Descrição
A siderurgia é uma das maiores fontes industriais de emissões de CO₂, devido aos processos redutores baseados em carbono mineral. Alternativas sustentáveis, como os briquetes autorredutores, estão alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU, especialmente ao ODS 9 - Indústria, Inovação e Infraestrutura e ao ODS 13 - Ação Contra a Mudança Global do Clima. O uso de briquetes autorredutores representa uma rota alternativa que se destaca pelo reaproveitamento de finos gerados no processo siderúrgico. Contudo, nota-se na literatura, escassez de informações acerca da proporção ideal entre carbono/oxigênio e do teor de aglutinante, por isso, este estudo aplica a metodologia de planejamento estatístico fatorial e de superfície de resposta para avaliar os efeitos da variação do teor de aglutinante e da quantidade de minério sobre a eficiência de redução e a resistência mecânica, identificando as interações entre as matérias-primas e as condições ótimas de mistura. Os briquetes serão elaborados a partir de finos de minério de ferro, carvão vegetal de resíduos de Eucalyptus sp. e amido de trigo como aglutinante. Serão realizadas análises imediata, elementar e poder calorífico superior para caracterização do carvão. A análise dos finos de minério será realizado por espectroscopia de emissão atômica por plasma (ICP – Inductively Coupled Plasma). Após homogeneização da mistura, os briquetes serão produzidos por extrusão e submetidos a testes de tamboramento e compressão para análise da resistência mecânica. Após ensaio de redução em forno mufla, será aplicada Difratometria de Raios X (DRX) para análise do grau de metalização. A interpretação dos resultados será conduzida por meio do planejamento fatorial 32, para a resistência mecânica e grau de redução, este planejamento otimizará a interpretação de como as características citadas são influenciados pela variação do teor de aglutinante e minério de ferro, além disso será aplicada uma análise de superfícies de resposta com as mesmas variáveis. Espera-se que o aumento do percentual de aglutinante melhore a resistência mecânica, mas diminua a eficiência de redução. A proporção ideal de agente redutor e finos de ferro serão determinantes para a produção de ferro metálico com eficiência, onde o aumento do redutor deve elevar a produção de ferro. No entanto, o excesso de redutor pode levar a um desempenho de redução menor que o ideal, já que o minério de ferro se tornaria o fator limitante. Por meio do planejamento estatístico será possível identificar os efeitos dos do aglutinante e finos de minério, suas interações e as condições ótimas. A abordagem estatística, que integrará variáveis de composição de forma sistemática, confere um diferencial científico à pesquisa.
Palavras-chave: Carvão vegetal. Finos de Minério. Aglutinantes. Briquetes. Autorredução. Superfície de resposta.
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