Modificações no processo de produção de pelotas e desenvolvimento de materiais com maior resistência ao desgaste estão no escopo de quatro projetos a serem executados pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas e pela Vale, no âmbito da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii). Os trabalhos deverão proporcionar tanto a redução no consumo de energia e água quanto a troca de parte da matriz energética por gases gerados a partir de biomassa. As pesquisas envolvem um investimento de R$ 9,7 milhões e serão coordenadas pelo Laboratório de Processos Metalúrgicos do IPT, que atua como Unidade Embrapii na área de Materiais de Alto Desempenho.
As pelotas são pequenas esferas de minério de ferro usadas na fabricação do aço. Elas são produzidas por meio de uma tecnologia que utiliza os finos gerados durante a extração do minério. A Vale é a maior produtora de pelotas do mundo: atualmente conta com treze usinas, sendo oito na unidade de Tubarão localizada na cidade de Vitoria (ES), duas no estado de Minas Gerais, uma no Maranhão e outras duas em Omã, no Oriente Médio.
Jorge Almeida Guimarães, diretor-presidente da Embrapii; Adauto Caldara, gerente de Inovação e Desenvolvimento Tecnológico da Vale, e Jefferson de Oliveira Gomes, diretor-presidente do IPT (da esq. para dir) no 8º Congresso Brasileiro de Inovação da Indústria
Juntas, elas têm capacidade para produzir até 64 milhões de toneladas/ano.
A partir das operações de lavras nas minas localizadas no estado de Minas Gerais, o minério de ferro é extraído, beneficiado e enviado na forma de concentrado de minério de ferro ao Complexo de Tubarão, onde é submetido a uma nova etapa de moagem para a produção dos aglomerados – a exclusão desta fase está na mira de um dos quatro projetos que serão realizados pelo IPT.
O objetivo é o desenvolvimento de um novo processo, com uso de aditivos, aglomerantes e insumos diferentes dos atuais, em que o concentrado de minério de ferro possa migrar diretamente para a fabricação do aglomerado, a fim de reduzir o custo do processo e manter a qualidade química, metalúrgica e física das pelotas. “Esta etapa de moagem é intensiva e envolve altos consumos de energia e de água. A intenção é tornar o processo mais sustentável”, completa a pesquisadora Sandra Lucia de Moraes, diretora do Centro de Tecnologia em Metalurgia e Materiais do IPT e coordenadora dos projetos.
O desenvolvimento de um processo alternativo para a manufatura de pinos mais resistentes ao desgaste (studs) usados no revestimento dos rolos de moinhos do tipo HPGR (High Pressure Grinding Rolls, ou Rolos de Moagem de Alta Pressão) está no escopo do segundo projeto. Os pinos usados hoje são feitos de carbeto de tungstênio, um material caro e que se consome muito rapidamente – para reduzir custos e a exposição humana a riscos, a intenção é encontrar um material mais durável.
O desenvolvimento de um processo de formulação de pelotas de minério de ferro a partir de tratamento em temperaturas reduzidas está no escopo do terceiro projeto. A técnica empregada atualmente para a fabricação das pelotas demanda fornos de alta temperatura, em torno de 1.300°C, e consomem-se grandes volumes de gás –
Pelotas são pequenas esferas de minério de ferro usadas na fabricação do aço; projetos devem proporcionar tanto a redução no consumo de energia e água quanto a troca de parte da matriz energética por gases gerados a partir de biomassa
“até mesmo uma pequena redução na faixa de 200°C a 300°C significaria uma diferença grande no processo”, explica Sandra.
O quarto (e último) projeto está voltado à criação de uma zona redutora no forno de queima das pelotas, bem como a substituição de parte do gás natural por meio da injeção de gás produzido por gaseificação de biomassa. “São concepções que mudam o processo tradicional de pelotizacao, neste caso a partir de um combustível renovável”, diz a pesquisadora.
O Laboratório de Processos Metalúrgicos fará a coordenação das pesquisas; os estudos contarão com a colaboração do Laboratório de Processos Químicos e Tecnologia de Partículas do IPT, no desenvolvimento do processo de aglomeração do concentrado; do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola Politécnica da USP, no desenvolvimento de processo de tratamento de pelotas em temperaturas reduzidas, e do Laboratório de Engenharia Térmica do IPT, na criação de zona redutora em forno. “São projetos que poderão modificar o processo da empresa em sua totalidade, direcionando-o para uma abordagem mais sustentável. Pode-se mudar todo o conceito do processo, ou seja, as transformações fariam parte de uma inovação disruptiva”, finaliza Sandra.
