Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
MIDREX E TECNORED Paulo Vinicius, Raquel Luisa e Sandy de Andrade INTRODUÇÃO 2 O Brasil é o segundo maior produtor de minério de ferro do mundo, sendo que a China produz cerca de 21% e o Brasil, 19%. Minério de ferro são rochas que podem dar origem ao ferro metálico visando a utilidade economicamente viável. REDUÇÃO DIRETA ● É o tratamento químico de redução de uma substância mineral (normalmente um óxido) para a produção de um metal, por meio de um agente redutor que não inclua os metais e o carbono sólido. ● O processo de redução direta é uma alternativa ao uso do alto forno para a fabricação de um produto intermediário com as mesmas funções básicas do ferro gusa produzido pelo alto forno, pois este outro produto intermediário (ferro esponja) também se destina ao uso na aciaria para a produção de aço. Fig.1 -Ferro esponja TECNOLOGIA MIDREX Introdução - MIDREX 5 O Midrex é um processo inovador de fabricação de ferro, desenvolvido para a produção de ferro de redução direta (DRI) a partir de minérios de ferro e principalmente gás natural. A Tecnologia Midrex é altamente adaptável às necessidades de produção, garantindo mais flexibilidade para produzir várias formas de ferro. O Midrex é a tecnologia líder mundial para a redução direta de minério de ferro. Por mais de duas décadas as plantas Midrex produzem 60% ou mais do DRI (ferro reduzido direto) do mundo a cada ano em suas três formas: DRI frio (CDRI), DRI quente (HDRI) e ferro briquetado quente (HBI) e continua a desenvolver algumas das tecnologias mais eficientes e bem-sucedidas do setor. Processo - MIDREX 6 O Midrex é um processo de forno de cuba a gás, que converte óxidos de ferro - na forma de pelotas ou minério de ferro graúdo - em ferro de redução direta (DRI). O desempenho do processo normalmente excede sua capacidade nominal. Essa tendência continuará com a implementação de novas tecnologias, como revestimento de óxido, ou, injeção de oxigênio por exemplo. O processo Midrex baseado em forno de eixo fornece uma maneira eficiente de reduzir o óxido de ferro com a maior flexibilidade operacional. O forno de eixo pode usar gás natural ou gás de carvão ou gás de coqueria como seu redutor. O processo é insuperável no setor de Redução Direta, a qualidade ajustável do produto e a flexibilidade de produzir várias formas de ferro, juntamente com alguns dos melhores registros de produção do setor, tornam o processo Midrex um dos mais lucrativos do mundo para possuir e operar, atendendo às constantes necessidades de inovação do setor siderúrgico. No processo Midrex uma mistura de gases contendo metano e gases reformados (a 1000ºC num catalisador) é introduzida no forno junto com o minério de ferro (geralmente em pelotas), no qual a parte superior corresponde à zona de redução e a parte inferior á zona de resfriamento. A redução corre a 760ºC com tempo de residência em torno de 6 horas. Na zona de resfriamento introduz-se gás frio e recolhem-se lateralmente finos e gases para a purificação, enquanto na parte inferior do forno retira-se o ferro esponja. Na purificação o metano (CH4) e o vapor d’água (H2O) são transformados em CO e H2, mistura gasosa que é efetivamente o agente redutor. Estas mistura gasosa redutora é adicionada ao metano na reforma que gera o gás, e é novamente introduzido no forno para a redução. A partir daí, o produto pode ser descarregado como CDRI, HDRI, HBI ou qualquer combinação. São controlados: temperatura, composição do gás, quantidades de minério e gases. 9https://www.youtube.com/watch?v=uV2CfWnA5KU https://www.google.com/url?q=https://www.youtube.com/watch?v%3DuV2CfWnA5KU&sa=D&ust=1569260018920000&usg=AFQjCNHTuAqEFYABlFYM3pKOh3cHjjx0KA Vantagens - MIDREX 10 ● Obter o gás de redução a partir da fonte de energia mais prontamente disponível e a preços competitivos; ● Reduzir de forma eficiente as pelotas de óxido de ferro locais e minérios de qualidade variável, quer separadamente ou em diferentes combinações; ● Descarregar DRI a frio ou a quente e em qualquer combinação para produzir simultaneamente DRI frio (CDRI), ferro briquetado a quente (HBI) e DRI quente (HDRI) ● Midrex NG é a configuração do processo Midrex que utiliza gás natural, considerado o combustível mais limpo da indústria de produção de gusa. ● MXCOL® usa syngas, ou gás de síntese, a partir do processo de gaseificação do carvão ou de produção de coque para produzir DRI no processo Midrex. ● As syngas de exportação de uma planta de metal quente também produzem um gás redutor de alta qualidade que pode ser usado nos forno de eixo Midrex para produzir DRI. ● No Brasil, atualmente não há utilização de gases na etapa de redução do minério para a produção de ferro-esponja (DRI), seja o gás natural, sejam aqueles provenientes da gaseificação do carvão. A experiência mais recente na siderurgia brasileira foi realizada na Usiba, do Grupo Gerdau, que encerrou a operação por considerá-la inviável. CURIOSIDADES SOLUÇÕES ECOLÓGICAS - MIDREX 12 ● Limpeza de gases MERIM - Maximização da redução de emissões e de recuperação de energia A Primetals Technologies desenvolveu uma avançada tecnologia de limpeza a seco do gás de topo de alto forno e dos processos COREX e FINEX, com benefícios consideráveis para o meio ambiente e os clientes, quando comparada com o sistema convencional de limpeza de gás de topo por via úmida. O gás limpo atende aos regulamentos atuais e futuros de emissão, permitindo reduzir significativamente a pegada de CO2. ● Reciclagem de subprodutos Briquetagem de metais ferrosos - Reciclagem de subprodutos A nossa solução para reciclagem de subprodutos utiliza um processo de briquetagem a frio, com equipamentos de eficiência comprovada e aplicação de um agente aglomerante selecionado para cada aplicação, de forma a garantir briquetes com a mais alta qualidade possível. Estes briquetes podem ser utilizados como matéria prima em plantas de DRI, altos fornos, convertedores LD (BOF) ou plantas Corex. https://www.google.com/url?q=https://www.primetals.com/pt/portofolio/solucoes-ecologicas/limpeza-de-gas/&sa=D&ust=1569260022264000&usg=AFQjCNG58MrVFGun1X6-oOalLPi89goRQQ https://www.google.com/url?q=https://www.primetals.com/pt/portofolio/solucoes-ecologicas/reciclagem-de-subprodutos/&sa=D&ust=1569260022265000&usg=AFQjCNGkm_QCEb5xsU44v21HcR6WIc75CQ TECNOLOGIA TECNORED INTRODUÇÃO - TECNORED 14 ● O processo Tecnored é uma tecnologia emergente de produção de ferro primário, desenvolvida no Brasil; ● A tecnologia Tecnored consiste em um processo de fabricação de ferro primário em um forno modular com características e dimensões próprias. Possui grande flexibilidade de uso de matérias-primas de baixo custo. ● Se destaca pelo uso de um forno com geometria inovadora, que utiliza matérias-primas de baixo custo de forma limpa e altamente eficiente. ● O processo apresenta ainda a capacidade de processar uma carga integralmente constituída de resíduos próprios e de terceiros. ● No processo são utilizados como carga aglomerados auto-redutores de cura a frio (dispensando fornos de queima), produzidos com finos de minério de ferro ou outras fontes de ferro, mais finos de alguma fonte de carbono. ● Estes materiais, misturados com fundentes e ligantes, são aglomerados em briquetadeiras ou em discos tradicionais de pelotização, na forma de briquetes e pelotas respectivamente, e em seguida curados e secados. ● O forno Tecnored não necessita de resistência mecânica elevada igual aos utilizados em processos convencionais (alto forno). PROCESSO - TECNORED ● A tecnologia de auto redução, nos moldes da Tecnored, estimula a promessa de superar em rentabilidade e funcionalidade, os complexos e custosos altos-fornos. ● Tudo isso é possível a partir das características diferenciadas do forno, que contém, basicamente, uma cuba superior, uma zona de fusão, e em seguida a cuba inferior, pela qual se vaza o metal líquido e a escória, emum regime operacional muito parecido com o de um alto-forno ● As vantagens operacionais começam na cuba superior onde não é necessária a adição de combustível sólido, resultando em economia de energia e evitando a ocorrência da gaseificação do carbono. FORNO TECNORED 17https://www.youtube.com/watch?v=ROgHTY_-tbE https://www.google.com/url?q=https://www.youtube.com/watch?v%3DROgHTY_-tbE&sa=D&ust=1569260026669000&usg=AFQjCNEs20mmoiJEIz1RXdbGj-8nCxEWdQ FORNO TECNORED 18 Na figura ao lado mostra o percurso realizado pelo combustíveis na lateral do forno. ● Como resultado direto da alta produtividade volumétrica, o forno Tecnored é proporcionalmente menor do que um alto-forno, o combustível necessita de resistência mecânica muito inferior. ● Esta característica, é uma das principais razões que explicam a habilidade do forno para dispensar o uso de coque metalúrgico e permitir o uso de combustíveis sólidos não-convencionais e de baixo custo. Alto-forno: 20 a 30 metros de altura. Forno Tecnored: 5m de altura. Características do Tecnored O forno Tecnored por ter alimentação lateral e constante de combustíveis sólidos, além da altura da cuba ser menor, permite que o mesmo seja alimentado por diversas matérias primas que influenciam diretamente no impacto ambiental gerado por processos siderúrgico similares. Além disso as matérias primas utilizadas dependem de baixa demanda de energia elétrica dispensando o uso de oxigênio. Combustíveis sólidos A modularização do forno Tecnored permite a possibilidade de aumento do comprimento do forno, consequentemente de volume, permitindo o aumento da produção linearmente ao acréscimo do comprimento. Características do Tecnored Para garantir a resistência exigida pelo alto-forno, os combustíveis precisam ser coqueificáveis o que gera ainda mais substâncias poluentes durante o processo. A biomassa vem como alternativa ecológica no forno Tecnored; no processo a matéria orgânica de origem animal ou vegetal é utilizada na produção de energia. Isso resulta em baixas emissões de SO, uso de biomassa de crescimento rápido e o uso de madeira como combustível. SOLUÇÕES ECOLÓGICAS - TECNORED ● Possibilidade de processamento de uma grande variedade de cargas (minérios, sucatas, cavacos etc.); ● Baixo custo de investimento; ● Flexibilidade, podendo ser dimensionado a partir de módulos básicos. Essa tecnologia ainda se encontra em fase experimental no Brasil. Vantagens - TECNORED MIDREX E TECNORED 24 ● Redução sólida - Reações gás-sólido > Ferro-esponja (MIDREX) ● Auto Redução – reação do tipo sólido-sólido - via intermediários gasosos no interior dos aglomerados > metal líquido ou ferro esponja (TECNORED) TECNORED X ALTO FORNO 25 ● Não depende do uso de coque; ● Forno Simples- Metal líquido em uma única etapa; ● Matérias-primas não convencionais; ● Alta eficiência energética. CONCLUSÃO 26 As tecnologias apresentadas a Midrex e a Tecnored são tecnologias em que o uso traz consigo muitas vantagens, como economia com a aquisição das matérias primas para os processos, em tamanho da planta, em redução de desperdícios entre outros. As duas são tecnologias que estão em constante evolução e esperamos que avancem continuamente.
Compartilhar