Title

EQUIPAMENTO PARA REDUÇÃO CARBOTÉRMICA DE MINÉRIO DE FERRO UTILIZANDO MICRO-ONDAS

EQUIPMENT FOR CARBOTHERMAL REDUCTION OF IRON ORE APPLYING MICROWAVE

Authorship

Castro, Edmilson Renato de; Mourão, Marcelo Breda; Jermolovicius, Luiz Alberto; Nascimento, Renata Borges do; Pousada, Eduardo Victor; Senise, José Thomaz; Takano, Cyro

Castro, Edmilson Renato de

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Nascimento, Renata Borges do

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Pousada, Eduardo Victor

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Senise, José Thomaz

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Takano, Cyro

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DOI

10.5151/4444-4444-26407

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Abstract

O presente trabalho apresenta um forno para a produção de ferro gusa por redução carbotérmica estimulada por micro-ondas de minério de ferro, na forma de pelotas autoredutoras. O forno de redução com potência regulável de até 15 kW de micro-ondas de 2.45 GHz foi especialmente projetado e construído para este processo. A estrutura do forno é em aço inoxidável e utiliza três geradores de micro-ondas focados para o centro de um aplicador cilíndrico. Com esta configuração conseguiu-se produzir um campo eletromagnético de alta densidade energética. As cargas de pelotas auto-redutoras, com massas em torno de 90 g e 30 g foram reduzidas em um cadinho de carbeto de silício. A potência de micro-ondas irradiada foi de 6 kW. A montagem do forno dispõe de uma balança elétrica adaptada para suportar o cadinho de redução. O presente forno dispõe de controle e medida da potência fornecida e refletida, permitindo medir a energia de micro-ondas efetivamente aplicada à carga. Esta característica permite realizar balanços de massa e de energia além de determinar a evolução da taxa de reação através da medida contínua da massa das pelotas sob redução, ao longo do tempo de processamento. Obtiveram-se curvas cinéticas de redução carbotérmica de minério de ferro incentivada por micro-ondas e de seu consumo de energia durante o processo.

This paper presents of furnace for production of pig iron by carbothermic reduction of iron ore in the form of self-reducing pellets enhanced by microwaves. The reduction furnace with adjustable up to 15 kW microwave power of 2.45 GHz has been specially designed and built for this purpose. The furnace structure is made of stainless steel and has three microwave generators focused to the center of a cylindrical applicator. With this setup we were able to produce a high energy density electromagnetic field. The burden of self-reducing pellets with mass around 90 g and 30 g were reduced in a crucible silicon carbide. The power microwave radiated is 6 kW. The oven features an electric balance appropriately adapted to support the crucible reduction. This oven allows the measurement and control of power supplied and reflected establishing the effective energy applied to load. This feature allowed for mass and energy balances and to observe the evolution of reduction rate by continuously measuring of reacting mass during its processing. Curves for carbothermic reduction of iron ore were determined and, also, the energy consumption during the process. This feature allows to perform mass and energy balances and to determine the progress of the reaction rate by continuously measuring the mass of pellets under reducing along the processing time. Curves for carbothermal reduction of iron ore were determined and, also, the energy consumption during the process.

Keywords

Forno redução carbotérmica, Micro-ondas, Ferro gusa

Carbothermic reduction furnace, Microwave, Pig iron