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Título: Substituição da fluorita como fluxante na dessulfuração de gusa.
Autor(es): Moreira, Arthur Silva Bahiense
Orientador(es): Silva, Carlos Antônio da
Furtado, Henrique Silva
Palavras-chave: Processos de fabricação
Data do documento: 2018
Membros da banca: Silva, Carlos Antônio da
Silva, Guilherme Liziero Ruggio da
Silva, Itavahn Alves da
Referência: MOREIRA, Arthur Silva Bahiense. Substituição da fluorita como fluxante na dessulfuração de gusa. 2018. 96 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. Ouro Preto, 2018.
Resumo: Nas usinas siderúrgicas cuja matriz energética é baseada em carvão mineral, o processo de dessulfuração do ferro gusa utiliza em geral a cal como agente dessulfurante e a fluorita (CaF2) como fluxante. Entretanto há um movimento internacional de redução do uso da fluorita por razões ambientais, ainda que seus efeitos não sejam claramente conhecidos. Visando antecipar-se a uma possível restrição futura, testou-se em laboratório 4 novas formulações à base de cal, substituindo-se totalmente a fluorita por outros materiais (ulexita calcinada, micro borra de alumínio, sodalita e ilmenita). Estas foram comparadas com uma mistura contendo 94% de cal e 6% de fluorita. Ensaios de escorificação também foram realizados de modo a avaliar a agressão a certos refratários. Cálculos termodinâmicos indicaram que qualquer uma das novas misturas poderiam ser usadas, mas os resultados experimentais mostraram que a formulação com 84.03% cal + 10.97% ulexita + 5% grafite apresentou a maior performance de deS e menos da metade do ataque aos refratários avaliados, em comparação à mistura de referência. As misturas com ilmenita e micro borra de alumínio tiveram comportamento similar ao da fluorita nos testes de dessulfuração, enquanto que a sodalita demonstrou o pior desempenho. Nenhuma formação de fase líquida foi observada, nem mesmo na mistura com CaF2. A análise mineralógica das misturas após sofrerem aquecimento revelou que uma grande quantidade de cal não reagiu. Quanto ao aspecto ambiental, pouca informação há na literatura sobre o uso da fluorita em dessulfuração de gusa, sobretudo em planta KR. Portando estudos devem ser realizados visando responder esta questão, que basicamente deve investigar duas frentes: (i) risco de alteração da qualidade do solo ou de corpos d’água devido ao flúor contido nas escórias; (ii) emissão de fluoretos que poderiam afetar a saúde humana ou a atmosfera.
Resumo em outra língua: At the ironmaking facilities whose energy matrix is based on mineral coal, the hotmetal desulfurization process usually employs lime as a desulfurizing agent and fluorspar (CaF2) as a flux. However there is a widespread concern regarding fluorspar due to environmental reasons, although their effects are not yet clearly known. In order to anticipate a possible future restriction, four new lime based formulations were tested in a laboratory, fully replacing fluorspar for other materials (calcined ulexite, aluminum dross, sodalite and ilmenite). These were compared to a mixture containing 94% of lime and 6% of fluorspar. Tests were also performed in order to evaluate the impact to certain refractories. Thermodynamic calculations indicated that any of the new mixtures could be used, but the experimental results showed that the formulation with 84.03% lime + 10.97% ulexite + 5% graphite showed the highest deS performance and less than half of the impact on the evaluated refractories, in comparison with the reference mixture. Regarding desulfurization the mixtures with ilmenite and aluminum dross had similar behavior as compared to fluorspar, whereas sodalite presented the worst performance. No liquid phase formation was observed, even in the mixture with CaF2. Mineralogical analysis of the mixtures after heating showed that a large amount of lime didn’t react. Regarding to environmental aspect, little information is available about the use of fluorspar in hotmetal desulfurization, especially in KR plant. Therefore studies should be carried out in order to answer this question, which basically should investigate two fronts: (i) risk of soil quality or water bodies modification due to the fluorine contained in the slags; (ii) emission of fluorides that could affect human health or the atmosphere.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9881
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