BR112013002336B1

BR112013002336B1 - método para produção de materiais de sinterização

Info

Publication number: BR112013002336B1
Application number: BR112013002336A
Authority: BR
Inventors: Nushiro Kouichi; Takeuchi Naoyuki; Oyama Nobuyuki; Higuchi Takahide
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2019-01-02
Also published as: JP5821362B2; WO2012015067A1; CN103038368B; CN103038368A; JP2013036051A; BR112013002336A2

Abstract

método para produção de materiais de sinterização. a presente invenção refere-se a um método para produzir materiais de sintetização nos quais uma poeira de alto carbono é efetivamente usada no tratamento de revestimento externo para a superfície de partículas granuladas com um material combustível sólido em pó, com o que a produtividade é melhorada comparada com o nível convenconal. um minério de ferro e um material contendo sio ~2~ são peletizados em partículas granuladas, e a superfície das partículas granuladas é revestida pelo fornecimento de um material em pó à base de pedra calcária para formar uma subcamada do material em pó à base de pedra calcária e subsequentemente pela aplicação de um material combustível sólido em pó na subcamada do material em pó à base de pedra calcária. o material combustível sólido em pó contém uma poeira de alto carbono a 5 a 40% em massa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MATERIAIS DE SINTERIZAÇÃO. [Campo Técnico] [001] A presente invenção se refere a um método para produção de materiais de sinterização que são peletizados com um disco peletizador e posteriormente devem ser sinterizados em minérios sinterizados para altos fornos pelo uso de uma máquina de sinterização Dwight-Lloyd com um sistema de sucção para baixo.

[Antecedentes da Técnica] [002] Minérios sinterizados que são usados para materiais de alto forno são geralmente produzidos através de um método de tratamento para materiais de sinterização conforme mostrado abaixo.

[003] Inicialmente, um minério de ferro com diâmetro de partícula de não mais de 10 mm, um material contendo S1O2 incluindo, por exemplo, sílica, serpentina ou escoria de níquel, e um material em pó à base de pedra calcária contendo CaO tal como pedra calcária, bem como um material em pó de combustível sólido tal como moinha de coque ou coque antracito que serve como fonte de calor são misturados por meio de um tambor misturador com a adição de uma quantidade adequada de água. A mistura resultante é peletizada para formar pelotas chamadas partículas granuladas. O material misturado composto de tais partículas granuladas é alimentado em um estrado de uma máquina de sinterização Dwight-Lloyd com uma espessura adequada de, por exemplo, 500 a 700 mm. O combustível sólido superficial é então inflamado. Após a ignição, o combustível sólido é deixado queimar succionando o ar para baixo. O calor de combustão gerado sinteriza a mistura dos materiais de sinterização em um bolo sinterizado. O bolo sinterizado é pulverizado e peneirado, dando assim um minério sinterizado tendo pelo menos um diâmetro de partícula predeterminado. A outra parte do minério tendo um diâmetro de partícula

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2/25 menor é retornada e reutilizada como material de sinterização.

[004] Como apontado até agora, a capacidade de redução de produtos produzidos de minério sinterizado conforme descrito acima, é um fator que afeta significativamente a operação de um forno, em particular um alto forno. A capacidade de redução de minérios sinterizados tem uma boa correlação negativa com a razão de combustível através da taxa de uso de um gás em um alto forno. Isto é, melhorar a capacidade de redução de um minério sinterizado permite a diminuição da razão de combustível em um alto forno. Além disso, a resistência a frio de um produto produzido de minério sinterizado é um fator importante para garantir a passagem de ar através do alto forno. Assim, um limite inferior de resistência a frio é ajustado na operação de um alto forno. Consequentemente, pode ser dito que minérios sinterizados que sejam excelentes em capacidade de redução e tenham alta resistência a frio serão ideais para uso em alto forno.

[005] Técnicas descritas nas Literaturas de Patente 1 a 3 que são dirigidas aos métodos para a produção de materiais de sinterização foram completadas como pré-tratamentos executados antes do processo de produção de minérios sinterizado sem envolver um grande equipamento. Em detalhe, um minério de ferro e um material contendo S1O2 são conformados em partículas granuladas gradativamente separadamente de um material à base de pedra calcária e de um material combustível sólido, com o que é produzido um minério sinterizado que tem uma estrutura na qual ferrita de cálcio (CF) com alta resistência forma a superfície da massa, enquanto hematita altamente redutível (He) é formada seletivamente na direção do interior da massa. Tais minérios sinterizados alcançam melhorias na resistência a frio e na capacidade de redução.

[006] Além disso, foram propostos métodos de produção de material de sinterização geralmente chamados métodos HPS (sinteriza

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3/25 ção peletizada híbrida) (veja, por exemplo, a Literatura de Patente 4). Em tal método, um minério de ferro em pó incluindo um minério de ferro em pó fino e um minério de ferro bruto são misturados com pedra calcária e cal virgem por meio de um misturador. E a mistura é misturada com água e peletizada com um primeiro peletizador. As partículas granuladas peletizadas são peneiradas com uma tela. As pelotas com excesso de tamanho são introduzidas em um segundo peletizador, onde a superfície das pelotas é revestida com moinha de coque.

[007] No método de produção de material de sinterização descrito na Literatura de Patente 4, um disco peletizador é usado para a peletização do material de sinterização.

[008] O uso de um disco peletizador permite a peletização de um minério de ferro incluindo uma alimentação de pelotas que são pó fino. Torna-se possível peletizar um minério de ferro incluindo pó fino tal como uma alimentação de pelotas por uma combinação desse método HPS e de qualquer método de produção de material de sinterização descrito nas Literaturas de Patente 1 a 3.

[009] Entretanto, os preços de materiais de minério de ferro mudaram grandemente recentemente se comparados com a época em que os métodos acima foram desenvolvidos. Isto resultou em grandes mudanças nas proporções com que os materiais são misturados. Originalmente, os processos descritos nas Literaturas de Patente 1 a 3 foram desenvolvidas com o objetivo de expandir o uso dos então baratos alimentos de pelotas de minério de ferro de pó fino (diâmetro médio de partícula: não mais de 150 μπι) e aumentar a qualidade dos minérios sinterizados. Entretanto, a proporção de pó de minério de ferro fino usada tem sido atualmente diminuída por causa dos aumentos dos seus preços. Como resultado, pelotas produzidas em um peletizador apresentaram menor resistência. Assim, descobriu-se que a adoção direta do método de produção de material de sinterização descrito

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4/25 em qualquer uma das Literaturas de Patente 1 a 3 resultou em uma operação com partículas granuladas com tamanho pequeno e a consequente ventilação pobre, facilitando assim a ocorrência de queima irregular. São, portanto, necessárias melhorias.

[0010] Como remédio para o problema acima, os presentes inventores descreveram um método para produção de materiais de sinterização na Literatura de Patente 5. OL método para produção de materiais sinterizados inclui:

[0011] fornecer materiais de sínter que incluam um minério de ferro, um material contendo S1O2, um material em pó à base de pedra calcária, e um material combustível sólido em pó, [0012] misturar o minério de ferro, o material contendo S1O2 e o material em pó à base de pedra calcária com um tambor misturador de agitação e mistura para formar um material misto, [0013] peletizar o material misto com um disco peletizador para formar partículas peletizadas, [0014] fornecer as partículas peletizadas a um tambor misturador formador de revestimento exterior, e [0015] adicionar o material em pó de combustível sólido às partículas peletizadas que foram fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo a partir do lado de sápida do tambor misturador formador de revestimento externo de modo a formar uma camada do material de combustível sólido em pó na superfície das partículas peletizadas durante o tempo de revestimento exterior de não mais de 40 segundos e não menos de 10 segundos que inicia na adição co material de combustível sólido em pó e termina na descarga das partículas do tambor misturador formador de revestimento externo.

[Lista de Citações] [Literatura de Patente] [0016] [PTL 1 ] Japanese Patent n° 3755452

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5/25 [0017] [PTL 2] Japanese Patent n° 3794332 [0018] [PTL 3] Japanese Patent n° 3656632 [0019] [PTL 4] Japanese Examined Patent Application Publication n° 2-4658 [0020] [PTL 5] Japanese Unexamined Patent Application Publication n°2011 -032577 [Resumo da Invenção] [Problema Técnico] [0021] O desenvolvimento do método da Literatura de Patente 5 permitiu a produção de materiais de sinterização satisfatórios com boa eficiência mesmo quando a peletização é executada usando-se um disco peletizador.

[0022] Um objetivo da presente invenção em relação a uma melhoria da técnica descrita na Literatura de Patente 5, é fornecer um método vantajoso para a produção de materiais de sinterização que seja capaz de melhorar notavelmente a produtividade de minérios sinterizados por utilizar efetivamente tal material como coque em pó fino cujo uso foi convencionalmente limitado devido à ocorrência de sinterização irregular em uma máquina de sinterização.

rSolucão para o Problema] [0023] Os presentes inventores também estudaram técnicas para melhorar a produtividade em um assim chamado tratamento de revestimento externo no qual as partículas de pelotas obtidas pela peletização de materiais de sínter exceto o material combustível sólido em pó ou exceto o material em pó à base de pedra calcária e o material combustível sólido em pó (doravante tais partículas serão referidas como partículas granuladas) são revestidas ligando-se o material combustível sólido em pó ou ambos o material em pó à base de pedra calcária e o material combustível sólido em pó à superfície das partículas.

[0024] Como resultado, foi descoberto que a capacidade de com

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6/25 bustão e a resistência da pelota são notavelmente aumentadas, e consequentemente a produtividade dos materiais de sinterização é melhorada pelo uso de poeira de alto carbono tal como coque em pó fino gerado durante CDQ ou similar a uma proporção adequada em combinação com um material combustível sólido em pó convencional tal como moinha de coque ou antracito de coque de modo a fazer esses materiais de carbono se tornarem ligados às partículas granuladas.

[0025] Além disso, de acordo com a invenção, descobriu-se que pós finos tendo uma concentração de C de não menos que 50% em massa são usáveis, além dos coques em pó finos derivados de CDQ. Assim, esses são coletivamente referidos como poeiras de alto carbono.

[0026] A presente invenção foi completada com base nas descobertas acima.

[0027] Isto é, as configurações conforme a presente invenção são resumidas conforme segue.

[0028] (1) Um método para produzir materiais de sinterização, incluindo:

[0029] fornecer materiais de sínter que incluem um minério de ferro, um material contendo SiO₂, um material em pó à base de pedra calcária, e um material combustível sólido em pó, [0030] misturar o minério de ferro, o material contendo SiO₂ e o material em pó à base de pedra calcária com um tambor misturador de agitação e mistura para formar um material misto, [0031] peletizar o material misto com um disco peletizador para formar partículas granuladas, [0032] fornecer as partículas granuladas ao tambor misturador formador de revestimento externo, e [0033] adicionar o material combustível sólido em pó às partículas granuladas que foram fornecidas ao tambor misturador formador de

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7/25 revestimento externo, a partir do lado de saída do tambor misturador formador de revestimento externo de modo a formar uma camada de material combustível sólido em pó na superfície das partículas granuladas, [0034] o material combustível sólido em pó contendo uma poeira de alto carbono a 5 a 40% em massa.

[0035] (2) Um método para produção de material de sinterização, incluindo:

[0036] fornecer materiais de sínter que incluem um minério de ferro, um material contendo S1O2, um material em pó à base de pedra calcária, e um material combustível sólido em pó, [0037] misturar o minério de ferro e o material contendo S1O2 com um tambor misturador de agitação e mistura para formar um material misto, [0038] peletizar o material misto com um disco peletizador para formar partículas granuladas, [0039] fornecer as partículas granuladas ao tambor misturador formador de revestimento externo, e [0040] adicionar o material em pó à base de pedra calcária e o material combustível sólido em pó às partículas granuladas que foram fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo, a partir do lado de entrada e do lado de saída do tambor misturador formador de revestimento externo, respectivamente, de modo a formar uma camada do material em pó à base de pedra calcária e da camada do material combustível sólido em pó na superfície das partículas granuladas, [0041] o material combustível sólido em pó contendo uma poeira de alto carbono a 5 a 40% em massa.

[0042] (3) O método descrito no item (1) ou (2), onde o material combustível sólido em pó contém uma poeira de alto carbono a 10 a

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40% em massa.

[0043] (4) O método descrito no item (1) ou (2), onde a poeira de alto carbono tem um tamanho de não mais que 50 μπι e uma concentração de C de não menos de 50% em massa.

[0044] (5) O método descrito no item (1) ou (2), onde o material misto não contém qualquer poeira de alto carbono.

[0045] (6) O método descrito no item (1), onde o material combustível sólido em pó é adicionado de tal maneira que o tempo de retenção a partir da adição até que o material alcance a saída do tambor misturador formador de revestimento externo seja 10 a 50 segundos.

[0046] (7) O método descrito no item (6), onde o tempo de retenção é de 20 a 40 segundos.

[0047] (8) O método descrito no item (2), onde o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária são adicionados de maneira tal que o tempo de retenção a partir da adição até que o material alcance a saída do tambor misturador seja 10 a 50 segundos.

[0048] (9) O método descrito no item (8) onde o tempo de retenção é 20 a 40 segundos.

[0049] (10) O método descrito no item (1) ou (2), onde a poeira de alto carbono é pelo menos uma selecionada do grupo consistindo de poeiras CDQ, poeiras da produção de pó de ferro e poeiras de tanques de armazenagem de coque, e foi ajustada para uma concentração de C de não menos de 50% em massa.

[0050] (11) O método descrito no item (1), onde o material combustível sólido em pó tem um diâmetro médio de partícula de 250 μπι a

2,5 mm.

[0051] (12) O método descrito no item (2), onde o material combustível sólido em pó tem um diâmetro médio de partícula de 250 μπι a

2,5 mm e o material em pó à base de pedra calcária tem um diâmetro

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9/25 médio de partícula de 250 μιη a 5,0 mm.

[Efeitos Vantajosos da Invenção] [0052] De acordo com a presente invenção, a poeira de alto carbono permite que as partículas granuladas mantenham um grande diâmetro pelo revestimento na superfície externa das partículas granuladas, e não é permitido estarem presentes dentro das partículas granuladas. Assim, a capacidade de combustão é melhorada. Além disso, como a poeira de alto carbono é usada em combinação com um combustível sólido usual, a poeira de alto carbono, que é um pó fino, pode ser manuseada facilmente enquanto é evitado que seja dispersa ou similar. Além disso, o revestimento externo é executado de forma que a poeira de alto carbono encha os poros no combustível sólido. Assim, a resistência do revestimento externo é aumentada. Como resultado, as partículas granuladas alcançam resistência melhorada e geram menos pó de dispersão quando são fornecidos a uma máquina de sinterização.

[0053] Como as partículas granuladas são deixadas terem um diâmetro grande de acordo com a invenção, a superfície das partículas granuladas pode ser revestida em um tempo de revestimento externo mais curto e os materiais de revestimento podem ser evitados de penetrarem no interior das partículas.

[0054] Em uma configuração da invenção, a superfície das partículas granuladas peletizadas comum disco peletizador é inicialmente revestida com uma camada de material em pó à base de pedra calcária e posteriormente com uma camada de um material combustível sólido em pó contendo uma poeira de alto carbono. De acordo com tal configuração, a ocorrência de irregularidades pode ser evitada com segurança durante a sinterização porque a camada do material combustível sólido em pó forma a camada mais externa do material de sinterização peletizado com um disco peletizador.

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10/25 [0055] Em adição, qualquer combustível tendo uma concentração de C de não menos de 50% em massa pode ser usada como material de ajuste para a sinterização. Mesmo se a concentração de C for menor que 50% em massa, tal material de ajuste pode ser usado ajustando-se a concentração de C para não menos de 50% em massa misturando-se a mesma com outro pó fino tendo uma concentração de C de não menos que 50% em massa.

[Breve Descrição dos Desenhos] [0056] A Fig. 1 é uma vista explicativa de uma configuração ilustrando etapas de produção envolvendo um disco peletizador ao qual é aplicado um método para produção de materiais sinterizados conforme a invenção.

[0057] A Fig. 2 é uma vista explicativa de outra configuração ilustrando as etapas de produção envolvendo um disco peletizador ao qual é aplicado um método para produção de materiais sinterizados conforme a invenção.

[0058] A Fig. 3 é um diagrama mostrando as relações entre o diâmetro da partícula de moinha de coque e a velocidade de movimentação da zona de combustão (velocidade de combustão).

[0059] A Fig. 4 é um diagrama que mostra as relações entre a razão de mistura de uma poeira de alto carbono e a velocidade de combustão ou a temperatura máxima alcançada na camada, em relação às partículas granuladas conforme a invenção que foram revestidas externamente com moinha de coque contendo poeira de alto carbono.

[0060] A Fig. 5 é um diagrama que mostra a resistência da pelota após a peletização e a resistência do material sinterizado após a sinterização das partículas granuladas conforme a invenção que foram revestidas externamente com moinha de coque contendo uma poeira de alto carbono, em comparação com aquelas das partículas granuladas convencionais que contêm uma poeira de alto carbono dentro das parPetição 870180138728, de 08/10/2018, pág. 14/36

11/25 tículas.

[0061] A Fig. 6(a) é um desenho conceituai da seção transversal de uma pseudo partícula convencional que contém uma poeira de alto carbono dentro da partícula, e a Fig. 6(b) é uma vista ampliada da porção de superfície da partícula.

[0062] A Fig. 7(a) é um desenho conceituai de uma seção transversal de uma pseudo partícula da invenção que foi exteriormente revestida com pó de pedra calcária e posteriormente também com moinha de coque contendo uma poeira de alto carbono, e a Fig. 7(b) é uma vista ampliada de uma porção superficial da partícula.

[0063] A Fig. 8 é um diagrama que mostra o tempo de peletização do revestimento externo e a produtividade da sinterização de partículas granuladas conforme a invenção que foram revestidas externamente com moinha de coque contendo uma poeira de alto carbono, em comparação com aqueles das partículas granuladas convencionais que foram revestidas externamente com a moinha de coque usual. [Descrição de Configurações] [0064] Aqui abaixo, a presente invenção será descrita em detalhes.

[0065] As Figs. 1 e 2 ilustram esquematicamente etapas preferidas para a produção de material de sinterização de acordo com a invenção. A Fig. 1 ilustra a configuração na qual o material em pó base de pedra calcária é fornecido juntamente com um minério de ferro e um material contendo S1O2 a um tambor misturador de agitação e mistura. A Fig. 2 ilustra a configuração na qual após as partículas granuladas serem peletizadas, o material em pó à base de pedra calcária e posteriormente um material combustível sólido em pó são fornecidos a um tambor misturador formador de revestimento externo.

[0066] Nas Figs. 1 e 2, o sinal de referência 1 indica um tambor misturador de agitação e mistura, 2 um disco peletizador, 3 um tambor

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12/25 misturador formador de revestimento externo, 4 um forno de queima em grelha de movimentação contínua, 5 um forno de combustão, 6 um alimentador de material combustível sólido em pó, e 7 um alimentador de material em pó à base de pedra calcária.

[0067] Na configuração ilustrada na Fig. 1, um minério de ferro, um material contendo S1O2, e um material em pó à base de pedra calcária são fornecidos ao tambor misturador de agitação e mistura 1 e são agitados e misturados entre si e juntamente com água adicionada para dar um material misturado.

[0068] Esse material misto é fornecido ao disco peletizador 2. No disco peletizador, o material misto é peletizado em partículas granuladas. As partículas granuladas formadas são fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo3.

[0069] Em relação às partículas granuladas que foram peletizadas no disco peletizador 2 e foram introduzidas no tambor misturador formador de revestimento externo 3, moinha de coque que é um material combustível sólido em pó é fornecido para formar uma camada externa.

[0070] Após a camada externa ser formada no tambor misturador formador de revestimento externo, o material de sinterização é introduzido na máquina de sinterização Dwight-Lloyd 4, a moinha de coque no material de sinterização é queimada pelo forno de ignição 5 e o material é queimado.

[0071] No tambor misturador formador de revestimento externo 1, o material combustível sólido em pó tal como moinha de coque é fornecido, por exemplo, a partir do lado de saída do misturador. O alimentador 6 para moinha de coque é adequadamente um alimentador tal como uma esteira de alimentação ou um bocal de injeção.

[0072] Após a moinha de coque ser queimada pelo forno de ignição 5 na máquina de sinterização Dwight-Lloyd 4, o material de sinte

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13/25 rização é queimado enquanto succiona o ar para baixo por um soprador e transporta o material em uma esteira. Os materiais sínter que foram sinterizados formam um bolo sinterizado que é então pulverizada e peneirada. O minério sinterizado obtido tendo um diâmetro de partícula de, por exemplo, não menos de 4 mm é alimentado a um alto forno. A outra parte do minério sinterizado é retornada e é usada novamente como um material de sinterização correspondente a um minério de ferro. Assim, o termo minério de ferro entre os materiais de sínter mencionados na presente invenção compreende tal minério retornado.

[0073] Na configuração ilustrada na Fig. 2, um minério de ferro e um material contendo SiO₂ são fornecidos ao tambor misturador de agitação e mistura 1 e são agitados e misturados entre si juntamente com água adicionada para dar um material misto.

[0074] Esse material misto pé fornecido ao disco peletizador 2. No disco peletizador 2, o material misto é peletizado em partículas granuladas. As partículas granuladas formadas são fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo 3.

[0075] Em relação às partículas granuladas que foram peletizadas no disco peletizador 2 e foram introduzidas no tambor misturador formador de revestimento externo 3, um material em pó à base de pedra calcária é fornecido ao lado de entrada do tambor misturador 3 para formar uma sub-camada de pedra calcária e subsequentemente moinha de coque que é um material combustível sólido em pó é fornecido ao lado de saída do tambor misturador 3 para formar uma camada externa de coque na sub-camada de pedra calcária.

[0076] Posteriormente, o material de sinterização no qual a camada externa é formada é introduzido na máquina de sinterização Dwight-Lloyd 4 com um sistema de sucção para baixo e é queimado da mesma maneira descrita em relação à Fig. 1.

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14/25 [0077] De acordo com técnicas convencionais, o diâmetro médio de partícula de um material combustível sólido em pó 5 usado no tratamento de revestimento externo é de cerca de 250 μπι a 2,0 mm.

[0078] Em parte porque tais materiais combustíveis sólidos em pó usados convencionalmente têm um diâmetro médio de partícula relativamente grande, eles não podem formar sempre um revestimento externo forte do material combustível sólido em pó. Além disso, a velocidade de combustão também não foi completamente satisfatória.

[0079] Os presentes inventores executaram vários estudos para resolver esses problemas. Como resultado, os presentes inventores descobriram que a mistura de poeira de alto carbono em uma proporção adequada resulta em melhorias marcantes na capacidade de combustão e na resistência das pelotas bem como na produtividade. O uso de tais poeiras de alto carbono foi evitado no passado por elas serem excessivamente finas.

[0080] A Fig. 3 mostra as relações entre os diâmetros de partícula de moinha de coque e a velocidade de movimentação da zona de combustão, doravante referida simplesmente como velocidade de combustão.

[0081] Como mostrado na Figura, a velocidade de combustão é aumentada à medida que o diâmetro de partícula de moinha de coque se torna menor, porque pó de coque mais fino tem uma maior área de superfície específica e aumenta a temperatura atmosférica para uma temperatura mais alta.

[0082] Consequentemente, um aumento na velocidade de combustão pode ser esperada pelo uso de tal material pó ultrafino, de carbono altamente reativo (poeira de alto carbono) em uma proporção adequada.

[0083] A seguir será discutida a Fig. 4 que mostra resultados de um estudo que examinou as influências de partículas granuladas re

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15/25 vestidas externamente com moinha de coque contendo poeira de alto carbono de acordo com a invenção na velocidade de combustão e na temperatura máxima alcançada na camada. Os resultados estão mostrados em relação à razão de mistura da poeira de alto carbono usada foi pó fino pequeno obtido por uma peneira de 50 μπι. A quantidade total de coque nas partículas granuladas foi constante a 5% em massa.

[0084] Na figura, as partículas granuladas revestidas exteriormente com poeira de alto carbono conforme a invenção são mostradas para alcançar um aumento na velocidade de combustão quando a razão de mistura da poeira de alto carbono se torna não menos que 0,25% em massa, isto é, quando a razão de mistura da poeira de alto carbono em relação ao carbono total (o material combustível sólido em pó) se torna não menos que 5% em massa, acompanhado por um aumento na temperatura máxima alcançada na camada. Entretanto, a temperatura máxima alcançada pela camada começa a diminuir quando a razão de mistura da poeira de alto carbono excede 2% em massa (quando a razão de uso em relação à moinha de coque excede 40% em massa).

[0085] Consequentemente, a razão de mistura (razão de uso) da poeira de alto carbono no material combustível sólido em pó é limitada a estar na faixa de 5 a 40% em massa. Se a razão de mistura da poeira de alto carbono no material combustível sólido em pó for menor que 5% em massa, melhorias em termos de capacidade de combustão e resistência da pelota não podem ser ditas serem suficientes. Por outro lado, qualquer razão de mistura que exceda 40% em massa provoca uma diminuição na temperatura máxima alcançada na camada e a deterioração da capacidade de combustão.

[0086] A seguir, será discutida a Fig. 5 que mostra resultados de um estudo que examinou a resistência da pelota de partículas granu

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16/25 ladas revestidas exteriormente com moinha de coque contendo uma poeira de alto carbono de acordo com a invenção,m bem como a resistência do sinterizado obtida pela sinterização das partículas granuladas.

[0087] Para comparação, a Fig. 5 também mostra resultados de um estudo que examinou a resistência das pelotas e a resistência das partículas granuladas sinterizadas que continham uma poeira de alto carbono dentro das partículas granuladas.

[0088] A resistência da pelota e a resistência do sinterizado foram avaliadas com base nas Equações de Avaliação (Math. 1 e Math. 2, respectivamente) abaixo.

[Math 1]

- Equação de avaliação da resistência da pelota = 6 . ψ . S . {(1 - ε) / ε} {(ycosO) / d} [0089] onde σ: resistência das partículas granuladas (N), ψ: grau de enchimento de líquido (-), S: área de superfície do pó (m²), ε: porosidade das partículas granuladas (-), γ. tensão da superfície da água (N/m), Θ: ângulo de contato com a água (“), e d: diâmetro d as partículas granuladas (m).

[Math. 2]

Equação de avaliação para resistência do sinterizado ot= σο- exp(-c.P) [0090] onde ot: resistência à tração (MPa), σο: resistência da matriz (MPa), P: porosidade (-), e c: constante (-).

[0091] Conforme mostrado na figura, as partículas granuladas revestidas externamente com uma poeira de alto carbono de acordo com a invenção alcançaram um aumento marcante na resistência das pelotas. A razão para esse aumento é provavelmente porque a capacidade de umedecimento foi marcadamente melhorada por revestir-se externamente um material de carbono hidrófobo.

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17/25 [0092] Além disso, as partículas granuladas de acordo com a invenção alcançaram um aumento marcante na resistência do material sinterizado, provavelmente por causa de uma baixa porosidade. Isto é, a razão é provavelmente porque quando uma poeira de alto carbono é usada em uma quantidade adequada de acordo com a invenção, a poeira de alto carbono em pó fino enche os poros entre partículas de moinha de coque usual, evitando assim que poros (origens de fraturas) ocorram após a queima do carbono.

[0093] As Figs. 6(a) e 7(a) mostram uma comparação entre o desenho conceituai de uma seção transversal de uma pseudo partícula convencional que contém um pó ultra-fino, material de carbono altamente reativo (uma poeira de alto carbono) dentro da partícula, e um desenho conceituai de uma seção transversal de uma pseudo partícula que tenha sido revestida externamente com moinha de coque contendo um pó ultra-fino, material de carbono altamente reativo (uma poeira de alto carbono) de acordo com a presente invenção. As Figs. 6(b) e 7(b) são vistas ampliadas de porções superficiais das respectivas seções transversais.

[0094] Como mostrado claramente pela comparação entre a Fig. 6(b) e a Fig. 7(b), a poeira de alto carbono está presente de maneira dispersa no interior da pseudo partícula convencional, enquanto a pseudo partícula de acordo com a invenção é revestida com uma camada externa na qual a poeira de alto carbono enche os poros na moinha de coque.

[0095] Configurar as partículas granuladas de modo a ter as estruturas de partícula acima de acordo com a invenção permite que a resistência da pelota e a resistência do material sinterizado sejam melhoradas, que a velocidade de combustão seja aumentada, e que o tempo de peletização do revestimento externo seja encurtado, alcançando assim uma melhoria marcante na produtividade.

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18/25 [0096] Isto é, pela adição de uma poeira de alto carbono, tal material de carbono hidrófobo é deixado revestir o exterior das partículas para alcançar uma melhoria marcante em capacidade de umedecimento com o resultado de que a resistência da pelota é marcadamente aumentada. Além disso, tal poeira de alto carbono fino enche os poros na moinha de coque usual, evitando assim que os poros (origens de fraturas) ocorram após a queima de carbono. Como resultado, a resistência sinterizada das partículas granuladas é marcadamente melhorada, e o tempo de peletização do revestimento externo para as partículas granuladas podem ser encurtadas até aproximadamente 1/2 do nível convencional [0097] Na invenção, é preferível que a poeira de alto carbono tenha um tamanho de não mais de 50 μπι e uma concentração de C de não menos que 50% em massa. Se o tamanho da poeira de alto carbono exceder 50 μπι, tal poeira de alto carbono tende a cair para formar uma estrutura comprimida mais próxima com a moinha de coque usada para o revestimento exterior, resultando em uma diminuição nas propriedades de revestimento para a superfície das partículas. O limite inferior do tamanho da poeira de alto carbono é preferivelmente 10 μπι ou menos.

[0098] Se a concentração de C da poeira de alto carbono for menor que 50% em massa, são causadas desvantagens tais como um baixo calor de combustão e a combustão da moinha de coque ser inibida pelos componentes da escória e componentes das cinzas que estão presentes.

[0099] Aqui, o tamanho da poeira de alto carbono é definido ser um diâmetro equivalente de círculo quando a poeira de alto carbono é esférica e ser o diâmetro da malha da peneira quando a poeira de alto carbono não é esférica.

[00100] Preferivelmente a poeira de alto carbono é pelo menos uma

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19/25 selecionada do grupo consistindo de poeiras CDQ, poeiras da produção de pó de ferro, e poeiras de tanques de armazenagem de coque, e foi ajustada para uma concentração de C de não menos de 50% em massa. A tabela 1 descreve componentes exemplares de poeiras CDQ, poeiras da produção de pó de ferro e poeiras de tanques de armazenagem de coque.

Tabela 1

	C (%)	T.Fe (%)
Poeiras CDQ	77-78	1 -4
Poeiras da produção de pó de ferro	40-60	1 -40
Poeiras de tanques de armazenagem de coque	70-80	2-8

[00101] Em relação às Figs. 1 e 2, transportadores (por exemplo, transportadores de correia, transportadores de rosca sem fim) precisam ser inseridos no tambor misturador formador de revestimento externo para transportar o material combustível sólido em pó e o material à base de pedra calcária para posições tais que o tempo de revestimento de revestimento externo predeterminado é garantido., Entretanto, como uma grande quantidade de poeira está flutuando dentro do tambor misturador formador de revestimento externo, o uso de correias transportadoras se depara com frequentes quebras dos motores ou cilindros que fornecem a força matriz às correias.

[00102] Em contraste, transportadores de rosca sem fim não necessitam de instalação de um grande número de cilindros e tem uma estrutura simples de forma que eles são improváveis de quebrar e podem garantir uma operação estável mesmo quando inseridas no tambor misturador formador de revestimento externo. Quando um transportador de rosca sem fim é inserido no tambor misturador formador de revestimento externo, o material combustível sólido em pó ou o material em pó à base de pedra calcária pode ser adicionado em uma posição predeterminada pelo ajuste da localização da extremidade frontal

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20/25 do transportador. Em tal caso, o impacto é reduzido (apenas um impacto de queda livre é aplicado), de forma pode-se evitar que partículas granuladas sejam esfaceladas. Além disso, tal forma de adição pode evitar o esfacelamento do material combustível sólido em pó ou do material em pó à base de pedra calcária e assim permite manter os diâmetros de partículas ajustados preliminarmente. Assim, os transportadores de rosca sem fim são preferivelmente usados como transportadores.

[00103] O material em pó à base de pedra calcária 4 e o material combustível sólido em pó 5 usados para o tratamento de revestimento externo têm preferivelmente um diâmetro médio de partícula de 250 μπι a 5,0 mm e de 250 μπι a 2,5 mm respectivamente. Se o material em pó à base de pedra calcária 4 tiver um diâmetro médio de partícula excedendo 5,0 mm e o material combustível sólido em pó 5 tiver um diâmetro médio de partícula excedendo 2,5 mm, quantidades aumentadas de partículas brutas estão presentes no material em pó à base de pedra calcária 4 e no material combustível sólido em pó 5, de forma que se torna difícil para esses materiais revestirem uniformemente a superfície das partículas granuladas em um curto espaço de tempo. Se o diâmetro médio de partículas for menor que 250 μπι, quantidades aumentadas de partículas muito finas estão presentes no material combustível sólido em pó e no material em pó à base de pedra calcária,.e descobrem seu caminho para o interior das partículas granuladas através dos interstícios que estão inevitavelmente presentes nas partículas, resultando assim em um material de sinterização no qual o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária estão presentes no interior das partículas. Mesmo quando tal material de sinterização é sinterizado, um CF fundido não pode ser seletivamente formado na superfície do material de sinterização.

[00104] A razão de mistura do material combustível sólido em pó e

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21/25 do material em pó à base de pedra calcária em relação ao total do material de sinterização são preferivelmente cerca de 3,0 a 6,0% em massa para o material combustível sólido em pó e cerca de 6,0 a 12,0% em massa para o material em pó à base de pedra calcária, e estão mais preferivelmente na faixa de 3,5 a 5,0% em massa para o material combustível sólido em pó e 6,5 a 10,0% em massa para o material em pó à base de pedra calcária.

[00105] Se o tempo de revestimento externo for menor que 10 segundos, a superfície das partículas granuladas não pode ser revestida uniformemente. Se o tempo de revestimento externo estiver acima de 50 segundos, as partículas granuladas serão esfaceladas após o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária serem adicionados e posteriormente serem granuladas novamente, de modo que o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária são feitos estarem presentes no interior das partículas granuladas. Os resultados não são apenas aqueles em que a superfície das partículas granuladas não pode ser revestida uniformemente, mas também que o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária vêm a estar presentes também no interior de material de sinterização. Assim, o tempo de revestimento externo é preferivelmente cerca de 10 a 50 segundos, mais preferivelmente na faixa de 10 a 40 segundos, e ainda mais preferivelmente na faixa de 15 a 30 segundos.

[00106] A Fig. 8 mostra resultados de um estudo que examinou o tempo de peletização de revestimento externo preferido de partículas granuladas revestidas com moinha de coque contendo uma poeira de alto carbono de acordo com a invenção e o das partículas granuladas convencionais revestidas externamente com a moinha de coque usual. Os resultados estão mostrados em relação à produtividade da sinterização. Nas partículas granuladas da invenção, a razão de mistura da

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22/25 poeira de alto carbono em relação à moinha de coque foi de 10% em massa.

[00107] Conforme mostrado na figura, um tempo de peletização do revestimento externo preferido foi de cerca de 40 segundos para as partículas granuladas convencionais, enquanto para as partículas granuladas da invenção foi de cerca de 20 a 25 segundos. Assim, o tempo de peletização do revestimento externo pode ser notavelmente encurtado de acordo com a invenção.

[00108] O encurtamento do tempo de revestimento externo no tratamento de revestimento externo leva a uma melhoria em termos de produtividade no tambor misturador formador de revestimento externo. Além disso, o material de sinterização que pode ser obtido pode ser sinterizado de tal maneira que um fundido CF é formado seletivamente na superfície do material de sinterização, permitindo com isso a eficiência de produção de minérios sinterizados.

[EXEMPLOS]

EXEMPLO 1 [00109] Conforme mostrado na Fig. 2, um, minério de ferro e um material contendo S1O2 foram alimentados em um tambor misturador de agitação e mistura 1 através de uma entrada, formando assim um material misto. O material contendo S1O2 usado aqui foi sílica ou escória de níquel. O material misto foi alimentado em um peletizador de disco 2 e foi peletizado no peletizador de disco 2 em partículas granuladas. As partículas granuladas obtidas foram alimentadas em um tambor misturador formador de revestimento externo 3, e 10% de pedra calcária como um material em pó à base de pedra calcária com um diâmetro médio de partícula de 1,2 mm foi adicionado em uma posição tal que o tempo de retenção para as partículas granuladas alcançarem a saída do tambor misturador formador de revestimento externo 3 foi 40 segundos. Além disso, um material combustível sólido em pó inclu

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23/25 indo 4% em massa de moinha de coque com um diâmetro médio de partícula de 0,9 mm e 1% em massa de uma poeira de alto carbono (razão de uso em relação ao coque total: 20%) com um diâmetro médio de partícula com um diâmetro médio de partícula de 50 μπι foram adicionados em uma posição tal que o tempo de retenção para as partículas granuladas alcançarem a saída do tambor misturador formador de revestimento externo 3 foi 20 segundos. Em detalhes, eles foram adicionados pelos respectivos transportadores de rosca sem fim que foram arranjados movendo-se longitudinalmente ao tambor misturador formador de revestimento externo 3 através da entrada e da saída, respectivamente. As posições da extremidade frontal dos transportadores de rosca sem fim foram ajustadas para executarem a adição acima. Assim, os tempos de revestimento externo foram 40 segundos (o material em pó à base de pedra calcária) e 20 segundos (material combustível sólido em pó).

[00110] O exemplo acima é referido como EXEMPLO DA INVENÇÃO.

[00111] Enquanto isso, o EXEMPLO COMPARATIVO 1 foi executado. Similarmente ao EXEMPLO DA INVENÇÃO, um minério de ferro e um material contendo S1O2 foram alimentados ao tambor misturador de agitação e mistura 1 através da entrada para formar um material misto. O material misto foi alimentado no disco peletizador 2 e foi peletizado em partículas granuladas. As partículas granuladas obtidas foram então alimentadas ao tambor misturador formador de revestimento externo 3. A seguir, 10% em massa de pedra calcária com um diâmetro médio de partícula de 1,2 mm foram adicionados em uma posição tal que o tempo de retenção para as partículas granuladas alcançarem a saída do tambor misturador formador de revestimento externo 3 foi de 80 segundos. Além disso, 5% em massa de moinha de coque com um diâmetro médiod e partícula de 0,9 mm foram adicionados

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24/25 como material combustível sólido em pó em uma posição tal que o tempo de retenção para as partículas granuladas alcançarem a saída do tambor misturador formador de revestimento externo 3 foi de 50 segundos.

[00112] Além disso, foi executado o EXEMPLO COMPARATIVO 2 no qual o material de sinterização foi produzido sob as mesmas condições do EXEMPLO COMPARATIVO 1 exceto que os tempos de revestimento externo foram 40 segundos (material em pó à base de pedra calcária) e 20 segundos (material combustível sólido em pó).

[00113] Os materiais de sinterização do EXEMPLO DA INVENÇÃO e dos EXEMPLOS COMPARATIVOS 1 e 2 foram sinterizados. A sinterização dos materiais do EXEMPLO DA INVENÇÃO e do EXEMPLO COMPARATIVO 1 deram minérios sinterizados tendo resistência suficiente. Esses resultados indicam que um fundido CF foi formado na superfície do material sinterizado.

[00114] Entretanto, o minério sinterizado produzido a partir do material de sinterização do EXEMPLO COMPARATIVO 2 foi inferior em resistência aos minérios sinterizados dos materiais sinterizados do EXEMPLO DA INVENÇÃO e do EXEMPLO COMPARATIVO 1. Este resultado indica que a formação de um fundido CF foi desuniforme porque o material em pó à base de pedra calcária 4 e o material combustível sólido em pó 5 falharam em revestir uniformemente a superfície das partículas granuladas.

[00115] De acordo com a invenção, conforme de mostrado acima, os materiais de sinterização podem ser produzidos com um tempo de revestimento externo encurtado, e tais materiais de sinterização podem ser sinterizados para darem minérios sinterizados com resistência suficiente.

Π-istagem de Sinais de Referência]

1. Tambor misturador de agitação e mistura

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2. Disco peletizador

3. Tambor misturador formador de revestimento externo

4. Forno de queima em grelha de movimentação contínua

5. Forno de ignição

6. Alimentador de material combustível sólido em pó

7. Alimentador de material em pó à base de pedra calcária

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para produzir materiais de sinterização que incluem um minério de ferro, um material contendo S1O2, um material em pó à base de pedra calcária e um material combustível sólido em pó, o método compreendendo:

misturar o minério de ferro, o material contendo S1O2 e o material em pó à base de pedra calcária em um tambor misturador de agitação e mistura para formar um material misto, peletizar o material misto com um disco peletizador para formar partículas granuladas, fornecer as partículas granuladas a um tambor misturador formador de revestimento externo, e adicionar o material combustível sólido em pó às partículas granuladas que foram fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo, a partir do lado de rápida do tambor misturador formador de revestimento externo de modo a formar uma camada do material combustível sólido em pó na superfície das partículas granuladas, o método caracterizado pelo fato de que.

o material combustível sólido em pó contendo uma poeira de alto carbono a 5% a 40% em massa, e a poeira de alto carbono é pelo menos uma selecionada do grupo consistindo em poeiras de Resfriamento de Coque a Seco, poeiras da produção de pó de ferro, e poeiras de tanques de armazenagem de coque, e foi ajustada para uma concentração de carbono igual a ou maior do que 50% em massa.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó contém uma poeira de alto carbono a 10% a 40% em massa.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caraterizado

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2/3 pelo fato de que a poeira de alto carbono tem um tamanho de não mais do que 50pm e uma concentração de carbono igual a ou maior do que 50% em massa.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó é adicionado de tal maneira que o tempo de retenção a partir da adição até o material alcançar a saída do tambor misturador formador de revestimento externo seja 10 a 50 segundos.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tempo de retenção é 20 a 40 segundos.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó tem um diâmetro médio de partícula de 250pm a 2,5mm.
7. Método para produzir materiais de sinterização que incluem um minério de ferro, um material contendo S1O2, um material em pó à base de pedra calcária e um material em pó de combustível sólido, o método compreendendo:

misturar o minério de ferro e o material contendo S1O2 com um tambor misturador de agitação e mistura para formar um material misto, peletizar o material misto com um disco peletizador para formar partículas granuladas, fornecer as partículas granuladas a um tambor misturador formador de revestimento externo, e adicionar o material em pó à base de pedra calcária e o material combustível sólido em pó às partículas granuladas que foram fornecidas ao tambor misturador formador de revestimento externo, a partir do lado de entrada e do lado de saída do tambor misturador formador de revestimento externo, respectivamente, de modo a formar uma camada do material em pó à base de pedra calcária e uma caPetição 870180138728, de 08/10/2018, pág. 31/36

3/3 mada do material combustível sólido em pó na superfície das partículas granuladas, o método caracterizado pelo fato de que, o material combustível sólido em pó contendo uma poeira de alto carbono a 5% a 40% em massa, e a poeira de alto carbono é pelo menos uma selecionada do grupo consistindo em poeiras de Resfriamento de Coque a Seco, poeiras da produção de pó de ferro, e poeiras de tanques de armazenagem de coque, e foi ajustada para uma concentração de carbono igual a ou maior do que 50% em massa.
8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó contém uma poeira de alto carbono a 10 a 40% em massa.
9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a poeira de alto carbono tem um tamanho de não mais que 50 μπι e uma concentração de carbono igual a ou maior do que 50% em massa.
10. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó e o material em pó à base de pedra calcária são adicionados de maneira tal que o tempo de retenção a partir da adição até que o material atinja a saída do tambor misturador seja de 10 a 50 segundos.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o tempo de retenção é 20 a 40 segundos.
12. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material combustível sólido em pó tem um diâmetro médio de partícula de 250 μπι a 2,5 mm e o material em pó à base de pedra calcária tem um diâmetro médio de partícula de 250 μπι a 5,0 mm.