Title

ESTUDO DO EFEITO DA TEMPERATURA LIQUIDUS DA ESCÓRIA NO PROCESSO DE CARBURAÇÃO DO FERRO EM PELOTAS AUTO-REDUTORAS

CARBURIZATION OF REDUCED IRON FROM SELF-REDUCING PELLETS: STUDY OF THE EFFECT OF THE LIQUIDUS TEMPERATURE OF THE SLAG

Authorship

Nogueira, Alberto Eloy Anduze; Mourão, Marcelo Breda; Takano, Cyro

Nogueira, Alberto Eloy Anduze

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Mourão, Marcelo Breda

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Takano, Cyro

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DOI

10.5151/2594-5327-0008

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Abstract

Este trabalho estuda o efeito da temperatura liquidus da escória no processo de carburação de ferro em pelotas auto-redutoras. Preparam-se 3 tipos de pelotas: o primeiro grupo, as pelotas padrão, de 17 mm de diâmetro, com 95 % em massa de pó de ferro grau analítico mais 5% em massa de grafita, ambos menores que 100 mesh; o segundo grupo possui a mesma relação ferro carbono, porém com 11,34 % em massa de escória de alta temperatura liquidus, equivalente a 7% em massa de cimento das pelotas auto-redutoras com minério; e o terceiro grupo, com a mesma relação ferro, escória e carbono, porém com escória de baixa temperatura liquidus. Todas as pelotas foram aglomeradas manualmente com parafina. O ciclo térmico consistiu de desvolatilização a 723 K por 5 minutos, e depois processamento das pelotas a 1673 K, durante 10 minutos, em atmosfera de argônio com vazão de 2 NL/min. Realizaram-se análises das amostras obtidas por microscópio óptico, MEV, EDS e LECO. Os resultados mostraram que as pelotas sem escória e com escória de baixa temperatura liquidus apresentaram uma boa carburação e coalescimento da fase metálica, sendo que na que continha escória a carburação foi menor e ambas formaram um único nódulo de ferro. A pelota com escória de alta temperatura liquidus, apresentou uma menor carburação do ferro, entre as três ensaiadas, e um coalescimento ineficaz, obtendo- se como produtos pequenos nódulos de ferro aglomerados junto com a escória. Possivelmente isto se deve porque os óxidos formadores de escória permaneceram no estado sólido, formando uma barreira física que dificultou a carburação e o coalescimento.

The effect of the liquidus temperature of slag in the carburization of the reduced iron from self- reducing pellets was studied. Three types of pellets were tested: the first was, the standard pellets, 17 mm of diameter, with 95% of analytic iron powder plus 5% of pure graphite, both less than 100 mesh; the second one, with the same iron-graphite ratio, but with 11.34% of slag with high liquidus temperature (2273K); and the third one, with the same iron, slag and carbon ratio, but with slag with low liquidus temperature (1573K). The slag quantity is equivalent to when 7% of cement is added to the original self reducing pellets. All the pellets were hand made using paraffin as binder. The thermal cycle used was: de-volatilization step at 723 K during 5 minutes, followed at 1673K during 10 minutes, in argon atmosphere at rate of 2 NL/min. The obtained carburized iron and slag were analyzed with optical microscope, MEV, EDS and LECO. The coalescence of the carburized iron was completed, forming a single nugget, with pellets without slag and with slag of the low liquidus temperature. The slag with high liquidus temperature presented partial coalescence and lowest degree of carburization. The highest carburization degree was reached with pellet without slag, followed with pellets with that of the slag with low liquidus temperature.

Keywords

Pelotas de ferro carbono; Escória; Temperatura liquidus; Carburação

Iron carbon nuggets; Slag; Liquidus temperature; Iron carburizing.