ANALISE TECNICA DA UTILIZACAO DE CARVAO VEGETAL PELA INDUSTRIA DE FERRO-LIGAS NO BRASIL

Rubens Correa da Silveira Eng. de Minas, Civil e Metalurgista Professor Doutor da Universidade Federal de Minas Gerais Consultor Tecnico da Cornpanhia de Cirnento Portland Maringa

Wandick Francisco do Carma Eng. Metalurgista e M. Sc. Divisao de Sid·erurgia da Gia de Cirnento Portland Maringa

Manoel Vicente Braga Neto Adrninistrador de Ernpresas e Tecnico Metalurgista Divisao de Siderurgia da Cornpanhia de Cirnento Portland Maringa

RE SUMO

Apresenta-se aspectos atuais da industria de ferro-ligas no Brasil corn enfase para a

utilizacao do carvao vegetal.

Analisa-seas caracteristicas fisicas, qufrnicas, mecanicas, metalurgicas e eletricas

do carvao vegetal.

Compara-se as caracteristicas do carvao vegetal com aquelas de outros redutores.

Apresenta-se os nurneros caracteristicos da producao de ferro-ligas com a utilizacao

de 100% de carvao vegetal.

Analisa-se as vantagens do carvao vegetal sabre outros redutores,particularmente a

pureza, a alta reatividade e a elevada resistividade eletrica e o seu baixo preco.

Concluiu-se pela possibilidade de obtencao de performances otiroas dos fornos na

producao de ferro-ligas no Brasil c.orn a utilizacao de 100% do carvao vegetal come

agente de reducao.

INFACON 86 PROCEEDINGS

Gia de Cirnento Portland Maringa

Bairro do Taquari, s/ n2 18400 - Itapeva, SP

481

482

UTILIZATION OF CHARCOAL BY THE FERRO ALLOY INDUSTRY IN BRAZIL.

TECHNICAL ANALYSIS

Rubens Correa da Silviera Wandick Francisco do Carmo Manoel Vicente Braga Neto

Cia de Cimento Portland Maringa Bairro do Taquari, s/ nQ 18400 - Itapeva, SP

ABSTRACT

Current aspects of the ferro alloy industry in Brazil,emphasizing

the charcoal utilization in its technology are presented.

The charcoal characteristics are analysed involving its physical,

chemical, mechanical, metallurgical and electric properties.

The characteristics of charcoal are compared with the ones of the

other reducing agents.

Typical data of ferro-alloys produced with 100% charcoal are

presented.

The advantages of charcoal utilization with respect to the other

reducing agents, particularly referring to its purity, high

reactivity, high electrical resistivity and low price are analysed.

It is concluded by the possibility of exellent and high performances

for ferro alloy producing furnaces in Brazil, with the use of 100%

charcoal as a reducing agent.

UTILIZA<;:AO DO CARVAO VEGETAL

1. INTRODU<;;AO

0 extraordinario desenvolvimento da industria

siderurgica a carvao vegetal no Brasil deve-se

principalmente aos seguintes fatos:

Os recursos do Pais em carvao metalurgico de

boa qualidade sao escassos;

0 Iais possui vastas reservas de florestas

naturais;

O preco de comercializacao do carvao vegetal

na faixa de US$55 a US$65/t apresenta vant2

gens em relacao aos pre~os de comercializa­

cao de coque metalurgico na faixa de US$110

a US$130/t OU de carvao mineral na faixa de

US$65/t (baixa porcentagem de carbono fixo)

a US$100/t.

0 carvao vegetal, par estas e outras razoes,

tern sido a opcao natural coma termo-redutor,

nos processos de fusao redutora, desenvolvi­

dos par grande parte da industria siderurgica

nacional.

Atualmente o carvao vegetal produzido no Brasil,

e oriundo de duas fontes:

Matas nativas;

Florestas de eucaliptos.

E o curto investimento para terra, refloresta­

mento e fornos e mais baixo que para uma mina de

carvao e uma coqueria.

A Figura 1 mostra a evolucao do consume de car­

vao vegetal no Brasil, bem coma, a quantidade

proveniente de reflorestamentos, cerca de 17%,

que devera atingir ao final da decada, cerca de

50%.

0 Brasil tern exportado parte de sua producao de

carvao vegetal, conforme mostrado na Tabela I,

porem, nao ha indicacoes que estas vendas venham

a se avolumar a curto OU medio prazo.

INFACON 86 PROCEEDINGS

Como fator positivo ao lado das operacoes de re­

florestamento e fabricacao do carvao, esta 0 gra~

de numero de empregos gerados, seja direta OU in-

diretamente, conforme mostra a Tabela II, o que

confere a este tipo de atividade, um carater so-

cial muito importante, particulamente quanta

populacoes rurais.

as

Particularmente no que diz respeito a industria

de ferro-ligas,a tabela III mostra a evolucao da

sua producao total no Brasil, nos ultimas anos,

com um crescimento de 212% em 10 anos.

A exportacao do mesmo periodo e mostrada na Tabe­

la IV, a qual quantifica as tonelagens e o preco

FOB em US$. Observa-se que ocorreu uma evolucao

de 56% nas exportacoes brasileiras de ferro-ligas

nos ultimas 10 anos.

As cifras <las Tabelas III e IV mostram o estagio

e a forca atual da industria de ferro-ligas no

Brasil, as quais, quase totalidade, cerca de 98%,

sao produzidas utilizando carvao vegetal como ter

mo redutor, conforme mostrado na figura 2.

A Tabela V mostra a evolucao do consume de carvao

vegetal na producao de ferro-ligas no Brasill!los­

trando ser este setor responsavel pelo consumo

anual em torno de 2.200.000 m3

de carvao vegetal,

o que representa cerca de 7,5% do total nacional.

A figura 3 mostra o indice de evolucao do precodo

carvao comparativamente aos indices economicosno

perlodo de 80-84, e permite inferir que o o preco

do carvao vegetal,apresentou dentro de certos limi

tes uma evolucao similar OU paralela a evolucaodo

valor do dolar ou inflacao no mesmo periodo. Tal

fato equivale dizer que o seu preco real,apesar

da diversidade de fatores que o afetam, inclusive

483

o aumento da demanda no periodo, manteve-se esta

vel. A elevacao neste caso representando unica­

mente a desvalorizacao da moeda decorrente do in

dice de inflacao.

Apos esta breve introducao,a presente contribuicao

tecnica analisara as principais caracteristicas do

carvao vegetal e suas possiveis influencias na mar­

cha dos fornos eletricos de reducao,bem coma sabre

os re~ultados operacionais obtidos pela industria

de ferro-ligas no Brasil.

2. CARACTERfSTICAS DO CARVAO VEGETAL

Caracteristicas Fisicas:

A Tabela VI mostra exemplos das distribuicoes

granulometricas daqueles dais tipos de carvao,

conforme recebidos nas usinas.

Este carvao normalmente deveria passar por um be

neficiamento, englobando peneiramento para a fai

xa adequada ao processo, por exemplo 10 - 30 mm,

0 10 - 50 mm, 10 - 70 mm ou mesmo 6 - 100 mm,

"over-size" sendo enquadrado dentro da faixa,

atraves do processamento em britador de rolos e o

"under-size" aqui chamado simplesmente "finos",

sendo removido para sua ulterior utilizacao, por

exemplo, nas instalacoes de sinterizacao ou na in

jecao no cadinho do forno, via eletrodo oco.

Com relacao ainda as caracteristicas fisicas,dois

aspectos referentes ao fator forma devem aqui ser

salientados:

a classificacao do carvao vegetal, particular­

mente das fracoes maiores, e dificultada pela

predominancia de uma dimensao do material, de-

do a sua forma alongada;

a remocao de fracoes abaixo de 10mm OU 6mm, se

deve a forma de lamelar tomada pelas particu­

las abaixo daquelas malha, dependendo da natu­

reza da madeira.

Como conseqllencia da sua forma alongada, ensaios

de beneficiamento mostram que o escalpe do car­

vao bruto recebido deve ser feito em 2", para a.§_

segurar-se que a maior dimensao do passante sera

484

menor que 100 mm. Nesta hipotese, o "over-size" e entao passado no britador de rolo.

A utilizacao de malhas de 3" ou 4" no escalpe,da­

ria origem a passantes acima de 200 mm.

0 carvao de eucalipto apresenta-se bem mais homo­

geneo que 0 carvao de mata nativa, constatando-se

raramente em seus lotes, a presenca de fragmentos

nao carbonizados.

A densidade aparente , "bulk density", material gra­

nulado - seco, encontra-se na faixa de 230-2 70 kg fin 3

saindo desta faixa somente em casos especiais.

A porosidade do carvao vegetal esta na faixa de

70-75%. 0 carvao vegetal, pelo menos teoricamente,

poderia ser colocado em qualquer faixa granulome­

trica, porem, ha limitacoes economicas com relacao

a geracao maior de "finos", quando estes nao podem

ser utilizados no processo ou comercializados a

precos atrativos. Contudo, fracoes de O - 6 mm ou

mesmo 6 - 10 mm, particularmente quando altas pro­

dutividades s;o desejadas, Jevem ser eliminadas da

carga, tendo em vista o aspecto negativo de sua in

fluencia sobre as condicoes do fluxo gasoso, durag

te o processo, conforrue se pode depreender da Fi­

gura 4.

Caracteristicas Mecanicas:

0 carvao vegetal apresenta uma resistencia ao

emagamento na faixa de 30 - 50 kg/cm2

, medida ra-

UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL

dialmente, valor este muitas vezes superior ao va-

lor da pressao da coluna de carga, cerca de 0,16

a 0,22 kg/cm 2 , em seu ponto ma is critico.

0 "tumbler test" e considerado 0 mais importante e~

saio para avaliacao da resistencia mecanica do car­

vao, pois, dentro de certos limites, indica suafria

bilidade.

0 indice de friabilidade f e expressado:

f 100 ( 1 - tamanho media apos 0 ensaio ) tamanho media antes do ensaio

Para os carvoes de boa qualidade, no"tumbler tese', es

te indice deve situar-se:

Carvao vegetal + 31,75 mm

Carvao vegetal 6, 35 a 31, 75 mm·-·

60% max.

40% max.

0 "shatter test" permite tambem avaliar a resistencia

mecanica do carvao vegetal, atraves do indice de fria

bilidade.

Para os carvoes de boa qualidade, no "shatter test",

este indice deve situar-se:

Carvao vegetal + 31,75 mm

Carvao vegetal 6,35 a 31,75 mm

Caracteristicas Quimicas:

15% max.

4% max.

A composicao quimica do carvao vegetal depende das

condicoes de carbonizacao da madeira e de sua origem,

porem, OS valores medios atuaia encontrados para ca~

voes de boa qualidade atraves de sua analise imedia­

ta devem situar-se nas faixas (base seca):

Carbono f ixo

Cinzas

. Materia Volatil:

75 - 80%

2

20

4%

25%

A analise tipica da materia volatil em volume seria:

INFACON 86 PROCEEDINGS

%C0 2

9,0 %CO 20,0

%H2 64,0

CnHm 7,0

A analise media das cinzas, carvao da regiao de

Minas Gerais, mostra:

% Si02

12-25

% Cao

25-35

% MgO

6-7

% p % s % Mn

0,5 % KzO 10-15 1 - 3 0 f)5-0 f)6

0 carvao vegetal e altamente higroscopico, apre­

sentando,em media, normalmente 8 a 10 % de umi­

dade.

0 carvao vegetal possui alta reatividade e para

este redutor a reacao:

C0 2 (g) + C(carvao vegetal) 2 CO(g),

tern inicio a cerca de soo0 c, 0 que e de grande

importancia, na medida que o perfil temico do

forno e sua performace sao por ela afetados.

A temperatura de ignicao do carvao vegetal si­

tua-se de 240°C a 250°C e muitas vezes, sua me

dida e usada como um indice de reatividade.

0 indice de reatividade do carvao vegetal

950°c, medido pela reacao com C02 e igual

0,6 g/min.

Caracteristicas Eletricas:

a

a

0 carvao vegetal possui uma elevada resistivid~

de eletrica, mesmo em niveis de temperaturamais

elevados.

A resistividade eletrica do carvao vegetal gra­

nulado e influenciada pela faixa granulometri­

ca ou tamanho media para ele escolhido, confor­

me e mostrado na Figura 5.

485

Observa-se que faixas granulornetricas corn me-

nor tarnanho rnedio de graos, sob rnesrna pressao,

conferern a carga de redutor urna rnaior resistivi­

dade eletrica; no entanto, a dirninui<;ao do tarna­

nho rnedio das particulas de carvao vegetal irn­

plica em urna necessaria analise previa das condi­

<;oes de escoarnento gasoso, o qual segurarnente se

ria prejudicado.

A ternperatura de carboniza<;ao da rnadeira exerce

urna grande influencia sobre os valores das resis­

tividades eletricas dos carvoes produzidos a bai­

xas ternperaturas. Esta influencia porern e rnenor,

ou praticarnente nula, em regioes de altas ternpera­

turas, onde a carboniza<;ao e Cornpletada e OS Valo­

res das resistividades tendern a igualar-se.

3. COMPARA~AO DO CARVAO VEGETAL COM OUTROS REDUTORES

Sob o ponto de vista das caracteristicas f isicas

pode-se dizer que 0 carvao vegetal apresenta des­

vantagens em terrnos de granulornetria e fator de

forrna relativarnente aos dernais redutores, coquern~

talurgico OU de gas, coque de petroleo, carvao mi

neral e antracito, os quais podern ser obtidos no

rnercado em forrna praticarnente esferica e em urnafa!

xa granulornetrica estreita, por exernplo 10-20 mm.

No que se refere a densidade aparente (Bulk density)

o uso do coque e dernais redutores, os quais po~

suern praticarnente 0 dobro daquela do carvao vegetaJ.,

traz corno conseqilencias irnediatas:

aurnento da pressao na coluna de carga, Figuras 6e

7,corn reflexos negativos particularrnente sobre a

perrneabilidade e resistividade eletrica da carga;

rnenor participa<;ao no volume total da carga, pos­

sibilitando o aurnento do tempo de residencia dos

rninerios na cuba do forno, corn reflexos positivos

sob as taxas de redu~ao indireta, nos processos o~

de esta ocorre em rnaior exten<;ao;

rnenor participa<;ao no volume total da carga,cond~

zindo a SUa aglornera<;ao ( 11pontes 11 OU 11crvstas 11),

devido a maier possibilidade de contato entre si

das particulas de rninerios.

Provavelrnente devido ao fator forrna, as condi<;oes de

escoarnento gasoso, seriarn rnais favoraveis no casode

486

utilizar-se coque ou dernais redutores quando adrn!

tindo-se estar 0 carvao vegetal, em urna rnesrna fa!

xa granulornetrica, Figuras 4, 8 e 9, esta ultirn2

rnostrando nao haver vantagern algurna em carregar­

-se rnateria acirna de 30 mm ou 40 mm, pois neste

caso nao seria reduzido 0 valor da queda de pres­

sao, porern dirninuido o valor da "porosidade" do

leito granulado, atraves do aurnento da rela<;ao DAf

onde:

• D = diametro suprior da faixa granulometrica do carvao vegetal;

• d Diametro inferior da faixa granulometricado carvao vegetal.

Esta ultirna figura permite inf erir ser inadequado

0 carregamento de fra<;oes do carvao abaixo de 15 mm

devido ao grande aurnento do valor da queda de pre~

sao a partir daquele tarnanho de particula.

Corn rela<;ao as caracteristicas mecanicas, o carvao

vegetal apresenta desvantagens, pois, o efeito da

abrasao sob a pressao nos leitos granulados de co­

que sao rnenores que aquelas nos de carvao vegetal

particularmente quando se considera-o misturado

corn os dernais cornponentes da carga, com "dureza"

rnaior.

Nas caracteristicas quimicas o carvao vegetal le-

va uma grande vantagern em rela<;ao ao coque

rnias redutores pelas razoes seguintes:

de-

UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL

a baixa porcentagem de cinza e enxofre, com refl~

xos positives na composicao da liga final ou mar­

cha do processo;

as materias volateis do carvao vegetal melhoram o

balanco do forno eletrico que o utiliza.

A higroscopicidade do carvao vegetal e prejudicial

pois, pode originar sabre condicoes de aquecimento

e/ou altas temperaturas:

fragilizacao do carvao, durante a expansao do va­

por d'agua;

a reacao de reducao d'agua pelo carbono formando

CO e H2 , provavelmente com consume extra de car­

bono e energia, por razoes cineticas.

A presenca de uma pequena quantidade de alcalis e

benefica tal como ocorre na cinza do carvao vege­

tal, pois, aumenta a reatividade do redutor.

As caracteristicas metalurgicas dos redutores sao

mais complexas de serem analisadas e carecem de en

saios previos, porem, a alta reatividade do reduto~

tal coma carvao vegetal, conduz as vantagens comprQ

vadas. A reatividade depende, conforme pesquisas

realizadas, da densidade do carvao vegetal, de sua

porcentagem de carbono fixo, materiais volateis e

cinzas, bem coma da temperatura em que ele foi car

bonizado.

A Figura 10 mostra a varia~ao da reatividade com a

temperatura para diferentes tipos de redutores e

permite inferir que a utilizacao de carvao vegetal

praticamente conduz ao alcance do equilibio de

Boudouard para o CO, C02 e C, o que se traduz em

economia de carbono no processo.

INFACON 86 PROCEEDINGS

A Figura 11 estabelecida com base nos dados de

Collin, mostra comparativamente a reatividade

de alguns agentes redutores, confirmando o carvao

vegetal como aquele que possui um nivel

elevado.

ma is

A escala de reatividade dos redutores poderia ser

resumida colocando-se em niveis proximos ao do

carvao vegetal, portanto alta reatividade, o car­

vao de madeira e OS carvoes betuminosos. No nivel

de media reatividade, OS linhitOS e turfas, com

seus respectivos coques. No nivel de baixa reati

vidade o coque metalurgico, o coque de petroleo

verde e/ou calcinado e o antracito.

0 carvao vegetal apresenta uma elevada resistivi­

dade eletrica quando comparada com a de outros re

dutores ( Figuras 12 e 13) ,o que representa uma

grande vantagem, a profundidade dos eletrodos na

carga e/ou relacao tensao/corrente, sao marcada­

mente afetados por este parametro. 0 uso de car­

vao vegetal em substituicao a outros redutores cog

duz a eletrodos mais profundos na carga, com el~

vadas relacoes tensao/corrente, com menores per­

das termicas e eletricas.

Conforme mostrado nas f iguras 6 e 7 a pressao na

coluna de carga dos fornos eletricos a carvao ve­

getal e inferior ~quela dos f ornos a coque e a

pressao afeta sensivelmente a condutividade ele­

trica do redutor,influenciando portanto a perfor­

mance do forno.

As Figuras 14 e 15 mostram a variacao da resisti­

vidade eletrica com a temperatura, para diferentes

pressoes, nos cases particulares do carvao vegetal

de 15 a 28 mm e coque de 15-25mm. As pressoes ut!

lizadas nas medicoes,correspondem aquelas calcul~

das para um mesmo forno, caso ele estivesse opera~

do com carvao vegetal OU coque,levando-se em cons!

deracao as forcas de friccao ou seja,portanto, as

condicoes reais de operacao.

487

4. NUMEROS CARACTERiSTICOS DA PRODUCAO DE FERRO LIGAS UTILIZANDO CARVAO

VEGETAL COMO AGENTE REDUTOR

A Tabela VII mostra os numeros caracteristicos

tipicos da producao de alguns ferro-ligas uti­

lizando carvao vegetal como agente de reducao.

Os numeros referem-se a fornos na faixa de 6,5 MVA

e quando a "refusao e introduzida na carga e/ou

sinter, OS COnSUffiOS espec{fiCOS Sao baixados.

5.ANALISE DOS NUMEROS CARACTERiSTICOS DOS FORNOS ELETRICOS A CARVAO

VEGETAL

Kelley(5) relata resultados de ensaios industriais

conduzidos visando a comparacao de performance do

forno quando operado com redutores de reatividade

diferente, durante longos periodos. Para um forno

de 8MVA, na fabricacao de FeSi 75% os resultados

mostraram:

o uso de coque metalurgico (baixa reatividade) em

lugar de semi- coques (media reatividade) trazia

como conseqllencia a necessidade de se operar com

tensoes secundarias mais baixas;

a penetracao dos eletrodos variava na faixa de 1,2

- 1,4 m para o semi-coque de grelha; 1,1 - 1,2 m

para o semi-coque de retorna; 0,6 - 0,8 m para o

coque metalurgico.

Como conseqllencia, a performance do forno era nega­

tivamente alterada quando o semi-coque oe grelhaera

substituido pelo coque metalurgico:

o consumo especif ico de energia era aumentado em

20%;

o consumo especifico de pasta eletrodica era au­

mentado em 35%;

o consumo especifico de quartz·o era aumentado em

25%, caracterizando elevadas perdas por volatiza­

cao OU escorificacao.

488

A substituicao do coque de gas (media para bai­

xa reatividade) tambem na producao de ferro si

lico 75% em um forno de 10 MVA, indicou:

aumento no consumo especifico de energia, cer­

ca de 2%;

diminuicao na taxa de recuperacao do silicio,

cerca de 2%;

aumento no consumo especifico de pasta, cerca

de 5%.

A penetracao do eletrodo era mais profunda e a

tensao secundaria mais alta, quando o coque era

usado.

Com base nestas e outras informacoes de Kelley

(5), fica patente que a reatividade tern uma sen­

sivel influencia na marcha dos fornos, tambem

por ele observada nos casos da producao de ferro-

silico manganes e carbureto de calcio. Estes

fatos colocaram 0 carvao vegetal em posicao pr~

vilegiada na escala dos redutores, pois, alem de

sua elevadissima reatividade, possui alta pureza

e elevada resistividade eletrica, mesmo em niveis

mais altos de temperatura. Como conseqllencia P£

de-se esperar performances tecnicas otimas dos

fornos que utilizaram 100% de carvao vegetal como

agente de reducao, ao lado de boas performances

economicas devido a seus baixos precos, na faixa

de US$55.~0 a US$65.00 , quandu comparados com

aqueles de outros redutores.

UTILIZA<;:AO DO CARVAO VEGETAL

CONCLUSAO

A industria brasileira de ferro-ligas, em sua con fornos:

tinua expansao e desenvolvimento tecnologico, tern alta reatividade;

a sua disposicao, a baixo preco, um agente de redu alto grau de pureza;

cao da melhor qualidade, 0 carvao vegetal 0 qual elevada resistividade eletrica, quando compara-

possui todas as caracteristicas nescessarias para do com outros tipos de redutores, atualmente uti

a obtencao de performances tecnicas otimas dos lizados por industrias similares.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a Diretoria da Companhia de Cimento Portland Maringa, o apoio recebido para publ!

cacao deste trabalho.

BIBLIOGRAFIA

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Vegetal - Anuario Estatistico/85, publica­

cao da ABRACAVE, Belo Horizonte - 1985.

2.- Silveira, Rubens C et Allii - Metalurgia

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nharia da UFMG, Editor: Prof. Jose Martins

de Godoy, volumes I e II, Belo Horizonte -

a bril de 1980.

3.- Silveira, Rubens C.- Contribuicao ao Estudo

Eletrico e Metalurgica dos Fornos Eletri­

cos de Reducao, Tese de Livre Docencia e

Doutoramento, Escola de Engenharia da Uni-

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rizonte - 1974.

INFACON 86 PROCEEDINGS

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na fabricacao de gusa em fornos Eletricos de Re­

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5.- Kelley, J. T. - Evaluation of carbonaceos

Reduting Agents - I. Reactivity Technical

Report nQ V-63-23, Union Carbide Metals Company

- May 1963.

489

TABELA I: EXPORTAQ\0 DE CARVAO VEGETAL - BRASIL

ANOS TONELADAS US$ FOB

1979 31.169 2.149.663

1980 25.428 1.539.867

1981 9. 43 5 1. 010. 105

1982 3 .16 9 500.466

1983 6.512 774.080

1984 10.980 1.214.639

Fonte: CACEX

TABELA II: MAO DE OBRA EMPREGADA NOS SETORES DE

REFLORESTAMENTO E DE CARVAO VEGETAL

DISCRIMINA<;,:AO

Reflorestamento

Carvao de origem

nativa

Empregos Diretos

Fonte: ABRACA VE

490

N9 EMPREGOS GERADOS

106.000

210.000

60.000

Ano: 1984

ATIVIDADES

Implanta~ao,manuten~ao e

exloraq.ao f lorestal.

Fabrica9ao e transporte de

carvao vegetal.

Colheita,fabrica~ao e trans­

porte de carvao vegetal.

Produ~ao de ferro-ligas~erro

gusa, a~o e laminados.

UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL

TABELA III: EVOLUGAO DA PRODUGAO TOTAL DE FERRO - LIGAS- BRASIL(l)

Unidade: t

TABELA IV: EXPORTAGAO DE FERRO-LIGAS

BRASIL(l)

ANOS PRODUGAO DE FERRO-LIGAS ANOS TONE LADAS 103 US$ FOB

197 4 218.673 197 4 43. 86 8

1975 256 .671 1975 6 0. 712

1976 312. 765 1976 86.768

1977 372.144 1977 113. 555

1978 410.497 1978 147.199

1979 485 .149 1979 163. 073

1980 552.672 1980 164.206

1981 564.069 1981 252.013

1982 563.897 1982 224.909

1983 580.723 1983 345.801

1984 681.453 1984 291.573

Fonte: CONSIDER/ABRAFE/ABRACAVE Fonte: CONSIDER/ CACEX / ABRACAVE

INFACON 86 PROCEEDINGS

TABELA V: EVOLUc;;AO DO CONSUMO DE CARVAO VEGETAL

NA PRODU\AO DE FERRO-LIGAS

BRASIL(l)

ANOS

197 4

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

Unidade: m3

CONSUMO DE CARVAO VEGETAL NA PRODUGAO DE FERRO-LIGAS

438.287

522.369

626.038

756 .021

827. 511

974.983

1.108.527

1.543 .357

1.412.397

1. 853 .183

2.170.424

Fonte: CONSIDER/ABRAFE/ABRACAVE

19.415

47.768

78.081

80.402

124.750

164.768

176.131

217 .937

167.210

203 .341

226.156

491

i

492

TABELA VI: EXEMPLO DE DISTRIBUI~AO GRANULOMETRICA DE CARVOES VEGETAIS

DE MATA NATIVA E DE EUCALIPTO

FRA<;:AO CARVAO DE MATA CARVAO DE

Polegadas Mil{metros % Retida % Retida % Retida

Simples Acumulada Simples

+4" +101, 0 6,51 6,51 1, 3 8

_411 + 3" -101,0 + 76,2 7,67 14,18 6,99

-311 + 2" - 76, 2 + 50,0 16,32 3 0' 50 29' 87

I -211 + 1 1/2" - 50,0 + 38,0 15,94 46,44 18, 95

I -1 1/2" + 7" - 38,0 + 25,4 18,76 65' 20 17,81

i

-111 + 1/2" - 25,4 + 12,7 17' 63 82' 83 12,06

-1/2" + 3/8" - 12,7 + 9' 5 4,56 87,39 3,2

-3/8" + 1/4" - 9,5 + 6,3 3,32 90,71 3,08

-1/4" - 6,3 9' 29 100,00 6,66

TABELA VII- N0MEROS CARACTER1STICOS DA PRODUQ\O DE DIFERENTES FERRO-LIGAS

UTILIZANDO CARVAO VEGETAL COMO REDUTOR

-FeSiMn

u Fe Si 75% SiMet Casi FeMnAC 16-20

Minerio de Manganes:

- A Kg/t - - - 840 350

- B Kg/t - - - 370 400

Sinter de Manganes Kg/t - - - 850 1060

Escoria de FeMn Kg/t - - - - 500

Mis to Kg/t - - 670 - -Ref usao Kg/t 30 - - - -

Dolomita Kg/t - - - 210 -

Calcario Kg/t - - 810 - 70

Minerio de Ferro Kg/t 285 - - - 30

Minerio de Cromo Kg/t - - - - -Minerio de N1quel Kg/t - - - - -

Quartzo Kg/t 1860 2690 1350 - 172

carvao Vegetal Kg/t 1060 1150 1100 380 380

Cavaco de Madeira Kg/t - 650 - - -Pasta Eletrodica Kg/t 40 120 150 - -

Energia Eletrica Kwh/t 7800 12500 9500-10500 2450-2600 3780 V/I mn. 1,86-1,95 1,86 1,6-1,8 1,82 2,2

EUCALIPTO

% Retida

Acumulada

1, 38

8,37

38,24

57' 19

75,00

87,06

90' 26

93' 34

100,00

FeCR FeNi --

- -- -- -- -

- -- -

- -

- -- -

2400 -- -

120 -650 1150

- 18500

20 78

4300 13500

3,3 8,3

UTILIZAt;:AO DO CARVAO VEGETAL

z "Tl )>

8 z ill ,, "' 0 0 m m 0 z Gl (/)

~ "'

~

EVOLU~AO DO CONSUMO DE

CARVAO VEGETAL _ BRASIL

I 103 m~)

1966-f

moo

'"'" /$/~

1718 ZIH

79 1980

D CorvOo Veoetol Consumido

192~0

.,.

[D carvOo ve~etol Orioinodo de Reflorestom~n.to

FONTE: ABRACAVE

22$10

18661

37J2 ... ,

1982 19113

29607

•oo•

19114

T-loda•

EVOLUCAO OA PRODUCAO DE

FERRO-LIGAS A CARVAO VEGETAL _BRASIL

:J,!!!!12 ~ $~1

~144

<tf/0497 - 17fH2

-· ,.............468742

:»9'96

,_ IJ7MO

,.,,,,,. .....--..ms

681463 r--'lff7112'

~,·I 1111 I 1111 I 1111 I 1111 I 1111 Ill' I 1111 I 1111 ~ 1971 19111 1979 1910 1981 l~B2 I~ IH<I#

D Ferro-Ligas Produzioo no Brosi!

an Ferro-Lioas Produtido a CarvCio Vegeto\

FONTE; ABRACAVE

FIGURA 2: EVOLUGAO DA PRODUGAO DE FERRO-LIGAS A CARVAO FIGURA l:EVOLUGAO DO CONSUMO DE CARVAO VEGETAL NO BRASIL(l). VEGETAL NO BRASIL(l).

7006

6600

6200

5800

5400

5000

4600

4200

3800

3400

3000

2600

2200

1800

1400

1000

600

200

4114

,_.. ____ iNDICE DA EVOLUCAO DO PRECO DO CARVAO

x lNDICES ECCNOMICOS

CA RVAO VE GETA1.

DOLAR

ORTH

,,,.-------/

1982

FONTE: ABRA.CAVE E REVISTA CONJUNTURA £CON0MICA

1983

I

I

I I

/

' ' I

I

' I I I I

' I

' I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

I I ;------

/ I

I I

I

/ /

I

1984

I I I I

FIGURA 3: lNDICE DA EVOLU~AO DO PRE~O DO CARVAO COMPARATIVA

MENTE COM OUTROS INDICES ECON<'.>MICOS.

UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL

z .,, 8 z Sl ... "' ~ m c z G)

"'

~ "'

N~ ~

" f 0

·~ ~ . ~

~ 0

~GURA~:

s.or--~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

CARVAO VEGE TAL

4.0

6_10mm

e,.o

2,0

1,0

Velocidade a vozio x IO~•m mt no

QUEDA DE PRESSAO EM DEPEND~NCIA COM A VELOCIDADE A

VAZIO PARA DIFERENTES FAIXAS GRANULOMETRICAS DO

CARVAO VEGETAL, SEGUNDO SILVEIRA ET ALII ( 2) .

1000

100

w

" " " 5

~ v; ~ 10

_T-~ 1--\ ' 1--

\

I\ \

\ I\ d

~~ '[o_ I\

'I\ I~ 'f\ ~

\ \ \ \

·~ \. 0\ ~ I

f\ ' \ --:i I\ [\ ~ I\

'

C. VEGETAl GAANULOMETRlA mm

lo \2, 70 - 20,50 ,. 9,52 - I 2,70

;. 4,76 - 9 ,52

350 400 450 500 550 600 650 700

TEMPERATURA {°C)

FIGURA S:INFLUl':NCIA DA FAIXA GRANULOMETRICA SOBRE A RESISTIVIDA­

DE ELJ':TRICA DO CARVAO VECETAL, SEGUNDO ORIGINAL SILVEIAA

(2).

496

E

0 .._ z lLJ ~ <( (!) lLJ 0:: 0: <( (.)

0 0

<( 0: ::J 1-_J <(

E

0 1-z LLJ :2: ~ LLJ er er <(

0

I

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~

~

0

I

(.) 2 0 0

<( 0: ::J t­_J

<( 3

"- ,_ Segundo o equocoo de Janssen '<::~

~:--.. 2_ Segundo o equacoo de Airy

3_ Pam o caso ideal ~ \~

"\ '\ ~""'

I

'" ~ ~ FER A CARVAO VEGETAL

\ ~ "1'. ' I \ '\ ~"' !

\

""' """ 1\ I"' I"" \ \

~ ~ \ '\['...

\ \

"' \1 \ ~ \

"" \-2 I\-- I ~3 l \. ~

0 80 lbO 240 320 400 490 PRESSAO DA COLUNA DE CARGA l g/cm2

)

FIGURA 6: PRESSAO DA COLUNA DE CARGA EM DEPENDENCIA COM A ALTURA DO CARREGAMENTO EM UH

FORNO ELETRICO DE REDU~AO A CARVAO VEGET~L.

-......., '- Segundo o equacoo de Janssen

~ i::::-....

" ~ 2_ Segundo o equocoo de Airy

' ~]'.. 3_ Pam o coso ideal

'!'.."""' f'-...

~ ~

""""' "' FER A CO QUE

""' '-.., ~

' !'-.""' ' ~

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'~

' ' !'-...

"' ' " ""---......

" " "' ...... 'f"".....

2~ ~I ~3

""' "' "k '\I. 'Ill I I -...,.

0 80 160 240 320 400 480 PRESSAO DA COLUNA DE CAR GA ( g/cm2

)

FIGURA 7: PRESSAO DA COLUNA DE CARGA EM DEPENDENCIA COM A ALTURA DO CARREGAMENTO EM UM

FORNO ELETRICO DE REDU~AO A COQUE,

UTILIZAcAO DO CARVAO VEGETAL

l

J

2.0

COQUE

N

E .. 1,0 .... ... ... 0

10 . • • ... ... I

" 'i " 0

0 20 40 60 80 100

Velocidade a vazia x 101

, em m1 .. 11

FIGURA 8: QUEDA DE PRESSAO EM DEPEND~NCIA COM A VELOCIDADE A

VAZIO PARA DIFE~ENTES FAIXAS GRANULOMETRICAS DO

COQUE,SEGUNDO SILVEIRA ET ALII (2).

5,0

4,0

3,0

.. Carv& veaetal E ~ ~

0 2,0

'" .. ., .. a .. 'O

1,0

" Coque 'O .. " 0

0,0 0 10 20 30 40 50

oiometro medio em mm

FIGURA 9: QUEDA DE PRESSAO EM DEPENDENCIA COM 0 DIAJY!_ETRO MEDIO

DO CARVAO VEGETAL E COQUE, PARA m'A VELOCIDl\.DE A. VA­

ZIO DE 0,06 m/seg., SEGUNDO SILVEIRA ALII (2).

INFACON 86 PROCEEDINGS 497

498

10

I/

JV I/ f/ /

I /

/ I

/ /

v,2, !/i3) I v v/

(I) ,~v (51/

I I v v v/ I I J

20

I/ I I v I/ )

j I J I I I I I I I

I I I I I (I) Curvo de Bou do Jard

1' / I V1 v (2) Corvo o Veg etol

(3) Coqu1 de Gas

I v I I / (4) Coqu1 de orno Colmeio

(5) Carve o de Retortp

/ / / / /

40

50

60

70

80

90

100

400 600 800 1000 1200 1400 1600

Temperatura °C

FIGUR~lO: VARIA<;AO DA REATIVIDADE COM A TEMPERATURA,

CONFORME ORIGINAL DE KELLEY(S).

6,0

5,0

4,0

3,0

2.0

I ,0

L Corvoo Vegetol

2. Coque de Turfo

3_ Coque_ Boixo Temp.

m 4_ Coque de gas

5. Coque Metolurgico

6- Antrocito

~ ~ ~ m

FIGURA 11- REATIVIDADE COMPARATIVA DE ALGUNS AGENTES

REDUTORES(4}.

01.co

90

80

70

60

50

40

20

10

0

UTILIZACAO DO CARVAO VEGETAL

z .,, )>

8 z i!i ... "' g m m c z a

i8

1000]

I 200

100

E

~ 0

~ . ~ .g 10 ·;; -~

-~ a:

100

.\ ...

300 500

Temperoturo em °C

I I

\ \

700

J'..!GURA 1£_: RESISTIVIDADE EL~TRICA DO ANTRACITO, CARVAO ~<INERAL

ANTRAC I TOSO E CARVAO VEGETAL EM FUNcAO DA TE~'PERAT~

RA (4).

10,0

E 5

.j ·~

2,0

1,0

-~ a:: 0,1

O,Ql 5o

POS.(CON'ol

II

JI

',

REOIJTOR

SRLOUETE

250 450 650

Temperoturo em °C

FIGURA 13: RESISTIVIDADE EL£TRICA DO COQUE E DO BRIQUETE DO FI­

NO DE COQUE EM FUNcAO DA TEMPERATURA (4).

§

..._)

c j r-N )> -0 )» 0 0 0 0 )> :JJ < )» 0 < m Gl m --l )> r-

100,0 --,-------..,~-~--~~-~

I -1

\

I 10.0

c: <( u

°' -~ w a <( O·

> ti ti 1.0

"

~ K T}l1

''o '

10

30

60 100 140

O,l.j_-1--L-l__jLf--_L+_j_-+_J-t::~ 900 1000 1100 1200 I 300 I 400 I 500

TEMPERATURA {°C I

~ ~

FIGURA 14: RESISTIVIDADE ELETRICA DO CARVAO VEGETAL DE

15 - 28mm, EM FUN,.Ao DA TE11PERATURA, FARA t:ll­

FERENTES PRESSOES(3).

§ 10,0

.s <{ u 5' f--

·w cc: w g > ti Vi ~ 1,0

0,3 700 8 00 960 I 000 I 100 I 200 I 30) 1400 1 500

TEMPER AT URA {°C I

0 0 200 240 270

"e ~ ~

0

'"" "' "' w

" a.

FIGURA 15: RESISTIVIDADE ELETRICA DO COQUE DE 10 - 25mm,

EM FUN~AO DA TEMPERATURA,PARA DIFERENTES PRES

SOES(3).