Produção de briquetes a partir de finos de carvão vegetal e finos de minério de ferro

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Data

2025-02-12
Autor(es)

Orientado(es)
Mestre David Hebert Vieira

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Abstract

Due to the need to mix coals of different levels to suit the needs of the process, and considering that fossil fuels are highly polluting, there is a need for alternative routes that can minimize these impacts on the environment. The use of charcoal in steelmaking emerged as an alternative to mineral coal considering the positive carbon balance generated throughout its chain and also economically, however, charcoal cannot replace mineral coal in its entirety in the process due to some restrictions it has in relation to resistance and large production volumes. Also considering that iron ore is becoming increasingly poor, requiring more processing steps, in order to cause a greater generation of fines in the process, there is a need for a better destination for these materials. Fines cannot be used in the blast furnace because they affect the permeability of the melting bed, making the reduction steps difficult, reducing the efficiency of the process. Due to these problems, briquetting appears as an alternative so that these fines can be returned to the process and concentrate the energy present, in order to increase its mechanical resistance. In this work, briquettes were manufactured with iron ore fines and charcoal fines, chemical characterization of the materials and the RDI (Reduction Degradation Index) test of the generated briquette were carried out. Two curing temperatures were proposed to perform the RDI: at a temperature of 100°C the briquette presented an RDI = 74,70% and at a temperature of 500°C it was not possible to carry out the test because the briquettes disintegrated easily. The briquette proposed in this work did not reach sufficient mechanical resistance to be used in the process. When carrying out the test, a strong combustion of charcoal was observed, suggesting high reactivity. For future work, it is suggested to carry out more tests with lower percentages of charcoal and reduce the curing temperature of the briquette.


Resumo

Em virtude da necessidade em ser preciso misturar carvões de diferentes teores para adequar a necessidade do processo, e considerando que combustíveis fósseis são altamente poluentes, vê-se a necessidade de rotas alternativas que possam minimizar esses impactos no meio ambiente. O uso do carvão vegetal na siderurgia surgiu como uma alternativa ao carvão mineral considerando o balanço positivo de carbono gerado ao longo de sua cadeia e também economicamente, porém, o carvão vegetal não consegue substituir o carvão mineral em sua totalidade no processo devido a algumas restrições que ele possui com relação à resistência e grandes volumes de produção. Considerando também que o minério de ferro está ficando cada vez mais pobre, necessitando de mais etapas de beneficiamento, de modo a ocasionar uma maior geração de finos no processo, vê-se a necessidade de uma melhor destinação a esses materiais. Os finos não podem ser utilizados no alto-forno porque afetam a permeabilidade do leito de fusão, de modo a dificultar as etapas de redução, reduzindo a eficiência do processo. Através desses problemas, a briquetagem surge como alternativa para que se possa retornar com esses finos no processo e concentrar a energia presente, de modo a aumentar sua resistência mecânica. Neste trabalho foram fabricados briquetes com finos de minério de ferro e finos de carvão vegetal, feita a caracterização química dos materiais e o ensaio de RDI (Índice de degradação sob redução) do briquete gerado. Foram propostas duas temperaturas de cura para realizar o RDI: na temperatura de 100°C o briquete apresentou um RDI = 74,70% e na temperatura de 500°C não foi possível realizar o ensaio porque os briquetes se desintegraram com facilidade. O briquete proposto nesse trabalho não atingiu a resistência mecânica suficiente para que se possa utilizá-lo no processo. Na realização do ensaio, observou uma forte combustão do carvão vegetal, sugerindo alta reatividade. Para trabalhos futuros, sugere-se realizar mais testes com porcentagens menores de carvão vegetal e reduzir a temperatura de cura do briquete.

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https://hdl.handle.net/20.500.14387/2269

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