Title

PROCESSO E FORNO PARA PRODUÇÃO DE FERRO GUSA UTILIZANDO MICRO-ONDAS

PROCESS AND FURNACE FOR PIG IRON PRODUCTION WITH MICROWAVES

Authorship

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

Edmilson Renato de Castro

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Luiz Alberto Jermolovicius

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Marcelo Breda Mourão

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Eduardo Vitor Pouzada

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Renata Borges do Nascimento

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Cyro Takano

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José Thomaz Senise

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DOI

10.5151/2594-357X-25414

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Abstract

Apresentam-se o processo e o protótipo de forno para a produção de ferro gusa por redução carbotérmica estimulada por micro-ondas de minério de ferro, na forma de pelotas auto-redutoras. 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. A carga de pelotas auto-redutoras, com massa em torno de 20 g foi reduzida em um cadinho de carbeto de silício. 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 permitiu 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.

We present a process and a prototype 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 of 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 20 g was reduced in a crucible silicon carbide. The oven features an electric balance appropriately adapted to withstand 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 carbothermal reduction of iron ore were determined and, also, the energy consumption during the process.

Keywords

Ferro gusa; Micro-ondas; Forno redução carbotérmica

Pig iron; Microwave; Carbothermic Reduction furnace