Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/75905
Type: Dissertação
Title: Avaliação das características físicas e metalúrgicas de um briquete de pó de aciaria e o impactto ambiental de seu uso como refrigerante no convertedor LD
Authors: Mariana Alves Ribeiro
First Advisor: Maurício Covcevich Bagatini
First Referee: Roberto Parreiras Tavares
Second Referee: Breno Totti Maia
Abstract: A briquetagem é uma técnica de aglomeração a frio utilizada em diversos materiais, especialmente no setor siderúrgico para aglomerar minério de ferro e outros finos. Esta prática contribui para a economia circular ao reutilizar finos e lamas gerados nos processos siderúrgicos como matéria-prima. Atualmente, estudos exploram o uso de briquetes como alternativa às pelotas e ao sínter na produção de aço devido à menor complexidade e consumo de energia na sua fabricação, resultando em emissões de carbono reduzidas ao longo da cadeia de valor. A viabilidade do uso de briquetes nos processos siderúrgicos depende da conformidade com parâmetros específicos, variando conforme a aplicação dos aglomerados. Sendo assim, neste estudo, briquetes de pó e lama de aciaria foram avaliados em relação à absorção de umidade e água e em relação a sua resistência mecânica. Estes resultados foram comparados com o desempenho da pelota e do sínter em que os briquetes apresentam resultados favoráveis a seu uso, porém distintos dos demais aglomerados, seja pela porosidade ou composição química. A inexistência de um processo de queima em alta temperatura também pode ser associada aos resultados. Os briquetes foram submetidos a análise termogravimétrica e testes em alta temperatura, além de análise termodinâmica para avaliar seu poder refrigerante em convertedores LD. O poder refrigerante do briquete foi significativamente superior ao das pelotas e sínter comumente utilizados para esta função. A composição química do briquete favorece a formação de escória, evitando problemas de solidificação e perda de fluidez. O estudo também aborda a perda de massa e possível degradação do briquete em condições próximas à de uso. Além disso, o impacto ambiental da substituição de pelotas e sínter por briquetes na produção de aço foi avaliado, considerando as emissões de carbono nos escopos 1 e 3. A análise indicou que a substituição de sínter tem maior impacto no Escopo 1, enquanto a substituição de pelotas tem maior impacto no Escopo 3. Estes resultados destacam a relevância da economia circular e da redução das emissões de gases de efeito estufa na indústria siderúrgica, evidenciando o potencial dos briquetes de resíduos para uso como refrigerantes tanto em relação às propriedades metalúrgicas, quanto em relação ao impacto ambiental.
Abstract: Briquetting is a cold agglomeration technique applied to different materials, especially in steelmaking, to agglomerate iron ore and other fines. This practice contributes to the circular economy by reusing by-products generated in steelmaking processes as raw materials. Currently, studies are exploring the use of briquettes as an alternative to pellets and sinter in steel production due to the lower complexity and energy consumption in their manufacture, resulting in lower carbon emissions throughout the value chain. The feasibility of using briquettes in steelmaking processes depends on its performance considering specific parameters, these parameters can be different depending on the application of the agglomerates. Therefore, in this study, steelmaking powder and sludge briquettes were evaluated in relation to moisture and water absorption and also in relation to their mechanical resistance. These results were compared with the performance of pellets and sinter, in which the briquettes present favorable results for their use, but are different from other agglomerates, whether due to porosity or chemical composition. The lack of a high-temperature process in briquettes production can also be associated with the results. The briquettes were also submitted to thermogravimetric analysis and high temperature tests, in addition to thermodynamic analysis to evaluate their cooling capacity in LD converters. The briquette’s cooling power was significantly higher than that of the pellets and sinter, commonly used for this function. The chemical composition of the briquette favors the slag formation, avoiding problems of solidification and loss of fluidity. The study also addresses the loss of mass and possible degradation of the briquette in conditions close to the ones observed in steelmaking. Furthermore, the environmental impact of replacing pellets and sinter with briquettes in steel production was evaluated, considering carbon emissions in scopes 1 and 3. The analysis indicated that replacing sinter has a higher impact in Scope 1, while replacing of pellets has the higher impact on Scope 3. These results highlight the relevance of the circular economy and the reduction of greenhouse gas emissions in the steel industry, highlighting the potential of waste briquettes for use as coolants considering the metallurgical properties and also the environmental impact.
Subject: Metalurgia extrativa
Dióxido de carbono
Efeito estufa (Atmosfera)
Impacto ambiental
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/75905
Issue Date: 18-Dec-2023
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