Título

POEIRA DE ACIARIA ELÉTRICA: RECICLAGEM VIA PELOTAS AUTO-REDUTORAS COM COQUE DE PETRÓLEO

ELECTRIC ARC FURNACE DUST: RECYCLING VIA SELF- REDUCING PELLETS USING PRETROLEUM COKE

Autoria

Ito, Rododolfo Hamakawa; Takano, Cyro

DOI

10.5151/2594-5327-0015

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Resumo

Durante a fabricação de aços em aciarias elétricas é gerado um resíduo muito fino chamado de poeira de aciaria elétrica (PAE). Esse material, além de possuir um alto teor de ferro (~ 45%), enfrenta dificuldades para ser descartado por ser considerado um resíduo perigoso. O assunto desse estudo foi um método de reaproveitamento já desenvolvido e estudado no qual a PAE é aglomerada com um redutor (nesse trabalho, o coque de petróleo) e um aglomerante (normalmente o cimento Portland). O material aglomerado é chamado de pelota auto-redutora. As caracterizações das matérias primas mostraram que a PAE apresenta-se aglomerada ou com as partículas finas depositadas sobre as maiores e que a área de superfície específica tanto da PAE, como do coque de petróleo e do cimento Portland estão na mesma ordem de grandeza. A resistência mecânica das pelotas a frio encontrada foi muito alta (474 Newton/pelota). As pelotas a quente apresentaram um resultado peculiar, pois quando as pelotas eram aquecidas até 1240oC a tendência da resistência mecânica foi de aumentar com o aumento de temperatura. A partir de 1260oC a resistência caiu bruscamente e manteve-se em baixa. Os ensaios de crepitação foram realizados com pelotas com prévia secagem ou não. Esses ensaios mostraram que as pelotas tinham uma alta tendência à crepitação, fenômeno cuja explicação é o tempo de armazenamento das pelotas após a pelotização. Além da crepitação, também foram realizados ensaios para avaliar o grau de inchamento e redução da pelota. Em nenhum momento houve inchamento catastrófico. Os ensaios de redução visaram observar o comportamento na faixa de temperaturas entre 1200 e 1300oC.Verificou-se o coalescimento do material, que foi mais intenso em altas temperaturas. As pelotas aquecidas a 1260oC ou mais apresentaram ainda muita porosidade, inclusive ao redor dos núcleos metálicos coalescidos. Esses dois fenômenos explicam a baixa resistência mecânica nas pelotas aquecidas a altas temperaturas.

 

During the steel production in electric arc furnaces (EAF) is generated a very fine residue, the EAF dust. This material requires special disposal dumping because it is classified environmentally as a dangerous one. It contains around 45%Fe (total) in the oxidized form and can be recovered. One alternative to solve this problem is to recycle it to the process after agglomerating as self-reducing pellets. The subject of this study was to evaluate the effect of using petroleum coke as the reductant. The Electric Arc Furnace dusts and petroleum coke were characterized by chemical analysis, particle size distribution, specific surface area (BET) and scanning electron microscopy. This characterization showed that the EAF dust, due to its fineness presents tendency to agglomerate themselves or the finer one adhere on the surface of larger one. The surface area of coke, EAF dust and Portland cement (1.9 ~ 5.64 m2/g) are similar. The mechanical strength characterization of the pellets is important to evaluate the degradation during transportation, charging and at the reduction process. The compression strengths were determined for the cold pellets and for the pellets after submitted to the thermal cycle (hot). The mechanical strength of cold pellets is high (474 Newton per pellet). Hot pellets had peculiars mechanical strength. Above 1000oC and under 1240oC the mechanical strength increases with temperature increase. Above 1260oC the strength decreases and remains low. The high temperature behavior of pellets was also carried through evaluation of decreptation (thermal shock), swelling and reduction. For the decreptation test the pellet, dried or not, was submitted directly from room to high temperatures (700oC, 900oC and 1000oC). Pellets didn’t resist to thermal shock, and the reason is the long period of curing. For the swelling and for the reduction, thermal cycles were established to simulate some of the industrial processes. These cycles were complete or interrupted to make possible the study of the process. In these tests no swell was observed. The reaction behavior was also measured by continuous determination of the weight loss during the thermal cycle. The study was complete with microscopic observation that showed high metallic coalescence at high temperatures. The pellets heated up to 1260oC had much porosity. The coalescence and the porosity are the reasons to the lower mechanical strength.

Palavras-chave

Reciclagem; Pelotas auto-redutoras; Resíduos de aciaria.

Recycling; Self-reducing pellets; Steelmaking dusts.