5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.4 TESTES DE QUALIDADE METALÚRGICA DA PELOTA QUEIMADA
A Tabela 18 expõe os resultados de qualidade metalúrgica da pelota queimada indicando boa repetibilidade, além de excelente qualidade, já que a diferença entre os resultados de inchamento foram de 0,5% para o grelha móvel e 2,17% para o grelha móvel / forno rotativo e os de redutibilidade foram de 2,3% para o grelha móvel e 1,8% para o grelha móvel / forno rotativo. Nas normas, os ensaios de inchamento (SWI - ISO 4698) admitem repetibilidade de 3% absoluto, assim como os ensaios de redutibilidade (RI - ISO 7215). Já a repetibilidade para os ensaios de degradação sob redução (RDI - ISO 4696-2) são expressos de acordo com os resultados percentuais da própria degradação, como mostrado na Tabela 19. Assim, de acordo com a Tabela 18, os resultados de degradação expostos, 0,25% para o grelha móvel e 0,33 % para o grelha móvel / forno rotativo, também demonstram boa repetibilidade.
A observação dos resultados metalúrgicos, obtidos após os ensaios de queima, indicou, além de boa repetibilidade, resultados dentro da aceitabilidade do mercado, com destaque para os ensaios de degradação sob redução e inchamento (15% máximo), que expressaram resultados excelentes e boa redutibilidade (60% mínimo) (KORTMANN, 1995).
Tabela 18 – Qualidade metalúrgica da pelota queimada
Fonte: Elab. pelo autor, 2013.
Amostra RDI -2 -2,8 (%) RI (%) SWI (%)
GM EX-01 2,28 66,90 9,24 GM EX-02 2,03 64,60 9,74 Diferença 0,25 2,30 0,50 Média 2,15 65,75 9,49 D. P. 0,176 1,63 0,35 GK EX-01 1,93 65,40 9,63 GK EX-02 2,26 67,20 7,46 Diferença 0,33 1,80 2,17 Média 2,095 66,3 8,55 D. P. 0,23 1,27 1,53
Tabela 19 – Repetibilidade para ensaios de RDI – 2 (ISO 4696 – 2)
Fonte: Elab. pelo autor, 2013.
De acordo com os valores expostos nas Tabelas 16 e 18, confeccionou-se a Tabela 20, que unifica e simplifica os resultados obtidos, facilitando sua visualização e comparação entre as médias.
Tabela 20 – Tabela comparativa entre processos e ensaios de qualidades física e metalúrgica Comp. (daN/pel) Tamb. (%) RDI-2-2,8 (%) SWI (%) RI (%)
--- M É D I A S ---
Grelha móvel (GM) 310 94,7 2,15 9,49 65,75 Grelha móvel / forno rotativo (GK) 336 95,4 2,095 8,55 66,3De acordo com a Tabela 20, as médias de compressão, tamboramento e RI aumentaram cerca de 8,0%, 0,7% e 0,8% do GM para o GK, respectivamente, enquanto que as médias de RDI -2-2,8 e SWI diminuíram cerca de 2,5% e 9,9% do GM para o GK, respectivamente.
Valor médio para RDI - 2 (%) r (%, absoluto) 1 0,45 2 0,88 3 1,29 4 1,68 5 2,05 7 2,73 10 3,60 15 4,66 20 5,21 25 5,30 30 5,30 35 5,30 40 5,30 45 5,30 50 5,30 55 5,30 60 5,30
Tais dados vão ao encontro da afirmativa de METSO, de que somente o processo grelha móvel / forno rotativo é capaz de aumentar a compressão e o tamboramento mantendo a redutibilidade. Tais características são obtidas durante a oxidação total das pelotas, que ocorre na etapa de endurecimento.
Evidenciando-se também as afirmações de OJA, a Tabela 2 expõe que de acordo com o número de itens, os processos têm eficiência muito próxima. Entretanto, cada característica muda de importância de acordo com o tipo de minério e, principalmente, o tipo de pelota que se deseja obter. Ou seja, de acordo com o produto exigido, a indústria define qual processo utilizar. No caso deste trabalho, houve aumento, embora ainda dentro da aceitabilidade, do percentual de inchamento (SWI), porém, há empresas para as quais a característica do inchamento não é um limitante, sendo exigida somente a redutibilidade (RI) dentro dos padrões mais rigorosos.
6 CONCLUSÕES
Através dos resultados experimentais obtidos, chegou-se às seguintes conclusões:
1. Quanto à qualidade física, isto é, para os ensaios de tamboramento e compressão, pode-se ressaltar que o grelha móvel / forno rotativo foi, com relação à compressão, bastante superior ao grelha móvel, alcançando uma diferença de 26 daN/pelota, cerca de 8,4%. Cabe salientar que, de acordo com os resultados, mesmo as pelotas de menor valor de compressão estão aptas a serem utilizadas em altos fornos e estão dentro dos limites de aceitabilidade do mercado internacional.
2. Quanto à qualidade metalúrgica, isto é, inchamento, degradação sob redução e redutibilidade, para os dois processos, sendo grelha móvel e grelha móvel / forno rotativo, os resultados foram praticamente iguais. Cabe ressaltar que os resultados obtidos estão dentro dos limites de aceitabilidade do mercado internacional, assim, as pelotas podem ser considerados aceitáveis para utilização em altos-fornos, com destaque para as médias de inchamento 9,49 % e 8,55 % e degradação sob redução com médias de 2,15 % e 2,095 % para grelha móvel e grelha móvel / forno rotativo, respectivamente.
3. Quanto ao comparativo entre processos, desconsiderando-se os dados de consumo energético e de combustíveis, que não fazem parte do objetivo principal deste trabalho, pode-se considerar o processo grelha móvel / forno rotativo mais eficiente, pois produz pelotas de melhor qualidade física e metalúrgica que o processo grelha móvel.
4. Quanto ao comparativo entre processos, considerando-se todos os pontos fracos e fortes de cada processo sendo de igual importância, não é possível dizer qual deles é mais eficiente. Entretanto, num processo industrial, leva-se em consideração muitos pontos críticos, que podem fazer a diferença no momento da escolha do processo.
7 SUGESTÃO PARA TRABALHOS FUTUROS:
Proceder à continuação do mesmo trabalho, desta vez com maior número de ensaios, tanto de queima quanto de qualidade, para maior detalhamento dos resultados;
Testar minérios diferentes, principalmente os considerados mais pobres e com alta PPC (perda por calcinação ou perda ao fogo) e com diferentes basicidades.
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ANEXO A
ROTINA OPERACIONAL DO FORNO DE REDUTIBILIDADE
1 LIGANDO O FORNO a) Ligou-se o disjuntor
Caixa cinza atrás do forno (BOTÃO VERDE)
b) Ligou-se o forno
Girou-se o botão frontal (LIGA/DESLIGA) e os botões laterais (LIGA/DESLIGA, FORNO, LIMPEZA RETORTA, LIGA/DESLIGA BALANÇA).
c) Ligou-se o Notebook
d) Ligou-se os seriais do forno
Os conectores USB foram ligados no computador, um em cada saída, de acordo com a sua identificação e tipo de conexão.
2 INICIANDO O SOFTWARE “FORNO RETORTA”
2.1 TELA 1
a) Abriu-se o software supervisório
b) Selecionou-se os fornos 1, 2 e 3
(Obs:. Em fornos, lê-se resistências)
c) Preencheu-se o nome do material a ser reduzido
d) Preencheu-se o campo “Intervalo de gravação”
(Obs:. Caso não seja preenchido, nada será registrado)
e) Preencheu-se o campo “Número de patamares”
f) Confirmou-se
2.2 TELA 2
a) Preencheu-se os campos “Set point” (Ex:. 0905 °C)
b) Preencheu-se os campos “taxa de aquecimento” (Ex:. 5 °C/min)
c) Preencheu-se os campos “tempo de decorrência” (Ex:. 120 min)
As temperaturas foram indicadas para cada forno, para que a temperatura no interior da retorta fosse uniforme.
Durante a programação do software supervisório, fez-se a preparação da balança. Tal item será explicado à frente.
d) Ligaram-se as válvulas solenoides (Obs:. Somente as válvulas que foram utilizadas foram ligadas)
e) Ligou-se o PLC (permaneceu com a luz vermelha acesa)
f) Entrou-se direto em “GRÁFICOS” (Obs:.TELA FLYCON – SISTEMA)
g) Ligaram-se os fornos (Clicou-se na lâmpada)
A temperatura das resistências 1, 2 e 3 foram extraídas pelo Canal 1 (temperatura REAL). Já a temperatura da amostra foi extraída pelo Canal 2 (temperatura da AMOSTRA).
3 O FUNCIONAMENTO E PREPARAÇÃO DA BALANÇA
a) Escala da balança (Selecionou-se o cursor no alto da tela)
b) Colocou-se a retorta na grua de apoio lateral
c) Tarou-se a balança (Figura 40)
Figura 40 - Balança
Fonte: Foto tirada pelo autor, 2013
d) Recolocou-se a retorta no gancho da balança e tarou-se novamente
e) Retirou-se a retorta e inseriu-se a amostra
(Obs:. a balança indicou o peso da amostra e a perda que ocorreu durante os ensaios)
f) Após a inserção da amostra, fechou-se a retorta e colocou-se novamente no gancho da balança, que registrou a massa da amostra corretamente.
A partir daí, o equipamento estava pronto para iniciar os ensaios.
Com a finalização dos ensaios, abriu-se o refratário para que a retorta esfriasse mais rapidamente (Figura 41).
Figura 41 – Retorta
Fonte: Foto tirada pelo autor, 2013. 4 O GRÁFICO
Para acessar o gráfico (Figura 42) que é fornecido, em tempo real, pelo software, seguiu-se as etapas abaixo:
a) Selecionou-se a tecla logo acima do botão LIGA / DESLIGA das resistências
b) Indicações (no software) - AZUL → Set Point
- VERMELHO → Temperatura DA RESISTÊNCIA - VERDE → Termopar 2 (Temperatura DA AMOSTRA) - PRETO → Peso na balança
Figura 42 – Gráfico fornecido em tempo real
Fonte: Foto tirada pelo autor, 2013. c) Indicações (no painel)
- SV2 → Temperatura da amostra - SV1 → Temperatura da resistência
5 ARMAZENAGEM DOS DADOS
Os dados foram armazenados, no Windows, na seguinte pasta:
OS:.C → Arquivos de programas → Balança → Dados
5.1 SEQUÊNCIA DE ARMAZENAGEM
Os dados foram armazenados no Windows, no programa “Bloco de Notas”, na seguinte ordem (Tabela 1): SEGUIR SEQUÊNCIA DE TABELAS (CENTRALIZAR E INCLUIR NAS LISTAS)
Tabela 21 – Ordem de armazenamento de dados do forno de redutibilidade no Windows Tempo Temp. forno Temp. amostra Set point Balança
(min.) (°C) (°C) (°C) (kg)
Fonte: Elab. pelo autor, 2013. 1 : 2
6 IMPORTAÇÃO/CONFIGURAÇÃO DOS DADOS PARA O EXCEL
a) Entrou-se no excel
b) Abriu-se o arquivo
c) Clicou-se em todos os arquivos (Obs:. Selecionar na caixa lateral)
d) Selecionou-se o arquivo a ser importado
e) Abriu-se tela do “Assistente de importação”
f) Selecionou-se “Delimitado” e “Avançar”
g) Selecionou-se “Espaço” e “Avançar”
h) Clicou-se em “Avançado”
i) Incluiu-se “Ponto” como separador de decimais e “Vírgula” como separados de milhares
j) Confirmou-se clicando em “Ok”
k) Concluiu-se
7 DESLIGANDO O SISTEMA
a) Clicou-se em “Todos” (Obs:. assim todos os fornos/resistências serão desligados)
8 OBSERVAÇÕES IMPORTANTES
Fizeram-se observações importantes durante a definição da rotina do forno de redutibilidade:
a) O bom funcionamento da balança está diretamente vinculado à posição da retorta, que deve estar totalmente desencostada do refratário, para que não aconteçam interferências no registro da perda de massa.
b) Apesar de aparentemente simples, trata-se de um sistema vulnerável, com relação à interface e o controle de temperatura, que foi feito através do sistema, ligando-o e desligando-o e realocando o set point durante todos os ensaios. Assim, através do controle manual, deve-se observar a temperatura da amostra e, com muita sensibilidade, prever a temperatura na qual a mesma ficará mais estável, como exige a norma ISO. Isso ocorre, pois, a temperatura de referência é a das resistências, responsáveis pelo aquecimento de todo o sistema, e não a da amostra, que se encontra no interior da retorta.