A vida do revestimento refratário dos Fornos de Pelotização tem grande influência no custo e na capacidade de produção de pelotas de minério de ferro. Cada dia economizado em manutenção refratária, durante o ano, pode render um ganho de produção diário de até 20 mil toneladas de pelotas. Por isso, não há dúvidas, a qualidade do refratário é essencial para a economia de recursos e aumento da produtividade dos fornos.
O segmento industrial de produção de pelotas tem se tornado cada vez mais importante, em função do esgotamento das jazidas de minério de ferro granulado de boa qualidade. O Brasil tem atualmente uma capacidade de produção de 350 milhões de t por ano de minério de ferro e de 66,5 milhões de t por ano de pelotas.
Grande parte da produção brasileira de minério de ferro está voltada para o mercado internacional de aço, principalmente China. A produção mundial de aço foi de 1.515 milhões de toneladas e a de gusa de 1.083 milhões de toneladas em 2011. A China teve uma participação de 683 milhões de toneladas em aço (45% do total) e de 630 milhões de toneladas em gusa (58% do total). Já o Brasil teve uma participação de apenas 35,2 milhões t em aço (2,3% do total) e de 33,2 milhões de t em gusa (3,1% do total).
O minério de ferro pode ser utilizado na produção de gusa em Altos-Fornos diretamente como minério granulado, ou em forma de pelota e sinter, insumos que são obtidos em fornos especiais a partir do processamento de minério fino. As pelotas são produzidas a partir da aglomeração de finos de minério de ferro (< 2,0mm), conhecidos como pellet feed. Estes finos podem ser aglomerados em discos ou tambores rotativos com a adição de água e outras substâncias como bentonita, cal etc. As pelotas formadas em tamanho de 10 a 15 mm são posteriormente queimadas em temperaturas que variam de 1200 a 1300ºC.
Dois tipos de equipamentos são usados na produção de pelotas: os Fornos de Grelha Móvel e os Fornos Rotativos. Os primeiros exigem um investimento inicial maior, consomem mais combustível, alcançam uma vida do revestimento refratário de 3 a 5 anos, e são normalmente escolhidos quando se objetiva maior capacidade de produção (acima de 4,0 milhões de tonelada por ano) e venda para terceiros. Os últimos exigem um investimento menor, alcançam uma campanha menor do refratário, produzem uma pelota mais homogênea em qualidade, e são escolhidos em geral para produções menores e consumo próprio.
Atualmente, o Brasil utiliza apenas o Forno de Grelha Móvel como processo na produção das 66,5 milhões de toneladas de pelotas. Deste total, a Vale detém dez usinas, com capacidade de 44,4 milhões de toneladas. Já a Samarco possui três usinas, com capacidade de 22,0 milhões. Atualmente, duas novas usinas de pelotização estão sendo construídas: uma da Vale, com capacidade anual superior a 8,0 milhões de toneladas, e uma da Samarco, que ultrapassará 8,3 milhões de toneladas ao ano.
Os principais fatores que afetam a vida do revestimento refratário nos Fornos de Grelha Móvel são: temperaturas de chama acima de 1700ºC nas câmaras de combustão, a formação de escória rica em FeO, o balanço da combustão, o espectro do ruído da chama, a retenção de chama sobre a carga em função de sua permeabilidade, a variação de pressão ao longo do forno, a vibração mecânica da esteira e o choque térmico causado pelas transições térmicas e paradas do forno para manutenção. A vida do refratário dos dutos, caixas de vento e ciclones é afetada pela erosão causada pelo transporte fluidizado de partículas, assim como pela vibração mecânica dos equipamentos.
A melhoria dos projetos refratários e das condições operacionais, o desenvolvimento de novos produtos refratários e a introdução de novas técnicas de aplicação certamente levará a maior disponibilidade dos fornos para produção, à redução no consumo específico de refratários e, consequentemente, à redução dos custos das pelotas, aumentando a competitividade de nossa indústria no exterior.
Inovação no Setor de Refratários
As principais mudanças tecnológicas em andamento e que podem ter uma repercussão na vida do revestimento refratário e na prática de manutenção são:
– Uso de blocos especiais prensados para as câmaras de combustão;
– Substituição de óleo combustível por gás no processo de combustão;
– Caixas refratárias secas em substituição às caixas metálicas refrigeradas nas bases das paredes laterais;
– Paredes divisórias autossustentáveis em substituição às paredes refratárias sustentadas por uma caixa metálica refrigerada;
– Novas técnicas de aplicação, tais como a de concreto refratário por shotcreting;
– Maior isolamento térmico visando a reduzir perdas térmicas.
