Ferro Esponja

8/18/2019 Ferro Esponja

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Processo de redução direta

Dieuvane Matheus

Rudson Wagner



• O princípio da redução direta consiste em tratar-seóxidos de ferro puros !e"O# ou !e#O$% atemperaturas usua&mente entre '() e *)()+, napresença de uma su.st/ncia redutora0

• O produto da redução direta 1 o ferro espon2a0• Processo precedeu o 3&to-!orno mas não o.teve as

grandes esca&as de produção do mesmo0



• Motivos do seu uso at1 ho2e4 5 3proveitar carv6es não co7ueific8veis9 5 Min1rios de ferro com .aixo teor de ferro9 5 :ti&i;aç6es do excesso de g8s natura& em regi6es ricas

nesse insumo0• <dea& do ponto de vista do capita& para insta&ação de

mini usinas0



Redução direta em

âmbito mundial



• =asicamente todos os processos de redução diretapodem ser agrupados em duas grandes c&asses4

5 :ti&i;am redutores só&idos9 5 :ti&i;am redutores gasosos9



Principais processos

• Processo >?@RA só&ido%9• Processo Boganaes só&ido%9• Processo Wi.erg->oderfors gasoso%9• Processo Midrex gasoso%9• Processo BC? gasoso%9• Processo ?eito !&uidi;adoB<= Bigh <ron =ri7uette%

gasoso%



Processo >?@RA

• O redutor 1 co7ue ou carvão moído0• 3 carga consiste de concentrados de min1rio de ferro

na forma moída ou na forma de Epe&otasF co7ue oucarvão e ca&c8rio moídos0

• G &evada a um forno rotativo onde a temperatura 1mantida na faixa de *0))) a *0)HI+,0

• O produto só&ido 1 resfriado e o ferro 1 separadomediante separador magn1tico0

• O com.ustíve& não uti&i;ado 1 removido e reuti&i;ado• Permite produ;ir materia& contendo apenas ))" e

))(J de >0



Reações químicas

formação de g8s redutor4

,redutor% K ,O"g% L " ,O

Redução dos óxidos de ferro4!enOm K m,O L n!e K m,O"

O ar admitido ao &ongo do forno 7ueima o

,O4,O K *@" O" L ,O"

Reação g&o.a&4

!enOm K m@" , L n!e K m@" ,O



Processo Boganaes

• ,amadas a&ternadas de min1rio de ferro de a&to teorfinos de carvão co7ue e ca&c8rio0

• Recipientes a7uecidos at1 *"I)+,0• Os fornos são a7uecidos pe&a 7ueima de g8s de

geradores e do ,O da redução do min1rio0• Os recipientes são resfriados no interior do forno

removidos e o ferro redu;ido 1 separado0• Parte do ferro espon2a 1 moída e refinada para uso na

meta&urgia do pó0• empo de permanNncia de um recipiente no interior

do forno4 *" dias0



Processo Wi.erg->oderfors

• !orno de materia& refrat8rio em forma de chamin1com a&tura de "$ m di/metro interno .ase ") mdi/metro interno topo **) m0

• Os gases redutores consistem numa mistura de ") a

#)J de hidrogNnio e H) a )J de ,O produ;idosnum Ecar.uradorF a co7ue ou carvão vegeta&a7uecido e&etricamente0

• Os gases passam por uma camada de do&omita ou

ca&c8rio para remoção de enxofre e são insuf&ados naparte inferior do forno0

• Os gases a *)*)+, redu;em a carga descendente deóxido de ferro0 ,arga4 min1rio sínter ou pe&otas



Processo Midrex

• Desenvo&vido pe&a EMid&and-Rose ,orporationF0• Redutor 1 uma mistura de ,O e B o.tidos a partir de

g8s natura& EreformadoF0• O forno 1 do tipo vertica& e a carga consiste de

pe&otas de óxido de ferro0• 3 ;ona de redução situa-se na parte superior do forno

e o ferro espon2a 1 resfriado na parte inferior0• O processo Midrex produ; ferro espon2a com

'"-'( J de !e "-( J de , > L ))) J0



Processo BC?

• Desenvolvido no México.• Combustível !"s natural misturado com vapor.• # mistura é $re%ormada&' ori!inando C( e )*' e

dessul%urada.• (s !ases passam por torres de res%riamento a

"!ua de modo a remover+se o excesso devapor.

• ,ão novamente pré aquecidos' entre -- e

/01C e introdu2idos em reatores de reduçãocontendo minério de %erro de alto teor oua!lomerados de 3nos de minério.



Processo de ?eito f&uidi;ado B<= Bigh <ron =ri7uette%

• <mp&antado comercia&mente em *'H* na ene;ue&ape&a :> >tee&9

• <nsta&ação para um mi&hão de tone&adas de

.ri7uetes@ano9• Qrau de redução de H(J9• Q8s redutor produ;ido cata&iticamente a partir de g8s

natura& e vapor redu;indo o min1rio moído a *) mesh0• O produto da redução 1 então .ri7uetado0



Principais reaç6es 7uímicasdos processos 7ue uti&i;am g8s

O g8s natura& reage com ,O" e B"O atrav1s das reaç6es4

,B$ K ,O" L " ,O K " B"

,B$ K B"O L ,O K # B"

3s reaç6es endot1rmicas favorecidas a a&tas temperaturas%são rea&i;adas entre '() , e *))),0

Sm redução direta os produtos da redução cont1m ,O" eB"O podem ser recircu&ados e usados nas reaç6es dereforma0

3 proporção entre ,O e B" no g8s reformado 1 contro&adape&a proporção de ,O" e B"O no g8s reagente &imitada por4

,O K B"O L ,O" K B"



3ssim na redução direta o.t1m-se asseguintes reaç6es re&acionadas ao min1riode ferro4

!e"O# T !e#O$

!e#O$ T !eO

!eO T !e



O ferro espon2a

O ferro espon2a 1 um produto met8&icocom ( a '(J de ferro e de )* a *)J de, podendo chegar a ")J de ,0 emaspecto espon2oso e 1 o.tido no estadosó&ido U temperatura em torno de '() a**)) +, a preços re&ativamente redu;idosse comparado a grandes siderVrgicas0



3p&icaç6es do ferro espon2a

Sm gera& o ferro espon2a 1 uti&i;ado emfornos e&1tricos a arco em su.stituição Usucata para o.tenção do aço onde a suacaracterística vanta2osa 1 a suasuperioridade em re&ação U sucata emtermos de pure;a e&ementos de &igacontidos na sucata podem dificu&tar o

atendimento U especificação do aço a serprodu;ido%0



Principais vantagens do ferro

espon2a G um produto 7ue su.stitui em parte a sucata 7ue

esta cada ve; mais escassa e preços .astantesirregu&ares0

,om sua fa.ricação tende-se a redu;ir o emprego doco7ue 7ue 1 necess8rio nos 3&tos-fornos pois esteredutor necessita de carvão minera& co7ueific8ve& ecu2as reservas estão cada ve; mais escassas0

O ferro espon2a e um processo a&tamente

vi8ve& em países poucoindustria&i;ados com min1rios de a&ta 7ua&idade comescasse; de sucata e com g8s natura& em a.und/nciacomo4 MG<,O SASX:S?30

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