Processamento Térmico

Descrição do ProcessoAntônio, Alexandro, André, Edgar, Rui, Diego, Marcos

1-Índice

1- Índice;

2- Introdução;

3- Correia Oscilatória;

4- Mesa de Rolos;

5- Forno Grelha;

5.1-Secagem Descendente;

5.2-Pré-aquecimento I;

5.3-Pré-aquecimento II;

6- Forno Rotativo;

7- Resfriador;

8-Peneiramento;

9-Precipitador Eletrostático.

10- Descrição técnica do processo.

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2-Introdução

Para um melhor aproveitamento econômico de uma mina exploração, tanto para partículas menores que <0,150 mm geradas nas minas de minérios ricos e também para jazidas de minérios pobres, o processo de Pelotização visa aglomerar finos de minérios de ferro com granulometria e superfície específica controlada, para um emprego de um tratamento térmico a elevadas temperaturas (1300 - 1350°C) em uma atmosfera oxidante possibilitando assim um ciclo de aproveitamento total de uma mina.As etapas do processamento térmico consistem nas seguintes etapas: Secagem descendente; Pré-aquecimento I; Pré-aquecimento II; Queima.

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3- Correia Oscilatória

Características do equipamento:

Largura: 1200 mm; Comprimento: 10, 137 mm; Ângulo de oscilação: 18°; Freqüência de oscilação: 4 a 7 vezes por minuto (ajustável); Velocidade: 1m/s; Motor do transportador: 22 kW; Tambor de direção: Ǿ 300 mm; Tambor de faixa: Ǿ 500 mm; Potência do motor de oscilação: 15 kW.

4-Mesa de Rolos

Mesa de rolos de ≥ 16 mm

Características do equipamento:

Largura rolo: 4.000 mm; Número de rolos: 27; Diâmetro do rolo: 121 mm;

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Distância entre rolos: 16 mm; Cada rolo com motor individual: 1.1 KW; Material do rolo: 1Cr18 Ni9Ti; Rotação: 83 rpm; Comprimento da mesa: 4.000 mm.

ChuteCaracterísticas do equipamento:

Altura: 2550 mm; Largura: 450 mm; Revestido a parede com plástico de polietileno com

espessura de: 16 mm.

Mesa de rolos ≤ 8 mm

Características do equipamento:

Largura rolo: 4.000 mm; Número de rolos: 47; Diâmetro do rolo: 121 mm; Distância entre rolos: 8 mm; Cada rolo com motor individual: 1.1 KW; Material do rolo: 1 Cr 18 Ni 9 Ti; Rotação: 83 rpm; Comprimento da área útil: 4540 mm.

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ChuteCaracterísticas do equipamento:

Altura: 2475 mm; Largura: 2260X300 mm; Revestido a parede com plástico de polietileno com

espessura de: 16 mm.

5-Forno Grelha Móvel

A grelha de correntes é um equipamento do processo de pelotização. Sua função é levar as pelotas cruas dentro das especificações para o processo subsequente, iniciando com a seção de secagem, seguindo para o pré-aquecimento I e II. Este processo de desidratação, pré-aquecimento e oxidação atribuira as pelotas cruas caracteristicas fisicas e quimicas que qualificara para ser procesada no forno rotativo.

Caracteirsticas do equipamento:

Dimensões da grelha:4x48m;

Velocidade :2,26m/min;

Escala de velocidade:1,07~3,23m/min;

Capacidade de produção:200t/h;

Area efetiva:192m²;

Tempo de residencia:21,4 min;

Potência do motor 4 × 12.7kW (AC440V, 60Hz).

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5.1-Secagem Descendente

Nesta zona ocorre a secagem superficial das pelotas e algumas reações especificas de dissociação térmica pode ocorrer. Essa secagem é feita com a passagem dos gases quentes que são recuperados da zona de pré-aquecimento II.

Características do equipamento:

Tempo de residência 8,36 min.; Comprimento da grelha 18m; Temperatura de secagem 320°a 400°; Velocidade do ar 0,75Nm³/s; Altura da camada para secagem 17 cm; Alimentação constante; Ar proveniente do pré-aquecimento II.

5.2-Pré-aquecimento I

Nesta zona ocorre a secagem intersticial das pelotas, que ocorre de dentro para fora, diminuindo a velocidade de secagem Essa secagem é feita com a passagem dos gases quentes que são recuperados da zona de resfriamento II, com possibilidade da adequação de temperatura através de quatro queimadores auxiliares.

Características do equipamento:

Tempo de residência 5,31min.; Comprimento da grelha 12m;

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Temperatura de aquecimento 550°a 800°; Velocidade do ar 0,75Nm³/s; Ar proveniente da zona de resfriamento II.

5.3-Pré-aquecimento II

Nesta zona ocorrem algumas reações de oxidação e formação de algumas fases iniciais da pelota, mais importante dessa etapa é a aquisição de resistência mecânica.

Essa secagem é feita com a passagem dos gases quentes que são recuperados do forno rotativo, com possibilidade da adequação de temperatura através de seis queimadores auxiliares.

Tempo de residência 8,36min.; Comprimento da grelha 18m; Temperatura de aquecimento900°a 1180°; Velocidade do ar 0,75Nm³/s; Ar proveniente do forno rotativo.

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6- Forno Rotativo

No processo de queima é onde ocorre o endurecimento das pelotas

cruas. Existem três opções de sistemas de tratamento térmico para

Pelotização em escala industrial: Forno de Cuba, Forno Rotativo (Grate Kiln)

e Forno de Grelha Móvel. A Usina de Pelotização da VSB utilizará o sistema

de forno rotativo+ grelha móvel.

É a etapa em que as pelotas atingem a temperatura máxima e se

concretiza a queima das pelotas. A temperatura de Queima varia de 1100 a

1350°C. A Queima é feita através de troca de calor entre o ar e as pelotas

no sentido de cima para baixo (descendente).

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O ar é fornecido pelo ventilador através do tubulão pode chegar até uma

temperatura de 1100°C. Depois de recebido este calor, com uma

temperatura interior de 1100°C, o queimador a gás tem a função de elevar

essa temperatura em até 1350°C, a região da queima possui um

comprimento de 37m e 5m de diâmetro.

Velocidade de rotação 1,11 RPM; Sentido horário de rotação; Diâmetro do forno 5m; Inclinação de 4,25%; Capacidade de produção de 172 t/h; Taxa de enchimento 6,3%; Pressão de operação: 100 Pa; Densidade do material a granel 2,2t/m³; Comprimento do forno 37m; Temperatura de queima 1100 a 1350°; Ar proveniente da zona de resfriamento I; Tempo de residência: ~30min.

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7- Resfriador

Tem como sua principal função fazer o resfriamento das pelotas, através de potentes ventiladores que absorvem o calor de 1100°C, que é a temperatura das pelotas após terem sido queimadas no forno rotativo e recuperando esse calor de forma continua, levando esse calor absorvido novamente para o processamento térmico.

Área útil do resfriador 69m²; Diâmetro 12,5 m; Camada do material 760 mm; Alimentação do resfriador pelotas; A temperatura de alimentação: ~ 1250° C; Tamanhos de alimentação: 9 ~ 18 mm; Temperatura de descarga: <100°C; A densidade do material: 2,2 t/m3; Potencia do motor principal. 8,9 kW; Tensão de trabalho 440 v; Velocidade de rotação 288~ 864 r/min.; Freqüência nominal do motor 60HZ; Motor de emergência: a) Potencia do motor: 2,55 kW;

b) Velocidade de rotação do motor: 1710r/min.;c) Tensão de trabalho do motor: 440 v;d) Freqüência nominal do motor: 60HZ;

Número de pallet: 28 peças; Largura da palete: 2200 mm; Velocidade de diâmetro intermediário de pallet: 0,32 ~ 0,96 m /min.;

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8- Peneiramento

O projeto contempla uma peneira com malha de 5 mm, sendo que a taxa de alimentação de finos, não poderá passar de 10%, pois comprometerá a produção.

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9- Precipitador Eletrostático

É um dispositivo de controle de partículas que utiliza forças elétricas para mover as partículas fora de uma corrente de gás sobre as placas de coletor. As partículas sofrem influencia de cargas elétricas que as conduzem para a área chamada de corona que é uma região na qual fluem íons gasosos. O campo elétrico força as partículas carregadas até as paredes provem de eletrodos que mantém uma alta tensão no centro de uma linha de fluxo.

Descrição do processo

O fluxo de gás entra, as partículas, sofrem influência de uma alta tensão proveniente dos eletrodos e, estes induzem um campo eletromagnético nas placas coletoras.

Uma vez que as partículas são aderidas sobre as placas coletoras, devem ser removidas delas sem que retornem a corrente de gás. Isto acontece usualmente desprendendo-as das placas, permitindo que a capa das partículas recoletadas deslize até serem evacuadas.

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Geração de corona

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Levadas cada vez mais para as paredes de coleta. No entanto, a turbulência no gás tende a mantê-las uniformemente misturadas no gás;

O processo de coleta é, portanto, uma competência entre as forças elétricas e as dispersas. Eventualmente, as partículas são aderidas tanto as paredes, que a turbulência decai a níveis baixos e as partículas são coletadas.

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Descrição de parâmetros do precipitador:

Altura: 13.45 m; Largura: 20.40 m; Comprimento: 23.65 m; Volume: 6.8489 m³ Temperatura do gás: 130°C; Temperatura máxima: 200°C; Eficiência: ≤ 99.17%; Pressão: 450 Pa; Vazão interna do gás: 880000m³;

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10- Descrições técnica do processo

As pelotas formadas nos discos serão descarregadas em uma CT-208B que vai alimentar uma correia oscilatória CTM-208B, que fará a distribuição uniforme das mesmas em uma das peneiras de rolos PROL-208A, onde as pelotas maiores que 18 mm serão removidas. As pelotas menores que 18 mm caem na CT-208C alimentando outra PROL-208B que removerá as pelotas menores que 9 mm. As pelotas fora do tamanho de 9 mm a 18mm devem retornar pela CT-208D e CT-208E até chegar à CT-208F. As condições operacionais devem ser de tal maneira que permitam um retorno de produção em proporções abaixo de 30% da alimentação dos discos.A produção também denominada on-size, das peneiras de rolos vai alimentar o processo denominado Grate Kiln: Grelha Móvel, Forno Rotativo e Resfriador Circular.A Grelha Móvel FGRE-209 deve possuir aproximadamente 48m de comprimento e 4m de largura e, tem objetivo de promover a secagem e a pré-queima das pelotas. O tempo de processamento é de 21.23min. da secagem até a pré-queima.

Secagem descendente: Comprimento na grelha: 18m Temperatura do gás: 320°C a 400°C Velocidade do ar: 0,76m/s

Tempo de processamento: 7,96 min.

Pré-queima 1: Comprimento na grelha: 12m Temperatura do gás: 550°C a 800°C Velocidade do ar: 0,75m/s Tempo de processamento: 5,37 min.

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Pré-queima 2: Comprimento na grelha: 18m Temperatura do gás: 900°C a 1180°C Velocidade do ar: 0,96m/s Tempo de processamento: 0,60m/s

A grelha móvel conta com 6 queimadores QUEI- 209A, QUEI- 209B, QUEI- 209C, QUEI- 209D, QUEI- 209E, QUEI- 209F, além de 4 queimadores na tubulação para fazer o aquecimento constate dos gases, já que durante o trajeto na tubulação há perda de calor. Para haver essa queima na tubulação existirão dois ventiladores VE-AC- 209D e VE-AC-209E. Para realização da queima na grelha reta o processo vai contar com dois ventiladores centrífugos (sopradores) SOP-209A e SOP-209B. O ar dos ventiladores irá passar por caixas de vento dispostas nas laterais da grelha móvel, assim pode acontecer que haja o arremesso de pelotas para essas caixas. Assim as pelotas que ali caírem serão removidas e transportadas pelos TC’s 209A, 209B e 209C, indo para a CT-208 F, passando antes pelo elevador de caneco ELVC-209C. A CT-208F levará todo o material nela depositado até a CT-208G que deve estar equipado com um desagregador. A CT-208G levará as pelotas até a TORT-208A, assim estas pelotas vão para a CT-208A, formando carga circulante.

Após a pré-queima as pelotas vão para o Forno Rotativo FROT-210, que tem o objetivo de fazer a queima das mesmas. Entre eles vão existir dois elevadores de caneco ELVC-209A e ELVC-209B que vão retornar com as pelotas que caírem do forno grelha jogando- as para o forno rotativo.

O forno possui um comprimento de 37m e 5m de diâmetro, e a chama através do QUEI-210A realiza a queima e atinge 16m do comprimento do forno. O forno tem capacidade nominal de 1.36 milhões t/ano. Uma tela separa os cachos de pelotas formadas na descarga do FROT-210 que são raspados de uma rampa para o piso e preferencialmente enviados para um chute.

Após a queima as pelotas com alta temperatura, serão enviadas para o resfriador circular RESF-211, de onde sairão com aproximadamente 100°C. Para que isso ocorra existirão sopradores de ar SOP-211A, SOP-211B, SOP-211C, SOP-211D, SOP-211E, SOP-211F.

Os gases recuperados no resfriador circular vão para um sistema de recuperação de calor. O sistema contará com dois exaustores EXAU-209A e EXAU-209B, dois multiciclones CIC-209A e CIC-209B.

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As pelotas queimadas após resfriadas irão para o peneiramento através da CT-212A, que vai contar com uma balança de pesagem constante BAF-212A e um sistema de resfriamento por aspersão de água, que será acionado caso as pelotas saiam acima de 100°C do resfriador. O peneiramento é equipado com duas peneiras vibratórias (uma em operação outra em stand-by) PV-212A e PV-212B. Haverá um DESV-212A, para direcionar as pelotas para a peneira que estiver em operação.

As pelotas maiores que 5 mm serão descarregadas no pátio de estocagem através da CT-212B equipada com balança de pesagem BAF-212B, totalizando a carga final das pelotas queimadas. As pelotas subdimensionadas menores que 5 mm serão enviadas para o silo de finos onde haverá um sistema de amostragem AMOS-212A.

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