Título

REFORMA DE METANO E CARBURAÇÃO DE FERRO NAS CONDIÇÕES DOS PROCESSOS DE REDUÇÃO DIRETA

MMETHANE REFORMING AND IRON CARBURIZATION IN THE CONDITIONS OF DIRECT REDUCTION PROCESSES

Autoria

Ribeiro, Tiago Ramos; Ferreira Neto , João Batista; Poço , João Guilherme Rocha; Takano, Cyro; Kolbeinsen, Leiv; Ringdalen, Eli

DOI

10.5151/2594-357X-31690

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Resumo

Os processos de redução direta utilizam-se de gases redutores (CO e H2) para redução do ferro e produção do ferro-esponja A geração deste gás se dá através de reforma de metano que pode ser feita em um reformador, ou dentro do reator de redução com o DRI como catalizador. O último caso ocorre nos processos auto reformadores. A cinética da reforma de metano com H2O catalisada por DRI foi estudada em temperaturas entre 875 oC e 1050 oC com gases de diferentes composições. Também foi avaliada a carburação do DRI nestas condições. O mecanismo proposto por Münster e Grabke(5,6) explicam bem os dados de reforma de metano até conversões de 0,5. As composições de gás com atividade de carbono de equilíbrio maiores ou iguais a um resultaram na carburação do DRI. Durante a carburação, o carbono é dissolvido no ferro e forma uma microestrutura perlítica no DRI após resfriamento. Em condições de carburação excessiva, o DRI perdeu o efeito catalítico para a reforma pela deposição de carbono na forma de grafite na superfície das partículas de ferro.

 

Direct Reduction processes use gases (CO and H2) for iron reduction and DRI production. The generation of this gas occurs through methane reforming, which can be done in a reformer or inside the reduction shaft with the DRI as catalyst. The latter occurs in the self-reforming processes. The kinetics of steam reforming of methane catalyzed by DRI was studied at temperatures between 875 oC and 1050 oC. DRI carburization in these conditions was also studied. The kinetic mechanism proposed by Münster and Grabke(5,6) explain the reaction rates obtained up to 0,5 methane conversion on reforming. DRI was carburized when gas compositions with carbon equilibrium activity of one or higher were used. During carburization, carbon dissolves in iron forming a perlitic microstructure in the DRI after cooling. In conditions where carburization was intense, DRI showed no catalytic activity due to deposition of carbon in the form of graphite on the surface of iron particles.

Palavras-chave

Redução direta; DRI; reforma de metano; carburação

Direct reduction; DRI; methane reforming; carburizing.