Title

SIMULAÇÃO DA DEGRADAÇÃO MECÂNICA DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO EM FORNO DE REDUÇÃO DIRETA

SIMULATION OF MECHANICAL DEGRADATION OF IRON ORE PELLETS INSIDE A DIRECT REDUCTION FURNACE

Authorship

Fernando O. Boechat; Rodrigo M. de Carvalho; Anderson W. Baltazar; Luís Marcelo Tavares

Fernando O. Boechat

I am this author

Rodrigo M. de Carvalho

I am this author

Anderson W. Baltazar

I am this author

Luís Marcelo Tavares

I am this author

DOI

10.5151/2594-357X-25397

Downloads

Abstract

Com a redução da oferta de minério granulado de boa qualidade no mercado mundial e as restrições ambientais à sinterização, as pelotas de minério de ferro passaram a ocupar um papel importante como matéria prima para produção de ferro primário. Entretanto, embora apresentem maior resistência à degradação, as pelotas ainda sofrem com este problema, embora em menor magnitude, quando comparadas com granulados. Pode-se identificar a degradação das pelotas de minério de ferro em duas etapas, durante o manuseio e sob redução. Uma vez que vários estudos já analisaram a degradação durante o manuseio, a degradação durante a redução torna-se um assunto relevante e pouco explorado. Assim, o presente trabalho avaliou as energias envolvidas no movimento da carga ao longo de um forno de redução direta do tipo Midrex, usando o método dos elementos discretos. Para isso, foi utilizado o software EDEM® para obtenção das energias dissipadas durante as colisões das partículas. Aplicando estas energias ao modelo mecanicista proposto por Tavares e Carvalho [4] para fragmentação das partículas foi possível estimar a taxa de geração de finos no interior do forno. Estes resultados foram utilizados na previsão da degradação mecânica de pelotas no interior do forno, que previu a geração de 1,2 a 2,6% de finos gerados em um forno Minimod®, dependendo das premissas usadas.

The reduced supply of good quality lump ore and environmental constraints to sintering changed the participation of iron ore pellets in the world market becoming an important raw material for production of primary iron. However, while presenting greater resistance to degradation, pellets still suffer from this problem, although to a lesser magnitude compared to lump ore. It is possible to classify degradation of iron ore pellets in two stages: during handling and under reduction. Since several studies explain the degradation during handling, its degradation during reduction becomes an interesting object of study. As such, the present work estimated the energies involved in the movement of pellets along a Midrex direct reduction furnace using the discrete element method. The software EDEM® was used to obtaining the dissipated energies during collisions of the particles. Applying these energies in the mechanistic model proposed by Tavares and Carvalho [4] for particle fragmentation it was possible to determine the rate of formation of fine inside the reactor. These results were used to estimate the mechanical degradation of pellets in the furnace, which resulted in estimates that varied from 1.2 to 2.6% of fines in a Minimod® furnace, depending on the assumptions used.

Keywords

Pelotas; DEM; Degradação; Redução Direta

Pellets; DEM; Degradation; Direct Reduction