Title

Efeito das condições de cura térmica nas propriedades mecânicas de briquetes

Effect of thermal curing conditions on the mechanical properties of briquettes

Authorship

SOUZA, TAYNÁ CUNHA; SOARES, PAMELA LOPES; SOUSA, PAULO VICTOR CAMPOS; SILVA, ANGÉLICA CRISTINA MARTINS

SOUZA, TAYNÁ CUNHA

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SOARES, PAMELA LOPES

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SOUSA, PAULO VICTOR CAMPOS

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SILVA, ANGÉLICA CRISTINA MARTINS

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DOI

10.5151/2594-357X-43715

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Abstract

A briquetagem a frio tem se destacado como uma alternativa para valorização de minérios finos, permitindo a produção de aglomerados com potencial de aplicação siderúrgica e menor demanda energética em comparação às rotas convencionais. Entretanto, o desempenho mecânico dos briquetes depende das condições de cura térmica empregadas. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou o efeito das condições de cura nas propriedades mecânicas de briquetes produzidos a partir de um blend de minérios de ferro e sistema ligante composto por bentonita, carboximetilcelulose (CMC) e silicato de sódio. Foram investigadas diferentes combinações de temperatura, taxa de aquecimento, tempo de residência e condição de resfriamento. Os briquetes foram caracterizados por ensaios de resistência à compressão e resistência à água por imersão. Os resultados demonstraram que temperaturas moderadas favoreceram o a resistência mecânica, enquanto temperaturas elevadas aumentaram a estabilidade em água, evidenciando um equilíbrio entre ambas as propriedades. A cura a 320°C, com aquecimento imediato, 45 minutos de residência e resfriamento lento, apresentou o melhor desempenho, resultando em resistência à compressão superior ao valor de referência e manutenção da integridade após imersão. Os resultados demonstram o potencial da otimização da cura térmica para obtenção de briquetes mais robustos e adequados à aplicação industrial.

Cold briquetting has emerged as an alternative for the valorization of fine iron ores, enabling the production of agglomerates with potential application in ironmaking processes and lower energy demand compared to conventional routes. However, the mechanical performance of briquettes strongly depends on the thermal curing conditions employed. In this context, the present work evaluated the effect of curing conditions on the mechanical properties of briquettes produced from an iron ore blend and a binder system composed of bentonite, carboxymethyl cellulose (CMC), and sodium silicate. Different combinations of temperature, heating rate, residence time, and cooling conditions were investigated. The briquettes were characterized by compression strength and water resistance immersion tests. The results demonstrated that moderate temperatures favored mechanical strength, whereas higher temperatures increased water stability, evidencing a balance between both properties. The curing condition at 320°C, with immediate heating, 45 minutes of residence time, and slow cooling, presented the best overall performance, resulting in compressive strength above the reference value and maintenance of integrity after immersion. The results demonstrate the potential of thermal curing optimization for obtaining more robust briquettes suitable for industrial application.

Keywords

Briquetagem, Cura térmica, Resistência mecânica, Minério de ferro

Briquetting, Thermal curing, Mechanical strength, Iron ore