Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.1549
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

SOLIDIFICATION OF BOF SLAGS MODIFIED BY PYROMETALURGY AND SUBMITTED AT DIFFERENT COOLING RATES

SOLIDIFICAÇÃO DE ESCÓRIAS BOF MODIFICADAS POR PIROMETALURGIA E SUBMETIDAS A DIFERENTES TAXAS DE RESFRIAMENTO

Antonio Malynowskyj, Marcelo Breda Mourão, João Batista Ferreira Neto, Fabiano Ferreira Chotoli

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Abstract

In a scenario of blast furnace slag shortage, the use of BOF slag (Blast Oxygen Furnace) as a partial substitute in cement production is a low cost alternative. In this paper, BOF (Blast Oxygen Furnace) slag samples were melted in an experimental electric arc furnace (EAF), with different modifiers materials (Al top dross reject, slag from FeSi iron alloy production, et al.) with different rates of additions, subject to differentiated cooling in specifically designed experimental apparatus. The objective was to search the formation of different phases formed during a process of BOF slag modification, for different materials additions containing Al2 O3 and SiO2 and subjected to different cooling conditions. Modified slags, with basicity (CaO/SiO2 ) below 1.1 and Al2 O3 contents less than 5%, subjected to cooling rates up to 21°C/s, favor the formation of crystalline phases; no amorphous phases were detected in this trial. Modified slag tests with basicity below 1.2 and Al2 O3 content between 10.0% and 12.5% favor both the formation of crystalline (majority) and amorphous phases (between 25% and 30%). The influence of the cooling rate up to 21°C/s on amorphous phase formation in this trial was not conclusive.

Keywords

BOF slag; Slag cooling; Microstructure; Thermodynamic simulation.

Resumo

Em um cenário de escassez de escória de alto forno, o uso de escória BOF (Blast Oxygen Furnace) como substituto parcial na produção de cimento, é uma alternativa de baixo custo. Neste trabalho, foram fundidas amostras de escórias BOF em forno elétrico a arco (FEA) experimental, com diferentes materiais modificadores (borra de Al, escória de fabricação de Fe-Si, entre outros), e submetidos a resfriamento diferenciado, em aparatos experimentais especificamente projetados. O objetivo foi pesquisar a formação das fases formadas durante um processo de modificação de escórias BOF, por adições de diferentes materiais contendo Al2 O3 e SiO2 e submetidos a diferentes taxas de resfriamento. Escórias modificadas, com basicidade (CaO/SiO2 ) abaixo de 1,1 e teores de Al2 O3 inferior a 5%, submetidas a taxas de resfriamento de até 21°C/s, favorecem a formação de fases cristalinas; não foram detectadas fases amorfas neste grupo de ensaio. Ensaios de escórias modificadas com basicidade abaixo de 1,2 e teores de Al2 O3 entre 10,0%, e 12,5%, favorecem a formação tanto de fases cristalinas (majoritária) quanto de fase amorfa (entre 25% e 31%). A influência da taxa de resfriamento de até 21°C/s na formação de fase amorfa, neste grupo de ensaios não foi conclusiva.

Palavras-chave

Escória BOF; Resfriamento escória; Microestrutura; Simulação termodinâmica.

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