Altos-Fornosrea de Corrida equipamentos

3nDICE

VIso GErAl

1. definio .......................................................................07

2. processo siderrgico .....................................................10

3. Composio do alto-Forno .............................................11

4. Funcionamento do alto-Forno ........................................13

5. produtos e subprodutos do alto-Forno ..........................15

6. Histria..........................................................................17

7. altos-Fornos usiminas ...................................................19

8. quem faz isso tudo funcionar? ......................................20

rEA DE CorrIDA

1. rea de Corrida .............................................................25

2. equipamentos de rea de Corrida ..................................28

2.1. Perfurador ................................................................28

2.2. Canho Obturador .....................................................39

2.3. Canais .....................................................................44

2.4. Ponte Rolante e Monovias ...........................................52

VIso GErAl

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71. DEFInIo

alto-forno um reator onde fundido o minrio de ferro, a fim de transform-lo em ferro gusa.

Ele o responsvel pela transformao da matria-prima em gusa lquido (reduo). Ele o corao da Siderurgia, produz o primeiro produto metlico do processo de uma empresa integrada.

Ele produz a matria-prima para a aciaria, a qual fabrica o ao que vai para a laminao, onde feito o produto final.

Sem alto-forno no haveria, em condies normais, a matria-prima (gusa) para produo do produto final (ao).

alto Forno n 1 usiminas Cubato

8Na sua construo, existem 2 tipos de revestimento:

Externo: chapas de ao

Interno: tijolos refratrios com placas de cobre refrigeradas com gua, inseridas entre eles.

CHapas de ao

plaCa de Cobre

tIjolo rEFrAtrIo

9Atualmente a tendncia construir altos-fornos que tm refrigerao com stave cooler, os quais no possuem revestimentos internos de refratrios da regio das ventaneiras para cima (possuem uma fina camada de revestimento refratrio nas faces do stave cooler).

staVe Cooler sem reVestmento aF 2 Cubato

staVe Coole Com reVestimento aF 2 Cubato

O ferro gusa uma liga obtida no estado lquido, composta de ferro (92 a 95%), carbono (3 a 4,5%) e outros elementos. Como matrias-primas (carga metlica), utilizam-se o snter, o minrio granulado e a pelota. O principal combustvel utilizado o coque metalrgico.

sntErCoque minrio granulado

As matrias-primas so carregadas pelo topo do alto-forno, sendo injetado ar quente na regio inferior. O ar quente injetado gaseifica o coque, produzindo o gs redutor CO e grande quantidade de calor, que sobem em direo ao topo em contracorrente descida da carga, proporcionando o aquecimento, a reduo e a fuso da carga metlica. Como combustvel auxiliar, so utilizados finos de carvo mineral e/ou gs natural, injetando nas ventaneiras atravs de lana, junto com o ar quente.

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2. proCesso siderrgiCo

O ao um produto siderrgico defi nido como liga metlica composta principalmente de ferro e pequenas quantidades de carbono.

O processo siderrgico pode ser dividido em 4 grandes partes:

a. Preparo das Matrias-Primas (Coqueira e Sintetizao)

b. Produo de Gusa (Alto-forno)

c. Produo de Ao (Aciaria)

d. Conformao Mecnica (Laminao)

FluXo simpliFiCado de produo

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3. Composio do alto Forno

Composio da rea do alto Forno

sistema de carregamento onde realizado o peneiramento, pesagem, dosagem e transporte da matria prima at o topo do alto-forno.

sistema de topo responsvel pela distribuio, sequncia e passagem da carga para o interior do forno.

limpeza de gs realiza a limpeza do gs produzido no alto-forno.

regeneradores sua funo aquecer o ar injetado no alto-forno.

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rea de corrida local onde feita a drenagem/distribuio do gusa e escria produzidos pelo alto-forno.

granulao de escria responsvel pela granulao da escria produzida no alto-forno.

Sendo o alto-forno constitudo por 5 partes, no sentido da altura:

topo: parte mais alta composta pelos sistemas de vedao de gs e de alimentao da carga, sem deixar que os gases escapem;

Cuba: compreende a maior parte do volume do alto-forno, sendo de formato tronco-cnico, com o maior dimetro na base inferior. Este formato facilita a descida da carga e compensa seu inchamento por aquecimento. Na cuba onde ocorrem as principais reaes de reduo gs/slido;

Ventre: parte cilndrica situada logo abaixo da cuba, onde se tem a maior parte do amolecimento da carga;

rampa: regio tronco-cnica, com o menor dimetro na parte inferior, sendo que este formato ajuda na sustentao da carga. Nesta regio ocorre o gotejamento do gusa e da escria pelos interstcios de coque, havendo tambm as principais reaes gusa/escria de dessulfurao;

Cadinho: regio cilndrica que compe a parte inferior do alto-forno e tem como finalidade armazenar, por um perodo de tempo controlado, o gusa e a escria. Favorece a separao destas duas fases por diferena de densidade. No cadinho esto localizadas as ventaneiras de ar e os furos de corrida.

Nos AFs 1 e 2 Ipatinga, individualmente, possuem 16 ventaneiras e 2 furos de corrida, e o AF-3 Ipatinga possui 30 ventaneiras e 3 furos de corrida.

J o Alto-Forno 1 Cubato possui 24 ventaneiras e 2 furos de corrida e o AF 2 Cubato possui 33 ventaneiras e 3 furos de corrida.

nota: na parte superior do cadinho esto localizadas as ventaneiras, que permitem a entrada de ar quente para o interior do forno.

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Composio VertiCal do alto-Forno

Topo - vedao de gs e alimentao de carga

Cuba - ocorrem as principais reaes de reduo de gs/slido

Ventre - maior parte do amolecimento da carga.

Ventaneiras - entrada de ar quente no forno.

Cadinho - armazenar por um perodo de tempo controlado, o gusa e a escria.

Rampa - gotejamento do gusa e da escria e principais reaes gusa/escria de dessulfurao.

4. FunCionamento do alto-Forno

Devido velocidade do ar quente nas ventaneiras, o coque empurrado no interior do forno, formando-se uma cavidade (denominada raceway) onde o coque circula em movimentos rpidos, ao mesmo tempo em que queimado (gaseificado), diminuindo gradativamente de tamanho.

O oxignio do ar soprado, entrando em contato com o carbono (C) do coque incandescente, reage segundo a reao:

C + o2 Co2

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O CO2 formado reage novamente com o carbono (C) do coque, formando:

Co2 + C 2C0

Em resumo, a reao que ocorre frente s ventaneiras pode ser escrita:

2C + o2 2Co

Como o ar soprado contm umidade, sua decomposio se far segundo a seguinte reao:

C + H2o Co + H2,

cujo resultado o aumento das percentagens do CO + H2 no gs.

A partir do topo do forno, os xidos de ferro contidos na carga metlica (sinter, minrio de ferro granulado e pelota) sofrem as redues regidas pelas seguintes reaes:

parte alta da cuba:

3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO 3FeO + CO2

parte baixa da cuba:

FeO + CO Fe + CO2 (reduo indireta)

FeO + C Fe + CO (reduo direta)

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rEAEs IntErnAs

3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2Fe3O4 + CO 3FeO + CO2

FeO + CO Fe + CO2 (reduo indireta)

FeO + C Fe + CO (reduo direta)

C + H2O CO + H2

2C + O2 2CO

CO2 + C 2CO

C + O2 CO2

5. produtos e subprodutos do alto-Forno

Alm do ferro gusa, so obtidos como subprodutos: escria, p, lama e gs de alto-forno.

Sua dimenso varia em funo da sua capacidade produtiva.

gusa metal lquido, dentro de uma especificao determinada, para produo de ao.

EsCrIA subproduto do gusa.

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esCria granulada (em forma granulada) utilizada principalmente na fabricao de cimento.

Cimento

esCria bruta (em forma bruta) utilizada para construo de rodovias.

estrada paVimentada

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6. HIstrIA

Os alto-fornos mais antigos conhecidos foram construdos no China da dinastia Han, no Sculo I a.C., embora os artefatos frreos encontrados neste pas datem do Sculo V a.C. - o que torna possvel acreditar-se que a histria dos altos-fornos na China seja mais antigo do que atualmente se supe. Estes fornos primitivos possuam paredes de barro com grande quantidade de minerais fosfricos.

Em pesquisa mais recente realizada por Donald Wagner, o autor coloca a data dos primeiros artefatos de fundio entre os sculos IV e V a.C., mas tambm cogita de evidncias de que o uso dos fornos de fundio tenha se difundido para o ocidente. Ele sugere, tambm, que os alto-fornos primitivos teriam se evoludo a partir dos fornos para derretimento do bronze.

sC. iX ano 800: baiXo Forno

(1 Kg Fe = 2 Kg a 2,5 Kg minrio + 4 Kg carvo vegetal).

sC. Xi Forjas Catals

Lareira feita de pedras. Para o sopro, eram usados foles manuais e, mais tarde, trompas dgua. O metal obtido era ao.

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sC. XiV

1.300 Alemanha Forno Stueckofen Primeira produo de gusa lquido.

1340 Vale do Rio Reno: Primeiro alto forno Flussofen. A inovao era que possua um cadinho para acmulo de ferro gusa lquido.

sC. XVii - alto-Forno Com aCionamento HidruliCo

Aumento na capacidade de sopro e na produo dos fornos.

Produo: 1 Tonelada/Dia (Minrio, florestas e rios roda dgua).

sC. XViii

1709 Abraham Darby desenvolveu um alto forno que operava como coque em substituio ao carvo vegetal.

1784 Henry Cort disseminou o processo de pudlagem, que tirava o carbono e o enxofre do ferro gusa, transformando-o em ao de qualidade.

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sC. XiX

1857 Alfred Cowper utilizou, pela primeira vez, regeneradores cheios de tijolos refratrios, queimando o gs do prprio alto forno para elevar a temperatura do sopro.

sC. XX

1952 Surgem os processos de produo de ao base de sopro de oxignio.

7. altos-Fornos usiminas

Em Ipatinga (Minas Gerais) so 03 altos fornos e em Cubato (So Paulo) so 02

tos fornos.ipatinga alto-Forno 1 e 2 ipatinga alto-Forno 3

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Cubato - alto-Forno 1 Cubato - alto-Forno 2

8. quem FaZ tudo isso FunCionar?

Essa equipe responsvel pelo acompanhamento do processo de fabricao do gusa, constitudo por:

Carregamento;

Limpeza de gs;

Regeneradores (sala de controle);

Escoamento de gusa e escria (rea de corrida).

O processo deve ser executado com qualidade, obedecendo a normas, padres e procedimentos com segurana para no correr riscos de acidentes e evitar desvio ou perda de produo dos Altos-Fornos.

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A comunicao assertiva no deixa espao para a dvida, as informaes so passadas de maneira clara e objetiva, aumentando a segurana e no permitindo enganos e falhas, gerando um ciclo virtuoso que contribui para a qualidade do produto, atitude segura, maior produtividade e economia.

se o alto-forno o corao da usina, o operador o especialista que mantm tudo funcionando para que a usiminas obtenha

resultados.