relatório do funcionamento de um alto forno de ferro gusa

Prévia do material em texto

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA DE MINAS E MEIO AMBIENTE 
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ALANA LORENA ALVES SALES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ALTO-FORNO NA PRODUÇÃO DE FERRO GUSA EM 
SIDERURGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 MARABÁ-PA 
2019 
ALANA LORENA ALVES SALES 
 
 
 
 
 
ALTO-FORNO NA PRODUÇÃO DE FERRO GUSA EM 
SIDERURGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 MARABÁ-PA 
2019 
 
 
 Relatório da Palestra Técnica proferida pela 
Analista de Métodos e Processos do Alto 
Forno da SINOBRAS Débora Braga Marques, 
no dia 30/05, apresentada à Faculdade de 
Engenharia de Minas e Meio Ambiente, 
FEMMA/IGE, da Universidade Federal do 
Sul e Sudeste do Pará, como parte da 
avaliação da Disciplina Introdução à 
Engenharia Química, ministrada pela Profª 
Dyenny Ellen Lima Lhamas, do Curso de 
Engenharia Química. 
 
IDENTIFICAÇÃO DA PALESTRA E EMPRESA ENVOLVIDAS NO ENVENTO 
 
Título da palestra: Alto-Forno na produção de ferro gusa 
Local: Auditório de geologia, UNIFESSPA (Universidade Federal do Sul e Sudeste do 
Pará) 
Data: 30/05 
Horário de aplicação da palestra: 08:00 às 12:00 
Nome da palestrante: Débora Braga Marques 
Formação Acadêmica: Bacharelado em Engenharia Metalúrgica, Metalurgia e 
Matérias 
Cargo: Analista de Métodos e Processos do Alto-Forno da empresa SINOBRAS 
Cel: (94) 984032773 
E-mail: debora.marques@sinobras.com.br 
 
Empresa: SINOBRAS ( Siderúrgica Norte Brasil S.A) 
Endereço: Rodovia PA-150- Distrito Industrial, Marabá – PA. CEP: 68508-970 
Atividade: Atua no setor de produção de aço principalmente para construção civil. 
CNPJ: 07.933.914/0001-54 
Tel: + 55 (94) 2101-3600 e-mail : contato@sinobras.com.br 
Site: www.sinobras.com.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução 
 O minicurso de alto-Forno na Produção de Ferro Gusa na Siderurgia, realizado no 
auditório de Geologia da UNIFESSPA (Universidade Federal do Sul e Sudeste do 
Pará) no dia 30/05, ministrado durante 4 horas, pela Analista de Métodos e Processo 
do Alto-Forno da empresa SINOBRAS ( Siderúrgica Norte Brasil S.A.) Débora Braga 
Marques, com formação acadêmica de Bacharelado em Engenharia Metalúrgica, 
Metalurgia e Materiais. Demostrou como ocorrem os processos na produção de ferro 
gusa, desde a aquisição matéria-prima à sua transformação a fim de se obter o 
produto final ferro-gusa. Esse processo de obtenção do ferro gusa ocorre na 
SINOBRAS, empresa instalada em Marabá desde 2008. A empresa atua no 
segmento fortemente comercial atrelado ao meio técnico-científico pois, para que o 
ferro gusa seja comercializado é necessário que exista na sua produção um cuidado 
por parte dos responsáveis e um certo investimento na pesquisa e em tecnologia que 
proporciona novas formas de otimizar a produção e minimizar os gastos. 
 
O Alto Forno continua a ser a forma mais usada para a produção de ferro gusa em 
todo mundo, apesar de existir outros métodos. A busca pela resistência e 
versatilidade do ferro data quase 5 mil anos . Nos fornos de pedra utilizava-se carvão 
vegetal como combustível, isso a longo prazo causa um forte impacto ambiental. No 
inicio do século XVI o coque produzido pelo carvão mineral começou a ser utilizado 
nesse setor, 30 anos depois o processo se intensificou e hoje temos a maior parte 
dessa produção nos altos fornos, um equipamento de grande porte que favorece altas 
temperaturas que reduz e purifica o ferro, a necessidade de se fazer essa 
transformação se da por conta de que o metal ferro é encontrado na natureza 
sempre combinado com outros elementos, principalmente com o oxigênio, formando 
óxidos de ferro ( minério ), no Brasil a forma predominante encontrada é o Fe2O3, 
a hematita. 
 
O alto forno da SINOBRAS tendo o tamnho de 163m3 e a quantidade de matéria 
prima que se carrega nas correias é em função do balanço de massa (carga 
metalica/fundentes/redutor), cada um deles tem sua rota definida, e são carregados 
para o topo do alto forno e atua em conjuntos com outros equipamentos como o pó 
de balão que serve para filtrar o gás separando de partículas que eles arrasta do alto 
forno e que são reutilizados para aquecer o ar, regenerar e dar ignição. A operação 
que ocorre no alto forno se baseia em dois fluxos em contra corrente : de cima para 
baixo desce o minério de ferro, combustível sólido e fundentes e de baixo para cima 
movem os gases resultantes das combustão do carbono a partir do combustível 
carvão mineral com oxigênio do ar que é insuflado através das ventaneiras a altas 
temperaturas. No fluxo de cima para baixo o mineiro de ferro é derretido, 
transformando-se em um líquido 95% ferro do chamado de ferro gusa juntamente 
com a escória e em relação ao leito pode conter 3700kg de carga metálica, sendo 
25%sinter e 75%minério se utiliza geralmente 1580kg de carvão, com umidade média 
de 6% e densidade de 275kg/m3. Já o peso de carvão varia em função de densidade 
e umidade ou seja, ele nao é fixo 
 
 
 A transformação química que ocorre é dada por: Fe2O3+3CO -> 2Fe +3CO2, onde 
o gás carbônico que esta em fluxo contra corrente de baixo para cima se une ao 
oxigênio retirando sua umidade reduzindo o minério e o transformando em ferro gusa, 
essas fontes de carbono são permitidas através do coque ou carvão mineral. O ar 
aquecido pelos regeneradores é injetado através ventaneiras, na parte inferior do 
alto forno denominada zona de combustão, o ar entra em contato com o carvao ou 
coque gerando gases a elevadas temperaturas, que entram em contato com a carga 
metálica que desce, arrasta as partículas finas passando pelos espaço entre os 
matérias na coluna de carga e reagindo, isso permite que redução do Fe2O3 
aconteça, só sendo possível através das granulação do carvão e minério de ferro, 
se fossem finos ocorreria a compactação do material e o ar encontraria uma barreira, 
a permeabilidade não seria possível. O material que foi reduzindo e fundido 
juntamente com a escória são vazados por furos mecânicos na base do Alto forno e 
a separação do ferro gusa da escória se da por diferença de densidade. 
 Fonte : slide do minicurso de alto forno na produção de ferro gusa Débora Marques. 
 
 
 O Alto Forno é monitorado da sala de controle e a preocupação maior é sempre 
de ter menos gastos de energia e a avalição de alguns processos do que está 
ocorrendo dentro só é possível de ser realizada a partir de 4 horas, tempo em que o 
correto todo o processo de redução ao produto final, já que o sistema é fechado. Por 
isso é extremamente necessário ter conhecimento de todo material que está sendo 
enfornado, para que não ocorra eventos indesejáveis e gastos de energia 
desnecessário. 
 A SINOBRAS mantém um compromisso grande com o meio ambiente no controle 
de CO2 na quantidade liberada permitida que é queimada e no sua reaproveitamento 
. Já na produção de carvão mineral, localizada no município de São Bento do 
Tocantins (TO), a partir de plantações de eucalipto que contabilizam 15 fazendas 
próprias com plantio de eucalipto, em uma área de 25.100 hectares. Esse “Deserto 
Verde” contribui o desmatamento florestale diminuição da biodiversidade nativa, além 
de favorecer a desertificação do clima, como as florestas de eucaliptos necessitam 
de uma grande quantidade de água 
 
 
 Foto: www.sinobras.com.br 
 
 
Perguntas realizadas no minicurso : 
Qual a quantidade de ferro em uma carga na coluna ? 
Resposta : tendo os dados de quantidade de carga de mineiro e sinter é possível 
saber pelo percentual do minério 
 
Como saber a quantidade de carga que será depositadas nas colunas ? 
Resposta : O sensor do topo faz deposito quantitativo a partir da densidade. 
 
 
Pesquisa de complementação 
Caracterização e classificação do resíduo sólido “pó de balão “, gerardo na 
indústria siderúrgica 
• http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-
40422003000100002 
Relatórios anual 2017 
• https://www.sinobras.com.br/ 
 
Extração de minérios e distribuição 
• http://www.vale.com/brasil/pt/paginas/default.aspx 
 
 
 
 
 
 
 
3 Conclusões 
 A Palestra teve duração de 4 horas e a ministrante utilizou bem cada minuto, 
aprofundou bastante o assunto, explicou e exemplificou como um alto forno funciona, 
auxiliada pelo slide para demonstrar melhor as partes físicas de um alto forno, com 
fluxogramas e imagens autoexplicativas. Os procedimentos que envolvem preparo 
do ferro gusa são dinâmicos e complexos, muitas variáveis podem afetar o processo 
com uma possível perda de energia que poderia ter diz o prevenida isso necessita de 
pessoas responsáveis e proativas e que tenham total domínio e respeitem a medidas 
de segurança para que não ocorram acidentes, as atividades são dirigidas da sala de 
controle o que torna os processos ainda mais seguros com a automatização, toda 
logística possibilita a produção diaria de ferro gusa de 430-450t/dia. 
 
 
Referências : 
Sinobras: Sinobras florestal. Disponivel em : < https://www.sinobras.com.br>. Acesso em : 6 
de junho de 2019. 
Vale: mineiro de ferro e pelotas. Disponível em : < 
http://www.vale.com/brasil/PT/business/mining/iron-ore-pellets/Paginas/default.aspx >. 
Acesso em 7 de junho de 2019.