Identificação de constituintes de um sínter siderúrgico por meio de técnicas de análise quantitativas e qualitativas

Abstract

RESUMO: As propriedades físicas e metalúrgicas do sínter geralmente são influenciadas pelas fases formadas (hematita, magnetita, ferritos de cálcio e silicatos) durante o processo de sinterização, sendo elas relacionadas à composição química da mistura e ao próprio processo de sinterização. Atualmente, o minério de ferro, principal matéria prima utilizada para produção de sínter, está apresentando elevados teores de impurezas e devido a essa degradação está sendo observada uma redução de qualidade do sínter produzido. Em virtude desse cenário, técnicas de caracterização estão sendo desenvolvidas a fim de melhorar a compreensão dos parâmetros de qualidade do produto obtido após o processamento, além de possibilitar o monitoraramento e otimização do processo produtivo. Nesse trabalho foram avaliadas quatro técnicas de caracterização, sendo elas a Microscopia Óptica, Difração de Raios-X, Susceptibilidade Magnética Mássica e EBSD, com o objetivo de verificar as vantagens e desvantagens de cada uma quando aplicadas à caracterização do sínter e também correlacionar os resultados de quantificação de fases e susceptibilidade magnética mássica com os parâmetros físicos e metalúrgicos de cada amostra. A primeira abordagem desse estudo contemplou a avaliação dos parâmetros físicos e metalúrgicos do sínter com sua qualidade química, sendo observada correlações entre eles. Em relação ao parâmetro metalúrgico, foi observado que ao reduzir o FeO em 6,71%, o RDI aumentou 21,76%. E, referente ao parâmetro físico, foi observado que ao reduzir 4,55% da basicidade binária, houve uma redução de 3,21% do Shatter Index. Porém, o motivo dessas variações não foi identificado devido às limitações das técnicas de análise química utilizadas. Portanto, tornou-se necessário o emprego de técnicas mais sofisticadas, como as citadas acima. Com a caracterização do sínter foi possível observar que a variação de RDI estava relacionada ao teor de magnetita presente no sínter, ou seja, ao aumentar 29,65% dessa fase, o RDI reduziu 21,76%. E, em relação ao Shatter Index, foi observado uma redução com a diminuição da razão entre os ferritos e os silicatos. Em suma, pode-se concluir que o emprego de técnicas de caracterização possibilita o melhor entendimento das variações dos parâmetros de qualidade do sínter.

ABSTRACT: The physical and metallurgical properties of iron ore sinter are generally influenced by the phases formed during the sintering process (hematite, magnetite, calcium ferrites and silicates), which are related to the chemical composition of the mixture and to the sintering process itself. The current degradation of iron ore (main raw material for sinter production) used is causing the reduction of sinter quality. Due to this scenario, some characterization techniques are being developed to improve the understanding of the quality parameters of the product obtained after processing and in addition enabling the monitoring and optimization of the production process. In this work, some characterization techniques were evaluated (Optical Microscopy, X-Ray Diffraction, Mass Magnetic Susceptibility and EBSD) and the objective were to verify the advantages and disadvantages of each technique and also to correlate the results obtained regarding the phase quantification and mass magnetic susceptibility with the physical and metallurgical parameters of iron ore sinter. The first approach of this study included the evaluation of the sinter's physical and metallurgical parameters with their chemical quality and some correlations were observed between them. Regarding the metallurgical parameter, it was observed the increase of RDI in 21.76% when the FeO was reduced by 6.71%. Related to the physical parameter, it was observed the reduction of 3.21% in the Shatter Index when the binary basicity reduced by 4.55%. However, the reason for these variations was not identified due to the limitations of the chemical analysis techniques used. Therefore, it became necessary to employ more sophisticated techniques, such as those mentioned above. Using some characterization techniques, it was observed the variation of RDI and these was related to the magnetite content present in the sinter. Increasing 29.65% of this phase, the RDI was reduced by 21.76%. In relation to the Shatter Index, a reduction was observed when the ratio between ferrites and silicates decreased. In short, it can be concluded that the use of characterization techniques allows a better understanding of the variations in the sinter quality parameters.