MICROESTRUTURAS DE UM SINTER-PILOTO QUALQUER – EXEMPLO EXEMPLO

Para ilustrar algumas fases de um sinter, foram batidas quatorze (14) fotomicrografias de uma pastilha elaborada com uma partícula de sinter, obtida na máquina-piloto da Usiminas e gentilmente ofertada ao aluno, por ocasião de uma de suas visitas àquela empresa. Esta amostra está codificada como sinter piloto (22/04/96) – Fotos 49 a 62.

As Fotos 54 a 60, num total de sete (7), ilustram o aparecimento de uma grande trinca num poro, sua propagação através da matriz do sinter, conectando diversos outros poros, até findar na outra extremidade da partícula. Elas foram montadas posteriormente em uma só, para melhor visualização de toda a extensão da trinca, tendo sido denominada de Figura 5.8.

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FOTO 49 FOTO 50

FOTO 51

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Foto 49

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

À direita, partícula nucleante de hematita especular (HE) grossa, dobrada – primária –, em matriz, à esquerda, de magnetita anédrica a euédrica, de cor marrom claro, e ferritos de cálcio (SFCA) de cor cinza azulada, intergranular à magnetita. Vide trinca gerada na HE: tem pouca espessura e não há propagação. A outra trinca é mais importante, gerada a partir dos poros – centro da foto – e propagada na matriz de magnetita e SFCA; esse tipo de trinca é responsável potencial pela geração de finos do sinter produzido – degradação física.

Foto 50

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Partícula nucleante de hematita martítica hidrotermal (HMH) de textura granoblástica (granular) – primária –, com “geração de grãos de hematita romboédrica” – secundária. Os pontos negros são poros. Acima à direita, magnetita marrom claro e ferritos de cálcio cinza azulado.

Foto 51

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados

FOTO 52 FOTO 53

FOTO 54

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Foto 52

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Partículas nucleantes de hematita martítica hidrotermal – primária – em matriz de magnetita e ferritos de cálcio, com um pouco de hematita romboédrica – secundária. Pontos negros são poros.

Foto 53

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados

Mesma posição da foto 52.

A nucleante maior, à esquerda, tem textura granoblástica (granular), onde predominam os contatos sinuosos, até suturados. A superior, à direita, também tem textura granoblástica (granular), porém, os contatos entre os cristais são lisos e retos. Observar que não há geração de hematita romboédrica a partir da nucleante à esquerda.

Foto 54

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Trinca gerada no grande poro à direita, propagando-se para a esquerda, através de hematitas romboédricas – secundárias – martíticas hidrotermais – primárias – e, também, de poros menores.

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FOTO 55 FOTO 56

FOTO 57 FOTO 58

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Foto 55

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Continuação da trinca observada na foto 54. Ela se propaga, da direita para a esquerda, de poro em poro, atravessando hematita romboédrica – secundária – e matriz de magnetita e SFCA.

Foto 56

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Continuação da trinca observada nas fotos 54 e 55. Depois de atravessar a matriz de magnetita – marrom claro – e ferritos de cálcio – cinza azulado, ela penetra em um grande poro, passando em seguida, para outro.

Foto 57

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

Continuação da trinca observada desde a foto 54. De um poro passa para outro, depois outro, atravessando áreas com hematita romboédrica – secundária – e com magnetita e ferritos de cálcio.

Foto 58

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

A mesma trinca iniciada no poro da foto 54 continua se propagando através da matriz de magnetita, ferritos de cálcio, escória vítrea, até encontrar outros poros na foto 59.

FOTO 59 FOTO 60

FOTO 61 FOTO 62

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Foto 59

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

A trinca observada desde a foto 54 continua atravessando a matriz do sinter, e conectando diversos poros, até findar na extremidade da partícula, no que deveria ter sido um grande poro, visto na foto 60.

Foto 60

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

A trinca iniciada na foto 54, em uma extremidade de uma partícula com granulometria adequada para enfornar, termina na outra extremidade, em local que sugere ter sido um grande poro.

Foto 61

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Descruzados

À direita, partícula nucleante de hematita martítica hidrotermal – primária – com textura granoblástica (granular). À esquerda, magnetita – secundária – com duas morfologias diferentes, maciça/granular e tabular, esta, com desenvolvimento aparentemente perpendicular à superfície externa da partícula nucleante.

Foto 62

Amostra de sinter piloto (22/04/96) Nicóis: Cruzados

Mesma posição da foto 61. Vide textura granular da hematita, com contatos lisos e retos.

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FIGURA 5.8 – Grande trinca no sinter, surgida em um poro, propagando através da matriz, conectando diversos outros poros e findando na outra extremidade da partícula. Composição das fotos 54 a 60.

V.5 – CONCLUSÕES

A análise de resultados de 25 ensaios-piloto, pelo método de regressão linear simples, mostrou valores extremamente baixos para R² em todos os cruzamentos realizados, não

evidenciando correlações entre o rendimento na sinterização e os parâmetros mineralógicos analisados individualmente.

As mesmas 25 amostras, analisadas pelo método de regressão linear múltipla,

proporcionaram uma equação empírica, com correlação próxima de 80%, que permite

prever o rendimento na sinterização com base na mineralogia das partículas do sinter feed estudado, evidenciando o forte efeito da mineralogia sobre o rendimento do processo de

sinterização.

A contração do bolo de sinter, devida à PPC, é de responsabilidade maior do calcário (CC) e do coque (CQ), pois juntos têm 87,98% da PPC, do que da goethita (GO), que responde somente por 12,02% do total da PPC (Tabela 5.10), contrariando o pensamento/afirmação de muitos pesquisadores. Portanto, quanto menor for o tamanho das partículas de calcário e de coque, melhor será a distribuição das mesmas na mistura a sinterizar, e menor a contração puntual, prevenindo contra trincas e suas propagações, além de grandes poros, o que pode auxiliar na diminuição da degradação física do sinter produto, evitando retornar muitos finos (< 5,00 mm) para o processo. Este procedimento resultaria no melhor desempenho da máquina de sinterizar, aumentando, por conseguinte, seu rendimento.

Há grandes probabilidades dos principais vilões pela degradação física do sinter produto serem as distribuições granulométricas do calcário e do coque, e não, a simples presença da goethita, como tem sido apregoado, quase que com unanimidade, até o momento.

A macroporosidade global da mistura a sinterizar é um grande fator de risco para a degradação física do aglomerado.

Para simples comparação, a hematita compacta, britada para gerar granulados para alto-forno (NPO), na granulometria eqüivalente a sinter, gera finos – sinter feed e pellet feed – na proporção variável de 10% a 20%, se ela for mais ou menos tenaz, respectivamente. Neste caso, a tenacidade é diretamente proporcional às porcentagens de poros e trincas do minério. Por conseguinte, acredita-se que a perseguição de índice de rendimento (R1) na sinterização, superior a 80% pode ser algo, se não utópico, relativamente difícil de alcançar.

De fato, sendo a sinterização um processo de densificação da mistura de materiais, quanto mais denso o sinter – mais massa por unidade de volume – mais tenaz será o aglomerado, e vice-versa. Portanto, a conclusão a respeito da macroporosidade é bastante lógica. Quanto maior a porcentagem de macroporos deixados no sinter produto, mais frágil ele será. Então, torna-se relativamente simples identificar as causas fundamentais mais prováveis, responsáveis pela porosidade, considerando que os parâmetros operacionais estejam sob controle, isto é, não variem durante a queima.

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Por conseguinte, além da porosidade intergranular, inerente às matérias-primas, e ao misturamento propriamente dito, as causas fundamentais mais prováveis, responsáveis potenciais pela macroporosidade, são os materiais sujeitos a grandes perdas de volume durante a queima – PPC – quais sejam, calcário e coque, e cuja responsabilidade é acrescida, devido a porcentagem alta na soma dos dois, podendo ser agravada, se esses insumos apresentarem granulometria grosseira.

Desta forma, então, ficaria resgatada a nobreza da goethita maciça como partícula

nucleante – transformada em hematita microporosa durante a queima – configurando a

microestrutura idealizada por Ishikawa e colaboradores [ISHIKAWA et al. – 1983] (op. cit.) (Figura 5.5), a qual se assemelha àquela onde o núcleo é constituído de partículas de hematita martítica residual, bordejada por ferritos de cálcio acicular fino. Esse tipo de microestrutura, além de promover maior tenacidade ao sinter produto, maior rendimento na máquina de sinterizar, também melhora suas qualidades metalúrgicas, pois aumenta sua redutibilidade no alto-forno.

V.6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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CAPÍTULO VI