Influencia da temperatura na reducao de pelotas hematiticas com redutor solido-carvao, na faixa de 750.c a 1050.c

Abstract

Estudou-se neste trabalho a influência da temperatura na reduçao direta de pelotas hematíticas com carvão, entre 7509C e 1.0509C. As matérias-primas empregadas foram: carvão não coqueificávelde elevado teor de cinzas, proveniente da mina Butiá-Recreio (RS), usado no processo SL/RN, e três diferentes tipos de pelotas comerciais. O equipamento pode ser descrito, basicamente, como constituido por um reator estático vedado a entrada de gases e aquecido externamente por um forno elétrico de aquecimento programável. A granulometria dos materiais ensaiados foram: 2,0 - 3,36mm para o carvão e 10,0 - 12,70mm para as pelotas. A relação Cfixo/Fe foi mantida constante para todos os ensaios tendo seu valor sido fixado em 0,43. o acompanhamento da redução ao longo do tempo foi feito por meio de ensaios de interrupção. Através da pesagem, análise química via úmida e difratometria de raio X dos constituintes traçaram-se as curvas de grau de redução, metalização e distribuição de Fetot nos óxidos, contra tempo. Paralelamente, com o auxilio de um aparelho de Orsat, analisaram-se os gases gerados no sistema durante a redução para as temperaturas de 800, 900 e 1.0009C. A morfologia da redução, por sua vez, foi analisada através das observações microscópicas das seções polidas feitas para as pelotas reduzidas nos diversos ensaios. A cinética do sistema minério-carvão foi estudada neste intervalo, testando-se alguns modelos. Os resultados adequaram-se bem ao modelo de reação de primeira ordem, evidenciando-se uma grande influência da temperatura na velocidade de redução, relacionada às características de reatividade do carvão. A etapa de gaseificação apresentou-se como limitante da cinética global, exceto para elevadas temperaturas e graus de redução. As três pelotas não apresentaram, portanto, nas condições experimentais, diferenças sensfveis em seus graus de redução e metalização para temperaturas inferiores à 1.0009C. Entretanto, as características físicas (grau de inchamento, resistência mecânica) apresentaram-se bastante discrepantes para os ensaios realizados. Estes resultados paralelos foram analisados e apresentados comparativamente.

The influence of temperature on Direct Reduction of Haematite pellets with coaI has been studied within the range of 7509C to I.OS09C. Raw materiaIs were chosen from those utilized by the SL/RN process in Brasil. The selected coal, having a high ash content,was a non-coking coal from Butiá-Recreio mine (RS). The pellets used we re three types of typical commercial Haematite pel1ets. The equipment utilized was basically a static reactor(with no gas admitance), heated in an electric furnace having a controlled heating ratio. The grain size was fixed in an operational range between 2.0-3.36mm for coal and lO.O-12.7mm for the pellets; and the fixed carbon/lron ratio was fixed as 0.43. Reduction was monitored by means of interruption tests. The degree of Metallization, Reduction and oxides distribution were determined by chemical analysis, and the morfology of reduction was studied by means of microscopical analysis af polished sectians af peIlets. Kinetics af coal-ore system was studied within this range of temperature and some models were tested. Good agreement with a first arder reaction type with respect to oxygen concentration was found. ln addition, a great influcence of temperature on the reduction rate was detected which is related to a great extent to coal's reactivity lt was postulated that that gasification step limitates kinetícs of the system on a large range. Under these conditions,only at high temperatures and high degrees af metallization the reduc tion step was found to play an important role. Although the ammount of reduction was not very different for the pellets in many cases, a general distinct behaviour was noticed for physical properties (swelling index and resistance, mainly) .Th~ se paiallel data were collected and are briefly discussed.