Title

Comportamento de amolecimento e fusão de cargas mistas formadas por briquetes aglomerados a frio para altos-fornos

Softening and melting behaviour of mixed burdens composed of cold-agglomerated iron ore briquettes for blast furnaces

Authorship

OLIVEIRA, VINÍCIUS DE MORAIS; ALENCAR, JEAN PHILIPPE SANTOS GHERARDI DE; SILVA, THIAGO PINTO; SA, AUGUSTO PEREIRA DE; FERREIRA, YURI PINHEIRO; PIMENTA, FELIPE; GONZAGA, VALDIRENE RESENDE DE

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SILVA, THIAGO PINTO

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FERREIRA, YURI PINHEIRO

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PIMENTA, FELIPE

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GONZAGA, VALDIRENE RESENDE DE

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DOI

10.5151/2594-357X-44354

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Abstract

O aço é amplamente utilizado em diversos setores industriais, porém sua produção é intensiva em combustíveis fósseis, contribuindo significativamente para as emissões de CO₂. Nesse contexto, a descarbonização da siderurgia demanda o uso de matérias-primas com menor pegada de carbono. Os briquetes ácidos aglomerados a frio surgem como uma alternativa sustentável, pois requerem menor consumo energético e apresentam desempenho adequado em altos-fornos. Este trabalho avalia o comportamento de Amolecimento e Fusão (A&F) de cargas mistas compostas por briquetes, sínter, pelotas e granulado. De modo geral, a substituição parcial de pelotas e/ou granulado por briquetes ácidos resultou em manutenção e melhorias nas propriedades de A&F, com permeabilidade da zona coesiva similar ao caso base de referência, deslocamento de sua posição evidenciada pela diminuição da temperatura de início de amolecimento e redução de sua espessura em até 29%. Observou-se também uma diminuição da temperatura de gotejamento, indicando menor demanda de combustível requerida para a fusão da escória primária formada. Apesar de uma leve redução na redutibilidade, os ganhos em permeabilidade e comportamento térmico compensam esse efeito. Os resultados demonstram que os briquetes aglomerados a frio são uma alternativa promissora para complementar a carga metálica, contribuindo para a redução das emissões de CO₂ no alto-forno.

Steel is widely used in several industrial sectors, however, its production is intensive in fossil fuels, significantly contributing to CO₂ emissions. In this context, the decarbonization of the steel industry requires the use of raw materials with a lower carbon footprint. Cold-agglomerated iron ore briquettes emerge as a sustainable alternative, as they require lower energy consumption and present suitable performance for blast furnace operation. This study evaluates the Softening and Melting (S&M) behavior of mixed burdens composed of briquettes, sinter, pellets, and lump ore. Overall, the partial replacement of pellets and/or lump ore by acid briquettes resulted in the maintenance and improvement of S&M properties, with cohesive zone permeability similar to the reference base case, a shift in its position evidenced by a reduction in the softening start temperature, and a reduction in its thickness of up to 29%. A decrease in the dripping temperature was also observed, indicating a lower fuel demand for the melting of the primary slag formed. Despite a slight reduction in reducibility, the gains in permeability and thermal behavior compensate for this effect. The results demonstrate that cold-agglomerated iron ore briquettes are a promising alternative to complement the ferrous burden, contributing to the reduction of CO₂ emissions in the blast furnace process.

Keywords

briquetes aglomerados a frio, alto-forno, amolecimento e fusão, emissões de CO₂

Cold-agglomerated iron ore briquettes, blast furnace, softening and melting, CO2 emission