Atividade Sabado letivo 11 09 - Sider II (1)

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ESTUDO Revisão SIDERURGIA – 2º MODULO – PROF. JOSÉ GONÇALVES NETO
ALUNO: MÁRCIO RICARDO DE PAULA
1 – O que se entende em siderurgia pelos termos listados abaixo:
A- Alto-forno:É um aparelho metalúrgico alimentado pelo topo com minério de ferro, e/ou sinter, e/ou pelota, coque e/ou carvão vegetal, fundentes e adições diversas e através das ventaneiras é injetado no cadinho ar aquecido. Em síntese, o Alto Forno é um trocador de calor em contra corrente, enquanto a carga desce no interior do forno, os gases resultantes da queima do carvão e/ou coque na altura das ventaneiras ascendem-se através da coluna de carga, promovendo a redução e pré 
aquecendo os materiais.Alto-forno é como se chama o reator químico, na siderurgia, de tamanho variável, externamente revestido por metal e internamente com material refratário, onde é reduzido o minério de ferro, a fim de transformá-lo em ferro-gusa.
B- Escória de Alto forno: A escória de alto forno é um produto gerado na fabricação do ferro gusa, sua formação ocorre pela combinação química das impurezas do minério de ferro com calcário e dolomita e as cinzas de carvão mineral, durante a produção do ferro gusa a EAF flutua no topo do ferro fundido, localizado na parte inferior do forno.
C-Ferro Gusa: O gusa é o produto imediato da redução do minério de ferro pelo coque ou carvão e calcário num alto forno. O gusa normalmente contém até 5% de carbono, o que faz com que seja um material quebradiço e sem grande uso direto. É uma liga de ferro e carbono, obtida por fusão redutora de minério de ferro e ou seus aglomerados, com 2,11 à 6,67% de carbono contendo ainda outros elementos como: Si, Mn, P, S e demais residuais. 
A composição do ferro gusa é determinada de acordo com a finalidade a que se destina: aciaria ou fundições. A diferença de composição encontra-se principalmente nas porcentagens de silício e fósforo. A aciaria requer gusa com silício mais baixo e fósforo dentro dos limites que possa ser removido do banho durante a fabricação do aço, a fundição requer gusa com silício mais alto ( cinzento ) e fósforo o mais baixo possível. Em ambos os casos, o enxofre deve ser o menor possível.
D- Fundentes: São materiais cuja composição química seja tal que, quando adicionados à carga de um aparelho metalúrgico, reagem com seus constituintes indesejáveis, formando compostos estáveis que, no próprio aparelho ou em processos subsequentes, se separarão do banho metálico, para constituírem a escória do processo em questão. 
Fundente em metalurgia é uma substância usada para promover fluidez ao metal e remover impurezas na forma de escória. Calcário é comumente usado como fundente na fundição de minério de ferro. Na solda o fundente é usado para retirar camadas de oxidação e prevenir a reoxidação da superfície durante o aquecimento.
E- Índice de Basicidade:Existem várias escalas para medir a basicidade de uma escória. De acordo com a teoria iônica, a basicidade é expressa como sendo o excesso de íons O2- /100p de escória.
Para garantir a eficiência da remoção das impurezas e a separação dos compostos indesejáveis assim como a própria separação da escória do metal, é necessário que propriedades como viscosidade, ponto de fusão, densidade e tensão superficial sejam cuidadosamente controladas.
F- Gás de Topo: O processo de produção de ferro-gusa em altos-fornos gera um gás com um poder calorífico na ordem de 750 a 900 kcal.Nm-³ que possibilita a sua utilização em regeneradores de calor para aquecer o ar utilizado no processo produtivo. Normalmente apenas 50% desse gás é utilizado nos regeneradores e o restante é redirigido para ser utilizado na usina (no caso de siderúrgicas integradas) e simplesmente queimado e jogado na atmosfera no caso de altos-fornos a carvão vegetal em usinas independentes de produção de ferro-gusa, O gás que sai pelo topo do alto forno é composto de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2 ) e principalmente de nitrogênio (N2 ) e após mistura com gases de coqueria é utilizado para pré-aquecer o ar insuflado no alto-forno.
G-Temperatura de Chama: Este controle está relacionado diretamente à estabilidade operacional do alto-forno, cuja temperatura de chama deve ser em torno de 1.950°C, com utilização de gás natural. A temperatura de chama é uma variável relevante no processo de redução da carga metálica em um alto-forno, pois exerce influência no perfil térmico e escoamento gasoso no interior do reator. Tal temperatura é diretamente influenciada pelas alterações na vazão de gás natural ou na taxa de injeção de carvão. Um exemplo é, para uma taxa injeção de carvão pulverizado de 100 kg/t, nota-se que a temperatura de chama diminui cerca de 150°C e, para a mesma taxa de injeção para o gás natural tem-se uma redução de aproximadamente 350°C em relação a taxa nula de injeção.
H- Índice de Produtividade: A produtividade de um alto-forno depende da quantidade de carbono queimado nas ventaneiras na unidade de tempo, o consumo de carbono (coque) para produzir uma unidade de ferro. Ou seja, uma função do gás gerado nas ventaneiras na unidade de tempo e aquele requerido para produzir uma unidade de ferro
 I- Carbono Fixo: O carbono fixo é aquele que não é eliminado no aquecimento na ausência de ar. calcule-se por diferença, subtraindo da massa inicial a umidade, os voláteis e a cinza carbono fixo, matéria volátil, cinzas e umidade constituem a análise imediata.
J- Volume Útil: É a parte do volume que pode ser efetivamente utilizada para operação de produção.
2– Faça um desenho esquemático de um alto forno mostrando as suas partes constituintes e represente o esquema entrada/saída.
3- Quais são as principais matérias-primas siderúrgicas?
Além do minério de ferro, do coque, carvão vegetal e do calcário outras matéria primas são utilizadas para na indústria siderúrgica, entre elas está o minério de manganês e a sucata de aço.
4- Quais são os principais produtos siderúrgicos?
5 - Comentar sobre a importância da Siderurgia para a sociedade.
6- O que entendo por engaiolamento e arriamento de carga? Como evitá-los?
7- O que entendo por marcha fria? Como evitar?
8- Citar as propriedades que um bom minério de ferro deve apresentar
9- Um alto-forno a carvão vegetal apresenta os seguintes dados:
Produção: 250t dia consumo de carvão dia: 615 m3 ; volume do A.F: 125m3 
Qualidade do carvão ⇒ densidade: 242kg/m3 c.f : 68% ;
 A- Calcule o índice de produtividade deste alto-forno:
 B - Calcule o consumo de carvão (m3/t gusa): 
C - Calcule o consumo de carbono fixo (Kg/t gusa);
 D- Calcule a temperatura de chama considerando os seguintes dados:
 Ts= 785ºC; E= 2,2%; Ti= 100g; Umidade= 28g; Tc= 900ºC
10- Considere duas escórias, escória A com 52% de CaO e 36% de sílica, e uma escória B com 45% de sílica e 32% de CaO. Calcule a basicidade binária de ambas, classifique-as como ácida ou básica, indique qual delas é característica de um alto forno à coque e comente a importância da composição em relação ao consumo de refratários;
11 – Uma Industria Siderúrgica tem em seu estoque um carvão vegetal que possui densidade igual 235Kg/m3 e carbono igual a 68%. Utilizando este carvão a empresa tem um consumo para produzir 1 tonelada de ferro gusa igual a 2,68m3 de carvão. De posse dos dados, calcule:
A - O consumo (em Kg) de carvão para produzir 1 tonelada de ferro gusa;
B - O consumo (em Kg) de carbono para produzir 1 tonelada de ferro gusa.
12- Sabendo-se que em 2 análises de gás obteve-se os valores ( % ):
1- CO2=18.9 O2=0.2 CO=21.3 CH4=2.2 H2=4.1 
2 -CO2=14.8 O2=0.2 CO=26.4 CH4=3.8 H2=6,2 
Calcule a relação CO/CO2, CO / (CO + CO2), o fator ômega e responda as perguntas abaixo. Justifique suas respostas.
a- Diga em qual situação tem-se o melhor aproveitamento do gás redutor no AF. 
b- Qual situação tem indícios e entrada de água no AF.
c- Qual situação tem indícios de entrada de muita madeira não carbonizada no AF.
13- Considere os dados de uma Siderúrgica:
Minério = ( SiO2 = 6%,Fe = 60%, P = 0,0490%, Al2O3 = 1,9%, Mn = 0,12% )
Deseja-se produzir um ferro gusa com 94,0% de Fe ; 1,60% de Si e 0,90% de Mn. A escória objetivada deverá possuir índice de basicidade igual a 0,78 e Al2O3 igual a 17%. Sabe-se que o calcário utilizado possui 54% de CaO.
Considere ainda : carvão vegetal : cinzas = 3,20% ; densidade = 232Kg/m3 ; 
consumo = 1,95m3/t; CaO cinza = 28% ; SiO2 cinza = 20% 
Coque : cinzas = 4% ; consumo = 140Kg/t; CaO cinza = 15% ; SiO2 cinza = 20% 
Pó de topo: 3,5% da carga de minério / t gusa, sendo 
CaO pó de topo = 10% 	 SiO2 pó de topo = 22% 
De posse dos dados, calcule: 
A – peso de minério de ferro gasto pôr tonelada de gusa produzido;
B – relação sílica/alumina do minério. Comente o resultado.
C – peso de escória gerado pôr tonelada de gusa produzido;
D – peso de calcário gasto pôr tonelada de gusa produzido;