PROCESSO DE REDUÇÃO DIRETA

RESUMO

O processo de obtenção do ferro consiste basicamente na redução dos seus óxidos por meio de um combustível carbonoso redutor, em geral coque, carvão vegetal ou mineral.
Para que as reações de redução dos óxidos de ferro ocorram em velocidades rápidas, é necessário temperaturas acima de 1000oC, onde obtemos o ferro por redução indireta ou por redução direta.
Processos de redução direta são aqueles nos quais a redução do minério de ferro a ferro metálico é efetuada sem que ocorra, em nenhuma etapa do processo, a fusão da carga no reator.
O produto metálico é obtido na fase sólida e é chamado de ferro-esponja (DRI, em inglês, iniciais de Direct Reduced Iron). …exibir mais conteúdo…

Em geral, o ferro esponja é utilizado em fornos elétricos a arco em substituição à sucata para obtenção do aço, onde a sua característica vantajosa é a sua superioridade em relação à sucata em termos de pureza (elementos de liga contidos na sucata podem dificultar o atendimento à especificação do aço a ser produzido).
Os processos de redução direta podem ser divididos conforme o tipo de redutor, em duas classes: redutor sólido (carvão ou coque) ou redutor gasoso (gás natural-CH4 e/ou gases redutores como CO, H2).
Reações de reforma ou enriquecimento do gás redutor utilizado para reutilização no reator, normalmente feitos em reatores separados do reator de redução dos minérios.
CO2 + C → 2CO
H2O + C → H2 + CO
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
CH4 + H2O → CO + 3H2
Reações de redução do minério de ferro no reator de redução.
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
3Fe2O3 + H2 → 2Fe3O4 + H2O
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
Fe3O4 + H2 → 3FeO + H2O
FeO + CO → Fe + CO2
FeO + H2 → Fe + H2O

Portanto, as reações de redução no estado sólido (temperaturas entre 1000 a 1200oC) normalmente envolvem os gases redutores CO e H2.
A reação de carburação do ferro no processode redução direta ocorre da seguinte forma:
3Fe + CO + H2 → Fe3C + H2O
3Fe + CH4 → Fe3C + 2H2

Principais processos de fabricação de ferro esponja:

Processos utilizando retorta:
HYL
HOGANNAS

Processos com fornos rotativos:
KRUPP-RENN
SL/RN
STEICO-LURGI
DORED

Processos com leitos fluidizados: