Estão descritos neste trabalho os fundamentos de hidratação de cimentos que são bases das reações de endurecimento a frio de pelotas. A análise realizada mostra que para acelerar a cura de pelotas há necessidade de utilizar, como aglomerantes, materiais contendo componentes que apresentam altas velocidades de hidratação, os quais são principalmente os aluminatos, os silicatos tricálcicos e os ferro-aluminato tetracálcicos. Foram realizadas experiências, em escala de laboratório, utilizando-se como algomerante cimento Portland de alta resistência inicial (ARI) contendo 68% de silicato tricálcico no mesmo e outros diluentes ( cal hidratada e escória moída de alto forno). Os resultados mostraram que realmente o teor desilicato tricálcico é uma das variáveis mais importantes na velocidade de cura das pelotas auto-redutoras aglomeradas com cimento. No exame das microestruturas resultantes da cura contendo teores crescentes de ciemento verificou-se que amorfologia dos produtos de reação de hidratação são parcialmente dependentes desses teores. Comparando a evolução da resistência à compressão a frio com o tempo nas referidas microestruturas nota-se que com teores baixos de cimento ARI (menoresque 5%) predomina a presença de fases hidratadas de morfologias longas e grandes. Para teores maiores que 6% de cimento ARI predomina-se a presença de produto fino e de forma entrelaçada (gel de silicato de cálcio hidratado). Este tipo de produto é o que apresentou melhores propriedades de ligação entre as partículas. Propriedades estas medidas pela resistência à compressão das pelotas. Sob ponto de vista tecnológico, utilizou-se os conceitos acima para obtenção de pelotas autoredutoras com aglomerantes com teores variáveis de cimento ARI e escória de alto-forno, para duas misturas básicas: a) minério de ferro + carvão vegetal; b) pós de exaustão da planta de sinterização de minério de ferro + carvão mineral. ) Para minério de ferro + carvão vegetal há uma necessidade de teor mínimo de 5% de cimento ARI para que o efeito sinérgico da escória de alto-forno fique evidente, e há necessidade de teor total de aglomerante da ordem de 8% contra6% para a mistura básica de minério de ferro+ carvão mineral, para se obter resultados semelhantes no comportamento de cura. Os resultados obtidos com pós de exaustão de sinterização mostraram que o material é factível de ser pelotizado na forma de pelotas auto-redutoras, utilizando-se cimento ARI e escória de alto-forno, e apresenta uma resistência à compressão a frio da ordem de 200 N/pelota para pelotas com diâmetro de 18mm, após 10 dias de cura , com adição de 6% de aglomerantes. Os aglomerantes podem ser alternativamente 6% de cimento ARI ou mistura de 3% de cimento ARI + 3% de escória de alto-forno. O sinergismo com a escória de alto-forno torna-se evidente para teores acima de 3% de cimento ARI. Essas pelotas apresentaram excelente comportamento a quente. Não apresentaram crepitação ou inchamento e as mesmas mostraram uma redutibilidade comparável às pelotas auto-redutoras com minério de ferro. A resistência à compressão, após o aquecimento a 950 graus Celsius, mostrou ser relativamente baixa ( da ordem de 110N/pelota de 18mm de diâmetro) porém satisfatória, dependendo do processo de auto-redução. Os resultados acima indicam que este resíduo (pós coletados no exaustor da usina de sinterização) pode ser aproveitado por processos de auto-redução para produção de ferro primário, como alternativa para sua destinação.

In this work the fundamentals of the cement hydration, which are the basic reactions for the curing of cold-bonded pellets are described. The analysis showed that for increasing the curing speed of cold-bonded pellets it is necessary to use, as binder, materials containing components that present high speed of hydration. These components are mainly the aluminates, tricalcium silicates and ferro-aluminate calcium. The experinces, in laboratory scale, were made using Portland cement of high initial strength containing 68% of the tricalcium silicate and others additives (hydrated lime and Blast Furnace slag) as binder. The results showed that the content of tricalcium silicate is one of most important variables for speeding the curing time of self-reducing pellets bonded with cement. In the microstructure, after curing, of pellets containing increasing amount of cement showed that the morphologies of the hydration reaction products are partially dependent on these contents. The comparison of the microstructures with compression strength evolution with curing time showed that: i) for low content of cement (less than 5%) the hydrated products present more morphology large and long needles; and ii) for cement contents higher than 6% the presence of more fine needles interconnecting (gel of hydrated calcium-silicate). This type of product presented better proprieties for inter-bonding the particles. These properties were measured by compression strength of the pellets. Under technological view, these concepts were used for making self-reducing pellets with different contents of cement and blast furnace slag, for two basic mixtures: a) iron or + charcoal, and b) iron ore sintering dust + mineral coal.For the mixture of iron ore - charcoal the minimum content (5%) of cement is necessary to present benefits of adding blast furnace slag, and the total content of the binder should be around 8% in comparison with 6% for the mixture of iron ore + mineral coal, to obtain similar results during the curing of pellets. The results obtained with iron ore sintering dust showed that this dust can be agglomerated as self-reducing pellets, using cement plus blast furnace slag. The pellets presented compression strength around 200 N/pellet, for 18mm diameter after 10 days of during and with 6% of binder. The binder can be either 6% of cement or the mixture of 3% cement plus 3% blast furnace slag. The benefits from the blast furnace slag are better for cement content above 3%. These pellets presented excellent behavior at high temperatures. No decreptation or swelling was presented and showed reduction behavior similar to self-reducing pellets of iron ore. The compression strength, after heating up to 950ºC, was low (around 110 N/pellet) but enough for some special self-reducing processes. These results show that this material (dust collected at the bag house of iron ore sintering plant) may be used by Self-Reducing Processes for hot metal production, as an alternative route for this dust destination.