BR112014011428B1

BR112014011428B1 - equipamento de processamento de redução para escória siderúrgica e sistema de processamento de redução para escória siderúrgica

Info

Publication number: BR112014011428B1
Application number: BR112014011428A
Authority: BR
Inventors: Fukumura Hiroki; Arai Takashi; Harada Toshiya
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2020-04-14
Also published as: CN104039987B; EP2759606B1; CA2852500C; US20150135896A1; JP5522320B1; BR112014011858B1; CA2851963C; WO2014003127A1; IN2014DN07279A; KR101531804B1; JP5574057B2; KR20140079805A; US9238846B2; CA2851963A1; WO2014003119A1; KR101560512B1; CA2851604C; EP2759606A1; EP2759606A4; CN103930573A

Abstract

resumo patente de invenção: "equipamento de processamento de redução para escória siderúrgica e sistema de processamento de redução para escória siderúrgica". a presente invenção refere-se a um equipamento de processamento de redução para uma escória siderúrgica que executa continuamente o processamento de redução para uma escória siderúrgica quente pelo uso de um forno elétrico que inclui: um recipiente de fornecimento de escória que carrega a escória siderúrgica quente no forno elétrico; um eletrodo que é fornecido no forno elétrico e aquece a camada de escória fundida em um ferro fundido produzido pela redução da escória siderúrgica quente; uma unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar que fornece uma matéria-prima auxiliar incluindo um agente de redução à camada de escória fundida; e uma unidade de inclinação que inclina o recipiente de fornecimento de escória e ajusta a quantidade de carregamento da escória siderúrgica quente para o forno elétrico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para EQUIPAMENTO DE PROCESSAMENTO DE REDUÇÃO PARA ESCÓRIA SIDERÚRGICA E SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE REDUÇÃO PARA ESCÓRIA SIDERÚRGICA.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um equipamento de processamento de redução e a um sistema de processamento de redução para uma escória siderúrgica que aplica o processo de redução em escala industrial à escória (escória siderúrgica) gerada durante a produção de aço, e recupera componentes valiosos enquanto modifica as propriedades da escória siderúrgica de modo a se adequar a várias aplicações.

[002] O presente pedido reivindica prioridade com base nos Pedido de Patente Japonesa n° 2012-144473 registrada no Japão em 27 de junho de 2012, Pedido de Patente Japonesa n° 2012-144557 registrada no Japão em 27 de junho de 2012, e Pedido de Patente Japonesa n° 2012-235692 registrada no Japão em 25 de outubro de 2012, cujas descrições estão incorporadas aqui em sua totalidade como referência.

Antecedentes da Técnica [003] Durante os processos de produção de aço, é gerada uma grande quantidade de escória siderúrgica. Embora a escória siderúrgica contenha, por exemplo, P e componentes metálicos tais como Fe e Mn, ela também contém uma grande quantidade de CaO, que leva à expansão e ao colapso. Isto tem restringido a escória siderúrgica a ser usada, por exemplo, como material de pavimentação ou agregado. Entretanto, nos últimos anos, os recursos têm sido crescentemente reciclados, e tem sido descrito um grande número de métodos de recuperação de substâncias valiosas da escória siderúrgica.

[004] O Documento de Patente 1 descreve um método para pro

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2/33 cessamento de escória de ferro e aço, que inclui adicionar escória de ferro e aço gerada durante a fusão e a produção de ferro e aço, ao ferro fundido e ao aço líquido no forno de fundição, adicionando também calor e agentes de redução, movendo Fe, Mn e P para o líquido fundido enquanto se altera a escória de ferro e aço para obter uma escória alterada, e então mover o Mn e o P o líquido fundido para a escória. Entretanto, esse método de processamento requer um processamento em lotes para ser aplicado continuamente várias vezes até que uma escória com componentes predeterminados possa ser obtida, e então resulta em uma eficiência de trabalho pobre.

[005] O Documento de Patente 2 descreve um método que inclui: fornecer escórias de aço tendo teores de óxido de ferro de mais de 5% em peso e, um banho de aço tendo um teor de carbono de menos de 1,5% em peso; e então introduzir carbono ou transportadores de carbono para carbonizar o banho de aço para obter o banho de aço tendo um teor de carbono de mais de 2,0% em peso, e então executar o processamento de redução.

[006] Entretanto, com o método descrito no Documento de Patente 2, a concentração de C (concentração de carbono) no ferro fundido é ajustada para menos de 1,5% em peso no momento de inserir a escória fundida para suprimir a descarga da grande quantidade de gás, e a concentração de C é aumentada para mais de 2,0% em peso no momento de executar a redução na fundição. Assim, um processo de descarbonização em conjunção com um aumento nas temperaturas e um processo de adição de carbono para redução são repetidos, o que resulta em processamento em lotes. Como resultado, a eficiência no trabalho deteriora. Deve ser notado que, uma vez que o método descrito no Documento de Patente 2 aumenta a concentração de C para mais de 2,0%em peso no momento da execução do processamento de redução, é considerado que esse método promove a reação de reduPetição 870190039751, de 26/04/2019, pág. 11/48

3/33 ção principalmente através da reação entre a escória e o metal.

[007] Além disso, no método descrito no Documento de Patente 2, o material de carbono é usado como fonte de calor bem como agente de redução, e então a quantidade de gás de escapamento aumenta. Assim, é considerado que a eficiência térmica deteriora, e a quantidade de poeira gerada aumenta.

[008] O Documento de Não-Patente 1 descreve os resultados dos testes de redução nos quais escória siderúrgica em pó, material de carbono em pó, e agente modificador de escória em pó são inseridos através de um eletrodo oco em um forno elétrico. Entretanto, nos testes de redução descritos no Documento de Não-Patente 1, o teste é executado em um forno elétrico pelo processamento da escória siderúrgica, que foi solidificada e triturada, e então a taxa de consumo de energia é grande.

[009] Além disso, o Documento de Patente 3 descreve uma técnica de recuperação de metais valiosos pela redução de escórias fundidas geradas durante a fundição de metais não ferrosos usando-se agentes redutores carbonáceos em um foro elétrico de corrente contínua do tipo aberto para separá-la em uma fase metal e uma fase de escória. Entretanto, o método descrito no Documento de Patente 3 também envolve um processo em lotes com um forno elétrico usando a escória fria como o alvo do processamento, e então a taxa de consumo de energia é grande.

[0010] Conforme descrito acima, esses métodos de recuperação de componentes valiosos das escórias tem um problema de eficiência de trabalho pobre ou grande consumo de energia.

Documentos da Técnica Relacionada

Documentos de Patente [0011] Documento de Patente 1: Pedido de Patente não examinado Japonês, Primeira Publicação n° S52-033897

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4/33 [0012] Documento de Patente 2: Tradução japonesa publicada n° 2003-520899 da Publicação PCT International [0013] Documento de Patente 3: Patente Australiana n° AU-B20553/95

Documento de Não Patente [0014] Documento de Não Patente 1: Scandinavian Journal of Metallurgy 2003; 32: pgs. 7-14

Descrição da Invenção

Problemas a serem Resolvidos pela Invenção [0015] Conforme descrito acima, com o método convencional que recicla a escória siderúrgica através de processamento em lotes, a eficiência do trabalho é pobre. Com o método convencional que recicla escória siderúrgica fria como fontes através de fundição, há o problema de alta taxa de consumo de energia.

[0016] Então, o objetivo da presente invenção é fornecer, como uma media com uma eficiência de trabalho favorável e taxa reduzida de consumo de energia, um equipamento de processamento de redução e um sistema de processamento de redução para escória siderúrgica que aplique o processamento de redução à escória siderúrgica, e recupere componentes valiosos enquanto modifica as propriedades da escória siderúrgica de modo a se adequar a várias aplicações.

Meios para Resolver o Problema [0017] O sumário da presente invenção é o seguinte:

[0018] (1) Um primeiro aspecto da presente invenção é um equipamento de processamento da redução para uma escória siderúrgica que execute continuamente o processamento da redução até uma escória siderúrgica quente pelo uso de um forno elétrico, o equipamento incluindo: um recipiente de fornecimento de escória que carrega a escória siderúrgica quente no forno elétrico; um eletrodo que e fornecido no forno elétrico e que aquece uma camada de escória fundida em um

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5/33 ferro fundido produzido pela redução da escoria siderúrgica quente juntamente com o ferro fundido; uma unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar que fornece uma matéria-prima auxiliar incluindo um agente de redução à camada de escória fundida; e uma unidade de inclinação que inclina o recipiente de fornecimento de escória e ajusta a quantidade de carga da escória siderúrgica quente para o forno elétrico.

[0019] (2) No equipamento de processamento de redução para uma escória siderúrgica conforme descrito no item (1) acima, o forno elétrico pode ser um forno elétrico do tipo fechado que é um tipo fixo.

[0020] (3) No equipamento de processamento de redução para uma escória siderúrgica conforme descrito no item (2) acima, o forno elétrico do tipo fechado pode ser um forno elétrico de corrente contínua.

[0021] (4) No equipamento de processamento de redução para uma escória siderúrgica conforme descrito em qualquer um dos itens (1) a (3) acima, a unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar pode ser um tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar que é fornecido no eletrodo.

[0022] (5) No equipamento de processamento da redução conforme descrito em qualquer um dos itens (1) a (4) acima, o recipiente de fornecimento de escória pode ser fornecido com uma porção de escapamento que descarrega gás de escapamento do forno elétrico.

[0023] (6) Um segundo aspecto da presente invenção é um sistema de processamento da redução para uma escória siderúrgica pelo uso do equipamento de processamento da redução conforme descrito no item (1) acima, o sistema incluindo: uma unidade de medição que mede a energia elétrica fornecida ao eletrodo; uma unidade de cálculo que calcula a quantidade de escória siderúrgica a ser reduzida com base na energia elétrica medida, e então calcula a quantidade prede

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6/33 terminada de agente de redução com base na quantidade calculada da escória siderúrgica quente a ser reduzida; e uma unidade de controle que controla o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória pela ativação da unidade de inclinação de modo que a quantidade de escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico siga a quantidade de escória siderúrgica quente a ser reduzida, e controla a quantidade de matéria-prima auxiliar fornecida pela unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar de modo a fornecer a quantidade predeterminada do agente redutor.

Efeitos da Invenção [0024] De acordo com o aspecto descrito acima, é possível modificar, com um consumo reduzido de energia, a escória siderúrgica em um material que possa ser usado para várias aplicações tais como material prima de cimento, material para engenharia civil, e produtos de cerâmica, e recuperar os elementos valiosos tais como Fe, Mn, e P no ferro fundido. Além disso, é possível reciclar Fe e Mn nos processos de fabricação de aço, e usar o P como fosfato fertilizante ou material de ácido fosfórico pela aplicação do tratamento de oxidação.

Breve Descrição dos Desenhos [0025] A FIG. 1 é uma vista esquemática ilustrando o equipamento de processamento de redução 100 para uma escória siderúrgica conforme a primeira modalidade da presente invenção.

[0026] A FIG. 2 é um diagrama comparativo ilustrando mudanças no Fe total na escória fundida nos fornos elétricos 1 com ou sem a porção de abertura.

[0027] A FIG. 3 é uma vista esquemática ilustrando o equipamento de processamento da redução 200 para uma escória siderúrgica conforme a segunda modalidade da presente invenção.

[0028] A FIG. 4 é uma vista esquemática ilustrando um equipamento de processamento de redução 300 para uma escória siderúrgiPetição 870190039751, de 26/04/2019, pág. 15/48

7/33 ca conforme uma terceira modalidade da presente invenção.

[0029] A FIG. 5 é uma vista esquemática ilustrando um equipamento de processamento de redução 400 para uma escória siderúrgica para explicar o sistema de processamento da redução conforme uma quarta modalidade da presente invenção.

Modalidades da Invenção [0030] Considerando-se à medida que fornece eficiência de trabalho favorável e taxa reduzida de consumo de energia, que é o objetivo da presente invenção, é eficaz usar a escória siderúrgica quente (doravante referida também como escória siderúrgica) do ponto de vista de reduzir a taxa de consumo de energia. Entretanto, quando a escória siderúrgica quente é carregada no ferro fundido no forno elétrico, ocorre um fenômeno (formação de espuma na escória) que a escória siderúrgica quente reage rapidamente com o ferro fundido e de repente ferve, e a escória pode se propagar do forno elétrico se esse fenômeno ocorrer fortemente (transbordamento).

[0031] Conforme descrito acima, no método descrito no Documento de Patente 2, esse fenômeno de fervura rápida é evitado diminuindo-se a velocidade da reação pela diminuição da concentração de C no ferro fundido. Entretanto, com esse método, a eficiência do trabalho deteriora.

[0032] Mais especificamente, na presente invenção, surge um problema similar como um problema a ser resolvido, e o C no ferro fundido reduz FeO na escória em um forno de redução tal como um conversor, o que promove a reação de redução através da reação entre a escória e o metal. Assim, para melhorar a capacidade de redução, é necessário repetir a descarbonização e a carbonização, o que resulta em uma eficiência de trabalho deteriorada. Consequentemente, apenas a redução na concentração de C é insuficiente como contramedida.

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8/33 [0033] Em vista dos fatos descritos acima, os presentes inventores fizeram um estudo sério, e descobriram recentemente através de experiências que, durante a reação de redução no forno elétrico, uma reação entre FeO e C na escória ocorre mais predominantemente, ao invés de uma reação entre a escória e o metal. Então foi descoberto que, usando-se uma concentração reduzida de C de aproximadamente 1,5% em massa, é possível executar o processamento de redução da escória sem a necessidade de carbonização, embora a capacidade de redução seja levemente menor, e com esse método é possível melhorar a eficiência do trabalho.

[0034] Assim, usando-se o forno elétrico, é possível suprimir a formação de espuma a escória, e o método descrito acima pode ser uma das medidas para evitar que a escória transborde.

[0035] Entretanto, há a possibilidade de que a concentração de C no ferro fundido seja alta. Assim, foi também feito um estudo em um método que fornece uma eficiência do trabalho favorável enquanto reduz a taxa de consumo de energia, mesmo se a concentração de C no ferro fundido for alta. Então, os presentes inventores fizeram experiências para realizar um equipamento de processamento de redução e um sistema de processamento de redução para uma escória siderúrgica que possa resolver problema mencionado acima, pelo uso de um forno elétrico.

[0036] Como resultado, em relação à medida específica para evitar o transbordamento no momento do fornecimento da escória siderúrgica quente, que tem fluidez enquanto quente, diretamente ao forno elétrico, foi descoberto através de experiências que, do ponto de vista de suprimir o fenômeno de fervura repentina da escória fundida enquanto se evita o transbordamento, é preferível empregar os dois métodos a seguir:

[0037] (a) colocar temporariamente a escória siderúrgica quente,

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9/33 tendo fluidez enquanto quente, em um equipamento capaz de ajustar a quantidade de fluxo da mesma no forno elétrico, e então carregar a escória siderúrgica quente no forno elétrico enquanto se ajustam a quantidade de fluxo da mesma no forno elétrico de modo a não transbordar a escória siderúrgica quente no forno elétrico; e [0038] b) pré-formar uma camada de escória fundida, preferivelmente uma camada de escória fundida inativa, (camada de escória reduzida) que serve como zona intermediária no ferro fundido, e então fluir a escória siderúrgica quente na zona intermediária.

[0039] Além disso, foi também descoberto que é mais preferível para suprimir o transbordamento empregar, em adição os métodos (a) e (b) descritos acima:

[0040] (c) fornecer, previamente, um material carbono à escória fundida de maneira excessivamente suspensa; e [0041] (d) reduzir a concentração de C no ferro fundido para não mais que 3% em massa (desde que uma forte redução não seja necessária).

[0042] A presente invenção é baseada em uma idéia técnica de que a taxa de consumo de energia pode ser diminuída pela execução do processamento de redução durante o tempo em que a escória siderúrgica está quente e tem fluidez.

[0043] Mais especificamente, os presentes inventores alcançaram a idéia de que é possível utilizar, como fontes, escória siderúrgica gerada nos processos de produção de aço com taxa de consumo de energia reduzida, carregando-se a escória siderúrgica no forno elétrico durante o tempo em que ela está quente e tem fluidez para reduzir a escória siderúrgica, recuperando componentes valiosos e modificando a escória.

[0044] Abaixo será descrito o equipamento de processamento de redução 100 para uma escória siderúrgica conforme uma primeira conPetição 870190039751, de 26/04/2019, pág. 18/48

10/33 figuração da presente invenção.

[0045] A escória siderúrgica (escória siderúrgica quente 6') para a qual o equipamento de processamento 100 para a escória siderúrgica conforme essa modalidade é direcionado, é apenas necessário ser escória gerada durante os processos de produção de aço, e não é limitada a uma escória específica.

[0046] Em adição, é apenas necessário que a escória siderúrgica quente 6' tenha fluidez suficiente para fluir continuamente ou intermitentemente no forno elétrico 1, e não é necessário que a escória siderúrgica quente 6' esteja em estado completamente fundido. A taxa de fase sólida na escória siderúrgica quente 6' não é especificamente limitada. Entretanto, a escória envolve fluidez suficiente para fluir no forno elétrico 1 quando a taxa de fase sólida da escória siderúrgica quente 6' for não mais que aproximadamente 30% a aproximadamente 1400°C. Note que a taxa de fase sólida pode ser cal culada usando-se um software disponibilizado comercialmente.

[0047] Abaixo é feita a explicação com base nos desenhos. A FIG. 1 ilustra o equipamento de processamento de redução 100 para uma escória siderúrgica conforme uma primeira configuração da presente invenção que inclui um forno elétrico 1 e um recipiente de fornecimento de escória 9 que é fornecido com uma unidade de inclinação 3a.

[0048] O forno elétrico 1 é, por exemplo, um forno elétrico de corrente contínua do tipo fechado e do tipo fixo, e é fornecido com um eletrodo 2 formado por um eletrodo superior 2a e um eletrodo de fundo do forno 2b que são correlacionados na direção vertical. Na porção inferior do forno elétrico 1, o ferro fundido 5 é acomodado e sobre o ferro fundido 5 é formada uma camada de escória fundida 6 (camada de escória fundida) incluindo uma escória siderúrgica quente 6' fornecida pelo recipiente de fornecimento de escória 9. A camada de escória fundida é aquecida juntamente com o ferro fundido 5 pelo eletrodo 2.

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11/33 [0049] Nessa modalidade, uma unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14 que fornece uma matéria-prima auxiliar incluindo um agente de redução à camada de escória fundida é fornecida no eletrodo superior 2a como um tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a.

[0050] À esquerda do teto de forno 1c do forno elétrico 1, é fornecida uma unidade de fornecimento de escória 4 que fornece a escória siderúrgica quente 6', tendo fluidez enquanto quente, do recipiente de fornecimento de escória 9. Uma vez que o ar externo (oxigênio ou gás contendo oxigênio) entre no forno elétrico, ocorre a reação de oxidação na superfície da camada de escória fundida, e o Fé Total na camada de escória fundida aumenta, o que leva à diminuição na performance de redução.

[0051] A FIG. 2 ilustra comparativamente mudanças com o tempo no Fe total (% em massa) na escória fundida 6 nos fornos elétricos 1 com ou sem a porção de abertura na parede do forno.

[0052] Soprando-se o agente de redução (material de carbono) no forno elétrico 1 para submeter a escória fundida 6 ao processamento de redução, o Fe total na escória fundida 6 reduz (veja a duração para SOPRAR MATERIAL DE CARBONO no desenho). Entretanto, com a porção de abertura na parede do forno elétrico 1, o ar é aspirado e o interior do forno elétrico 1 se torna um ambiente oxidante, com o que a superfície da escória fundida 6 é re-oxidada. Consequentemente, após o término do sopro do agente de redução (material de carbono), o Fe total na escória fundida 6 aumenta devido à reoxidação.

[0053] Por outro lado, no caso em que a porção de abertura não é fornecida na parede do forno elétrico 1, o interior do forno elétrico 1 é mantido para ser uma atmosfera redutora. Assim, a reoxidação não ocorre na superfície da escória fundida 6, e a reação de redução de

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FeO avança devido ao C na escória fundida 6 e ao ferro fundido 5, com o que o Fe total na escória fundida 6 reduz, o que torna possível manter um Fe total baixo predeterminado. Consequentemente, é preferível que o forno elétrico 1 seja um tipo fechado com o que o ar externo não entra.

[0054] Em adição, no recipiente de fornecimento de escória 9, uma porção de escapamento 13 é disposta no recipiente de fornecimento de escória 9 de modo a configurar um caminho de escape para o gás de escapamento do forno elétrico.

[0055] O interior do forno elétrico 1 é uma atmosfera redutora contendo o componente primário formado pelo gás CO gerado através da reação de redução e H2 gerado dos agentes de redução (material de carbono). Se o recipiente de fornecimento de escória 9 for configurado como o caminho de escape do gás de escapamento do forno elétrico, a atmosfera redutora pode ser mantida, e assim é possível evitar que ocorra a reação de redução na superfície da camada de escória fundida.

[0056] O forno elétrico 1 tem uma parede lateral do forno 1a fornecida com um bocal de cinzas 7 que descarrega a escória fundida 6 para uma panela de escória (não ilustrada). Em adição, o forno elétrico 1 tem uma parede lateral de forno 1b disposta no lado oposto da parede de forno 1a do forno elétrico 1 e provida com um furo de corrida 8 que está localizado no nível (altura) abaixo do bocal de cinzas 7 e descarrega o ferro fundido 5 para um recipiente de ferro fundido (não ilustrado). Para evitar que a parede lateral do forno 1a e a parede lateral do forno 1b sejam danificadas pela fundição, é preferível que o bocal de cinzas 7 e o furo de corrida 8 não sejam dispostos próximos um do outro na mesma parede lateral do forno, e é apenas necessário que eles sejam separados de uma distância que possa evitar que a parede lateral do forno 1a e a parede lateral do forno 1b sejam danificadas pela

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13/33 fusão.

[0057] Nota-se que a parede lateral do forno 1a, a parede lateral do forno 1b, e o teto do forno 1c são resfriados por invólucro ou pulverização de água (não ilustrado).

[0058] O forno elétrico 1 pode ser provido de uma unidade de fornecimento de matéria-prima (não ilustrada) que fornece materiais de ferro tais como pequenas sucatas de ferro e ferro reduzido diretamente (DRI) ao forno elétrico 1. O forno elétrico 1 pode produzir o ferro fundido 5 por fusão e redução da sucata de ferro pequena, ferro reduzido, pós, e similares.

[0059] O forno elétrico 1 é provido com uma unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14 que fornece agentes de redução necessários para a redução e matérias-primas auxiliares tais como pós modificadores que modificam as propriedades da escória fundida 6. Essa unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14 pode ser, como mostrado na FIG. 3, o que ilustra o equipamento de processamento de redução 200 para uma escória siderúrgica conforme a segunda modalidade da presente invenção, uma matéria-prima auxiliar 14a disposta através do teto de forno 1c do forno elétrico 1 de maneira que o tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a penetre o teto do forno 1c. Fornecendo-se as matérias-primas auxiliares (por exemplo, agentes de redução e pó modificador) pelo tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a ao forno elétrico 1, a quantidade de gás gerada no forno elétrico 1 é reduzida. Então, as matériasprimas auxiliares caem com a força da gravidade na superfície da escória fundida 6, e são misturadas som a escória fundida 6.

[0060] Além disso, como ilustrado na FIG. 1, pode ser possível formar um eletrodo superior 2a do eletrodo 2, de modo a ser um eletrodo oco, e usar a porção oca como tubo de fornecimento de matériaprima auxiliar 14a. Usando-se o eletrodo oco, é possível soprar dire

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14/33 tamente as matérias-primas auxiliares (por exemplo, agente de redução e pó modificador) no local do arco [0061] Além disso, como mostrado na FIG. 4 que ilustra o equipamento de processamento da redução 300 pra uma escória siderúrgica conforme a terceira modalidade da presente invenção, o forno elétrico 1 pode ser provido com uma lança 14b para soprar uma matéria-prima auxiliar, para fornecer ao forno elétrico 1 pós (matéria-prima auxiliar) que são mais passíveis de salpicar em usar a porção oca do eletrodo oco ou o tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a. Em uma configuração ilustrada na FIG. 4, o forno elétrico 1 é provido com uma lança 14b para soprar uma matéria-prima auxiliar disposta através do teto do forno 1c de maneira a penetrar no teto do forno 1c.

[0062] No equipamento de processamento da redução 200 para uma escória siderúrgica como mostrado na FIG. 3, o tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a é disposto próximo ao eletrodo 2, entretanto o tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a pode ser disposto em uma posição separada do eletrodo 2.

[0063] Em adição, o tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a pode ser fornecido no teto de forno 1c do forno elétrico 1 juntamente com uma lança 14b para soprar uma matéria-prima auxiliar. Recipiente de fornecimento de escoria [0064] O recipiente de fornecimento de escória 9 (veja FIG. 1, FIG. 3 e FIG. 4) é configurado por uma parede superior 11 e uma parede inferior 10, e é provido com uma porção de abertura 13a que recebe a escória siderúrgica quente 6' fornecida e uma tampa 13b que fecha a porção de abertura 13a. No recipiente de fornecimento de escória 9, pode ser fornecida uma porção de escapamento 13. É preferível fazer a parede de fundo 10 do recipiente de fornecimento de escória 9 for a d parede de revestimento refratário, e fazer a parede superior 11 fora da parede de revestimento refratário resfriada a água.

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15/33 [0065] O recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser inclinado a um dado ângulo com o eixo de inclinação z sendo o centro. Consequentemente, é possível controlar a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6' no forno elétrico 1 a partir da unidade de fornecimento de escória 4 conectada ao forno elétrico 1.

[0066] No caso em que o recipiente de fornecimento de escória 9 inclui uma porção de escapamento 13, e a porção de escapamento 13 é conectada a um coletor de poeira (não ilustrado), a atmosfera no recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser ajustada constantemente para estar sob pressão negativa, o que é preferível. Nesse estado de pressão negativa, o gás de escapamento a alta temperatura incluindo gás CO e gás H2 gerado no forno elétrico 1 entra pela unidade de fornecimento de escória 4 no recipiente de fornecimento de escória 9, e é descarregado, através do interior do recipiente de fornecimento de escória 9 que serve como um caminho de escape, a partir da porção de escapamento 13 para o coletor de poeira (não ilustrado) através de um ducto de gás de escapamento (não ilustrado).

[0067] Nessa configuração, mesmo se o ar externo entrar por um vão entre o recipiente de fornecimento de escória 9 e a porção de conexão do forno elétrico 1, o ar externo que entrou flui no interior do recipiente de fornecimento de escória 9, assim a atmosfera no forno elétrico 1 é constantemente mantida para ser uma atmosfera de redução a alta temperatura. Por outro lado, o interior do recipiente de fornecimento de escória 9 é mantido para ser uma atmosfera de redução a alta temperatura como o interior do forno elétrico 1, assim a temperatura da escória siderúrgica quente 6' é mantida, e a escória siderúrgica quente 6' não é oxidada.

[0068] O recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser fornecido com um bocal 12 que sopra oxigênio ou um gás contendo oxigênio no gás de escapamento do forno elétrico incluindo CO e H2. Se o gás

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16/33 de escapamento do forno elétrico for queimado no recipiente de fornecimento de escória 9, é possível manter o interior do recipiente de fornecimento de escória 9 tendo altas temperaturas, o que é preferível. Isso torna possível evitar que a escória siderúrgica quente 6' seja solidificada e a adesão da escória siderúrgica 6' às paredes do forno do recipiente de fornecimento de escória 9. Além disso, é possível fazer a escória siderúrgica 6' ter a fluidez necessária para a escória siderúrgica 6' ser carregada no forno elétrico 1.

[0069] Mesmo quando o calor sensível ou o calor de combustão do gás de escapamento é usado, há um caso em que a temperatura no recipiente de fornecimento de escória 9 não alcança a temperatura na qual a escória siderúrgica quente não adere à parede do forno do recipiente de fornecimento de escória 9. Para tal caso, o recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser fornecido com um maçarico 12a de modo a emitir uma chama no recipiente de fornecimento de escória 9. [0070] Além disso, o recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser fornecido com uma unidade de adição de agente modificador de escória (não ilustrada) que adiciona à escória siderúrgica quente 6' um agente modificador de escória para modificar a escória siderúrgica quente 6' no recipiente de fornecimento de escória 9. Em adição, o agente modificador de escória pode ser carregado, através do maçarico 12a no recipiente de fornecimento de escória 9 em uma forma fundida.

[0071] O recipiente de fornecimento de escória 9 é fornecido com uma unidade de inclinação 3a que controla a quantidade de escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico 1 pela inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 com o eixo de inclinação z sendo o centro.

[0072] Abaixo é feita a explicação em relação ao carregamento da escória siderúrgica quente 6' no forno elétrico 1 usando-se o recipiente

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17/33 de fornecimento de escória 9.

Carregamento da escória siderúrgica quente [0073] Inicialmente será descrita abaixo a medida (a).

[0074] (a) A escória siderúrgica quente tendo fluidez, enquanto quente é mantida temporariamente em um equipamento que pode a justar a quantidade de fluxo de entrada no forno elétrico 1, e então é carregada enquanto a quantidade de fluxo de entrada no forno elétrico 1 está sendo ajustada de maneira que a escória siderúrgica quente tendo fluidez enquanto quente não transborde no forno elétrico 1.

[0075] Uma quantidade adequada do ferro fundido 5 (por exemplo, 100 a 150 t) está previamente contida como metal quente no forno elétrico 1. Então, a escória siderúrgica quente 6' na quantidade que pode ser reduzida em relação à taxa de energia elétrica fornecida ao forno elétrico 1 é carregada a partir do recipiente de fornecimento de escória 9 na escória fundida 6 no ferro fundido 5 para manter continuamente a camada de escória fundida.

[0076] No equipamento de processamento de redução 100, 200, 300 para uma escória siderúrgica, é possível selecionar livremente o modo de carregamento da escória siderúrgica 6' no forno elétrico 1, ativando-se a unidade de inclinação 3a, e ajustando-se o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 com o eixo de inclinação z sendo o centro.

[0077] Em outras palavras, usando-se a unidade de inclinação 3a, o recipiente de fornecimento de escória 9 é inclinado com o eixo de inclinação z sendo o centro, com o que a escória siderúrgica 6' fornecida pela panela de escória (não ilustrada) é armazenada e mantida, e a escória siderúrgica quente 6' armazenada é carregada continuamente ou intermitentemente até a camada de escória fundida 6 no ferro fundido 5 no forno elétrico 1 enquanto ajusta a quantidade de carga de modo a não transbordar do forno elétrico 1 devido à formação de esPetição 870190039751, de 26/04/2019, pág. 26/48

18/33 puma na escória fundida 6.

[0078] Deve ser notado que a escória siderúrgica 6' é armazenada e mantida temporariamente no recipiente de fornecimento de escória

9. Entretanto, no caso em que a quantidade de fornecimento a partir do pote de escória é pequena e a escória siderúrgica 6' não precisa ser armazenado e mantido temporariamente no recipiente de fornecimento de escória 9, pode ser possível fixar o recipiente de fornecimento de escória 9 a ângulos constantes e usa-lo como cainho da escória. [0079] Inclinando-se o recipiente de fornecimento de escória 9 para carregar a escória siderúrgica quente no forno elétrico 1, a camada de superfície a alta temperatura da escória siderúrgica 6' no recipiente de fornecimento de escória 9 é atualizada, com o que a eficiência térmica da escória siderúrgica quente 6' que permanece no recipiente de fornecimento de escória 9 melhora.

[0080] No caso em que a escória siderúrgica quente 6' é carregada intermitentemente no forno elétrico 1, pode ser possível empregar: [0081] (i) um modo no qual a escória siderúrgica quente 6' é carregada de maneira tal que o carregamento e a interrupção são repetidos, ou [0082] (ii) em modo no qual uma quantidade predeterminada da escória siderúrgica quente 6' é carregada coletivamente a intervalos de tempo predeterminados.

[0083] Se a taxa de carregamento for muito rápida no momento de carregar a escória siderúrgica quente 6' no forno elétrico 1, a quantidade de gás gerada temporariamente aumenta, e a escória se torna uma escória em estado de espuma, possivelmente levando a um estado anormal tal como propagação (transbordamento) do forno elétrico

1. Em tal caso, é preferível reduzir o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9, de modo a interromper temporariamente o carregamento da escória siderúrgica quente 6' no forno elétrico 1, ou

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19/33 aumentar a taxa na qual os agentes de redução são fornecidos.

[0084] Quando a escória siderúrgica quente 6' é carregada no forno elétrico 1, é preferível detectar se a camada de escória fundida espuma fortemente (espuma de escória) e ocorre uma anormalidade tal como transbordamento, ao sempre:

[0085] (1) monitorar o interior e o exterior do forno usando uma câmera de monitoração;

[0086] (2) monitorar o comportamento da escória siderúrgica quente usando um medidor de som; ou [0087] (3) monitorar o nível da superfície da escória fundida por radiação de microondas.

[0088] Se os resultados parecerem exceder um valor limite inferior, é preferível ajustar a quantidade escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico 1.

[0089] Para evitar que ocorra a formação de espuma na escória fundida 6 e evitar que a escória fundida 6 se propague (transborde) no forno elétrico 1, há a medida (b) conforme descrita abaixo, diferente da medida (veja a medida (a) descrita acima) de ajustar a quantidade de escória siderúrgica quente 6' carregada pelo recipiente de fornecimento de escória 9. Consequentemente, as medidas (a) e (b) podem ser usadas ao mesmo tempo.

[0090] (b) Fazendo-se a escória reduzida existir como escória localizada no ferro fundido 5, é possível fazê-la funcionar como uma zona de separação. Isto torna possível diluir e diminuir a concentração de FeO na escória siderúrgica quente 6' a ser carregada, e reduzir a possibilidade de que a escória siderúrgica quente 6' e o ferro fundido 5 sejam trazidos ao contato entre si.

[0091] Em outras palavras, fazendo-se a escória fundida 6 obtida após o processamento de redução existir como zona de separação na superfície do ferro fundido 5, é possível reduzir a concentração de

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FeO nessa escória fundida 6 e reduzir a possibilidade de que a escória fundida 6 e o ferro fundido 5 sejam colocados em contato entre si, o que torna possível evitar que a escória fundida 6 espume. Como resultado, é possível evitar que a escória fundida 6 transborde do forno elétrico 1.

[0092] A quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6' carregada no forno 1 é basicamente determinada conforme a quantidade de energia elétrica fornecida ao eletrodo 2. Em outras palavras, a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6' carreada continuamente ou intermitentemente é calculada com base no consume de energia elétrica unitário necessário para o processamento de redução da escória siderúrgica e a quantidade de energia elétrica realmente fornecida.

[0093] A taxa de carregamento da escória siderúrgica quente 6' precisa estar conforme com a taxa de energia elétrica fornecida ao eletrodo 2 no longo prazo, mas não precisa estar conforme com a taxa de energia elétrica fornecida ao eletrodo 2 no curto prazo. Isto é porque, no caso em que a quantidade predeterminada de escória siderúrgica 6' é carregada intermitentemente no forno elétrico 1, a quantidade de fluxo de entrada não está conforme com a taxa de energia elétrica fornecida ao eletrodo 2 no curto prazo. Nesse caso, ela pode estar conforme com a taxa de energia elétrica fornecida, no longo prazo.

[0094] Deve ser notado que a taxa de consumo de energia elétrica necessária para o processo de redução aplicado à escória siderúrgica possa ser obtida através de cálculo de equilíbrio térmico no qual o calor da reação e a radiação térmica são levados em consideração. Entretanto, a taxa de consumo de energia elétrica descrita acima é um valor estimado obtido através do cálculo de equilíbrio térmico, e então o erro aparece na forma de uma mudança de temperaturas da escória 6 no forno elétrico 1.

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21/33 [0095] A mudança nas temperaturas da escória fundida pode ser controlada ajustando-se a energia elétrica fornecida, a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6‘, ou a quantidade de agentes de redução fornecida. Em geral, as temperaturas no forno elétrico 1 são controladas, por exemplo, de forma que as temperaturas do ferro fundido caiam na faixa de 1400 a 1550°C, e as temperaturas da escória fundida caiam na faixa de 1500 a 1650°C.

[0096] Quanto ao carregamento da escória siderúrgica quente 6', é apenas necessário evitar que a escória fundida 6 transborde. Assim, a escória siderúrgica quente 6' pode ser carregada no forno elétrico 1 continuamente ou intermitentemente. Deve ser notado que, no caso em que a escoria siderúrgica quente 6' é carregada intermitentemente, é importante verificar experimentalmente, previamente, que a quantidade de escória siderúrgica quente 6' ajustada para cada carga não cause a formação de espuma na escória e o transbordamento resultante.

Processamento da escória fundida [0097] Para executar o processamento de redução para a escória fundida 6, localizada no ferro fundido 5, sobre a qual a escória siderúrgica quente 6' é carregada, é preciso carregar, no forno elétrico 1, o agente de redução que tenha uma quantidade correspondente à quantidade de escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico 1.

[0098] O agente de redução (matéria-prima auxiliar) pode ser fornecido continuamente ou intermitentemente pelo tubo de fornecimento de material prima auxiliar 14a fornecido à tampa do forno, como ilustrado na FIG. 3. Em adição, o agente de redução pode também ser fornecido continuamente ou intermitentemente de uma porção oca de um eletrodo oco ou de uma lança 14b para soprar uma matéria-prima auxiliar (veja FIG. 1 e FIG. 4). Nesse momento, pode ser possível misturar o agente de redução com pelo menos um material do agente de

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22/33 modificação da escória e de uma matéria-prima contendo ferro.

[0099] Em geral, materiais de carbono são usados como agentes de redução. Como material de carbono, pode ser possível usar, por exemplo, cinzas de coque, antracito, pó de grafite, poeira contendo carbono, e poeira e cinzas.

[00100] O agente de modificação da escória é usado principalmente para ajustar (SiO2) ou (Al2O3), e é preciso selecionar um material adequado para agente de modificação da escória. É preferível que o agente de modificação da escória contenha um tipo ou dois ou mais tipos selecionados entre SiO2, CaO, Al2O3, e MgO. Além disso, pode ser possível usar, como agente de modificação da escória, cinzas de carvão, pó de escória contendo uma grande quantidade de SiO2 e Al2O3, cavacos de tijolos, borra de alumínio, etc. é preferível que a matériaprima contendo ferro inclua um tipo ou dois ou mais tipos selecionados entre sucata de ferro, ferro reduzido, e poeira.

[00101] Além disso, quanto ao método para evitar que a escória fundida 6 espume e transborde do forno elétrico 1, pode ser possível usar o método a seguir em combinação.

[00102] (c) um método de suspender, na camada de escória fundida, um material de carbono com uma quantidade relativa excessiva em relação á quantidade necessária para o processamento da redução.

[00103] Para reduzir a escória siderúrgica, a quantidade de agente de redução (matéria-prima auxiliar) fornecida á camada de escória fundida é necessária na quantidade estequiométrica equivalente para a reação de redução entre a escória siderúrgica e o agente de redução. Entretanto, para evitar que a escória fundida 6 fique em estado de formação de espuma e evitar que a escória fundida 6 transborde do forno elétrico 1, é preferível que 1,1 a 1,6 vezes a quantidade estequiométrica necessária para a reação de redução com a escória fundida 6

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23/33 seja ajustada como a quantidade predeterminada de agente de redução, e o agente de redução seja adicionado á camada de escória fundida para suspensão, evitando assim que ocorra a formação de espuma na escória.

[00104] Se o agente de redução (carbono em pó) for menor que 1,1 vezes a quantidade estequiométrica, é difícil alcançar o efeito de suprimir a formação de espuma obtida como resultado da adição do agente de redução. Se o agente de redução exceder 1,6 vezes a quantidade estequiométrica, o outro efeito de suprimir a formação de espuma não pode ser obtido.

[00105] Além disso, quanto ao método para evitar que a escória fundida 6 espume e transborde do forno elétrico 1, pode ser possível usar o método a seguir em combinação.

[00106] (d) Um método de reduzir a concentração de C no ferro fundido 5 para não mais que 3% em massa.

[00107] Esse método é baseado na descoberta experimental de que a redução na concentração de C no ferro fundido 5 para não mais que 3% em massa torna fácil evitar que a escória fundida 6 espume e transborde do forno elétrico 1.

[00108] No equipamento de processamento de redução 100, 200, 300 para uma escória siderúrgica, a escória siderúrgica quente 6' é carregada na camada de escória fundida no forno elétrico 1 a partir do recipiente de fornecimento de escória 9 continuamente ou intermitentemente, enquanto a escória da camada de escória fundida é descarregada intermitentemente do bocal de cinzas 7 fornecido na parede lateral inferior do forno. Consequentemente, no forno elétrico 1, o processo de redução da escória siderúrgica quente 6' pode ser executado continuamente. Consequentemente, a eficiência do processamento da escória siderúrgica é extremamente alta.

[00109] Se a espessura da camada de escória fundida no forno elé

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24/33 trico 1 aumenta e alcança um nível predeterminado, o bocal de cinzas 7 é aberto para descarregar a escória fundida 6 para o exterior do forno. Além disso, quando a interface entre a camada da escória fundida 6 e do ferro fundido 5 se aproxima da vizinhança do bocal de cinzas 7, o furo de corrida 8 localizado abaixo do bocal de cinzas 7 é aberto para descarregar o ferro fundido 5. Se a interface entre a camada a camada da escória fundida 6 e o ferro fundido 5 está localizada próxima ao bocal de cinzas 7, a performance de separação entre a escória fundida 6 e o ferro fundido 5 deteriora.

Processos após a escória fundida e o ferro fundido serem descarregados [00110] A escória fundida 6 descarregada do bocal de cinzas 7 é submetida a um processo de resfriamento rápido imediatamente, ou é recebida em um recipiente para ser submetida a resfriamento lento, obtendo assim um produto. O ferro fundido 5 descarregado do furo de corrida 8 é acomodado em uma panela de ferro fundido, e é submetido a um processo de defosforação pelo fornecimento de oxigênio ou óxido de ferro, e agentes de defosforação ao ferro fundido 5 de maneira misturada. A concentração de fósforo almejada após a defosforação é ajustada para ser quase igual à concentração de fósforo descarregado do alto forno de modo a ser usado no processo de produção de aço.

[00111] O ferro fundido 5 após a defosforação é conformado no molde de ferro gusa, ou é transferido para um carro panela ou uma panela de ferro fundido, e então é transportada para o processo de produção de aço. Por outro lado, a escória gerada através do processo de defosforação tem P2O5 na alta concentração, e então é usada como fertilizante fosfato ou como material ácido fosfórico industrial.

[00112] 2) Abaixo será descrito um sistema de processamento de redução para uma escoria siderúrgica conforme uma quarta modalidade da presente invenção.

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25/33 [00113] A FIG. 5 ilustra um equipamento de processamento de redução 400 para uma escória siderúrgica, que é usado no sistema de processamento de redução para uma escória siderúrgica conforme essa modalidade.

[00114] Inicialmente a energia elétrica fornecida ao eletrodo 2 do forno elétrico 1 é ajustada, então com base na energia elétrica ajustada, é calculada a taxa de fornecimento da escória siderúrgica quente a ser reduzida. Então, com base na taxa de fornecimento calculada da escória siderúrgica quente, é calculada uma taxa predeterminada para fornecer o agente de redução. Entretanto, quando a energia elétrica real está distante da energia elétrica ajustada, a quantidade total de escória siderúrgica quente a ser carregada é corrigida com base na quantidade de energia elétrica total realmente fornecida.

[00115] Deve ser notado que uma quantidade predeterminada do agente de redução é, conforme mencionado acima, preferivelmente ajustada em uma faixa de 1,1 vezes a 1,6 vezes a quantidade estequiométrica necessária para a reação de redução com a escória fundida 6, para evitar que a formação de espuma na escória ocorra na escória fundida 6 e evitar que a escória fundida 6 transborde sobre o forno elétrico 1.

[00116] Então, a quantidade Y da escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico 1 é controlada de modo a seguir a quantidade calculada X da escória siderúrgica quente a ser reduzida, como valor meta.

[00117] Mais especificamente, a quantidade Y da escória siderúrgica quente no forno elétrico 1 é calculada medindo-se a mudança na quantidade da escória siderúrgica quente no recipiente de fornecimento de escória 9 por um medidor de peso 3b, e então entrando com o valor medido em uma unidade de cálculo 15b.

[00118] A quantidade calculada Y da escória siderúrgica quente

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26/33 carregada e a quantidade X da escória siderúrgica quente a ser reduzida que é calculada com base na quantidade de energia elétrica realmente fornecida são comparadas por uma unidade de cálculo 15c. Então, com uma unidade de controle, a unidade de inclinação 3a é ativada para ajustar o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 com o eixo de inclinação Z sendo o centro de modo que a quantidade Y da escória siderúrgica quente carregada siga a quantidade X da escória siderúrgica quente a ser reduzida, como um valor almejado. Deve ser notado que o carregamento da escória siderúrgica quente pode ser executado continuamente ou intermitentemente.

[00119] Quando a escória siderúrgica quente é carregada continuamente, a quantidade Y da escória siderúrgica quente pode ser controlada de modo a seguir o valor almejado da quantidade X da escória siderúrgica a ser reduzida. O método de controle não é especificado, mas, por exemplo, um controle PID difundido ou similar pode ser usado.

[00120] Por outro lado, quando a escória siderúrgica quente é intermitentemente carregada, da mesma forma que no caso do carregamento contínuo, a quantidade Y da escória siderúrgica quente é controlada de modo a seguir o valor almejado da quantidade X da escória siderúrgica quente a ser reduzida. Entretanto, por exemplo, quando a quantidade predeterminada de escória siderúrgica quente é fornecida coletivamente a intervalos predeterminados de tempo, é possível empregar o valor correspondente à taxa de carregamento por unidade de tempo como a quantidade Y da escória siderúrgica quente carregada.

[00121] Nesse caso, o controle pode ser alcançado ajustando-se a quantidade de escória siderúrgica quente fornecida coletivamente e os intervalos d tempo predeterminados previamente, e executando-se um controle em sequência. Em tal caso, é importante confirmar, previa

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27/33 mente, a quantidade de escória siderúrgica quente que não provoca o transbordamento, mesmo se a escória siderúrgica quente for fornecida coletivamente.

[00122] Em adição, uma unidade de cálculo calcula a quantidade predeterminada do agente de redução com base na quantidade carregada X da escória siderúrgica quente a ser reduzida, e então, usandose o valor calculado como valor alvo, a quantidade fornecida pelo tubo de fornecimento de material prima auxiliar 14a é justada. Nesse caso, a quantidade fornecida é controlada por um equipamento (não ilustrado) que controla a quantidade fornecida pelo tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a.

Exemplos [00123] A seguir serão descritos Exemplos da presente invenção. As condições descritas nos Exemplos são meramente exemplos de condições dadas para confirmar a viabilidade e os efeitos da presente invenção, e as condições relativas à presente invenção não são limitadas a esses exemplos de condições. A presente invenção pode empregar várias condições, dede que elas não saiam dos pontos principais da presente invenção e o objetivo da presente invenção possa ser alcançado.

(Exemplo 1) [00124] No equipamento de processamento de redução 400 para uma escória siderúrgica ilustrada na FIOG. 5, a escória siderúrgica quente 6' descarregada de um conversor em um estado fundido (taxa da fase sólida: não mais que 25%) foi carregada no recipiente de fornecimento de escória 9, e foi armazenado temporariamente. Então, o recipiente de fornecimento de escória 9 foi inclinado uma vez a cada 10 minutos para carregar a escória siderúrgica quente com aproximadamente 8 t para cada carregamento no forno elétrico de corrente continua 1.

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28/33 [00125] A escória siderúrgica quente 6' foi carregada no forno elétrico 1 sob condições em que ferro gusa com aproximadamente 130 t estava contido no forno elétrico 1 e uma camada de escória siderúrgica quente submetida ao processo de redução existia no ferro gusa com uma espessura de aproximadamente 200 mm. Note que a razão para ajustar a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6' para aproximadamente 8 t para cada carga é que ela foi verificada, através de experiências preliminares usando-se um equipamento real, que uma forte formação de espuma não ocorre sob essa condição.

[00126] Além disso, a taxa de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente 6' foi ajustada para 800 kg/min em média. Essa taxa foi calculada com base na taxa de consumo de energia elétrica que é necessária para o processamento da redução da escória siderúrgica e é obtida através do método descrito acima para fornecer continuamente energia elétrica de aproximadamente 30 MW conforme descrito abaixo.

[00127] Cinzas de coque foram fornecidas pelo tubo de fornecimento de material prima auxiliar 14a ao forno elétrico 1 enquanto a energia elétrica está sendo fornecida. Essa taxa de fornecimento foi ajustada para 85 kg/min, o que corresponde a 1,5 vezes mais rápida que a taxa de fornecimento estequiométrica. Além disso, quanto ao agente de modificação da escória, poeira e cinzas: 378 kg/t de escória e pó de bauxita > 47 kg/t de escória foram fornecidas continuamente pelo tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar 14a sobre a camada de escória fundida para alcançar a basicidade almejada: 1,2 e (AUO3) almejado: 12% em massa.

[00128] A temperatura no forno elétrico 1 foi controlada para ser temperaturas do ferro fundido: 1450 ± 5°C e tempera turas da escória: 1550 ± 5°C. Uma vez que o forno elétrico 1 não foi fornecido com

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29/33 qualquer porção de abertura que se comunique com o ar atmosférico, o interior do forno elétrico 1 foi mantido para ser uma atmosfera redutora. A Tabela 1 mostra as composições da escória 6 e suas temperaturas.

Tabela 1 (% em massa)

	(T.Fe)	(M.Fe)	(CaO)	(SiO2)	(MnO)	(MgO)	(P2O5)	Temp.
Escória fundida	18,6	2,0	49,0	12,2	6,1	8,2	1,5	1450°C

[00129] O forno elétrico 1 sempre conteve ferro fundido 5 (C; 3,0% em massa) tendo a composição mostrada na Tabela 2 com a quantidade de 100 a 150t, e a camada de escória fundida com espessura de aproximadamente 100 a 300 mm, Para o forno elétrico 1, uma energia elétrica de aproximadamente 30 MW foi fornecida continuamente pelo eletrodo 2 para aplicar o processamento de redução à escória siderúrgica quente carregada na camada de escória fundida sem provocar a formação de espuma na escória.

Tabela 2 (% em massa)

	[C]	[Si]	[Mn]	[P]	[S]	Temp.
Composição do ferro fundido	3,0	0,01	0,32	0,12	0,024	1450°C

[00130] A escória da camada de escória fundida foi descarregada uma vez a cada hora com uma quantidade de aproximadamente 46 t a partir do bocal de cinzas 7, e o ferro fundido 5 foi descarregado uma vez a cada cinco horas com a quantidade de aproximadamente 44 t pelo furo de corrida 8. Dos componentes da escória fundida descarregada 6 e dos componentes do ferro fundido descarregado 5, pode ser descoberto que escórias foram reduzidas como mostrado na Tabela 3 e na Tabela 4, e as concentrações de P e Mn no ferro fundido 5 aumentaram.

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Tabela 3 (% em massa)

	(T.Fe)	(M.Fe)	(CaO)	(SiO2)	(Al2O3)	(MnO)	(MgO)	(P2O5)
Escória descarregada	1,1	0	40,5	32,7	12	4,7	9,7	0,28

Tabela 4 (% em massa)

	[C]	[Si]	[Mn]	[P]	[S]
Ferro fundido descarregado	3,0	0,01	0,80	1,40	0,038

[00131] A taxa de consume de energia elétrica necessária para o processamento de redução da escória fundida 6 foi 607 kWh/t de escória no caso da escória descarbonizada a 1450°C. Por outro lado, com o propósito de comparação, a mesma escória descarbonizada foi carregada na forma de pó frio. Como resultado, a taxa de consumo de energia elétrica foi 1314 kWh/t de escória.

(Exemplo 2) [00132] Um processo de redução e modificação sob as mesmas condições que as do Exemplo 1 exceto que foi usado um eletrodo oco como eletrodo 2 (eletrodo superior 2a), e a porção oca é usada como um tubo de fornecimento de material prima auxiliar 14a para fornecer o agente de modificação da escória e o agente de redução.

[00133] As temperaturas nos fornos elétricos foram controladas de modo a serem temperaturas do ferro fundido: 1450 ± 5°C, e temperaturas da escória: 1450 ± 5°C. O processamento da redução da escória siderúrgica quente foi executado continuamente sem provocar o transbordamento da escória fundida 6.

[00134] Durante o processamento da redução, a escória na camada de escória fundida foi descarregada uma vez a cada hora com uma quantidade de aproximadamente 46 t a partir do bocal de cinzas 7, e o ferro fundido foi descarregado uma vez a cada cinco horas com uma

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31/33 quantidade de aproximadamente 44 t pelo furo de corrida 8. Os componentes da escória fundida descarregada 6 e os componentes do ferro fundido descarregado 5 foram quase os mesmos daqueles mostrados na Tabela 3 e na Tabela 4.

[00135] Nos Exemplos 1 e 2, a escória siderúrgica quente com a quantidade de aproximadamente 8 t foi carregada uma vez a cada dez minutos simultaneamente. Sob tais condições de carga, o processamento da redução da escória fundida 6 foi executado continuamente sem provocar o transbordamento da escória fundida 6. Além disso, a taxa de fluxo de entrada da escória siderúrgica foi 800 kg/min em media.

[00136] Isto significa que, no equipamento conforme a presente invenção, no caso em que a escória siderúrgica quente é carregada continuamente a taxas de carregamento de 800 kg/min, ou a taxas de carregamento de não mais de 800 kg/min, a formação de espuma é menos passível de ocorrer e, sob essas condições, o processamento de redução da escória fundida 6 pode ser executado continuamente sem provocar o transbordamento da escória fundida 6. Em outras palavras, os Exemplos 1 a 2, que empregam carregamento intermitente, são exemplos que demonstram a aplicabilidade do equipamento conforme a presente invenção para o carregamento contínuo da escória siderúrgica quente.

(Exemplo Comparativo) [00137] Pra reduzir a escória siderúrgica tendo os componentes mostrados na Tabela 1, a escória siderúrgica com a quantidade de 20 t em estado quente foi fornecida de uma vez ao forno elétrico 1 contendo o ferro fundido 5 tendo as composições e temperaturas mostradas na Tabela 2. Após a escória siderúrgica ser fornecida ao forno elétrico 1, a espumação da escória no ferro fundido 5 ocorreu subitamente, e então a operação teve que ser interrompida.

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Aplicabilidade Industrial [00138] De acordo com a presente invenção, uma vez que o processo de redução da escória siderúrgica é executado continuamente sem interrupção enquanto se descarrega a escória intermitentemente, é possível, com baixa taxa de consumo de energia e alta eficiência, modificar a escória siderúrgica em um material que possa ser usado para várias aplicações tais como material prima de cimento, material de engenharia civil, w um produto cerâmico, enquanto recupera elementos valiosos tais como Fe, Mn, e P em um ferro fundido. É possível reciclar Fe e Mn nos processos de produção de aço, e usar P como fertilizante fosfato ou material ácido fosfórico. Além disso, de acordo com a presente invenção, no mesmo forno elétrico, é possível produzir um ferro fundido pela fusão e redução da sucata de ferro pequena, ferro reduzido, poeiras, etc. Portanto, a presente invenção é altamente aplicável a técnicas de fusão na indústria do aço.

Breve Descrição dos Símbolos de Referência

100, 200, 300, 400 - Equipamentos de processamento de redução para uma escória siderúrgica

- Forno elétrico

1a, 1b - Parede lateral do forno

1c -Teto do forno

Eletrodo

2a - Eletrodo superior

2b - Eletrodo do fundo do forno (inferior)

3a - Tilting unit

3b - Medidor de peso

- Unidade de fornecimento de escória

- Ferro fundido

- Escoria fundida

6' - Escória siderúrgica quente

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- Bocal de cinzas

- Furo de corrida

- Recipiente de fornecimento de escória

- Parede inferior

- Parede superior

- Bocal

12a - maçarico

- Porção de escapamento

13a - Porção de abertura

13b - Tampa

- Unidade de fornecimento de material prima auxiliar

14a - Tubo de fornecimento de matéria-prima auxiliar

14b - Lança para soprar matéria-prima auxiliar

15a, 15b, 15c - Unidades de cálculo

X - Quantidade de escória siderúrgica quente a ser reduzida por uma energia elétrica ajustada

Y - Quantidade de escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico

Z - Eixo de inclinação

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Equipamento de processamento de redução (100, 200, 300, 400) para uma escória siderúrgica (6') que executa continuamente o processamento de redução para uma escória siderúrgica (6') quente pelo uso de um forno elétrico (1), caracterizado pelo fato de que o equipamento (100, 200, 300, 400) compreende:

um recipiente de fornecimento de escória (9) que carrega a escória siderúrgica (6') quente no forno elétrico (1);

um eletrodo (2) que é fornecido no forno elétrico (1) e aquece uma camada de escória fundida em um ferro fundido (5) produzido pela redução da escória siderúrgica (6') quente juntamente com o ferro fundido (5);

uma unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar (14) que fornece uma material prima auxiliar incluindo um agente de redução à camada de escória fundida; e uma unidade de inclinação (3a) que inclina apenas o recipiente de fornecimento de escória (9) e ajusta a quantidade de carregamento da escória siderúrgica (6') quente no forno elétrico (1), e o forno elétrico (1) é um forno elétrico (1) do tipo fechado que é um tipo fixo.

2/2 escória siderúrgica (6'), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recipiente de fornecimento de escória (9) é fornecido com uma porção de escapamento (13) que descarrega o gás de escapamento do forno elétrico (1).

2. Equipamento de processamento de redução (100, 200, 300, 400) para uma escória siderúrgica (6'), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o forno elétrico (1) do tipo fechado é um forno elétrico (1) de corrente contínua.

3. Equipamento de processamento de redução (100, 200, 300, 400) para uma escória siderúrgica (6'), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar (14) é um tubo de fornecimento de matériaprima auxiliar (14a) que é fornecido no eletrodo (2).

4. Equipamento de processamento de redução para uma

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5. Sistema de processamento de redução para uma escória siderúrgica (6') pelo uso do equipamento de processamento de redução (100, 200, 300, 400), como definido na reivindicação 1, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

uma unidade de medição que mede a energia elétrica fornecida o eletrodo (2);

uma unidade de cálculo (15a, 15b, 15c) que calcula a quantidade de escória siderúrgica (6') quente a ser reduzida com base na energia elétrica medida, e então calcula a quantidade predeterminada de agente de redução com base na quantidade calculada de escória siderúrgica (6') quente a ser reduzida; e uma unidade de controle que controla o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória (9) pela ativação da unidade de inclinação (3a) de forma que a quantidade de escória siderúrgica (6') quente carregada no forno elétrico (1) siga a quantidade de escória siderúrgica (6') quente a ser reduzida, e controla uma quantidade de matéria-prima auxiliar fornecida pela unidade de fornecimento de matéria-prima auxiliar (14) de modo a fornecer a quantidade predeterminada do agente de redução.