Title

Desempenho de redução e de resistência mecânica de briquetes autorredutores contendo biochar para uso em altos-fornos

Reduction and mechanical strength performance of self-reducing briquettes with biochar for Blast furnace Applications

Authorship

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA; BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

LEÃO, PAULA MARIA GOMES CUNHA

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BAGATINI, MAURÍCIO COVCEVICH

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DOI

10.5151/2594-357X-44139

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Abstract

Este estudo investiga o desempenho de redução e de resistência mecânica de briquetes autorredutores contendo pellet feed e biochar de bagaço de cana-de-açúcar produzidos em planta piloto. Os briquetes foram submetidos a ensaios interrompidos em diferentes temperaturas e condições de atmosfera (inerte e redutora), permitindo a análise da evolução das fases, grau de metalização e carbono, resistência a compressão e microestrutura ao longo do aquecimento. Os resultados indicaram que o aumento do teor de biochar favoreceu significativamente a redução. Esse efeito foi reforçado pela atmosfera redutora, a qual também contribuiu para o aumento da resistência mecânica dos aglomerados em altas temperaturas. Contudo, o biocarbono oriundo do biochar se mostrou altamente reativo, exercendo papel central no mecanismo de redução dos óxidos de ferro. Por fim, em altas temperaturas, B10 apresentou a maior resistência, indicando uma condição intermediária mais favorável entre eficiência de redução e integridade estrutural.

This study investigates the reduction performance and mechanical strength of self-reducing briquettes containing pellet feed and sugarcane bagasse biochar produced in a pilot plant. The briquettes were subjected to interrupted tests at different temperatures and under different atmospheric conditions (inert and reducing), allowing the analysis of phase evolution, metallization degree and carbon content, compressive strength, and microstructure throughout heating. The results indicated that increasing the biochar content significantly enhanced the reduction performance. This effect was further intensified under a reducing atmosphere, which also contributed to improved mechanical strength of the agglomerates at high temperatures. However, the biocarbon derived from biochar proved to be highly reactive, playing a central role in the iron oxide reduction mechanism. Finally, at high temperatures, B10 exhibited the highest strength, indicating a more favorable intermediate condition between reduction efficiency and structural integrity.

Keywords

Biochar, Briquete autorredutor, Redução, Alto-forno

Biochar, Self-reducing briquette, Reduction, Blast furnace