800ºC) e pequeno tempo de residência (o carvao vegetal 
tem uma densidade menor do que o coque, isto é, ocupa um maior vo-
lume na cuba para um mesmo peso). g necessário, então, que no al-
to-forno o carvao vegetal haja um empenho em se utilizar uma carga 
metálica de mais alta redutibilidade e em se promover uma bo a dis-
tribuição da carga e consequente escoamento gasoso homogêneo. 
92 
2.3.3.2 - Zona de elaboração 
A zona de elaboração do alto-forno é situada abaixo da zona de re-
serva térmica, englobando parte da zona seca, a zona de amolecime~ 
to e fusão, o homem-morto e a zona de combustão. A principal cara~ 
terística da zona de elaboração é que o carbono reage nesta zona e 
portanto todo encargo térmico para aí transferido é traduzido num 
aumento do consumo de carbono e portanto, dos custos de produção.A 
figura 2.18 mostra o esquema da zona de elaboração. 
As trocas térmicas na zona de elaboração sao bem mais complexas que 
na zona de preparação, e se situam em quatro fases distintas: 
a) no homem~morto-o calor dos gases é cedido ao gusa e - . escoria 
quando estes descem através do homem-morto; os gases cedem tam-
bém calor às reações de redução do Feü e Mnü da escória, redu-
çao da sílica e dessulfuração; 
b) na zona de amolecimento e fusão - é onde a temperatura dos ga-
ses cai mais rapidamente pois aí ocorre a fusão do gusa e esco-
ria e boa parte da redução final do FeO a Fe. Como decorrência 
do C0 2 gerado na redução final do FeO, ocorre aí também uma Pª! 
cela razoável da reação de gaseificação do carbono 
dotérmica); 
(reação en-
e) na zona seca (acima de zona de amolecimento e fusão e abaixo na 
zona de reserva térmica) - nesta estreita faixa do forno sucede 
a maior parte da redução do minério de ferro e gaseificação do 
carbono sendo portanto uma região de alta endotermicidade; 
LIMITE DA ZONA DE 
ZONA OE 
PREPARAÇAO 
1 
ELABORAÇÃO 
·-=-------1---1-------i~,~ 
MORTO 
93 
LIMITE INFERIOR DA ZONA 
,, 
DE RESERVA TER MICA 
ZO~JA D~ 
--1-------- COMBUSTAO 
Figura 2.18 - Esquema da zona de elaboração do alto-forno segundo 
Carnpos(S). 
94 
d) junto às paredes - na perifeira do f~rno ocorre a troca térmica 
com o exterior sob a forma de perdas térmicas, que na zona de~ 
laboração têm valor econômico pois são traduzidas em consumo de 
carbono. 
O ar pré-aquecido que entra no alto-forno através das ventaneiras, ~ e 
queimado com carbono e os gases saem na zona de combustão em alta 
~ temperatura contendo praticamente so N2 , CO e H2 • Eles atravessam 
a zona de elaboração e saem desta em equilíbrio com Fe e FeO (con-
forme visto anteriormente) na temperatura da zona de reserva térmi 
ca do alto-forno. Na zona de elaboração os gases recebem pelo me-
nos 70% de todo oxigênio transferido no forno, sendo que em fornos 
com marcha irregular este nGmero pode chegar a 100 %. 
Na zona de elaboração sao reduzidas e incorporadas todas as impur~ 
zas do forno e volatilizados os âlcalis que circulam dentro domes 
mo. 
Um balanço de massa na zona de elaboração permite calcular uma ex-
pressão do volume de ar soprado (V) em função do grau de redução 
da carga proveniente da zona de preparação (fator omega-w) e do car 
bono que está sendo consumido (M). A expressão é do tipo V= a x M + 
b x w + c, onde a, b e c são constantes. 
Um balanço térmico da zona de elaboração permite calcular a quan-
tidade de calor consumido (e portanto o consumo de carbono), ovo-
lume de ar específico e a s perdas térmicas nessa zona. 
95 
Um balanço de massa na zona de preparaçao permite calcular o volu-
me e a composição dos gases de topo e o grau de redução da carga 
metálica que passa para zona de elaboração (fator w). 
Um balanço térmico na zona de preparaçao permite calcular atempe-
ratura do gás de topo e as perdas térmicas nessa zona. 
O conjunto desses cálculos constitui o "modelo termoquímico", que 
se baséia no modelo operacional cujo esquema e mostrado na figura 
2.19. 
96 
GASES CARGA FRIA 
(MEDIDA) { 1. TEMPERATURA -(CALCULÁVEL) 
2. COM POSI CAO - MEDIDA 
PERDAS 
~--'----r--... DE (CALCULÁVEL) 
ZONA DE 
IV 
CALOR 
PREPARAÇAO 
CARGA GASES 
{ 800 ºC -CARVÃO VEGETAL 1.TEMPEFIATURA 0 
~~~--'-- 950 C-COQUE 
,., ,. 
1. CO MPOS IÇAO EQUILI BR 10 COM Fc/Fê O 
(CALCULÁVEL} 
"' 
2. e o MP os I ç Ão DEPENDE üO GRAU DE RE-
DUÇa'.O (CALCULÁVEL) 
{ 600 ºC -Ct,RVAO VEGETAL 2. TEMPERATURA 950 ºC- COQUE 
AR ZONA OE ,., 
{
1. TEMPERATURA - MEDIDA 
2. UUIDADI':'. - MEDIDA 
3. VAZ ÃQ -MEDIDA E CALCULADA 
ELABORAÇAO 
PERDAS 
DE 
CALOR 
( e A LC u L Áv E L) 
GUSA 
, 
ESCORIA 
{ 1. TEMPERAT~RA -MEDIDA 
2. COMPOSIÇAO - MEDIDA 
Figura 2.19 - Esquema do modelo operacional do alto-forno segundo 
Campos(S). 
97 
3. FORNO EL~TRICO DE REDUÇÃO 
O forno elétrico de redução é o método de obtenção de gusa de maior 
importância depois do alto-forno, embora a produção mundial com e~ 
tes fornos não atinja 2% do total. Tem interesse, especialmente,o~ 
de a energia elétrica e barata. 
Enquanto num alto-forno convencional, o coque (ou o carvao vege-
getal), pela sua queima, proporciona a energia térmica necessária 
para as reaçoes, além de agir como redutor, no forno elétrico de 
redução ele funciona apenas como redutor, sendo o aquecimento .da 
carga efetuado pela energia elétrica. 
O forno elétrico consiste numa câmara de fusão com três eletrodos 
passando através da abóbada. Dispostos uniformemente, perto da pe-
riferia da abóbada, estão os tubos de carregamento como mostra a 
figura 2.20. 
Os eletrodos sao de carbono amorfo ou auto-aglomerantes, do tipo 
Soederberg. Estes Últimos são constituídos de invólucros de chapa 
de aço, que são soldados em plataforma localizada num nível mais e 
levado da casa do forno de modo a formar um tubo com nervuras ra-
diais. 
A ligação dos transformadores aos eletrodos é feita por meio de tu 
bos e barras de cobre. As placas de contato com o eletrodo sao i-
gualmente de cobre e refrigeradas a água. A regulagem dos eletro-
dos consiste essencialmente de três conjuntos de "relais" diferen-
ciais, que reagem ~s variações de voltagem e de intensidade de cor 
rente; ligam os contactores de levantamento ou de descida (que co-
98 
2) Fundações; 
3) Elétrodos Sõderbcrg; 
4) Silos de alimentação da carga; 
5) Tubos de alimentação; 
8) Transformador monofásico; 
9) Calha <lc vasamcnto; e 
12) Silós de minério e fundentes. 
Figura 2.20 - Esquema de um forno e létrico de redução. 
99 
modam os motores de corrente contínua) para fazer subir os eletro-
dos quando a corrente é muito alta, ou descê-los quando a corrente 
está muito fraca. 
Um forno de 13.200 KVA pode produzir cerca de 100 t por dia; o con 
sumo de energia ê da ordem de 2.500 - 3.00 kwh/t.