Análise da aglomeração a frio no processo HPS (Hybrid Pelletized Sínter) com ênfase nas matérias-primas envolvidas
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Raimundo Nonato Batista Braga
Luiz Fernando Andrade de Castro
Paulo Roberto de Magalhaes Viana
Luiz Fernando Andrade de Castro
Paulo Roberto de Magalhaes Viana
Resumo
A ArcelorMittal Usina de Monlevade começou a estudar o processo de aglomeração a frio HPS (Hybrid Pelletized Sinter) a partir do ano de 2000 devido à semelhança entre a distribuição granulométrica do minério de ferro sinter-feed Andrade e a mistura de minérios utilizada pela NKK Co. No início do ano de 2002 a planta do HPS já estava entrando em regime de operação na Usina de Monlevade consumindo 100% do sinter-feed Andrade. Diferenças nas características das matérias-primas levaram a uma distorção do processo HPS na ArcelorMittal Monlevade em relação ao processo original da NKK Co, chegando a não ser possível em Monlevade a realização da etapa de recobrimento de combustível conforme previsto no projeto original. Nesta dissertação elaborou-se um minucioso estudo sobre a contribuição das matérias-primas na aglomeração a frio nas etapas do misturador e do disco de pelotização do HPS, visando criar condições para resgatar o recobrimento do combustível nas quase-partículas semelhante ao HPS original conforme idealizado pela equipe da NKK Co, atualmente JFE Steel Japão. Assim, foi possível observar a importância da cal virgem na aglomeração a frio, permitindo, após a adequação granulométrica desta, um ganho expressivo no tamanho médio da quase-partícula e na produtividade da sinterização. Outras mudanças executadas foram na distribuição granulométrica das matériasprimas: calcário, serpentinito e minério de manganês aumentando a quantidade das frações mais finas, mas mantendo-se as mesmas características do minério de ferrosinter-feed Andrade. Os ensaios em laboratório e testes industriais demonstraram a relevância dos resultados obtidos, causando impacto positivo na performance do processo HPS na Usina de Monlevade.
Abstract
ArcelorMittal Monlevade Steel works was motivated to study HPS (Hybrid Pelletized Sinter) process due to the similarity between the mix of iron ore from NKK Co and the natural fine iron ore from Andrade Mine owned by ArcelorMittal. The study began in the year 2000 and in the first quarter of 2002 the new plant facilities have started up with 100% of the Andrade sinter-feed (fine sinter-feed). Different characteristics in rawmaterials have introduced distortions in the original HPS technology in the Monlevade sinter plant. The fuel coating step of the original HPS could not be achieved in Monlevade plant. In this research, a study was carried out on the raw-materials effects in cold agglomeration phenomena and in the process conditions for establishing the conditions to recover the coke coating of the pristine HPS process. The burnt lime properties and its contribution to cold agglomeration were studied, reaching an increase in average size of the quasi-particles and in the sinter machine productivity.The other raw material such as limestone, serpentine, and manganese ore were studied and changes in size distribution (to increase the proportion of smaller fractions) were implemented aiming to improve the agglomeration performance. Laboratory and Industrial scale tests carried out in the Monlevade sinter plant yielded results showing that the changes made in the raw materials caused a positive and relevant outcome.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Tecnologia mineral, Engenharia de minas
Palavras-chave
Aglomeração, Cal virgem, HPS, Distribuição granulométrica