O “balanço de materiais” é uma metodologia para análise ambiental desenvolvida na ciência “Ecologia Industrial - EI”. A EI busca na equiparação de sistemas industriais a sistemas bióticos, o conceito de “metabolismo industrial” e visa a melhoria da performance ambiental dos processos produtivos. Na análise conceitual do balanço de materiais o objetivo principal deste trabalho foi avaliar a sua capacidade de prognóstico e diagnóstico dos problemas ambientais referentes aos fluxos mássicos existentes. Para a avaliação de performance ambiental foram utilizadas quatro metodologias observando o fluxo de carvão vegetal utilizado na produção de ferro gusa em Minas Gerais. As metodologias foram: avaliação da capacidade de suporte do setor de produção de eucalipto do estado para cumprimento do “Plano de Auto Suprimento – PAS” constante no Artigo 1º do Decreto Nº. 44117 (2005), análise dos impactos ambientais através da “Avaliação do Ciclo de Vida – ACV”, avaliação das externalidades existentes na cadeia produtiva através do conceito de falhas de mercado existente na Economia Ambiental e o indicador “Sablowski 2”. Ressaltando–se que o indicador Sablowski 2 foi desenvolvido neste trabalho e tem como objetivo facilitar a atuação dos gestores de produção sobre a redução da carga ambiental dos processos de produção, que são expressas pelas diferentes categorias de impacto. A cadeia de ferro gusa a base de carvão vegetal no estado de Minas Gerais não é capaz de cumprir o PAS com a sua própria oferta de carvão produzido com madeira de eucalipto. O valor de sua performance ambiental utilizando o indicador Sablowski 2 foi de 10,15%. O baixo valor é função da baixa eficiência em massa dos processos de carbonização e termo redução. Na ACV foram identificados como principais cargas ambientais da cadeia a contribuição para o efeito estufa e potencial de criação de ozônio fotoquímico. No caso do aquecimento global, em função do uso de florestas plantadas de eucalipto a sua influência é ambientalmente positiva. Ou seja, o processo baseado no uso de carvão produzido com floresta plantada contribui para a redução do impacto global. A outra carga tem efeito ambiental negativo e é gerada principalmente pela não recuperação de gases condensáveis durante o processo de carbonização e a não utilização do excesso de gases oriundos do processo de termo redução na geração de energia elétrica. Na análise das externalidades identificou-se como principal conseqüência das falhas de mercado existentes o uso de carvão vegetal não licenciado, que favorece a maior pressão sobre florestas nativas do próprio estado e de unidades federativas vizinhas. Com relação ao balanço de materiais concluiu-se que é uma ferramenta de grande eficiência na gestão ambiental de processos produtivos. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT: The material balance is a methodology for environmental evaluation developed in the “Industrial Ecology -IE” science. IE looks for the concept of “industrial metabolism” on a parallel approach between industrial systems and biotic systems. And seek the improvement of the environmental performance of the production processes. For the conceptual analysis of the material balance the main target of this work was evaluated is own capacity for prognosis and diagnosis about environmental loads from the material flows inside the process. For the evaluation of the material balance were used four methodologies to evaluate the environmental performance trough the application on the pig iron chain based on charcoal. The methodologies were: evaluation of the support capacity of the forestry plantation sector using “eucalipto” to satisfy the environmental legislation looking for the “Self Support Plan”, environmental impact assessment using “Life Cycle Assessment -LCA”, externalities analysis of the production chain using the concepts of “failure market” that exist on the environmental economy and the environmental indicator Sablowski 2. The indicator Sablowski 2 was development to help the production managers on the reduction of the environmental loads of the production processes that was express trough the environmental impact categories. The pig iron chain based on charcoal use from the Minas Gerais state didn’t has the capacity to satisfy the legislation looking for the “Self Support Plan” using is own charcoal production using eucalipto wood. The value of the environmental performance using Sablowski 2 as 10, 15 %. This value occurs because the process has a small efficiency to use the mass on the charcoal production process and thermal reduction process. Using the LCA it was shown like the main environmental loads the contribution for the “Global Warming Process – GWP” and the “Photochemical Ozone Creation Potential – POCP”. In the case of GWP, the use of forestry plantation has a positive influence looking for the environment. About the POCP, is influence was negative and is origin was the non recover of the gases from the charcoal production process and the non use of the gases from the thermal reduction process to generate electric energy. Trough the externalities analysis it was identify like the main consequences of the market failures of this chain the use of illegal charcoal. And this proceeds generated more loads on the native forests from Minas Gerais and another’s federative units. About the material balance it was conclude that tool it is so efficient to use in the environmental management of production process.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-06T13:06:27Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T15:43:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T15:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoBeneficiamentoReciclagem.pdf: 1720129 bytes, checksum: ad66a436b7d940c68517d89b66425d40 (MD5) Previous issue date: 2006 / Nos últimos anos, a fabricação de ferro e aço tem sido motivo de orgulho para a siderurgia nacional com grandes crescimentos e investimentos nesse ramo de atividade. Pela primeira vez na história, o mundo presenciou a transposição da marca de um bilhão de toneladas de aço bruto produzidos ao longo de um ano, por todas as empresas do mundo desse setor em 2004. A China, como bem conhecida pelas comunidades científica e de negócios, ainda mantém sua liderança com uma produção de mais de duzentos milhões de toneladas desse metal por ano. Entretanto, o Brasil também tem mostrado seu grande potencial com esse produto, estando em oitavo lugar entre os maiores produtores, alcançando uma produção de quase trinta e três milhões de toneladas no mesmo ano. Ademais, considerando-se a fabricação e a exportação de ferros primários, nosso país tem se destacado mais ainda no cenário mundial, de acordo com o dados fornecidos pelo relatório do International Iron & Steel Institute. Ferro-gusa e ferro-esponja são os tipos de ferro primário empregados nas aciarias. Apesar do consumo de sucata estar crescendo em todo mundo, o ferro-gusa é ainda o material metálico mais utilizado nas plantas de fabricação do aço. Esse tipo de ferro primário é produzido principalmente através da redução de minérios de ferro dentro de altos-fornos que por sua vez, não são capazes de remover as impurezas que sempre acompanham as matériasprimas carregadas dentro desses reatores. Portanto, anterior à maioria das operações de fabricação do aço, o ferro-gusa precisa ser tratado previamente para se remover importantes quantidades de elementos que são nocivos às propriedades do aço. O fósforo e o enxofre estão entre essas impurezas deletérias onde, na maioria dos casos, é necessária a manipulação de mais de um material ou estágio de refino até que suas quantidades possam estar dentro de uma faixa aceitável para os próximos estágios da fabricação. Crescentes investimentos em tecnologia e novos materiais têm levado empresas a pensar não só em novas rotas de melhoramento de produto a um custo mais baixo, mas também, em planejar uma gestão ambiental mais responsável tendo em vista a grande variedade e quantidade de resíduos e efluentes que são gerados nesses processos. Dessa forma, o principal objetivo deste trabalho visou a reciclagem de um resíduo siderúrgico a fim de ser empregado nas operações de desfosforação do gusa e/ou fabricação do aço. Para tal, este projeto foi dividido em duas fases assim denominadas: revisão e inovação. Na primeira delas, um trabalho de acompanhamento das operações de redução e refino do ferro-gusa foi feito com o apoio de uma usina siderúrgica não-integrada. Foram investigados alguns parâmetros que influenciaram no grau de desfosforação dos banhos metálicos, onde materiais tradicionais e usualmente utilizados, como o minério de ferro e a cal foram empregados em tais operações nas panelas de gusa da empresa. Na fase inovação, o procedimento foi realizado mediante o beneficiamento e a briquetagem de carepas oriundas das operações unitárias de laminação e lingotamento contínuo, onde o material processado puro e com barrilha, em presença de um ligante inorgânico, foi testado industrialmente com diferentes massas e composições, em corridas alternadas no LD de uma aciaria de uma usina integrada. Os resultados da fase revisão confirmaram as condições teóricas necessárias acerca dos processos de desfosforação de banhos metálicos, ou seja, a presença de um alto potencial de oxigênio, alta basicidade da escória e a necessidade de baixas temperaturas no banho. Os resultados da fase inovação mostraram que a carepa é um resíduo industrial passível de reciclagem, onde o seu beneficiamento através de fornos rotativos e briquetagem pode ser facilmente realizado, minimizando ou eliminando o custo com a armazenagem do resíduo, reduzindo eventuais impactos ambientais pela sua disposição, agregando valor ao co-produto em questão e gerando receita para as empresas do setor com o novo produto, substituindo parcialmente tanto a sucata como adições no processo de fabricação do aço. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In the last years, iron and steelmaking have been a motive of pride for the national siderurgy with high growths and investments in this field. For the first time in steel history, the world has reported the figure transposition of one billion tons of crude steel in a one-year overall companies production in 2004. China, as well known by the scientific and business community, still keeps its leadership on manufacturing with more than two hundred millions tons of such metal per year. However, Brazil is also showing its great potential with that sort of product, being within the most iron and steel makers, eighth-ranked, reaching the production of almost thirty-three million tons in the same year. Furthermore, concerning the manufacturing and exportation of primary irons, Brazil has even been standing out in the worldwide scene, according to the International Iron & Steel Institute report. Pig and sponge iron are the type of primary irons employed on steel mills. Although the scrap consumption is increasing all over the world, pig iron still is the most used metallic material on steelmaking plants. That sort of primary iron is mainly produced through the reduction of iron ores inside blast furnaces, which are unable to remove the impurities that often follow the raw materials fed into those reactors. Therefore, prior the most steelmaking operations, the pig iron has to be treated previously in order to take off important amounts of elements which are harmful to steel properties. Phosphorous and sulfur are among these deleterious impurities where, in the most cases, it is necessary to handle more than one material or refining stage until their contents could be within an accepted range for the following manufacturing steps. Rising investments on technologies and new materials have led companies to think not only of new routes for improving products at a lower cost, but also thinking of a more responsible environmental management, planning it, since the great variety and quantity of wastes and effluents that are generated in those processes. Then, the major of this research aimed the recycling of a steelmaking waste in order to be employed on pig iron desphosphorization operations and/or steelmaking processes. For that, this project was split into two stages, thus denominated: revision and innovation. In the first of them, an accompanying work of reduction and refining operations of pig iron was done with the support of a non-integrated ironmaking company. Some parameters related to the degree of desphosphorization of metallic baths were investigated, where traditional and usually used materials as iron ore and lime, were employed on such operations at the mill’s pig iron ladles. In the innovation stage, the proceeding was carried out mediating the improvement and recycling of scales raised from the unit operations of rolling and continuous casting, where the processed, pure and with soda ash material, in the presence of an inorganic binder, was industrially tested, applying several masses and compositions in alternated LD heats of an integrated steelmaking plant. The results of the revision stage confirmed the main theoretical conditions about the desphosphorization processes of metallic baths, that is, the presence of a high oxygen potential, high basicity of slag and the necessity of low bath temperatures. The innovation stage results showed that the scale is an industrial waste passive of recycling, where its improvement through rotating ovens and briquetting can be easily realized, diminishing or eliminating the cost with the waste storage, reducing eventual environmental impacts for its disposal, aggregating worth to the co-product in reference and generating incomes for the alike companies with the new product, replacing partially either the scrap or the additions on steelmaking processes.

Esta pesquisa tem como objetivo estudar o processo de incorporação de massa ao ferro gusa final e a volatilização da massa da poeira de aciaria elétrica (PAE) mediante adição em ferro gusa líquido à temperatura de 1400, 1450 e 15000C, alterando-se o percentual de PAE a ser adicionado e o teor de silício do ferro gusa. Previamente, a PAE foi caracterizada utilizando-se as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de micro-regiões por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Após a caracterização, a PAE a ser adicionada ao banho de gusa líquido, foi aglomerada sob a forma de briquetes. A realização dos experimentos de fusão, em escala de laboratório, ocorreu em um forno de resistências com controlador de temperatura. Os experimentos de fusão utilizaram cadinhos de alumina. Um fluxo de gás inerte (argônio) foi mantido no interior do forno durante a realização dos experimentos. O resultado da amostra da PAE volatilizada mostra que há aumento na concentração de zinco quando se compara com a concentração de zinco da PAE na forma como recebido. Os valores das energias de ativação aparente estão na faixa de 75 a 177 kJ/mol para experimentos realizados com ferro gusa com teor de silício variando de 1,38 a 1,85% e entre 245 e 504 kJ/mol para experimentos realizados com ferro gusa com teor de silício variando entre 0,23 e 0,36%. / This research aims to study the process of incorporation of mass in final hot metal and the mass volatilization of electric arc furnace dust (EAFD) by addition in hot metal at a temperature of 1,400; 1,450 and 1,500 degrees Celsius, altering experimental conditions, such as the percentage of EAFD to be added and the percentage of silicon in hot metal. Previously, the EAFD was characterized using the following techniques: chemical analysis, size analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis. After characterization, the EAFD to be added to the hot metal was agglomerated in the form of briquettes. The fusion experiments in laboratory scale took place in a vertical tubular furnace with temperature control. It was used alumina crucibles in the fusion experiments. A flow of inert gas (argon) was maintained inside the furnace during the experiments. The result of the EAFD volatilized sample shows that there is an increase in the zinc concentration when compared with the concentration of zinc presented in EAFD \"as received\". The values of the apparent activation energies are in the range 75-177 kJ/mol for experiments with hot metal with the silicon content ranging from 1.38 to 1.85% and between 245-504 kJ/mol to experiments performed with hot metal with silicon content ranging from 0.23 to 0.36%.

Submitted by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2012-09-13T15:06:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SiderurgiaCarvoejamentoDesenvolvimento.pdf: 5047327 bytes, checksum: ea5a7527cc811581f437910ff6f92ecb (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-09-13T15:06:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SiderurgiaCarvoejamentoDesenvolvimento.pdf: 5047327 bytes, checksum: ea5a7527cc811581f437910ff6f92ecb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-13T15:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SiderurgiaCarvoejamentoDesenvolvimento.pdf: 5047327 bytes, checksum: ea5a7527cc811581f437910ff6f92ecb (MD5) Previous issue date: 1996 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho analisa a implantação, no último quartel do século XX, na Amazônia oriental brasileira, de indústria voltada à produção de ferro-gusa destinado ao mercado internacional de insumos siderúrgicos. Demonstra que, nos anos 1980, o discurso estatal anunciou as plantas industriais deste segmento como elemento estratégico de modernização econômica da região. Tal postura justificou a concessão de benefícios fiscais, creditícios e de infraestrutura a 22 empresas de siderurgia e metalurgia. No âmbito da dimensão ambiental, o estudo demonstra que a produção de ferro-gusa recorre a processos marcados por baixa eficiência energética e que deles resultou o acesso, sem prudência ecológica, a estoque de biomassa da floresta amazônica, com ampliação da pressão antrópica sobre ela. O estudo evidencia que o plantio de grandes áreas de floresta para produzir carvão vegetal não se concretizou, manteve-se tão-somente como retórica desprovida de base realista. Quanto à dimensão econômica, o estudo indica que as limitações de a indústria de ferro-gusa impulsionar processos de modernização vinculam-se, dentre outros aspectos, ao fato de ela ter na demanda de carvão vegetal o principal elo de articulação com a sociedade e com a economia da região. Tal demanda é suprida por centenas de fornecedores e, por meio dela, a indústria controla a margem de lucro e comprime os custos de produção transferindo custos privados para a sociedade. O estudo demonstra, ainda, que o padrão de atuação deste segmento empresarial vincula-se a condicionamentos econômicos e institucionais: a implantação de florestas energéticas exige investimentos de longo prazo, somados às grandes oscilações no preço do ferro-gusa e a dinâmicas institucionais que abrem possibilidade de se acessar, ilegalmente, biomassa de florestas primárias. Isso levou o segmento a recorrer, historicamente, ao suprimento de carvão vegetal produzido, sobretudo, a partir da biomassa de florestas primárias e não da silvicultura. Com base em tais evidências, o trabalho conclui que a predição estatal de impulso regional modernizante não se materializou. A causa principal foi a inexistência de competências sociais para regular a transformação de matéria e energia em mercadorias, e esta produção teve seus fundamentos marcados pela degradação social e ambiental. Assim, atuou em sentido contrário ao discurso estatal: acelerou a transferência energética, material e de valores para outras regiões. Drenagem energético-material que não foi compensada, nem pela capacidade de a região equilibrar as perdas com importações de produtos, nem pela implementação de dinâmicas eficazes para a industrialização da região. / This study analyzed the development of the production of merchant pig iron in the Eastern Brazilian Amazon in the last quarter of the 20th century that was intended to supply the international steel market. In the 1980s, the state announced that industrial merchant pig iron plants would be an element in the strategic plan for the economic modernization of the region. This policy justified the granting of tax, credit and infrastructure benefits to 22 merchant pig iron and metallurgy companies. In examining the environmental effects of implementing this plan, the study found that the processes involved in producing pig iron are not energy efficient and have resulted in the consumption of the biomass supply of the Amazonian rainforest without consideration of the ecological consequences, resulting in increased human-generated pressure on that ecosystem. The study found that the plans to cultivate large areas of the rainforest to produce charcoal were not carried out, having been merely rhetoric, with no realistic basis. In the economic dimension, the study indicated that the limited success of the pig iron industry in stimulating processes of modernization is due to, among other things, the fact that the industry’s demand for charcoal is its primary connection with the region’s society and economy. This demand is met by hundreds of suppliers and, in this way, the industry controls the profit margin and reduces its production costs, transferring its private costs to the whole society. In addition, this study showed that the performance of this sector depends on the economic and institutional conditions. Specifically, the planting of forests to provide energy for industry requires long-term investment and there are wide oscillations in the price of pig iron. In addition, there are institutional dynamics at play that make it more possible to illegally exploit primary rainforest biomass for producing charcoal. Historically, these factors have led to the industry using charcoal from primary rainforest biomass rather than that produced through forestry. Based on this evidence, the study concluded that the state’s prediction of a regional modernization trend has not been realized. This is principally due to a lack of ability on the part of society to regulate the processing of materials and energy into merchandise, and the industry has therefore been marked by social and environmental degradation. Its effects have been contrary to those predicted in the state’s rhetoric; it has accelerated the transfer of energy, materials and value to other regions. The region has not had the capacity to balance this loss of energy and material resources with the importation of products, nor has the loss been balanced by the implementation of efficient mechanisms for the ndustrialization of the region. / UFPA - Universidade Federal do Pará

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274970.pdf: 22137327 bytes, checksum: edf58635b3a65de2a2a6bc7392cfbead (MD5) / Recentemente, o uso de fluido dinâmica computacional, CFD, vem ganhando espaço no setor siderúrgico impulsionado pela crescente demanda e pela acirrada concorrência do mercado mundial. As operações siderúrgicas são por excelência fisicamente complexas conjugando diversos fenômenos físicos a temperaturas extremamente elevadas. A abordagem multifásica dos problemas que envolvem a fluido dinâmica do metal líquido ainda é rara, e os sistemas são geralmente tratados como monofásicos. Uma operação unitária crítica onde esta simplificação não é razoável é a de vazamento do alto-forno, que se constitui num sistema onde pelo menos três fases fluidas estão presentes: ferro-gusa, escória e ar atmosférico. A operação tem por objetivo separar a escória do metal líquido e a sua eficiência é grandemente influenciada pela interação dinâmica do jato de ferro-gusa proveniente do alto-forno com a superfície líquida de ferro-gusa contida no canal de extravazamento. O tempo de vida do equipamento, o canal, é determinado pela taxa de desgaste de seu revestimento refratário. O mecanismo pelo qual se dá o desgaste é complexo e muito controverso, contudo, sabe-se que o comportamento fluido dinâmico do sistema está de alguma forma diretamente ligado ao processo. Como uma primeira abordagem do seu tipo, este trabalho propõe um modelo matemático que descreva apenas o escoamento bifásico tridimensional, transiente e turbulento de ferro-gusa, desconsiderando a escória. O sistema é tratado isotermicamente. O modelo foi resolvido numericamente uando-se o código comercial ANSYS CFX® Release 11. Os resultados obtidos demonstraram que a abordagem multifásica considerando a interação jato/superfície livre é a mais apropriada no tratamento do problema, pois várias características intrínsecas do escoamento, como por exemplo o comportamento oscilatório da superfície livre, escoamento vorticoso e reverso na zona de mergulho do jato, até então observadas apenas experimentalmnete ou na planta industrial, foram também observadas na simulação. Os perfis de desgaste obtidos na planta industrial foram comparados com os campos de velocidade, tensão de cisalhamento, fração volumétrica de ar, e energia cinética turbulenta, e constatou-se que os níveis de energia cinética turbulenta aparentam ser o principal fator facilitador do desgaste seguido pela velocidade superficial. Estes dados corroboram o que se têm escrito sobre o problema, reforçando a idéia de que há uma provável sobreposição de efeitos dos mais diversos, sendo um deles a geração de turbulência junto à zona de impacto e as tensões cisalhantes (pequenas, mas contínuas) infligidas pelo escoamento às paredes do canal, promovendo a sua erosão físico-química.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-05T18:28:53Z No. of bitstreams: 1 TeseSMJ.pdf: 10960620 bytes, checksum: 004243fd396e114b01e19001af212d41 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:25:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseSMJ.pdf: 10960620 bytes, checksum: 004243fd396e114b01e19001af212d41 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T16:25:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseSMJ.pdf: 10960620 bytes, checksum: 004243fd396e114b01e19001af212d41 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T16:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseSMJ.pdf: 10960620 bytes, checksum: 004243fd396e114b01e19001af212d41 (MD5) Previous issue date: 2004-08-13 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The high competitiveness generated by the world metallurgical scenery has been taking the Integrated Steelworks to look for an incessant way the increase of the efficiency of the refine pre-treatment processes, especially Pig Iron Hot Metal Desulfurization at Torped Car. As collateral effect, the refractory lining used in these equipment has been submitted to operational conditions more and more severe leading to an increasing the wear rate. In this sense, the Post Mortem Study of a based Al2O3/SiC/C/MgAl2O4 refractory lining (ASCM) used at CSN Torped Cars was carried out. It was concluded that a slag containing a big amount of calcium aluminum-silicate, interacts with the refractory microstructure promoting the corrosion. It was also identified a concurrent mechanism by alkaline incorporation, besides corundum to betaalumina transformation and SiC oxidation by Na2O resulting in better conditions to the graphite of protection, and consequently, improving the refractory lining campaign. In order to prevent the corrosion of the Torped Car Refractory Lining, a new technology was developed by using a Impregnation Technique of the Cerium Solution SIT/Ce, which the Cerium Solution is able to fill up partially the opened porous of the ASCM microstructure, improving the corrosion resistance and thermal-mechanical properties. The protection mechanism was identified carrying out dynamic slag test and fracture energy test, followed by microstructure characterization by using of the Scanning Electronic Microscopy (SEM), X-Ray Diffraction and Mercury Porosimeter. Another New Protection Technology of Torped Car Refractory Lining was also developed based on Protecting Layer Formation - FPL. This technique consists of changing the Slag Composition, resulting in an improved wear resistance. Preliminary simulations were carried out in order to optimize the dopant concentration at the slag, followed by tests in rotative oven simulating the wettability refractory material by doped slag. As consequence the Technology of FPL was implemented at Industrial Scale resulting in an additional Protection Mechanism of CSN Torped Car Refractory Lining. By taking account the ASCM refractory lining microstructure, it was observed that main corrosion spots are located in the material fine fraction (matrix). Besides, the matrix which includes the primary bonding system, additional pores are generated to the existing ones as consequence of the resin oxidation during Torped Car heating up. Therefore, it was evaluated the effect of the Doping Bonding System in relation to the thermal and mechanical properties and corrosion resistance. It was achieved an improvement of both indicating the feasibility of The Doping Technique of the Bonding System – DBS/CeO2. / A elevada competitividade introduzida pelo Cenário Siderúrgico Mundial tem conduzido as Usinas Siderúrgicas Integradas a buscarem de forma incessante o aumento da eficiência dos processos de pré-tratamento de refino, conduzindo a necessidade da dessulfuração de Ferro Gusa em Carros Torpedos. Como efeito colateral, o revestimento refratário empregado nestes equipamentos tem sido submetido a condições operacionais cada vez mais severas conduzindo ao aumento da taxa de desgaste. Estudos Post Mortem do revestimento refratário de Al2O3/SiC/C/MgAl2O4 (ASCM) empregados em Carros Torpedos da CSN foram realizados com o objetivo de determinar o mecanismo de corrosão desenvolvido durante a aplicação industrial. Concluiuse que a escória rica em alumino-silicatos de cálcio, interage com a microestrutura refratária promovendo a corrosão do material. Como principal resultado deste estudo foi identificada a introdução de mecanismo concorrente de incorporação alcalina, decorrente da combinação da fase MgAl2O4 com o Na2O, resultando na produção da fase NaMg2Al15O25, adicional à transformação do Corundum em Beta-alumina e à oxidação do SiC por Na2O, concorrendo para maior proteção do Grafite, e conseqüentemente, para o acréscimo na vida útil do revestimento refratário. Visando prevenir à corrosão dos revestimentos refratários à base de ASCM, foi desenvolvida uma nova tecnologia a partir do emprego da Técnica de Impregnação de Solução Portadora de Cério – ISP/Ce, baseada no emprego de uma solução aquosa portadora de cério capaz de ocupar parcialmente a porosidade aberta da microestrutura do refratário, resultando em aumento da resistência à corrosão e incremento das suas propriedades termo-mecânicas. O mecanismo de proteção foi equacionado mediante a realização de ensaios de escorificação e de energia de fratura, seguidos de caracterização da microestrutura refratária utilizando-se das técnicas de microscopia eletrônica de varredura acoplada à microssonda eletrônica, difração de raios-X e porosimetria de mercúrio. Outra nova tecnologia de proteção do revestimento refratário de Carros Torpedos foi desenvolvida mediante a Formação de Camada Protetora – FCP. A Técnica consiste na saturação da escória do processo, resultando em aumento da resistência ao desgaste do revestimento refratário de Carro Torpedo. Foram realizadas Simulações Laboratoriais preliminares visando otimizar a concentração de dopantes na escória, seguido de testes em forno rotativo simulando a molhabilidade do refratário de Carro Torpedo pela escória saturada. Como consequência foi implantada a Tecnologia de FCP em escala industrial resultando na proteção do revestimento refratário de Carro Torpedo da CSN. Tomando-se a microestrutura refratária de refratários à base ASCM, observa-se que os sítios de corrosão concentram-se na fração fina do material (matriz). Em adição, é na matriz onde se localiza o sistema de ligação primário à base de resina fenólica, região onde são gerados poros adicionais aos intrínsecos à microestrutura, decorrentes da degradação da resina durante aquecimento dos Carros Torpedos. Desta forma, foi estudado o efeito da Dopagem do Sistema de Ligação sobre as propriedades termomecânicas e de resistência à corrosão. Como resultando foram obtidos aumentos expressivos de ambas propriedades sinalizando a viabilidade do emprego da Técnica de Dopagem do Sistema de Ligação – DSL/CeO2.

Esta pesquisa tem como objetivo estudar o processo de incorporação de massa ao ferro gusa final e a volatilização da massa da poeira de aciaria elétrica (PAE) mediante adição em ferro gusa líquido à temperatura de 1400, 1450 e 15000C, alterando-se o percentual de PAE a ser adicionado e o teor de silício do ferro gusa. Previamente, a PAE foi caracterizada utilizando-se as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de micro-regiões por espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Após a caracterização, a PAE a ser adicionada ao banho de gusa líquido, foi aglomerada sob a forma de briquetes. A realização dos experimentos de fusão, em escala de laboratório, ocorreu em um forno de resistências com controlador de temperatura. Os experimentos de fusão utilizaram cadinhos de alumina. Um fluxo de gás inerte (argônio) foi mantido no interior do forno durante a realização dos experimentos. O resultado da amostra da PAE volatilizada mostra que há aumento na concentração de zinco quando se compara com a concentração de zinco da PAE na forma como recebido. Os valores das energias de ativação aparente estão na faixa de 75 a 177 kJ/mol para experimentos realizados com ferro gusa com teor de silício variando de 1,38 a 1,85% e entre 245 e 504 kJ/mol para experimentos realizados com ferro gusa com teor de silício variando entre 0,23 e 0,36%. / This research aims to study the process of incorporation of mass in final hot metal and the mass volatilization of electric arc furnace dust (EAFD) by addition in hot metal at a temperature of 1,400; 1,450 and 1,500 degrees Celsius, altering experimental conditions, such as the percentage of EAFD to be added and the percentage of silicon in hot metal. Previously, the EAFD was characterized using the following techniques: chemical analysis, size analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis. After characterization, the EAFD to be added to the hot metal was agglomerated in the form of briquettes. The fusion experiments in laboratory scale took place in a vertical tubular furnace with temperature control. It was used alumina crucibles in the fusion experiments. A flow of inert gas (argon) was maintained inside the furnace during the experiments. The result of the EAFD volatilized sample shows that there is an increase in the zinc concentration when compared with the concentration of zinc presented in EAFD \"as received\". The values of the apparent activation energies are in the range 75-177 kJ/mol for experiments with hot metal with the silicon content ranging from 1.38 to 1.85% and between 245-504 kJ/mol to experiments performed with hot metal with silicon content ranging from 0.23 to 0.36%.

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