Auto-redução & fusão-redução de pelotas contendo óxido de ferro.

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Santos, Dener Martins dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ferro; Iron; Mudança de fase; Phase change; Redução; Reduction; Resíduos; Waste
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-03072024-151452/

Este trabalho aborda a auto-redução carbotérmica do óxido de ferro combinado com diferentes materiais carbonáceos (grafita, moinha de coque e carvão vegetal), aglomerados na forma de pelotas. Estas pelotas são denominadas auto-redutoras, e cimento Portland tipo ARI (Alta Resistência Inicial) foi utilizado como aglomerante. A redução das pelotas auto-redutoras foi estudada tanto no estado sólido (empregou-se forno de resistência), quanto pela fase líquida utilizando-se um banho metálico de Fe-C saturado. Pelotas convencionais (sem a presença de redutor na composição) também foram utilizadas na redução pela fase líquida. Os resultados indicam que a redução das pelotas auto-redutoras no estado sólido, abaixo de 1473K, sofre influência do tipo de redutor, quantidade de aglomerante e da temperatura. Nas temperaturas superiores a 1473K, estes parâmetros não influenciam significativamente no processo. Análises microscópicas indicam que a formação do ferro metálico, em pelotas auto-redutoras de óxido de ferro puro, ocorre na forma de partículas ao longo de toda a pelota. No caso de pelotas auto-redutoras de resíduos siderúrgicos, a formação do ferro metálico ocorre de modo mais pronunciado a partir das camadas mais externas. O mecanismo controlador da redução das pelotas auto-redutoras, em temperaturas até 1473K, indica ser a reação de Boudouard. Acima de 1473K, o transporte de calor desponta como o possível mecanismo controlador. Pelotasconvencionais submetidas a redução pela fase líquida, apresentaram longos tempos de reação, em temperaturas abaixo de 1711K, devido a provável formação da wustita sólida, na interface de reação entre as pelotas convencionais e o banho metálico. Este fenômeno, apresentado pelas pelotas convencionais, não ocorreu com as auto-redutoras. ) Análises microscópicas em ensaios interrompidos a 1623K, indicam que a formação do ferro metálico nas pelotas auto-redutoras submetidas a redução pela fase líquida, ocorre similarmente a redução no estado sólido. As pelotas convencionais sinterizadas possuem elevadas velocidades de redução em temperaturas superiores a 1711K, se comparadas com as aglomeradas a frio. Contudo, abaixo de 1711K, ambos tipos de pelotas convencionais possuem mesmas velocidades de redução. Análises cinéticas indicam que nas pelotas convencionais sinterizadas, a etapa controladora é possivelmente a reação de gaseificação do carbono do banho; enquanto que para as aglomeradas a frio, o controle misto. O passo controlador demonstra ser o transporte de calor, para as pelotas auto-redutoras de óxido de ferro puro.