Influência das fases mineralógicas na resistência mecânica do sínter

Abstract

RESUMO: A fabricação de ferro gusa em vias de redução indireta se dá através da utilização de duas principais matérias primas sólidas: coque e minério de ferro. Entretanto, devido à necessidade de melhor aproveitar a carga metálica disponível em jazidas com tamanhos médios de partícula reduzidos (finos de minério), otimizar o custo de produção as matérias primas do gusa e reinserir resíduos siderúrgicos no processo faz-se também uso do sínter, que é um aglomerado de finos submetido à queima que resultam num corpo poroso e de composição controlável. Apesar disso, muitas vezes é observada variação no desempenho físico e metalúrgico sem variação de composição química do sínter. Tal fenômeno pode ser associado às diferentes maneiras que os elementos podem se arranjar estruturalmente e formar diversas fases mineralógicas conferindo, portanto, propriedades distintas ao material em questão. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência das fases mineralógicas na resistência a frio e a quente do sínter. Foram analisados sínteres com desempenhos variados nos ensaios de resistência a frio (shatter test) e índice de degradação após redução (RDI), que tiveram suas fases identificadas por Difração de raios X (DRX). Através deste estudo foi possível estabelecer uma correlação proporcional direta via coeficiente de Pearson (r) entre o RDI e as fases sílico ferritas de cálcio e alumina (r=0,65) e hematita (r=0,38). Enquanto que para a magnetita (r=-0,41) essa relação se mostrou inversa. Em se tratando de shatter test foi identificada correlação também dessa natureza entre este índice e as fases magnetita (r=0,62) e larnita (r=-0,61). Além disso, os coeficientes de Pearson determinados para as sílico ferritas de cálcio e alumina (SFCA) quando correlacionadas ao teor de óxido de magnésio (MgO) no sínter (r=-0,38), basicidade binária (r=0,41) e larnita (r=0,49) também se mostraram significantes.

ABSTRACT: The pig iron making through indirect reduction processes occurs due to the use of two main solid raw materials: coke and iron ore. However, as a result of the need of using metallic load available in deposits with reduced average particle sizes (ore fines), optimizing the raw materials cost in the production of pig iron and reinserting steel residues in the process, there is sinter, which is an agglomerate of fines submitted to a burning front that result in a porous body with a controllable chemical composition. Nevertheless, quite often a variation in physical and metallurgical sinter performance is observed without chemical composition variation. This phenomenon can be associated with the different ways in which the elements can be structurally be arranged and form different mineralogical phases, thus conferring different properties to the referred material. In this context, the goal of this work is to evaluate the influence of mineralogical phases on the cold and hot sinter mechanical resistance. Sinters with varying performances will be analyzed in the cold strength tests (shatter test) and degradation index after reduction (RDI) and their phases will be identified by X-Rays Diffraction (XRD). Through this study, it was possible to establish a direct proportional correlation via Pearson's coefficient (r) between the RDI and the silicon calcium ferrite and alumina (r = 0.65) and hematite (r = 0.38) phases. While for magnetite (r = -0.41) this relation has shown itself as indirect. In the case of the shatter test, this same type of correlation was also identified between this index and the phases of magnetite (r = 0.62) and larnite (r = -0.61). In addition, Pearson's coefficients determined for calcium silicon ferrite and alumina (SFCA) when correlated to the magnesium oxide (MgO) content in the sinter (r = -0.38), binary basicity (r = 0.41) and larnite (r = 0.49) were also significant.