Na realização dos experimentos foram utilizados cadinhos de grafite de alta pureza, sendo suas características apresentadas na Tabela 8. Estes foram fabricados através da usinagem de tarugos de grafite e tem a forma mostrada na Figura 33.
Tabela 8. Características do cadinho usado nos experimentos. Pureza Diâmetro externo Diâmetro interno Altura externa Altura interna
Nos experimentos, o ferro aquecimento. Este, por sua vez, FEE-1700/V (Figura 34
localizado no laboratório de Pirometalurgia do IFES.
Figura 33. Cadinho de grafite usado nos experimentos.
Este forno possui uma câmara com altura feita de fibra cerâmica
inserido um cadinho susceptor Brasil Ltda), conforme Figura 35
Este cadinho foi inserido pela parte superior do forno, ficando apoiado ao fundo pela base da plataforma móvel do mesmo.
A temperatura máxima deste forno é de 1
através do aumento ou diminuição de sua amperagem que pode ser acompanhada através do painel mostrado n
localizado aproximadamente no centro de um dos lados da câmara. Todos os itens citados na descrição do forno estão mostrado
do cadinho usado nos experimentos. 99,9% 90 mm 70 mm 138 mm 128 mm
, o ferro-gusa foi carregado nos cadinhos e então iniciado o Este, por sua vez, foi feito em um forno resistência
Figura 34), com 5500W de potência e 220V, estando este forno localizado no laboratório de Pirometalurgia do IFES.
Cadinho de grafite usado nos
experimentos. Figura 34. Forno resistência do IFES.
Este forno possui uma câmara com base quadrada de 195 mm de
fibra cerâmica. Devido esta fibra não impedir a entrada de oxigênio, foi o susceptor (Salamander Grafinox modelo CI
Figura 35, para garantir o controle da atmosfera do banho Este cadinho foi inserido pela parte superior do forno, ficando apoiado ao fundo pela base da plataforma móvel do mesmo.
A temperatura máxima deste forno é de 1700ºC e controlada
através do aumento ou diminuição de sua amperagem que pode ser acompanhada através do painel mostrado na Figura 36. O termopar tipo B
localizado aproximadamente no centro de um dos lados da câmara. Todos os itens descrição do forno estão mostrados na Figura 37.
s e então iniciado o foi feito em um forno resistência MAITEC, modelo de potência e 220V, estando este forno
Forno resistência do IFES.
mm de lado e 217 mm de não impedir a entrada de oxigênio, foi (Salamander Grafinox modelo CI-6 da Morganite para garantir o controle da atmosfera do banho. Este cadinho foi inserido pela parte superior do forno, ficando apoiado ao fundo pela
0ºC e controlada automaticamente através do aumento ou diminuição de sua amperagem que pode ser acompanhada tipo B deste forno fica localizado aproximadamente no centro de um dos lados da câmara. Todos os itens
Figura 35. Cadinho susceptor
Figura
As massas de gusa sólido, medidas utilizando uma balança BEL Engineering modelo SSR-3000, uma vez inseridas nos cadinhos, foram inseridas no forno pela parte de cima com o auxílio de uma tenaz e, em seguida, f
A entrada 1 foi utilizada para colocar um tubo de alumina para a injeção de argônio com a finalidade de deixar o ambiente inerte dentro do cadinho susceptor. Foi usado argônio comercial a uma vazão de
experimentos foi observada a formação de escória antes da adição dos agentes dessulfurantes, o que comprova
foi iniciada junto com o início do aquecimento e permaneceu durante todo o tempo
adinho susceptor. Figura 36. Painel de controle do forno
Figura 37. Esquema do forno utilizado nos experimentos.
As massas de gusa sólido, medidas utilizando uma balança BEL Engineering uma vez inseridas nos cadinhos, foram inseridas no forno pela parte de cima com o auxílio de uma tenaz e, em seguida, fechado o forno.
utilizada para colocar um tubo de alumina para a injeção de argônio com a finalidade de deixar o ambiente inerte dentro do cadinho susceptor. Foi usado
a uma vazão de aproximadamente 6 NL/min
experimentos foi observada a formação de escória antes da adição dos agentes comprova que o ambiente estava inerte. A injeção de argônio foi iniciada junto com o início do aquecimento e permaneceu durante todo o tempo
de controle do forno.
Esquema do forno utilizado nos experimentos.
As massas de gusa sólido, medidas utilizando uma balança BEL Engineering uma vez inseridas nos cadinhos, foram inseridas no forno pela
echado o forno.
utilizada para colocar um tubo de alumina para a injeção de argônio com a finalidade de deixar o ambiente inerte dentro do cadinho susceptor. Foi usado /min e em nenhum dos experimentos foi observada a formação de escória antes da adição dos agentes A injeção de argônio foi iniciada junto com o início do aquecimento e permaneceu durante todo o tempo
dos experimentos e também durante o resfriamento para que o carbono do cadinho não fosse consumido pela reação com o oxigênio do ar.
Uma vez atingida a temperatura de trabalho, 1450ºC, foi verificada a completa fusão do gusa por meio da entrada 2 e, em seguida, feitas as adições dos materiais dessulfurantes. Para auxiliar nas adições, foi utilizado um tubo de aço inoxidável visando direcionar o material para dentro do cadinho. A extremidade inferior deste tubo ficava dentro do cadinho, mas sem tocar o banho, como pode ver visto na Figura 38.
Figura 38. Aparato usado nos experimentos sem agitação.
Foi observado nos experimentos sem agitação, que na adição das misturas à base de resíduo houve um borbulhamento na superfície do banho, provocada pela calcinação do CaCO3 e MgCO3 presentes no resíduo, causando a agitação do mesmo.
O tempo de reação passou a ser contado imediatamente após o carregamento, usando-se um cronômetro digital. Foram retiradas amostras antes das adições e nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 30 minutos após as adições. As retiradas de amostras também foram feitas pela entrada 2 por meio de amostradores à vácuo, os quais podem ser vistos na Figura 39. Cada amostra pesava aproximadamente 12 gramas.
Figura 39. Amostradores à vácuo.
Para que fossem retiradas as amostras, os amostradores foram encaixados em um tubo de aço inoxidável para permitir que os mesmos chegassem até o banho, como apresentado na Figura 40.
Foram realizados experimentos com agitação para cada uma das misturas apresentadas na Tabela 7, além de experimentos sem agitação com Cal, Cal+Fluortia, Resíduo e Resíduo+Fluorita, para verificar o efeito da agitação na dessulfuração em misturas à base de Cal e Resíduo.
Nos experimentos com agitação, a agitação do banho foi feita através de um agitador mecânico, Figura 41(A), o qual foi posicionado em cima do forno e sua haste passada pela entrada 2 após a adição da mistura dessulfurante, Figura 41(B). A agitação foi interrompida a cada retirada de amostra e, logo após, reiniciada.
Figura 40. Tubo de aço inoxidável usado para descer amostrador até o banho, com amostrador encaixado na ponta.
(A) (B)
Figura 41. Agitador mecânico.
Para definir a velocidade de rotação do agitador, foi feita uma simulação com água em um Becker, conforme pode ser visto na Figura 42. A rotação mais baixa do agitador é de 300rpm, então partindo desta, a rotação foi aumentada até ser formado um vórtice próximo a haste, o que aconteceu a 1200rpm.
Figura 42. Simulação para definir rotação do agitador mecânico.
Além dos experimentos já citados, foi feito um experimento adicional com uma rotação de 1800rpm com a adição da mistura Resíduo+Fluorita.
Então, após os experimentos, foi determinada a variação do teor de enxofre no metal, por meio de análise química por combustão direta infravermelho. Esta análise foi realizada na ArcelorMittal Tubarão, através de um analisador simultâneo de carbono e enxofre da marca LECO, modelo CS-444 LS.