BR112013017983B1

BR112013017983B1 - Método para operação de alto-forno

Info

Publication number: BR112013017983B1
Application number: BR112013017983-0A
Authority: BR
Inventors: Akinori Murao; Daiki Fujiwara; Shiro Watakabe; Masayuki Kitahara
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2021-07-13
Also published as: CN103328657B; EP2653565B1; BR112013017983A2; AU2011356009A1; KR101559386B1; CN103328657A; EP2653565A1; JP2013019006A; TWI531765B; WO2012098714A1; TW201231884A; JP5699832B2; BR112013017983B8; AU2011356009B2; KR20130122658A; EP2653565A4

Abstract

método para operação de alto-forno. a presente invenção refere-se a um método para operação de um alto-forno em que o aperfeiçoamento adicional na temperatura de combustão e a redução adicional do consumo específico de agentes de redução são possíveis. pela injeção de todos dentre carvão pulverizado (pc: agente de redução de sólido), gás de utilidade (agente de redução de inflamável) e o2 (gás de aperfeiçoamento de combustão), de modo que cada um destes seja separadamente injetado através de qualquer uma dentre lança de tubo interno, lança de tubo intermediário e lança de tubo externo que constituem uma lança de tubo triplo, existe, por exemplo, uma difusão explosiva do carvão pulverizado causado pelo o2 e a queima do gás de utilidade primeiro e, ao mesmo tempo, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado devido ao calor de combustão do gás de utilidade, que resulta em um aumento na taxa de aquecimento do carvão de utilidade, que resulta em um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado e um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão, que torna possível diminuir o consumo específico dos agentes de redução. em adição, por injeção de algum oxigênio a ser adicionado a um ar injetado através da lança de tubo triplo, o suprimento excessivo de oxigênio a ser usado pode ser evitado, e o consumo específico de o2 pode ser diminuído, enquanto que o restante do gás em um alto-forno é mantido.

Description

DESCRIÇÃO Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um método para operação de um alto-forno em que a temperatura de combustão é aumentada por injeção de agente de redução de sólidos, tal como carvão pulverizado, e agentes de redução de inflamável, tais como um LNG (Gás Natural Liquefeito) e um gás de utilidade no alto-forno através de ventaneiras deste de modo a aperfeiçoar a produtividade e diminuir o consumo específico de agentes de redução.

Técnica Anterior

[002] Nos dias de hoje, desde que existe um problema de aquecimento global devido a um aumento na quantidade de dióxido de carbono emitido, é um problema importante também para a indústria de produção de aço suprimir a emissão de CO2. Em vista desta situação, na operação recente de alto-fornos, a operação com uma baixa taxa de agente de a redução (RAR: a abreviação de Taxa de Agente de Redução que significa a quantidade total requerida para produzir 1 tonelada de ferro gusa de agentes de redução que são injetados em um alto-forno através de ventaneiras e coque que é um agente de redução de sólido carregado através do topo da fornalha) está sendo fortemente promovida. Desde que, como agentes de redução em um alto-forno, o coque, que é um agente de redução de sólido carregado através do topo da fornalha, e ocarvão pulverizado que é um agente de redução de sólido injetado na fornalha através de ventaneiras são principalmente usados, é uma medida efetiva substituir o agente de redução de sólidos, tal como coque, e carvão pulverizado com agentes de redução tendo um alto teor de hidrogênio, tais como descarte de plásticos, gás de utilidade e óleo cru de modo a alcançar não somente uma baixa taxa de agente de redução, mas também a supressão da emissão de dióxido de carbono. A Literatura de Patente 1 descrita abaixo propõe um método em que um tubo duplo é usado como uma lança com a qual agentes de redução são injetados em um alto-forno através de ventaneiras, e em que um LNG é injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, e carvão pulverizado é injetado através do tubo externo da lança de tubo duplo. A lança de tubo duplo é mencionada como uma lança de parede dupla. Em adição, a Literatura de Patente 2 descrita abaixo propõe um método em que um tubo duplo é similarmente usado como uma lança com a qual os agentes de redução são injetados através de ventaneiras, e em que carvão pulverizado é injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, e um LNG é injetado através do tubo externo da lança de tubo duplo. Lista de Citação Literatura de Patente [PTL 1] Patente Japonesa No. 3176580 [PTL 2] Publicação de Patente Examinada Japonesa No. 1-29847

Sumário da Invenção Problema Técnico

[003] Embora os métodos para operação de um alto-forno, de acordo com as Literaturas de Patentes 1 e 2 acima, sejam mais efetivos para aperfeiçoamento da temperatura de combustão e para a redução do consumo específico de agentes de redução do que um método convencional em que somente carvão pulverizado é injetado através de ventaneiras, existe um ambiente para aperfeiçoamento adicional.

[004] A presente invenção foi completada em vista dos problemas acima descritos, e um objetivo da presente invenção é proporcionar um método para operação de um alto-forno em que aperfeiçoamento adicional na temperatura de combustão e redução adicional do consumo específico de agentes de redução, são possíveis.

Solução para o Problema

[005] De modo a solucionar os problemas acima descritos, um método para operação de um alto-forno, de acordo com a presente invenção, é caracterizado em que uma lança de tubo triplo (que é mencionada como uma lança de parede tripla) é usada como uma lança através da qual agentes de redução são injetados no alto-forno, via uma ventaneira, onde o interior do tubo mais interno da lança de tubo triplo é denominado uma lança de tubo interno o espaço entre o tubo mais interno e o segundo tubo, a partir do interior é denominado uma lança de tubo intermediário, e o espaço entre o segundo tubo a partir do interior e o tubo mais externo, é denominado uma lança de tubo externo, e em que todo de um agente de redução de sólido, um agente de redução de inflamável, e um gás de aperfeiçoamento de combustão, são injetados no alto-forno através da lança de tubo triplo de modo que cada um destes é separadamente injetado através de qualquer um da lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário, e a lança de tubo externo.

[006] Em adição, no método para operação de um alto-forno acima descrito, é preferível que qualquer um dentre o agente de redução de sólido e do agente de redução de inflamável, ou de combustível, seja injetado através da lança de tubo externo.

[007] Em adição, no método para operação de um alto-forno acima descrito, é preferível que cada um do agente de redução de inflamável ou de combustível, e o gás de aperfeiçoamento de combustão, sejam injetados através de qualquer um dos dois tubos que são adjacentes entre si.

[008] Em adição, no método para operação de um alto-forno acima descrito, é preferível que o agente de redução de inflamável ou de combustível e o gás de aperfeiçoamento de combustão sejam injetados através de qualquer um da lança de tubo interno e da lança de tubo intermediário.

[009] Em adição, no método para operação de um alto-forno descrito acima, é preferível que o agente de redução de sólido, o agente de redução de inflamável, e gás de aperfeiçoamento de combustão, sejam injetados no alto-forno em qualquer uma das seguintes concretizações: (A) O agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo externo, o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo intermediário, e o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo interno. (B) O agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo, o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo intermediário, e o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo interno. (C) O agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo, o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo intermediário, e o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo interno. (D) O agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo, o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo intermediário, e o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo interno. (E) O gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo externo, o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo intermediário, e o agente de redução de sólidos é injetado através da lança de tubo interno. (F) O gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo externo, o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo intermediário, e o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo interno.

[010] Em adição, no método para operação de um alto-forno descrito acima, é preferível que uma razão da quantidade do agente de redução de inflamável ou do agente de redução de inflamável e do gás de aperfeiçoamento de combustão para a quantidade total dos gases que são injetados através da lança de tubo triplo seja de 25 % em volumea 95 % em volumeou mais.

[011] Em adição, no método para operação de um alto-forno acima descrito, é preferível que oxigênio ou ar enriquecido com oxigênio seja usado como o gás de aperfeiçoamento de combustão que é injetado através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo, e que algum do oxigênio a ser adicionado a um ar injetado seja injetado através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo da lança de tubo triplo.

[012] Em adição, no método para operação de um alto-forno acima descrito, ar enriquecido com oxigênio seja usado como o gás de aperfeiçoamento de combustão que é injetado através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo, e que algum do oxigênio a ser adicionado a um ar injetado seja injetado através de qualquer um da lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário, e da lança de tubo externo.

[013] Em adição, é preferível que carvão pulverizado seja usado como o agente de redução de sólido.

[014] Em adição, é preferível que a quantidade do agente de redução de sólido na faixa de 50 kg a 300 kg por 1 tonelada de ferro gusa seja injetada no alto-forno. É mais preferível que a quantidade do agente de redução de sólido na faixa de 60 kg a 180 kg por 1 tonelada de ferro gusa seja injetada no alto-forno.

[015] Em adição, é preferível que o carvão pulverizado como o agente de redução de sólido seja misturado com descarte de plásticos, combustível derivado de refugo, recursos orgânicos, ou materiais de despejo.

[016] Em adição, é preferível que o agente de redução de sólido seja misturado com descarte de plásticos, combustível derivado de refugo, recursos orgânicos, ou materiais de despejo, enquanto que o teor de carvão pulverizado no agente de redução de sólido é ajustado para ser 80 % em massaou mais.

[017] Em adição, é preferível que um gás de utilidade, um gás natural, gás propano, hidrogênio, um gás de conversor, um gás de alto- forno, e a gás de coqueria, seja usado como o agente de redução de inflamável.

[018] Em adição, é preferível que o agente de redução de inflamável seja injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 1 kg a 50 kg por 1 tonelada de ferro gusa. É mais preferível que o agente de redução de inflamável seja injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 10 kg a 35 kg por 1 tonelada de ferro gusa.

[019] Em adição, é preferível que a taxa de fluxo total dos gases que são injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo seja ajustada para ser de 85 Nm3/h a 800 Nm3/h, e que a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo externo seja ajustada para ser de 20 m/sa 120 m/s.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[020] Conforme descrito acima, de acordo com o método para operação de um alto-forno da presente invenção, pelo uso da lança de tubo triplo como uma lança através da qual agentes de redução são injetados em um alto-forno, via uma ventaneira, por injeção de todo de um agente de redução de sólido, um agente de redução de inflamável, e um gás de aperfeiçoamento de combustão através da lança de tubo triplo, de modo que cada um destes é separadamente injetado através de qualquer um da lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo da lança de tubo triplo, existe, por exemplo, uma difusão explosiva do agente de redução de sólido causada pelo agente de redução de inflamável que queima com o gás de aperfeiçoamento de combustão primeiro e, ao mesmo tempo, existe um aumento significativo na temperatura do agente de redução de sólido devido ao calor de combustão do agente de redução de inflamável, que resulta em um aumento na taxa de aquecimento do agente de redução de sólido, e um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão do agente de redução de sólidos, que torna possível diminuir o consumo específico do agentes de redução.

Breve Descrição dos Desenhos

[021] A Fig. 1 é a vista em corte transversal vertical de um alto-forno ilustrando uma das concretizações do alto-forno ao qual o método para operação de um alto-forno da presente invenção é aplicado.

[022] A Fig. 2 é um diagrama ilustrando estado de combustão no caso onde somente carvão pulverizado que é usado como um agente de redução de sólido é injetado através da lança na Fig. 1.

[023] A Fig. 3 é e diagrama ilustrando o mecanismo de combustão do carvão pulverizado na Fig. 2.

[024] A Fig. 4 é um diagrama ilustrando o mecanismo de combustão no caso onde carvão pulverizado e um gás de utilidade são injetados no alto-forno,

[025] A Fig. 5 é um diagrama ilustrando o aparelho de teste de combustão.

[026] A Fig. 6 é um diagrama ilustrando os resultados dos testes de combustão.

[027] A Fig. 7 é um diagrama ilustrando a temperatura de combustão nos resultados dos testes de combustão.

[028] A Fig. 8 é um diagrama ilustrando os resultados dos testes de combustão.

[029] A Fig. 9 é um diagrama ilustrando a temperatura de combustão nos resultados dos testes de combustão.

[030] A Fig. 10 é um diagrama ilustrando a jaqueta de água de uma lança de tubo triplo.

[031] A Fig. 11 é um diagrama ilustrando o relacionamento entre a taxa de fluxo do gás que é injetado através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo e a temperatura da superfície da lança.

Descrição das Concretizações

[032] Subsequentemente, uma das concretizações do método para operação de um alto-forno da presente invenção será descrita com referência às figuras.

[033] A Fig. 1 é a vista geral de um alto-forno ao qual o método para operação de um alto-forno, de acordo com a presente concretização, é aplicado. Conforme a figura ilustra, um tubo de sopro 2, através do qual ar quente é soprado, é ligado a uma ventaneira 3 de um alto-forno 1, e uma lança 4 é instalada de modo que a lança penetra através do tubo de sopro 2. Existe um espaço de combustão que é denominado uma de pista 5 em uma camada empilhada de coque que existe no final da linha na direção na qual o ar quente é soprado através da ventaneira 3, e a combustão e gaseificação de agentes de redução ocorrem principalmente neste espaço de combustão.

[034] A Fig. 2 ilustra o estado de combustão no caso onde somente carvão pulverizado 6, que é usado como um agente de redução de sólido, é injetado através da lança 4. O carbono fixado e a matéria volátil do carvão pulverizado 6 que são transferidos através da lança 4 e a ventaneira 3, e injetados na pista 5 queimados com coque 7, e o agregado de carbono e material de cinza que são deixados não queimados e geralmente denominados alcatrão são descarregados a partir da pista como alcatrão não queimado 8. Desde que a velocidade do ar quente no final da linha na direção na qual o ar quente soprado através da ventaneira 3 é soprado é cerca de 200 m/s, e é geralmente acreditado que a área na qual O2 existe dentro da área a partir da borda dianteira da lança 4 para o interior da pista 5 é cerca de 0,3 m a 0,5 m, é necessário aperfeiçoar a taxa de aquecimento e a eficiência de contato (difusividade com O2 das partículas de carvão pulverizado a um nível de substancialmente 1/1000 segundos). Incidentalmente, o diâmetro médio de partícula do carvão pulverizado que é injetado no alto-forno na prática é de 10 μm a 100 μm.

[035] A Fig. 3 ilustra o mecanismo de combustão no caso onde somente carvão pulverizado (representado por PC na figura) 6 é injetado através da lança 4 no tubo de sopro 2. As partículas do carvão pulverizado 6 que são injetadas através da ventaneira 3 na pista 5 são aquecidas através de transferência de calor por radiação de chamas na pista 5, a temperatura das partículas é rapidamente aumentada através de transferência de calor por radiação e transferência de calor condutiva, a pirólise das partículas começa quando a temperatura das partículas torna-se 300°C ou mais alta, chamas são formadas devido à ignição de matéria volátil, e a temperatura de combustão alcança de 1400°C a 1700°C. As partículas das quais a matéria volátil foi liberada torna-se o alcatrão 8 acima descrito. Desde que o alcatrão 8 consiste principalmente em carbono fixado, uma reação que é denominada uma reação de dissolução de carbono ocorre, bem como uma reação de combustão.

[036] A Fig. 4 ilustra o mecanismo de combustão no caso onde um gás de utilidade 9, que é usado como um agente de redução de inflamável com carvão pulverizado (representado por PC na figura) 6, é injetado através da lança 4 no tubo de sopro 2. O gás de utilidade 9 consiste principalmente de metano e, adicionalmente, etano, propano, butano, e similares. Os exemplos da composição de um gás de utilidade são dados na Tabela 1 abaixo. O caso onde eles são injetados simplesmente em paralelo entre si é ilustrado na figura. Aqui, a linha tracejada na figura representa, por referência, a temperatura de combustão no caso onde somente carvão pulverizado é injetado conforme ilustrado na Fig. 3. No caso onde carvão pulverizado e um gás de utilidade são injetados ao mesmo tempo, conforme descrito acima, é pensado que o gás de utilidade, que é uma matéria gasosa, preferencialmente queima, e, devido ao calor de combustão desta queima, carvão pulverizado é rapidamente aquecido, e a temperatura do carvão pulverizado rapidamente aumenta, o que resulta em existir um aumento adicional na temperatura de combustão em posições mais próximas à lança. Tabela 1

[037] Com base no conhecimento descrito acima, testes de combustão foram efetuados usando um aparelho de teste de combustão ilustrado na Fig. 5. Coque foi acondicionado em uma fornalha de teste 11 de modo a simular condições em um alto-forno, o interior de uma pista 15 pode ser observado através de uma janela de observação. Uma lança 14 foi inserida em um tubo de sopro 12, através do qual ar quente, que foi gerado pelo uso de um queimador de combustão 13, pode ser injetado na fornalha de teste 11 a uma taxa de sopro específica. Em adição, foi possível ajustar a quantidade de oxigênio adicionada ao ar soprado com este tubo de sopro 12. Qualquer carvão pulverizado e gás de utilidade, ou ambos deles, podem ser injetados no tubo de sopro 12 através da lança 14. Um gás de exaustão que foi gerado na fornalha de teste 11 foi separado em um gás de exaustão e poeira pelo uso de um aparelho de separação 16 denominado ciclone, e o gás de exaustão foi transferido para um aparelho de tratamento de gás de exaustão, tal como uma fornalha de combustão auxiliar, e a poeira foi coletada em uma caixa de coleta 17.

[038] Os primeiros testes de combustão foram efetuados usando dois tipos de lanças, uma lança de tubo único e uma lança de tubo duplo como uma lança 14. Pelo uso de um termômetro de duas cores através de uma janela de observação, a temperatura de combustão, a posição de combustão, o estado de combustão de alcatrão não queimado e a difusividade foram observados no caso onde somente carvão pulverizado foi injetado através de uma lança de tubo único no caso onde, pelo uso de uma lança de tubo duplo, carvão pulverizado foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que um gás de utilidade que foi usado como um agente de redução de inflamável foi injetado através do tubo externo da lança de tubo duplo, e no caso onde um gás de utilidade que foi usado como um agente de redução de inflamável foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que carvão pulverizado foi injetado através do tubo externo da lança de tubo duplo, no caso onde um agente de redução misturado de um gás de utilidade e carvão pulverizado foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, e no caso onde um gás de utilidade que foi usado como um agente de redução de inflamável foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que carvão pulverizado foi injetado através do tubo externo. Um termômetro de duas cores é, conforme bem conhecido, um termômetro de radiação com o qual temperatura é observada através do uso de radiação térmica (a transferência de uma onda eletromagnética de um corpo de uma alta temperatura a um corpo de uma baixa temperatura), um de medidores de distribuição de comprimento de onda com o qual uma temperatura é derivada pela observação da mudança na distribuição de comprimento de onda com uma temperatura focando no fato que a distribuição de comprimento de onda se altera para o lado do comprimento de onda mais curto com um aumento na temperatura, e, em particular, um termômetro com o qual uma temperatura é observada pela observação de energias de radiação correspondentes aos dois comprimentos de onda de modo a detectar uma distribuição de comprimento de onda. O estado de combustão de alcatrão não queimado foi avaliado por observação da porosidade de alcatrão que tinha sido coletado com uma sonda nas posições 150 mm e 300 mm a partir da borda dianteira da lança 14 no tubo de sopro 12 da fornalha de teste 11, embutido em resina, polido e submetido à análise de imagem.

[039] As especificações do carvão pulverizado foram conforme segue: carbono fixado (FC: Carbono Fixado); 77,8%, matéria volátil (VM: matéria volátil); 13,6%, material de cinza (Cinza); 8,6% e condição de injeção; 29,8 kg/h (correspondente a 100 kg por 1 tonelada de ferro gusa). Em adição, a condição de injeção deste gás de utilidade foi 3,6 kg/h (5 Nm3/h, correspondente a 10 kg por 1 tonelada de ferro gusa). As condições de sopramento do ar quente foram como segue; temperatura de ar soprado; 1200°C, taxa de fluxo; 300 Nm3/h, velocidade de fluxo; 70 m/s e quantidade de O2 adicionada; +5,5 (concentração de oxigênio; 26,5%, isto é, concentração aumentada de oxigênio por 5,5% a partir da concentração de oxigênio no ar de 21%).

[040] Os resultados de teste foram avaliados pelo uso da temperatura de combustão, a posição de combustão, o estado de combustão de alcatrão não queimado, e difusividade (principalmente de carvão pulverizado) no caso onde somente carvão pulverizado foi injetado através da lança de tubo único (usando N2 como um transportador) através de uma lança de tubo único como um padrão. O caso onde carvão pulverizado foi injetado através do tubo interno de uma lança de tubo duplo, enquanto que um gás de utilidade foi injetado através do tubo externo, e o caso onde um gás de utilidade foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que carvão pulverizado foi injetado através do tubo externo, foram avaliados. Os resultados foram representados conforme segue: Δ; equivalente ao caso onde somente carvão pulverizado foi injetado, O; aperfeiçoado um pouco, O; significantemente aperfeiçoado.

[041] A Fig. 6 ilustra os resultados de teste de combustão descritos acima. Carvão pulverizado (PC na figura) foi injetado com um gás transportador (gás nitrogênio N2 foi usado). Conforme a figura indica, foi esclarecido que no caso onde carvão pulverizado foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que um gás de utilidade foi injetado através do tubo externo, embora aperfeiçoamento na posição de combustão fosse reconhecido, nenhuma mudança foi reconhecida com relação a outros itens. Isto é pensado ser porque embora exista um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado devido ao calor de combustão do gás de utilidade que existiu no exterior do carvão pulverizado, que contatou O2 mais cedo do que o carvão pulverizado, e que rapidamente queimou, visto que O2 foi expandido na combustão do gás de utilidade, e existe uma diminuição na quantidade de O2 que foi necessária para a combustão do carvão pulverizado, um aumento suficiente na temperatura de combustão não pode ser alcançado, e o estado de combustão de alcatrão não queimado não pode ser aperfeiçoado. Por outro lado, no caso onde um gás de utilidade foi injetado através do tubo interno da lança de tubo duplo, enquanto que carvão pulverizado foi injetado através do tubo externo, embora aperfeiçoamento na posição de combustão foi reconhecido, nenhuma mudança é reconhecida, e aperfeiçoamento significativo na difusividade foi reconhecido, nenhuma mudança na posição de combustão foi reconhecida. Isto é pensado porque, embora a difusão de O2 através da área de carvão pulverizado que existia na área externa no gás de utilidade que existia na área interna leva longo tempo, visto que uma difusão explosiva ocorreu devido à combustão do gás de utilidade inflamável que existia na área interna, existe um aumento na temperatura de combustão à medida que o carvão pulverizado foi aquecido pelo calor de combustão do gás de utilidade, e o estado de combustão de alcatrão não queimado foi também aperfeiçoado.

[042] Os presentes inventores, com base nos resultados de teste descrito acima, investigaram mudança na temperatura de combustão, conforme mostrado na Fig. 7, pelo uso de uma lança de tubo triplo como a lança 14 na fornalha de teste 11 descrita acima, onde o interior do tubo mais interno da lança de tubo triplo foi denominado uma lança de tubo interno, o espaço entre o tubo mais interno e o segundo tubo a partir do interior foi denominado uma lança de tubo intermediário, e o espaço entre o segundo tubo a partir do interior e o tubo mais externo foi denominado uma lança de tubo externo, por injeção de carvão pulverizado que foi usado como um agente de redução de sólidos através da lança de tubo interno, por injeção de gás de utilidade que foi usado como um agente de redução de inflamável através da lança de tubo intermediário, e por injeção de oxigênio (daqui por diante referido como O2), que foi usado como um gás de aperfeiçoamento de combustão através da lança de tubo externo, enquanto que as quantidades do gás de utilidade e O2 injetados foram variadas, isto é, uma razão de excesso de oxigênio foi variada.

[043] As especificações do carvão pulverizado foram conforme segue; carbono fixado FC; 77,2%, matéria volátil VM; 12,2%, material de cinza, Cinza; 10,6% e condição de injeção; 50 kg/h (correspondente a 142 kg por 1 tonelada de ferro gusa, usando nitrogênio como um transportador). Em adição, a condição de injeção do gás de utilidade foi 5 Nm3h, correspondente a 10 kg por 1 tonelada de ferro gusa, ou 10 Nm3/h, correspondente a 20 kg por 1 tonelada de ferro gusa. As condições de sopramento foram conforme segue: temperatura de sopramento; 1200°C, taxa de fluxo; 350 Nm3h e quantidade de O2 adicionada; +3,5 (concentração de oxigênio; 24,5%). Aqui, no caso onde O2 foi injetado como um gás de aperfeiçoamento de combustão, algum do oxigênio a ser adicionado ao ar injetado foi usado de modo que a quantidade total de O2 que foi soprado na fornalha foi mantida não mudada. Em adição, ar pode ser usado como um gás de aperfeiçoamento de combustão outro do que O2. É preferível que, no caso onde ar foi usado, ar enriquecido com oxigênio em que teor de oxigênio foi aumentado por 2% ou mais, mais preferivelmente 10% ou mais, seja usado de modo a aumentar um efeito de aperfeiçoamento de combustão.

[044] A Fig. 7 ilustra a temperatura de combustão nos resultados de teste. Conforme a figura ilustra, é esclarecido que a temperatura de combustão aumenta com um aumento nas quantidades de gás de utilidade e O2 injetados. Uma das contribuições vantajosas para isto é pensado ser, pela injeção do gás de utilidade e O2 através das lanças de tubo que são adjacentes entre si, o gás de utilidade que é um corpo gasoso é queimado preferencialmente, e que a temperatura do carvão pulverizado foi rapidamente aumentada devido ao calor de combustão do gás de utilidade.

[045] Portanto, testes foram conduzidos de modo a investigar, em particular, difusividade, a temperatura de combustão e ignibilidade sob condições de teste similares àquelas dadas na Fig. 6 descrita acima, enquanto que o tipo de material que foi injetado através de cada uma das lanças de tubo de uma lança de tubo triplo é mudado. A Fig. 8 ilustra a avaliação dos resultados dos testes. O caso onde somente carvão pulverizado foi injetado através de uma lança de tubo único é usado como um padrão, e estes resultados da avaliação foram representados conforme segue: Δ; equivalente ao caso de somente carvão pulverizado sendo injetado, O; aperfeiçoado um pouco, O; significantemente aperfeiçoado.

[046] Conforme a figura ilustra, é esclarecido que, pela injeção de carvão pulverizado que é usado como um agente de redução de sólido, ou um gás de utilidade que é um agente de redução de inflamável através da lança de tubo externo, o carvão pulverizado, ou o gás de utilidade, tende a ser exposto ao ar soprado de uma alta temperatura, que resulta em um aumento na ignibilidade dos agentes de redução. Em adição, por injeção do gás de utilidade que é usado como um agente de redução de inflamável e O2 que é usado como um gás de aperfeiçoamento de combustão através das lanças de tubo que são adjacentes entre si, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado que é usado como um agente de redução de sólido devido ao O2 e o gás de utilidade queimando primeiro, que resulta em um aumento significativo na temperatura de combustão devido a um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado. Em adição, por injeção do gás de utilidade que é usado como um agente de redução de inflamável e O2 que é usado como um gás de aperfeiçoamento de combustão através da lança de tubo interno e da lança de tubo intermediário, existe uma difusão explosiva do carvão pulverizado que é usado como um agente de redução de sólido devido ao O2 e o gás de utilidade que queima primeiro e, ao mesmo tempo, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado devido ao calor de combustão do gás de utilidade, que resulta em um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão devido a um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado. O aperfeiçoamento na temperatura de combustão é uma indicação de um aumento na quantidade de combustão, e existe uma diminuição na quantidade de material pulverulento fino empilhado (a quantidade de material pulverulento alimentada em uma fornalha) em uma parte da ponta de uma ventaneira devido a um aumento na quantidade de combustão de agente de redução de sólidos que são injetados no alto-forno, que resulta no aperfeiçoamento na permeabilidade do gás na fornalha. No caso onde restante de calor é apropriada, é possível diminuir a quantidade de coque carregado (razão de coque) por uma quantidade correspondente ao aperfeiçoamento na permeabilidade do gás, que resulta em uma diminuição no consumo específico de agentes de redução.

[047] Subsequentemente, os presentes inventores observaram que a mudança na temperatura de combustão, enquanto que varia a razão da quantidade de um gás de utilidade que é um agente de redução de inflamável, ou um gás de utilidade e O2 que é um gás de aperfeiçoamento de combustão para a quantidade total de gases que foram injetados através da lança de tubo triplo 4. Isto foi feito de modo a confirmar o efeito da temperatura de carvão pulverizado sendo rapidamente aumentada devido ao calor de combustão que é gerado, por exemplo, quando o gás de utilidade queima com O2 primeiro conforme descrito acima. Portanto, no CASO 7 ao CASO 11, conforme dados na Tabela 2 abaixo, as temperaturas de combustão foram observadas nas posições 165 mm e 315 mm a partir da borda dianteira de uma lança de tubo triplo, enquanto que a taxa de fluxo de N2 que foi um gás transportador do carvão pulverizado foi constantemente mantida a 15 Nm3/h, e a taxa de fluxo do gás de utilidade, ou o gás de utilidade e O2 foi variada. Ar pode ser usado como um gás transportador outro do que N2. Tabela 2

[048] A taxa de fluxo de um gás de utilidade ou um gás de utilidade e O2 (O2 + um gás de utilidade) e a razão de O2 para um gás de utilidade (O2 / um gás de utilidade) são dadas na tabela. Isto é, nem O2 nem um gás de utilidade é injetado no CASO 7. 5 Nm3/h de gás de utilidade somente é injetado no CASO 6, 5 Nm3/h de gás de utilidade e 10 Nm3h de O2 são injetados no CASO 9. 5 Nm3/h de gás de utilidade e 20 Nm3/h de O2 são injetados no CASO 11. Em adição, a razão da quantidade de um gás de utilidade ou um gás de utilidade e O2 para a quantidade total dos gases que são injetados através de uma lança de tubo triplo é 0 % em volume no CASO 7, 25 % em volume no CASO 8, 50 % em volume no CASO 9, 62,5 % em volume no CASO 10 e 66,7 % em volume no CASO 11. As especificações do carvão pulverizado, a condição de sopramento do ar quente e o método de injeção do carvão pulverizado, o gás de utilidade e O2, foram similares àqueles no caso da Fig. 7 ilustrada acima, a Fig. 9 ilustra os resultados de observação.

[049] Conforme a figura ilustra, é esclarecido que, visto que, na região em que a razão da quantidade do gás de utilidade ou do gás de utilidade e O2 para a quantidade total dos gases que são injetados através da lança de tubo triplo é menos do que 25 % em volume, a temperatura de combustão aumenta significantemente com um aumento na razão da quantidade do gás de utilidade, ou do gás de utilidade e O2, para a quantidade total dos gases, é difícil alcançar uma alta temperatura de combustão nesta região. Por outro lado, visto que, na região na qual a razão da quantidade do gás de utilidade ou do gás de utilidade e O2 para a quantidade total dos gases que são injetados através da lança de tubo triplo é 25 % em volume ou mais, um aumento na temperatura de combustão tende a saturar mesmo se a razão da quantidade do gás de utilidade ou do gás de utilidade e O2 para a quantidade total dos gases aumenta, é possível alcançar uma alta temperatura de combustão nesta região. Portanto, no método para operação de um alto-forno da presente concretização, a razão da quantidade de um agente de redução de inflamável, ou de um agente de redução de inflamável e de um gás de aperfeiçoamento de combustão para a quantidade total de gases que são injetados através de uma lança de tubo triplo, isto é, a razão de um gás de utilidade ou de um gás de utilidade e O2 é ajustada para ser 25 % em volume ou mais, preferivelmente 50 % em volume ou mais. Em adição, visto que, no caso onde a razão da quantidade do gás de utilidade ou do gás de utilidade e O2 para a quantidade total dos gases que são injetados através da lança de tubo duplo é mais do que 95 % em volume, um aumento na temperatura de combustão tende a saturar, o limite superior da razão é ajustado para ser 95 % em volume ou menos. Em adição, embora um gás de utilidade seja um exemplo de um agente de redução de inflamável, um gás natural (LNG), que consiste principalmente de metano, e é equivalente a um gás de utilidade conforme indicado na Tabela 3, pode também ser usado. Tabela 3

[050] Incidentalmente, a lança de tubo externo da lança de tubo triplo tende a ser exposta a uma atmosfera de uma alta temperatura quando a temperatura de combustão aumenta conforme descrito acima. A lança de tubo triplo consiste de, por exemplo, tubos de aço inoxidável. Embora seja desnecessário dizer que a lança de tubo externo da lança de tubo triplo é resfriada com um sistema de resfriamento de água, tal como assim denominada uma jaqueta de água, a jaqueta não pode alcançar a borda dianteira da lança. A Fig. 10 ilustra as condições da jaqueta de água da lança de tubo triplo.

[051] Foi verificado que a porção da borda dianteira de uma lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo que, em particular, resfriamento de água não pode alcançar, conforme ilustrado na Fig. 10, é deformada devido ao calor. No caso onde uma lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo é deformada, isto é, encurvada, é impossível soprar carvão pulverizado, um gás de utilidade ou O2 em uma posição requerida, e existe dificuldade na substituição da lança que é um item expansível. Em adição, é também pensado que o fluxo de carvão pulverizado é mudado devido ao encurvamento da lança de modo que o carvão pulverizado colide com uma ventaneira, e existe um interesse que a ventaneira possa ser danificada neste caso. No caso onde a lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo é encurvada, o espaço entre as lanças de tubo externo e tubo intermediário pode ser fechado, e fluxo de gás através da lança de tubo externo pode ser cessado, e a lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo pode ser danificada devido à fusão neste caso, ou pode existir um caso onde um tubo de sopro é quebrado. No caso onde a lança é deformada ou gasta, é impossível não somente alcançar a temperatura de combustão descrita acima, mas também diminuir o consumo específico de agentes de redução.

[052] De modo a resfriar uma lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo que não pode ser resfriada com água, não existe outro modo, mas para dissipar calor através de gases que são transferidos através do interior da lança. No caso onde uma lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo resfriada pelo uso da dissipação de calor através dos gases que fluem dentro da lança, é pensado que a taxa de fluxo dos gases tem uma influência na temperatura da lança. Portanto, os presentes inventores observaram a temperatura da superfície da lança, enquanto que a taxa de fluxo dos gases que foram injetados através da lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo foi variada. A taxa de fluxo dos gases foi ajustada pela adição de N2 que é usado como um gás inerte para um gás de utilidade que é normalmente injetado através da lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo na presente concretização. Incidentalmente, um gás de utilidade foi injetado através da lança de tubo interno e O2 foi injetado através da lança de tubo intermediário. A Fig. 11 ilustra os resultados da observação.

[053] Um tubo de aço denominado 25AxTabela160 foi usado para a lança de tubo interno da lança de tubo triplo. Um tubo de aço denominado 32AxTabela40 foi usado para a lança de tubo intermediário da lança de tubo triplo. Um tubo de aço denominado 50AxTabela80 foi usado para a lança de tubo externo da lança de tubo triplo, e a temperatura de superfície da lança foi observada, enquanto que a taxa de fluxo total de N2 que é um gás transportador de carvão pulverizado foi variada. Aqui, "25A", "32A" e "50A" são dimensões nominais para os diâmetros externos dos tubos de aço de acordo com JIS G 3459, e 25A representa um diâmetro externo de 34,0 mm, 32A representa um diâmetro externo de 42,7 mm, e 50A representa um diâmetro externo de 60,5 mm. Em adição, "Tabela" é uma dimensão nominal para a espessura do tubo de aço de acordo com JIS G 3459, "e 25AxTabela160 representa 6,4 mm, 32AxTabela40 representa 3,6 mm, e 50AxTabela80 representa 5,5 mm. É prático usar os tubos de aço tendo os diâmetros externos e as espessuras descritas acima no caso onde tubos de aço são usados para as lanças de tubo da lança de tubo triplo. Incidentalmente, outros do que tubos de aço de inoxidável, aço carbono pode ser aplicado. Neste caso, o diâmetro externo de um tubo de aço é de acordo com JIS G 3452, e a espessura de um tubo de aço é de acordo com JIS G 3454.

[054] Conforme as figuras ilustram com linhas de corrente de dois pontos, a temperatura de superfície da lança diminui proximamente na proporção inversa a um aumento na taxa de fluxo total dos gases que são injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo. No caso onde os tamanhos dos tubos de aço são mudados, a temperatura muda, porque a velocidade de fluxo de gás muda mesmo com a mesma taxa de fluxo de gás total. No caso onde tubos de aço são usados para uma lança de tubo triplo, deformação de arrasto ocorre quando a temperatura de superfície da lança de tubo triplo torna-se mais alta do que 880°C, que resulta na lança de tubo triplo sendo encurvada. Portanto, no caso onde um tubo de aço denominado 50AxTabela8O é usado para a lança de tubo externo de uma lança de tubo triplo, e a temperatura de superfície da lança de tubo triplo é 880°C ou mais baixa, a taxa de fluxo total de gases injetados através da lança de tubo externo é ajustada para ser 85 Nm3/h ou mais, e a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é ajustada 20 m/s ou mais, no caso onde o tubo de aço acima é usado. Em seguida, desde que no caso onde a taxa de fluxo total dos gases injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é ajustada para ser 85 Nm3/h ou mais, e a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é 20 m/s ou mais, a temperatura de superfície da lança de tubo externo da lança de tubo triplo torna-se 880°C ou mais baixa, a lança de tubo triplo não é deformada ou encurvada. Por outro lado, desde que no caso onde a taxa de fluxo total dos gases injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é mais do que 800 Nm3h, ou a velocidade de fluxo na saída é mais do que 120 m/s, não é prático a partir do ponto de vista de custo de operação, o limite superior da taxa de fluxo total dos gases injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é ajustado para ser 800 Nm3/h, e o limite superior da velocidade de fluxo na saída é ajustado para ser 120 m/s. Isto é, de modo a resfriar a lança de tubo externo da lança de tubo triplo que não pode ser resfriada com água, a taxa de fluxo dos gases injetados através da lança de tubo externo é ajustada para ser ajustada para resfriamento de modo que a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo externo é de 20 m/s a 120 m/s.

[055] Nesta lança de tubo triplo, a deformação (encurvamento) da lança de tubo triplo é impedida pelo ajuste da taxa de fluxo dos gases que são injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo de modo que a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo único é 20 m/s ou mais, e, de acordo com isto, a quantidade de agente de redução de sólidos, tal como carvão pulverizado que são injetados através da lança de tubo único, ou a lança de tubo triplo, é ajustada para ser de 50 kg a 300 kg per 1 tonelada de ferro gusa. Isto é, desde que existe uma limitação no limite inferior da quantidade de materiais a ser injetado através de uma lança devido às condições de facilidade, é necessário tomar medidas, tal como fechamento de algumas das ventaneiras no caso onde uma taxa de agente de redução injetado é excessivamente pequena, que resulta em existir um desvio na direção circunferencial devido à coexistência de ventaneiras através das quais agentes de redução são injetados, e ventaneiras através das quais agentes de redução não são injetados, que não é preferível para a operação constante de um alto-fornoalto-forno. Portanto, a quantidade de agente de redução de sólidos é ajustada para ser 50 kg ou mais por 1 tonelada de ferro gusa. Em adição, no caso onde a taxa de agente de redução injetado de agente de redução de sólidos é excessivamente pequena, a quantidade relativa de materiais carregados que são providos com calor através de troca de calor entre gases e os materiais carregados tornam- se grandes, que resulta em uma diminuição na temperatura de gases no topo da fornalha. De modo a impedir a temperatura no topo da fornalha de tornar-se igual a um ponto de orvalho ou mais baixa, a quantidade de agente de redução de sólidos é novamente ajustada para ser 50 kg ou mais por 1 tonelada de ferro gusa, preferivelmente 60 kg ou mais.

[056] Além disso, existe o limite superior na taxa de agente de redução injetado devido à limitação de permeabilidade de gás a partir do ponto de vista de operação com uma baixa taxa de agente de redução, porque uma taxa de agente de redução para um agente de redução de sólido (coque) que é carregado através do topo da fornalha é diminuída com um aumento na taxa de agente de redução injetado de agente de redução de sólidos, que resulta em uma diminuição na permeabilidade do gás, e, no caso onde uma perda de pressão total (pressão de ar soprado - pressão do topo da fornalha) excede o limite aceitável, é impossível diminuir a taxa de agente de redução (para coque) mesmo se a quantidade dos agentes de redução injetados é adicionalmente aumentada, que resulta em operação constante sendo dificultada, ou pode resultar na própria operação tornado-se impossível. Também, de modo a proteger os dispositivos de topo da fornalha, a quantidade de agente de redução de sólidos é ajustada para ser 300 kg ou menos de 1 tonelada de ferro gusa, preferivelmente 180 kg ou menos de 1 tonelada de ferro gusa.

[057] Em adição, 1 kg ou mais de agentes de redução de inflamável, tal como um gás de utilidade e gás natural (LNG) por 1 tonelada de ferro gusa é necessário a partir do ponto de vista de alcançar uma alta temperatura de combustão, e o limite superior é ajustado para ser 50 kg ou menos de 1 tonelada de ferro gusa de modo a proteger ventaneiras e dispositivos de topo da fornalha, preferivelmente de 10 kg a 35 kg de 1 tonelada de ferro gusa.

[058] Pelo cálculo dos valores descritos acima, a razão da quantidade de agente de redução de sólidos para a quantidade de agente de redução de inflamável (por % em massa) torna-se de 1 a 300, preferivelmente de 1 a 180.

[059] Além disso, oxigênio ou ar enriquecido com oxigênio é usado como um gás de aperfeiçoamento de combustão em uma lança de tubo triplo, e pelo menos 1 Nm3ou mais deste tipo de gás de 1 tonelada de ferro gusa é necessário de modo a alcançar a boa qualidade de combustão de agente de redução de sólidos e agentes de redução de inflamável. O limite superior é determinado em consideração do custo de produção, e ele é ajustado para ser 80 Nm3ou menos de 1 tonelada de ferro gusa. Incidentalmente, a razão de enriquecimento de oxigênio do ar enriquecido com oxigênio é ajustada para ser 2% ou mais, preferivelmente 10% ou mais.

[060] Em adição, embora um diâmetro médio de partícula de carvão pulverizado na prática seja de 10 μm a 100 μm, é preferível que na presente invenção, o diâmetro médio de partícula seja de 20 μm a 50 μm de modo a alcançar uma boa qualidade de combustão, e em consideração de transporte de uma lança e alimentação a uma lança. No caso onde o diâmetro médio de partícula de carvão pulverizado é menos do que 20 μm, embora uma qualidade de combustão seja boa, o carvão pulverizado tende a ficar grudado em uma lança quando sendo transportado (transporte pneumático), e existe problema que a qualidade de combustão do carvão pulverizado pode ser deteriorada no caso onde o diâmetro médio de partícula do carvão pulverizado é mais do que 50 μm.

[061] Em adição, um agente de redução de sólido a ser injetado que consiste principalmente em carvão pulverizado e ao qual descarte de plásticos, combustível derivado de refugo (RDF) / recursos orgânicos (biomassa), ou material de despejos, são misturados, pode ser usado. No caso onde a mistura é usada, é preferível que a razão da quantidade de carvão pulverizado para a quantidade total do agente de redução de sólido seja 80 % em massa ou mais. Isto é, visto que a quantidade de calor que é gerado pela reação de descarte de plásticos, combustível derivado de refugo (RDF), recursos orgânicos (biomassa), ou materiais de despejo é diferente daquele gerado pelo carvão pulverizado, o estado de combustão tende a tornar-se desigual no caso onde suas razões de mistura tornam-se mais próximas àquelas de carvão pulverizado, que tende em resultar em operação pouco estável. Em adição, desde que quantidades de calor que sejam geradas pela reação de combustão de descarte de plásticos, combustível derivado de refugo (RDF), recursos orgânicos (biomassa), materiais de despejo, ou similares, é menor do que gerada pelo carvão pulverizado, a eficiência em que agente de redução de sólidos que são carregados através do topo da fornalha são substituídos com o agente de redução de sólidos injetado diminui no caso onde uma grande quantidade deles é usada para ser injetada. Isto é porque é preferível que o teor de carvão pulverizado seja 80 % em massa ou mais.

[062] Incidentalmente, descarte de plásticos, combustível derivado de refugo (RDF), recursos orgânicos (biomassa), ou materiais de despejo, podem ser misturados com carvão pulverizado pela moagem dos mesmos em partículas finas tendo um diâmetro de 6 mm ou menos, preferivelmente 3 mm ou menos. Com relação a sua razão para o carvão pulverizado, eles podem ser misturados com carvão pulverizado fazendo com que os mesmos unam o carvão pulverizado que está sendo transportado com um gás transportador. Eles podem ser misturados com carvão pulverizado em avanço.

[063] Além disso, outro do que um gás de utilidade ou gás natural, gás propano, hidrogênio e gases gerados em operações de aço, tal como um gás de conversor, um gás de alto-fornoalto-forno, e um gás de coqueria, podem ser usados como agentes de redução de inflamável.

[064] Conforme descrito acima, no método para operação de um alto-fornoalto-forno da presente concretização, pelo uso de uma lança de tubo triplo como uma lança 4 através da qual agentes de redução são injetados em um alto-fornoalto-forno, via uma ventaneira 3, por injeção de todo carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6, gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 e O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) através da lança de tubo triplo, de modo que cada uma destas seja separadamente injetada através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário e a lança de tubo externo da lança de tubo triplo, existe por exemplo uma difusão explosiva do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 causada pelo O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) e pelo gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 queimando primeiro e, ao mesmo tempo, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado (agente de redução de sólidos) 6 devido ao calor de combustão do gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9, que resulta em um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6, e um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão, que torna possível diminuir o consumo específico dos agentes de redução.

[065] Em adição, por injeção do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 ou do gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 através da lança de tubo externo, o carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 ou o gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 tende a ser exposto na atmosfera de uma temperatura alta, que resulta no aperfeiçoamento da ignibilidade do agente de redução.

[066] Em adição, por injeção do gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 e O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) através das lanças de tubo que são adjacentes entre si, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado (agente de redução de sólidos) 6 devido a O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) e o gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 que queima primeiro, que resulta em um aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 e um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão.

[067] Em adição, por injeção do gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 e O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) através da lança de tubo interno e da lança de tubo intermediário, existe uma difusão explosiva do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 devido ao O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) e o gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 que queima primeiro e, ao mesmo tempo, existe um aumento significativo na temperatura do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6 devido ao calor de combustão do gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 3, que resulta em um aperfeiçoamento significativo na temperatura de combustão devido ao aumento na taxa de aquecimento do carvão pulverizado (agente de redução de sólido) 6.

[068] Em adição, pelo ajuste da razão da quantidade de um gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 ou de um gás de utilidade (agente de redução de inflamável) 9 e O2 (gás de aperfeiçoamento de combustão) com relação à quantidade total de gases que são injetados através de uma lança de tubo triplo 4 para ser de 25 % em volume a 95 % em volume, uma alta temperatura de combustão pode ser alcançada.

[069] Em adição, por injeção de oxigênio a ser adicionado a um ar injetado através de qualquer uma das lanças de tubo de uma lança de tubo triplo 4 como um gás de aperfeiçoamento de combustão, o suprimento excessivo de oxigênio pode ser evitado, enquanto que o restante de gás em um alto-forno é mantido. Lista de Sinais de Referência 1: alto-forno, 2: tubo de sopro, 3: ventaneira, 4: lança, 5: pista, 6: carvão pulverizado (agente de redução de sólido), 7: coque, 8: alcatrão, 9: gás de utilidade (agente de redução de inflamável).

Claims

1. Método para operação de um alto-forno, o método compreendendo: proporcionar uma lança de tubo triplo para injeção de agentes de redução no alto-forno, via uma ventaneira; a lança de tubo triplo compreendendo uma lança de tubo interno, uma lança de tubo intermediário e uma lança de tubo externo, a lança de tubo triplo tendo um tubo mais interno, um segundo tubo e um tubo mais externo, a lança de tubo interno estando dentro de um tubo mais interno da lança de tubo triplo, a lança de tubo intermediário sendo um espaço entre o tubo mais interno e o segundo tubo a partir do interior, e a lança de tubo externo sendo um espaço entre o segundo tubo a partir do interior e o tubo mais externo; e injeção de todos dentre um agente de redução de sólido, um agente de redução de inflamável e um gás de aperfeiçoamento de combustão no alto-forno através da lança de tubo triplo de modo que cada um destes seja separadamente injetado através de qualquer um dentre a lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário e a lança de tubo externo, caracterizado pelo fato de que uma razão da quantidade do agente de redução de inflamável ou do agente de redução de inflamável, e do gás de aperfeiçoamento de combustão para a quantidade total dos gases que são injetados através da lança de tubo triplo, é de a partir de 25 % em volume a 95 % em volume.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que qualquer um do agente de redução de sólido e do agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o agente de redução de inflamável e do gás de aperfeiçoamento de combustão são injetados através de qualquer um dos tubos que são adjacentes entre si.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável e o gás de aperfeiçoamento de combustão são injetados através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno e a lança de tubo intermediário.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de aperfeiçoamento de combustão é oxigênio, ou o ar enriquecido com oxigênio, e o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, da lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo; uma porção do oxigênio a ser adicionada a um sopro de ar quente é injetada através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário e da lança de tubo externo da lança de tubo triplo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário e a lança de tubo externo, o gás de aperfeiçoamento de combustão é ar enriquecido com oxigênio; uma porção do oxigênio a ser adicionada a um sopro de ar quente é injetada através de qualquer uma dentre a lança de tubo interno, a lança de tubo intermediário e a lança de tubo externo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é carvão pulverizado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 50 kg a 300 kg por 1 de tonelada de ferro gusa.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 60 kg a 180 kg por 1 tonelada de ferro gusa.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que descarte de plásticos, combustível derivado de refugo, recursos orgânicos, ou materiais de despejo, são misturados com o carvão pulverizado como o agente de redução de sólido.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é misturado com descarte de plásticos, combustível derivado de refugo, recursos orgânicos, ou materiais de despejo, enquanto o teor do carvão pulverizado como o agente de redução de sólido é ajustado para ser 80% em massa, ou mais.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável é um gás de utilidade, um gás natural, um gás propano, um hidrogênio, um gás de conversor, um gás de alto-forno, e um gás de coqueria.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável é injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 1 kg a 50 kg por 1 tonelada de ferro gusa.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável é injetado no alto-forno em uma quantidade na faixa de 10 kg a 35 kg por 1 tonelada de ferro gusa.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que a taxa de fluxo total dos gases, que são injetados através da lança de tubo externo da lança de tubo triplo é de 85 Nm3/h a 800 Nm3/h, e a velocidade de fluxo na saída da lança de tubo externo é de 20 m/s a 120 m/s.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo externo; o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo intermediário, e o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo interno.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo externo; o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo intermediário; e o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo interno.

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo; o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo intermediário; e o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo interno.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo externo; o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo intermediário; e o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo interno.

20. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo externo; o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo intermediário; e o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo interno.

21. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gás de aperfeiçoamento de combustão é injetado através da lança de tubo externo; o agente de redução de sólido é injetado através da lança de tubo intermediário; e o agente de redução de inflamável é injetado através da lança de tubo interno.