Lista de Redução de Minerio de Ferro

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1ª Lista de Exercícios - Redução de Minérios de Ferro
Aluno(a): Carlos Augusto Pinto Turma: Engenharia de Minas
Defina Alto-forno
Um reator enorme usado pela indústria siderúrgica para produzir ferro, no qual duas mil setecentos e cinquenta e oito reações concorrentes ocorrem simultaneamente, todas elas mais ou menos fora de controle.
Qual são os objetivos de um Alto-Forno
Produzir gusa com baixo custo, estabilidade de produção, qualidade, satisfação do cliente, segurança.
Quais são as características de qualidade exigidas em um Alto-Forno
Química, física, consistência de resultados, baixa variabilidade.
Como é medida a satisfação do cliente?
Produtividade, medida pela quantidade produzida, e a confiabilidade na entrega dos produtos.
Defina: Fuel Rate, Coke rate, TIP, slag rate
Fuel rate: massa de combustível consumida para a produção de uma tonelada de gusa, kg/t de gusa.
Coke rate: massa de coque consumida para a produção de uma tonelada de gusa, kg/t de gusa.
TIP: taxa de injeção de combustíveis auxiliares, kg/t de gusa.
Slag rate (volume de escória): massa de escória produzida para cada tonelada de gusa, kg/t.
Quais são as características exigidas do minério para o Alto-Forno?
O minério para alto-forno deve conter uma escória com o mínimo possível de materiais que são prejudiciais ao processo como SiO2, Al2O3, água e fósforo (P), pois com eles há um aumento no custo e diminuição de produção. Além disso, o minério deve ter alta resistência mecânica para que não aconteça sua quebra durante o transporte e manuseio, pouca geração de finos por choque térmico, boa capacidade de redução (taxa de remoção de oxigênio de ferro) sem que haja degradação. Tendo em vista todas essas propriedades deve-se levar em conta o custo que esse minério terá para a produção e fazer um balanceamento de custo benefício, pois um minério com maior qualidade pode não ser viável dependendo de sua aplicação final e muitas vezes a solução é a mistura de minérios de alta qualidade com outros de baixa qualidade.
Quais são os ensaios feitos no minério?
Tamboramento, crepitação, redutibilidade, RDI, propriedades a quente.
Defina combustão completa e incompleta. Dê exemplos
A combustão completa ocorrerá quando for feita a ruptura da cadeia carbônica e a oxidação total de todos os átomos de carbono, gerando CO2 e H2O. CH4 + 2O2 = CO2 + H2O. Na incompleta não há quantidade suficiente de comburente, oxigênio, para queimar o combustível. Assim, os produtos formados são CO (monóxido de carbono) e H2O. C8H18 (g) + 17/2 O2 (g) → 8 CO (g) + 9 H2O (l).
Quais são os principais elementos geradores de calor? 
C, H, S, Mn, Al, P, Si, Mg.
O que é Poder calorífico
Quantidade de calor liberada por unidade conhecida do combustível.
Quais são os fatores que influenciam o ponto de ignição?
Granulometria, estado físico, porosidade, pressão ambiental e umidade do combustível.
Quais são as principais características do coque metalúrgico?
Cor escura, opaco, poder calorífico aproximadamente 8300 kcal/kg, enxofre 1 a 3%, carbono fixo 88%, cinzas 1,7%.
Quais são as principais características do carvão vegetal?
Cor escura (preta), opaco, poder calorífico de aproximadamente de 7300 kcal/kg. Peso específico de 220 a 250 kg/m3 (base seca). Ponto de Ignição: 350 a 400ºC – Carvões fabricados a 350ºC e 600 a 700ºC – Carvões fabricados a 1250ºC. Baixa resistência mecânica (ao esmagamento). Baixo teor de cinza. Análise típica: 
Cfixo = 83%; P = 0,035%; MV = 13,65%; Cinza = 3,0%
Cite as vantagens do processo de pelotização
Aproveitamento econômico da fração de partículas ultrafinas (<0,150 mm) gerada nas minas e ajuste da qualidade química e física e agregação de valor às cargas metálicas de altos fornos e reatores de redução direta.
Quais são as etapas de um processo de pelotização? 
Concentração/separação, empilhamento e homogeneização, moagem e classificação, espessamento, homogeneização, filtragem, adição de aglomerante, mistura, empelotamento, peneiramento de pelotas cruas, queima e peneiramento de pelotas queimadas.
Defina índice de moabilidade
Previsibilidade do comportamento da moagem de misturas com diferentes tipos de minérios de ferro.
Quais são os fatores críticos na etapa de pelotamento?
Umidade da mistura, granulometria e superfície específica, gênese dos minérios, tipo e quantidade de aglomerante, equipamento e condições operacionais.
Quais são os requisitos de qualidade para pelota?
Distribuição granulométrica homogênea e com pequena fração de partículas abaixo de 5 mm
Resistência física que garanta a integridade nas operações de manuseio e transporte.
Baixo conteúdo de ganga ácida (SiO2 e Al2O3)
Baixos teores de elementos deletérios (ex.: P, S, Cu, Ti, Na2O, K2O, etc.).
Alto grau de redutibilidade e metalização
Baixa tendência à desintegração sob redução (geração de finos)
Baixa tendência à colagem (formação de “clusters”)
Quais são os ensaios químicos utilizados no controle de qualidade da pelota?
Espectrometria de raios-X - FeT, SiO2, Al2O3, CaO, MgO, P, Mn, TiO2
Forno LECO: C e S
Espectroscopia de Absorção Atômica: Na2O, K2O, Pb, Cu, Ni, Zn, Co, V, Cr
Via úmida: FeO, PPC e confirmações especiais.
Quais são os ensaios físicos utilizados no controle de qualidade da pelota?
Granulometria de Pelotas Queimadas
Peneiras: 5, 8, 10, 12,5, 16 e 18 mm
Abrasão: Simular operações de manuseio e transporte
Índice de Tamboramento (% > 6,30 mm)
Índice de Abrasão (% < 0,50 mm)
Resistência à Compressão (daN/p)
250 pelotas de amostra de produção
40 pelotas de amostra de embarque
Quais são os ensaios metalúrgicos utilizados no controle de qualidade da pelota?
Inchamento: Aumento de volume na transformação de hematita a magnetita (redução)
Degradação: Geração de finos durante a redução
Ensaio Estático (RDI)
Ensaio Dinâmico (LTB)
Índices: % > 6,30 mm e % < 3,15 mm
Redutibilidade: Taxa de remoção de oxigênio
Colagem: Tendência à formação de cachos durante a redução (pelotas de redução direta)
Liberação de Enxofre: (pelotas de redução direta)
Quais são as exigências de qualidade por mercado?
Os mercados europeu e asiático preferem pelotas com baixa sílica e alta basicidade, enquanto o norte americano tem uma preferência por pelotas com alta sílica e basicidade.
Como é definido o minério utilizado na pelotização e sinterização? Qual é a granulometria destes minérios?
O minério utilizado na produção de pelotas é o peleet feed com granulometria de 0 a 0,15 mm e para o sinter é utilizado o sinter feed com granulometria de 0,15 a 10 mm.