BR112014011858B1 - Recipiente fornecedor de escória para uso em forno elétrico para processamento de redução de escória siderúrgica - Google Patents
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Abstract
resumo patente de invenção: "recipiente fornecedor de escória para uso em forno elétrico para processamento de redução de escória siderúrgica". a presente invenção refere-se a um recipiente de fornecimento de escória de um forno elétrico para processamento de redução de escória siderúrgica que inclui: um corpo de recipiente que faz a escória siderúrgica quente fluir para o forno elétrico; uma porção de descarga de escória conectada a uma porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico; uma porção de recebimento de escória que recebe a escória siderúrgica quente fornecida; uma tampa que abre e fecha a porção de recebimento da escória; uma porção de escapamento que descarrega o gás de escapamento do forno elétrico; e uma unidade de inclinação que inclina o corpo do recipiente para ajustar a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente na porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RECIPIENTE FORNECEDOR DE ESCÓRIA PARA USO EM FORNO ELÉTRICO PARA PROCESSAMENTO DE REDUÇÃO DE ESCÓRIA SIDERÚRGICA".
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um recipiente que fornece escória siderúrgica em estado quente em um forno elétrico que recupera componentes valiosos pela redução da escória (escória siderúrgica) gerada durante o processo de produção de aço em escala industrial, enquanto modifica propriedades da escória siderúrgica de modo a alcançar várias aplicações.
[002] O presente pedido reivindica prioridade com base na Japanese Patent Application n° 2012-144473 registrada no Japão em 27 de junho de 2012, na Japanese Patent Application n° 2012-144557 registrada no Japão em 27 de junho de 2012, e na Japanese Patent Application n° 2012-235692 registrada no Japão em 25 de outubro de 2012, cujas descrições estão incorporadas aqui em sua totalidade como referência. Técnica Antecedente [003] Durante o processo 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 para leito de estradas ou agregado. Entretanto, nos últimos anos, os as fontes têm sido recicladas crescentemente, e foi descrito um grande número de métodos de recuperação de substâncias valiosas da escória siderúrgica.
[004] O Documento de Patente 1 descreve um método de processamento de escória de ferro e aço, que inclui adicionar a escória de ferro e aço gerada durante a fusão e a produção do aço ao ferro fundido e ao aço líquido em um forno de fundição, adicionar também calor e agentes de redução, mover Fe, Mn e P para o líquido fundido enquanto altera a escória siderúrgica para obter uma escória alterada, e então mover o Mn e o P no líquido fundido para a escória. Entretanto, esse método de processamento requer que um processamento em lotes seja aplicado continuamente varias vezes até que a escória com componentes predeterminados possa ser obtida, e então resulta em uma eficiência de trabalho pobre.
[005] 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 processamento é executado no forno elétrico para a escória siderúrgica fria que foi solidificada e triturada, o que leva a um aumento na taxa de consumo de energia.
[006] Além disso, o Documento de Patente 2 descreve uma técnica de recuperação de metais valiosos pela redução de escórias fundidas geradas durante a fundição de metais não ferrosos usando-se agentes carbonáceos de redução em um forno elétrico de corrente contínua do tipo aberto para separá-las em uma fase metálica e uma fase de escória. No entanto, o método descrito no Documento de Patente 2 também envolve processamento em lotes no forno elétrico com o objetivo do processamento sendo a escória fria, o que também leva a um aumento na taxa de consumo de energia.
[007] Conforme descrito acima, esses métodos convencionais de recuperação de componentes valiosos da escória têm, cada um, um problema de eficiência pobre de trabalho ou de grande taxa de consumo de energia.
[008] Documentos da técnica relacionada [009] Documento de Patente [0010] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira publicação n° S52-033897 [0011] Documento de Patente 2: Patente Australiana No. AU-B-20553/95 [0012] Documento de Não Patente [0013] Documento de Não Patente 1: Scandinavian Journal of Metallurgy 2003; 32: pgs.7-14 Descrição da invenção Problemas a serem resolvidos pela invenção [0014] Conforme descrito acima, com o método convencional que recicla a escória siderúrgica através do processamento em lotes, a eficiência do trabalho é pobre. Além disso, o método convencional, que funde e recicla a escória siderúrgica fria como fontes, tem o problema de alta taxa de consumo de energia.
[0015] Em vista dos fatos descritos acima, o objetivo da presente invenção é fornecer um recipiente fornecedor de escória que possa acomodar, em um estado quente, escória siderúrgica que tenha fluidez durante o calor para reduzir continuamente a escória siderúrgica quente em um forno elétrico, e carregar a escória siderúrgica no forno elétrico enquanto suprime a formação de espuma da escória, de maneira que possa alcançar uma eficiência de trabalho favorável e uma taxa de consumo de energia reduzida.
Meios para resolver o problema [0016] A presente invenção foi feita com base nas descobertas descritas acima, e os pontos principais da presente invenção são os seguintes: [0017] Um primeiro aspecto da presente invenção fornece um recipiente fornecedor de escória de um forno elétrico para um processo de redução de escória siderúrgica, que faz a escória siderúrgica fluir para uma camada de escória fundida no ferro fundido no forno elétrico através de uma porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico, o recipiente de fornecimento de escória incluindo: um corpo de recipiente que inclui uma parede superior, uma parede inferior, e uma parede lateral disposta entre a parede superior e a parede inferior, e que faz a escória siderúrgica fluir para o forno elétrico; uma porção de descarga de escória que é disposta em uma porção de extremidade do corpo do recipiente e é conectada com a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico; uma porção de recebimento de escória que é disposta na parede lateral ou na parede superior do corpo do recipiente e recebe fornecimento da escória siderúrgica; uma tampa que abre ou fecha a porção de recebimento da escória; uma porção de descarga que é disposta no corpo do recipiente e descarrega o gás de escapamento do forno elétrico; e uma unidade de inclinação que inclina o corpo do recipiente para ajustar a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente à porta lateral de fornecimento de escória do forno elétrico [0018] O recipiente de fornecimento de escória conforme o item (1) a cima pode incluir uma porção cuja parede lateral tem uma altura que diminui gradativamente na direção da porção de descarga da escória. [0019] No recipiente de fornecimento de escória conforme o item (1) ou (2) acima, a parede superior ou a parede lateral podem incluir um primeiro bocal soprador de gás que sopra oxigênio ou um gás contendo oxigênio no corpo do recipiente.
[0020] No recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (3) acima, a parede superior ou a parede lateral incluem um maçarico.
[0021] No recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (4) acima, a parede superior ou a parede lateral po- dem incluir uma unidade de radiação de fusão que fornece um agente de modificação de escória em uma forma fundida.
[0022] No recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (5) acima, a parede inferior pode incluir um segundo bocal soprador de gás que sopra uma mistura de gás N2 e O2 no corpo do recipiente.
[0023] O recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (6) acima pode incluir uma unidade de medição de peso que mede a quantidade de mudança na massa da escória siderúrgica quente no corpo do recipiente.
[0024] O recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (7) acima pode incluir um vagão disposto na parte inferior da parede inferior e usado para substituir o corpo do recipiente. [0025] no recipiente de fornecimento de escória conforme qualquer um dos itens (1) a (8) acima, a porção de descarga pode ser conectada a um coletor de poeira.
Efeitos da invenção [0026] De acordo com os aspectos descritos acima, é possível carregar a escória siderúrgica que tenha fluidez enquanto quente a uma camada (camada de escória reduzida) de escória fundida no ferro fundido no forno elétrico sem provocar um derramamento rápido. Assim, é possível manter a execução do processamento de fusão e redução no forno elétrico sem fratura.
Breve descrição dos desenhos [0027] A FIGURA 1 é uma vista esquemática ilustrando um arranjo de um recipiente de fornecimento de escória e um forno elétrico.
[0028] A FIGURA 2 é uma vista esquemática ilustrando um modo do recipiente de fornecimento de escória.
[0029] A FIGURA 3 é uma vista esquemática ilustrando outro modo do recipiente de fornecimento de escória.
Modalidades da invenção [0030] Os presentes inventores fizera um estudo apurado em ma estrutura de um recipiente de fornecimento de escória que possa alcançar o objetivo descrito acima. Como resultado, foi descoberto que, quando uma escória siderúrgica tendo fluidez enquanto quente é carregada em uma camada de escória fundida (camada de escória reduzida) formada no ferro fundido no forno elétrico para processamento da redução da escória siderúrgica, é possível suprimir a ocorrência de derramamento rápido durante o carregamento da escória siderúrgica no forno elétrico, e manter a execução do processo de fusão e redução no forno elétrico sem fratura, usando-se um recipiente de fornecimento de escória que tenha: [0031] uma estrutura que possa armazenar temporariamente e manter a escória siderúrgica que tenha fluidez enquanto quente, e [0032] uma estrutura que possa ajustar a quantidade de fluxo de entrada no forno elétrico.
[0033] Abaixo será descrito em detalhes um recipiente de fornecimento de escória conforme uma modalidade da presente invenção feito com base nas descobertas descritas acima em relação ao desenho. [0034] Deve ser notado que é apenas necessário que a escória siderúrgica quente carregada no forno elétrico com o recipiente de fornecimento de escória conforme a presente invenção seja escória gerada durante os processos de produção de aço, e a escória siderúrgica quente não é limitada à escória siderúrgica tendo um tipo específico ou uma composição específica.
[0035] Além disso, a escória siderúrgica quente (doravante também referida simplesmente como escória siderúrgica), que é o alvo da presente invenção e geralmente carregada por cima no forno elétrico, é escória siderúrgica tendo fluidez enquanto quente, precisa apenas ter fluidez suficiente com o que a escória siderúrgica pode ser carregada continuamente ou intermitentemente, no forno elétrico pelo recipiente de fornecimento de escória, e não necessariamente em um estado completamente fundido. A taxa da fase sólida da escória siderúrgica quente não é especificamente limitada. Por exemplo, os presentes inventores verificaram que se a taxa de fase sólida for ajustada para aproximadamente 30% ou menos quando em uso, a escória siderúrgica quente tem fluidez com o que pode ser carregada no forno elétrico. Note que a taxa de fase sólida pode ser calculada usando-se um software disponibilizado comercialmente.
[0036] Inicialmente será feita uma descrição de um arranjo do recipiente de fornecimento de escória conforme essa modalidade e o forno elétrico que funde e reduz a escória siderúrgica quente. A FIGURA 1 ilustra o arranjo do recipiente fornecedor de escória conforme essa modalidade e o forno elétrico.
[0037] Um forno elétrico 1 para processar a redução da escória siderúrgica (doravante também referido simplesmente como forno elétrico 1) é um forno elétrico de corrente contínua do tipo fixo, e inclui o eletrodo 2 formado por um eletrodo superior 2a e um eletrodo de fundo do forno 2b que são emparelhados na direção vertical. O ferro fundido 5 está contido na porção de fundo do forno elétrico 1, e no ferro fundido 5 é formada uma camada de escória fundida 6 contendo escória siderúrgica 6’ carregada do recipiente de fornecimento de escória 9. A camada da escória fundida 6 é aquecida com o eletrodo 2 juntamente com o ferro fundido 5.
[0038] À esquerda no desenho do teto do forno 1c do forno elétrico 1, é fornecida uma porta lateral de fornecimento escória ao forno elétrico 4 através da qual a escória siderúrgica quente 6’ é carregada a partir do recipiente de fornecimento de escória 9. Uma vez que o ar externo (oxigênio ou gás contendo oxigênio) entra no forno elétrico, a reação de oxidação ocorre na superfície da camada da escória fundida 6, e assim o "Fe total" na camada de escória fundida 6 aumenta, o que leva a uma diminuição na performance de redução.
[0039] Se o ar externo não entrar no forno elétrico 1, o interior do forno é mantido para ser uma atmosfera redutora. Assim, a re-oxidação não ocorre na superfície da camada da escória fundida 6, a reação de redução de FeO que resulta do C na escória fundida 6 e no ferro fundido 5 avança, e o "Fe total" na escória fundida 6 diminui, o que torna possível manter um "Fe total" baixo predeterminado. Por essas razões, é preferível que o forno elétrico 1 seja formado em um tipo fechado com o que o ar externo não entra.
[0040] O interior do forno elétrico 1 é preenchido com a atmosfera redutora formada por um componente primário de gás CO gerado devido à reação de redução e o H2 resultante do agente de redução (material carbono) carregado.
[0041] O forno elétrico 1 tem uma parede lateral 1a fornecida com um furo de escória 7 que descarrega a escória fundida 6 em uma panela de escória (não ilustrada) disposta fora do forno, e a parede lateral do forno 1b disposta do outro lado da parede lateral do forno 1a e fornecida com um furo de corrida 8 que está localizado numa altura inferior ao furo de escória 7 e descarrega o ferro fundido 5 em uma cuba de ferro fundido (não ilustrada) disposta fora do forno.
[0042] Para evitar que a parede lateral 1a do forno e a parede lateral 1b do forno sejam danificadas pela fusão, é preferível que o furo de escória 7 e o furo de corrida 8 não sejam dispostos próximos um do outro na mesma parede lateral do forno. É apenas necessário que o furo de escória 7 e o furo de corrida 8 sejam espaçados de uma distância que possa evitar que a parede lateral do forno 1a e a parede lateral do forno 1 b sejam danificadas pela fusão.
[0043] A parede lateral 1a do forno, a parede lateral 1b do forno, e o teto 1 c do forno são resfriados com uma sobrecapa ou por resfriamen- to por pulverização de água (não ilustrado).
[0044] O forno elétrico 1 tem uma unidade de fornecimento de matéria prima (não ilustrada) que fornece um agente de redução tal como um material de carbono e uma matéria prima auxiliar tal como um agente de modificação de escória. O forno elétrico 1 pode produzir o ferro fundido 5 pela fusão, redução e modificação da escora usando a matéria prima auxiliar descrita acima. O gás de escapamento a alta temperatura (doravante também referido como um "gás de escapamento de forno elétrico") gerado durante a fusão e redução e contendo CO e H2 entra no interior do recipiente de fornecimento de escória 9, que será descrito mais tarde, a partir da porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4.
[0045] A FIGURA 2 ilustra o recipiente de fornecimento de escória 9 ilustrado na FIGURA 1 de maneira ampliada.
[0046] O recipiente de fornecimento de escória 9 (veja FIGURA 1 e FIGURA 2) é configurado por uma parede superior 11, uma parede inferior 10, e uma parede lateral (apenas a parede lateral 9b está ilustrada na FIGURA 2) disposta entre a parede superior 11 e a parte inferior 10, e inclui um corpo de recipiente 90 para carregar (acomodar) a escória siderúrgica quente 6’.
[0047] Além disso, o recipiente de fornecimento de escória 9 é provido, em sua porção extrema, de uma porção de descarga de escória 9a de modo que possa ser conectada com a porta lateral de fornecimento de escória ao alto forno 4. Aqui, a estrutura de conexão entre a porção de descarga de escória 9a do recipiente de fornecimento de escória 9 e a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4 não é limitada a uma estrutura de conexão específica. Por exemplo, pode ser possível empregar uma estrutura na qual a porção de descarga de escória 9a do recipiente de fornecimento de escória 9 é formada de modo a ser menor que a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4 de modo que a porção de descarga de escória 9a do recipiente de fornecimento de escória 9 possa ser inserida na porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4.
[0048] Deve ser notado que é preferível que a estrutura da conexão entre a porção de descarga da escória 9a do recipiente de fornecimento de escória 9 e a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4 é projetado de modo a ser capaz de manter o estado mecanicamente hermético na sua porção de conexão mesmo se o recipiente de fornecimento de escória 9 for inclinado, com o eixo de inclinação Z sendo o centro.
[0049] Além disso, a parede superior 11 do recipiente de fornecimento de escória 9 inclui uma porção de recebimento de escória 13a para receber a escória siderúrgica 6’ fornecida, por exemplo, de uma panela de escória (15 na FIGURA 3), e uma tampa 13b para abrir e fechar a porção de recebimento de escória 13a quando necessário. A porção de recebimento de escória 13a é fechada com a tampa 13b quando a escória siderúrgica 6’ não é fornecida, para evitar que o ar externo entre. Note que a porção de recebimento da escória 13a pode ser ligada à parede lateral 9b.
[0050] Além disso, a parede superior 11 ou a parede lateral 9b podem ser fornecidas com uma porção de escapamento 13 para expelir o gás de escapamento do forno elétrico que entra pela porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4 através da porção de descarga de escória 9a. No caso em que a porção de escapamento 13 é conectada a um coletor de poeira (não ilustrado), o gás de escapamento do forno elétrico da porção de escapamento 13 pode ser guiado para o coletor de poeira, o que é preferível. Note que é preferível que a porção de escapamento 13 seja espaçada da porção de descarga 9a, uma vez que com o aumento na distância entre a porção de escapamento 13 e a porção de descarga de escória 9a, as temperaturas da escória no recipiente de fornecimento de escória 9 são mais passíveis de serem mantidas com o gás de escapamento do forno elétrico.
[0051] Além disso, no caso em que a porção de escapamento 13 é conectada ao coletor de poeira (não ilustrado), a atmosfera no recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser ajustada para estar sob pressão negativa, o que é preferível. Nesse estado, o gás de escapamento do forno elétrico gerado no forno elétrico 1 passa da porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4 através da porção de descarga 9a, e entra no interior do recipiente de fornecimento de escória 9 (veja as setas na FIGURA 2). Então, o gás de escapamento do forno elétrico passa através do interior do recipiente de fornecimento de escória 9 que serve como um caminho de escapamento, e entra no coletor de poeira (não ilustrado) a partir da porção de escapamento 13 através de um dueto de gás de escapamento (não ilustrado) (veja as setas na FIGURA 2).
[0052] Conforme descrito acima, usando-se o interior do recipiente de fornecimento de escória 9 como caminho de escapamento do gás de escapamento do forno elétrico, é possível manter o interior do forno elétrico 1 para ser a atmosfera redutora mesmo no caso em que a escória siderúrgica 6’ é fornecida a partir da porção de recebimento da escória 13a no recipiente de fornecimento de escória 9, e também evitar que ocorra a reação de oxidação ocorra na superfície da escória siderúrgica 6’.
[0053] Além disso, embora os espaços entre a parede superior 11 e a parede inferior 10 (as alturas das paredes laterais exceto para a parede 9b) não sejam especificamente limitadas, é preferível que os espaços tenham uma parte que diminua gradativamente na direção da porção de descarga de escória 9a. Isto é porque essa estrutura torna possível que o recipiente de fornecimento de escória 9 tenha um volume aumentado a partir da porção de descarga da escória 9a até o interior do recipiente de fornecimento de escória 9, o que leva à redução no tamanho do equipamento. Além disso, com o aumento na extensão dessa porção gradativamente decrescente, é possível também reduzir o tamanho da porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 4, com o que é possível fazer facilmente a conexão com o forno elétrico 1. Assim, é mais preferível que os espaços sejam configurados para diminuírem gradativamente através de todo o recipiente de fornecimento de escória 9.
[0054] Deve ser notado que a largura do recipiente não é especificamente limitada. Entretanto, pela mesma razão,é preferível que a largura do recipiente diminua gradativamente na direção da porção de descarga de escória 9a a partir da parede lateral 9b.
[0055] É preferível que a parede inferior 10 do recipiente de fornecimento de escória 9 a ser formada por uma concha de aço 10a, o material de isolamento térmico 10b, e a parede refratária revestida. Com essa configuração de parede, é possível minimizar o fluxo de calor que passa através da parede inferior 10, e evitar que a escória siderúrgica 6’ possa aderir à parede refratária revestida.
[0056] Por outro lado, é preferível que a parede superior 11 e a parede lateral 9b sejam formadas por uma parede resfriada à água, cujo interior é revestido com material refratário. Revestindo-se a parede com material refratário, é possível suprimir o resfriamento excessivo, e então o calor potencial do material refratário pode ser efetivamente utilizado como calor radiante para manter as temperaturas da escória siderúrgica 6’. Como o resfriamento excessivo pode ser suprimido na parede lateral 9b, a quantidade adequada da escória siderúrgica 6’ é ligada à superfície da parede lateral 9b, formando assim uma camada fina de escória. Com a camada de escória, é possível proteger o material refratário.
[0057] O recipiente de fornecimento de escória 9 é fornecido com uma unidade de inclinação (não ilustrada) que pode inclinar o recipiente de fornecimento de escória 9 a ângulos dados com seu centro sendo um eixo de inclinação Z disposto na parte inferior da porção de descarga de escória 9a e na vizinhança da extremidade da parede lateral do forno 1a do forno elétrico 1.
[0058] É apenas necessário que a unidade de inclinação seja uma unidade que possa inclinar o recipiente de fornecimento de escória 9 a ângulos dados com o eixo de inclinação Z sendo seu centro, e a unidade de inclinação não é limitada a uma unidade de inclinação específica. Entretanto, é recomendado empregar-se um mecanismo de inclinação tendo um cilindro verticalmente móvel instalado na porção inferior do recipiente de fornecimento de escória 9. A quantidade de escória siderúrgica 6’ carreada pelo recipiente de fornecimento de escória 9 para o forno elétrico 1 pode ser ajustada adequadamente pela medição da quantidade de mudança na massa da escória siderúrgica 6’ no corpo do recipiente 90 usando-se uma unidade de medição de peso 16 fornecida ao vagão 14, e controlar o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento 9 com a unidade de inclinação com base nos valores medidos. Note que a mudança na massa da escória quente 6’ pode ser obtida medindo-se a massa do recipiente de fornecimento de escória 9 ao longo do tempo. Por exemplo, a massa do recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser medida usando-se, por exemplo, um elemento de carga.
[0059] Além disso, é possível fazer o recipiente de fornecimento de escória 9 funcionar como um caminho para fornecer continuamente a escória siderúrgica 6’ da panela de escória 15 para o forno elétrico 1, pela fixação do ângulo de inclinação. Nesse momento, a tampa 13b da porção de recebimento da escória 13a do recipiente de fornecimento de escória 9 é aberta, e a escória siderúrgica 6’ é fornecida pela porção de recebimento da escória 13a para o recipiente de fornecimento de escória 9 enquanto é carreada da porção de descarga de escória 9a do recipiente de fornecimento de escória 9 para o forno elétrico 1. [0060] O recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser fornecido, por exemplo, na parede superior 11 ou na parede lateral 9b, com um bocal 12 que sopra oxigênio ou gás contendo oxigênio no gás de escapamento do forno elétrico. Se o gás de escapamento do forno elétrico for queimado no recipiente de fornecimento de escória 9, é possível manter o interior do recipiente tendo altas temperaturas. Mantendo-se o interior do recipiente em altas temperaturas, pode ser evitado que a escória siderúrgica 6’ seja solidificada e venha a aderir às paredes do forno do recipiente de fornecimento de escória 9, e também é possível fazer a escória siderúrgica 6’ manter uma fluidez favorável necessária para a escória siderúrgica 6’ ser carregada no forno elétrico 1.
[0061] Um maçarico 12a que pode emitir chama no recipiente de fornecimento de escória 9 pode ser fornecido, por exemplo, à parede superior 11 ou à parede lateral 9b do recipiente de fornecimento de escória 9 para tratar com o caso em que a temperatura do recipiente de fornecimento de escória não aumenta suficientemente, ou no caso em que, mesmo se o calor sensível ou o calor de combustão do gás der escapamento do forno elétrico for usado, a temperatura no recipiente de fornecimento de escória 9 não aumenta até temperaturas nas quais a escória siderúrgica 6’ não adere à superfície da parede do recipiente de fornecimento de escória 9.
[0062] Além disso, um bocal (não ilustrado) pode ser fornecido à parede inferior 10 para garantir a fluidez até um grau no qual a escória siderúrgica 6’ não adere à superfície da parede inferior 10. É preferível soprar um gás contendo oxigênio (por exemplo, uma mistura gasosa de N2 + O2) a partir do bocal para o recipiente para gerar uma pequena quantidade de calor de combustão, e formar uma corrente de escória siderúrgica 6’ enquanto mantém a ventilação dentro da camada de es- cória aderente.
[0063] No caso em que um agente modificador de escória para modificar a escória siderúrgica 6’ no recipiente de fornecimento de escória 9 é adicionado à escória 6’ no recipiente de fornecimento de escória 9, o agente modificador de escória pode ser carregado, por exemplo, através do maçarico 12a no recipiente de fornecimento de escória 9 em uma forma fundida.
[0064] A escória siderúrgica 6’ é carregada no forno elétrico 1 com o recipiente de fornecimento de escória 9 da maneira a seguir.
[0065] Uma quantidade adequada (por exemplo, aproximadamente 100 a 150 t) de ferro fundido 5 é acomodada, previamente, no forno elétrico 1 na forma de metal quente. Então a escória siderúrgica 6’ tendo a quantidade ajustada de modo a ser capaz de ser reduzida em relação à taxa de energia elétrica fornecida ao forno elétrico 1, é continuamente ou intermitentemente carregada na camada de escória fundida 6 no ferro fundido 5 enquanto verifica o valor do peso do recipiente de fornecimento de escória 9, de modo que a camada de escória fundida 6 no forno elétrico seja mantida continuamente.
[0066] Usando-se o recipiente de fornecimento de escória 9 conforme essa modalidade, é possível selecionar livremente o modo de recebimento da escória siderúrgica 6’ da panela de escória e/ou o modo de carregar a escória siderúrgica 6’ no forno elétrico 1, pela ativação da unidade de inclinação, e ajustando-se o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 com o eixo de inclinação Z sendo o centro.
[0067] Em outras palavras, usando-se o recipiente de fornecimento de escória 9 conforme essa modalidade, é possível armazenar temporariamente e manter a escória siderúrgica 6’ fornecida pela panela de escória 15 pela inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 usando-se a unidade de inclinação com o eixo de inclinação Z sendo o centro. Além disso, é possível carregar continuamente ou intermitentemente a escória siderúrgica 6’ armazenada e mantida até a camada de escória fundida 6 o ferro fundido 5 no forno elétrico 1 enquanto ajusta a quantidade de fluxo de modo a não se propagar (transbordar) do forno elétrico 1 devido à formação de espuma da escória fundida 6. [0068] Deve ser notado que a escória siderúrgica 6’ é armazenada temporariamente e mantida no recipiente de fornecimento de escória 9. Entretanto, no caso em que a quantidade de fornecimento da panela de escória é pequena e a escória siderúrgica 6’ não precisa ser armazenada temporariamente e mantida no recipiente de fornecimento de escória 9, pode ser possível fixar o recipiente de fornecimento de escória 9 a ângulos de inclinação constantes e usa-lo como caminho de escória como descrito acima.
[0069] Inclinando-se o recipiente de fornecimento de escória 9 para carregar a escória siderúrgica 6’ no forno elétrico 1, a camada de superfície de alta temperatura da escória siderúrgica 6’ no recipiente de fornecimento de escória 9 é atualizada, com o que a eficiência térmica para a escória siderúrgica 6’ que permanece no recipiente de fornecimento de escória 9 melhora.
[0070] No caso em que a escória siderúrgica 6’ é carreada intermitentemente no forno elétrico 1, pode ser possível empregar: [0071] um modo no qual a escória siderúrgica 6’ é carregada de maneira tal que o carregamento e a interrupção são repetidos, ou [0072] (ii) um modo no qual uma quantidade predeterminada de escória siderúrgica 6’ é coletivamente inserida a intervalos de tempo predeterminados.
[0073] No caso em que a taxa de carregamento é excessivamente rápida quando a escória siderúrgica 6’ é carregada no forno elétrico 1, a quantidade de gás gerada aumenta temporariamente, e ocorre a formação de espuma na escória, o que possivelmente leva a um esta- do anormal tal como propagação (transbordamento) de escória do forno elétrico 1. Em tal caso, o carregamento da escória siderúrgica 6’ é temporariamente interrompido pela redução do ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória.
[0074] Quando a escória siderúrgica 6’ é carregada, é preferível detectar se a camada de escória fundida espuma fortemente (espuma de escória) e ocorre uma anormalidade tal como o transbordamento, por exemplo, fazendo-se sempre: [0075] a monitoração do interior e do exterior do forno usando-se um monitor de câmera;
[0076] a monitoração do comportamento da escória siderúrgica 6’ usando-se um medidor de som; e [0077] a medição do nível da superfície da escória fundida pela radiação de microondas.
[0078] Se os resultados aparecem para exceder um valor limite inferior, é preferível controlar o ângulo de inclinação do recipiente de fornecimento de escória 9 para ajustar a quantidade de escória siderúrgica 6’ carregada no forno elétrico 1.
[0079] Para evitar que ocorra a espuma na escória fundida 6 e evitar que a escória fundida 6 se propague (transborde) no forno elétrico 1, é eficaz empregar um método de colocar escória reduzida no ferro fundido 5 de modo a funcionar como uma zona de separação, em adição ajustar a quantidade de escória siderúrgica 6’ carregada com o recipiente de fornecimento de escória 9. Com esse método é possível reduzir a concentração de FeO na escória siderúrgica 6’ carregada e diminuir a probabilidade de que a escória siderúrgica 6’ é trazida ao contato com o ferro fundido 5. Assim, os métodos descritos acima podem ser usados ao mesmo tempo.
[0080] Naturalmente, é necessária a manutenção para o recipiente de fornecimento de escória 9. Assim, é preferível que o corpo 90 do recipi- ente de fornecimento de escória 9 tenha uma estrutura substituível. A FIGURA 3 ilustra um modo de corpo de recipiente 90 tendo uma estrutura substituível no qual um vagão 14 para retirar o corpo do recipiente 90 para substituição é fornecido na porção inferior da parede inferior 10. [0081] Mais especificamente, o recipiente de fornecimento de escória 9 é apoiado com um cilindro hidráulico 14a, que e fornecido ao vagão 14 e inclina o recipiente de fornecimento de escória 9, e elementos de apoio 14b e 14c conectados ao eixo de inclinação Z.
[0082] No momento da substituição do corpo do recipiente 90 do recipiente de fornecimento de escória 9, o cilindro hidráulico 14a é ativado para fazer o recipiente de fornecimento de escória 9 em um estado não inclinado, a conexão entre o recipiente de fornecimento de escória 9 e o forno elétrico 1 é desengatada, e o vagão 14 que carrega o recipiente de fornecimento de escória 9 é movido para um local predeterminado espaçado do forno elétrico 1.
[0083] O recipiente de fornecimento de escória 9 que requer manutenção é levantado do vagão 14 usando-se um guindaste (não ilustrado), e então, e movido para um local para a manutenção. Após isto, um novo recipiente de fornecimento de escória 9 é carregado no vagão 14 usando-se o guindaste, e o vagão 14 é movido para um local no qual o forno elétrico 1 e o recipiente de fornecimento de escória possam ser conectados.
[0084] No caso em que o corpo do recipiente 90 do recipiente de fornecimento de escória 9 é substituído de maneira mais rápida, dois vagões podem ser usados. Mais especificamente, um vagão (A) que transportou o corpo de recipiente 90 de um recipiente de fornecimento de escória 9 que serve como substituição é colocado em estado de prontidão em uma posição predeterminada. Um vagão (B) que transporta o corpo do recipiente 90 do recipiente de fornecimento de escória 9 que requer manutenção é movido para outro local predetermina- do. Então, o vagão (A) é movido para um local no qual o recipiente de fornecimento de escória 9 e o forno elétrico 1 podem ser conectados. [0085] Conforme descrito acima, usando-se dois vagões, é possível substituir o corpo de recipiente 90 do recipiente de fornecimento de escória 9 de maneira rápida.
Exemplos [0086] 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, desde que elas não saiam dos pontos principais da presente invenção e o objetivo da presente invenção possa ser alcançado.
Exemplos [0087] A escória siderúrgica descarregada do conversor foi carregada no recipiente de fornecimento de escória em um estado fundido (taxa de fase sólida de não mais que 25%), e foi armazenada temporariamente. Então, o recipiente de fornecimento de escória foi inclinado uma vez a cada 10 minutos para carregar a escória siderúrgica com aproximadamente 8 toneladas para cada carga em um forno elétrico de corrente contínua que acomoda aproximadamente 130 toneladas e aproximadamente 200 mm de espessura de camada de escória fundida submetida ao processo de redução e localizada acima do ferro gusa.
[0088] Deve ser notado que a razão para ajustar a quantidade de escória siderúrgica carregada para aproximadamente 8 toneladas para cada carga é que foi confirmado, através de experiências preliminares utilizando um equipamento real, que uma forte formação de espuma não ocorre sob essa condição.
[0089] A taxa de carregamento da escória siderúrgica foi ajustada pa- ra 800 kg/min em media. Esta taxa foi calculada na base da taxa de consumo de energia elétrica que é necessária para o processo de redução da escória siderúrgica e é obtida através do método descrito acima para fornecer continuamente energia elétrica de aproximadamente 30 MW conforme descrito abaixo.
[0090] As temperaturas no forno elétrico foram controladas de modo a serem temperaturas de ferro fundido: 1550 ± 5Ό. Um a vez que o forno elétrico não foi fornecido com quaisquer aberturas que se comuniquem com o ar externo, o interior do forno foi mantido para ser uma atmosfera redutora. Para o forno elétrico, uma energia elétrica de aproximadamente 30 MW foi continuamente fornecida a partir do eletrodo, e foi fornecido material de carbono em pó a partir de um tubo de fornecimento de matéria prima a uma taxa de 5t/h. Como resultado, a escória siderúrgica carreada na camada de escória fundida foi capaz de ser submetido ao processo de redução sem provocar a formação de espuma na escória.
[0091] Isto significa que, no caso em que a escória siderúrgica é carregada continuamente à taxa de carregamento de 800 kg/min, a formação de espuma é menos passível de ocorrer, e então o processamento de redução pode ser executado continuamente para a escória fundida sem provocar o transbordamento. Em outras palavras, o exemplo descrito acima é um exemplo para mostrar o carregamento contínuo da escória siderúrgica.
Aplicabilidade Industrial [0092] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, é possível mudar a escória siderúrgica tendo fluidez durante o calor para a camada de escória fundida (camada de escória reduzida) formada no ferro fundido o forno elétrico sem provocar derramamento rápido, de forma que seja possível manter a execução da fusão da fusão e do processo de redução no forno elétrico sem fraturas. Portanto, a presente invenção é altamente aplicável na indústria do aço. Breve descrição dos símbolos de referência 1 Forno elétrico 1a, 1b Paredes laterais do forno 1c Teto do forno 2 Eletrodo 2a Eletrodo superior 2b Eletrodo do fundo do forno 4 Porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico 5 Ferro fundido 6 Escória fundida 6’ Escória siderúrgica 7 Bocal de cinzas 8 Furo de corrida 9 Recipiente fornecedor de escória 9a Porção de descarga de escória 9b Parede lateral 10 Parede inferior 10a Concha de aço 10b Material de isolamento térmico 11 Parede superior 12 Bocal 12a Maçarico 13 Porção de escapamento 13a Porção de recebimento de escória 13b Tampa 14 Vagão 14a Cilindro hidráulico 14b, 14c Membro de apoio 15 Panela de escória 16 Unidade de medição de peso Z Eixo de inclinação REIVINDICAÇÕES
Claims (9)
1. Recipiente de fornecimento de escória (9) de um forno elétrico (1) para processamento de redução de escória siderúrgica (6’), que faz a escória siderúrgica quente (6’) fluir para uma camada de escória fundida (6) no ferro fundido (5) no forno elétrico (1) através de uma porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico (4), caracterizado pelo fato de que o recipiente de fornecimento de escória (9) compreende: um corpo de recipiente (90) que inclui uma parede superior (11), uma parede inferior (10) e uma parede lateral (9b) disposta entre a parede superior (11) e a parede inferior (10), e faz a escória siderúrgica quente (6’) fluir para o forno elétrico (1); uma porção de descarga de escória (9a) que é disposta em uma porção de extremidade da parede lateral (9b) do corpo do recipiente (90) e é conectada com a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico (4); uma porção de recebimento da escória (13a) que é disposta na parede lateral (9b) ou na parede superior (11) do corpo do recipiente (90) e recebe o fornecimento da escória siderúrgica quente (6’); uma tampa (13b) que abre ou fecha a porção de recebimento de escória (13a); uma porção de escapamento (13) que é disposta no corpo do recipiente (90) e descarrega o gás de escapamento do forno elétrico (1); e uma unidade de inclinação que somente inclina o corpo do recipiente (90) para ajustar a quantidade de fluxo de entrada da escória siderúrgica quente (6’) para a porta lateral de fornecimento de escória ao forno elétrico (4); sendo que o interior do recipiente de fornecimento de escória (9) é um caminho de escapamento do gás de escapamento descar- regado do forno elétrico (1) e o forno elétrico (1) é um forno tipo fixo.
2. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui uma porção cuja parede lateral (9b) apresenta uma altura diminuindo gradativamente na direção da porção de descarga de escória (9a).
3. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a parede superior (11) ou a parede lateral (9b) incluem um primeiro bocal de sopro de gás que sopra oxigênio ou gás que contém oxigênio no corpo do recipiente (90).
4. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a parede superior (11) ou a parede lateral (9b) incluem um maçarico (12a).
5. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede superior (11) ou a parede lateral (9b) incluem uma unidade de radiação de fusão que fornece um agente modificador de escória em uma forma fundida.
6. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a parede inferior (10) inclui um segundo bocal de sopro de gás que sopra uma mistura gasosa de N2 e O2 para dentro do corpo do recipiente (90).
7. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: uma unidade de medição de peso (16) que mede a quantidade de mudança na massa da escória siderúrgica quente (6’) no corpo do recipiente (90).
8. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: um vagão (14) disposto na parte inferior da parede inferior (10) e usado para substituir o corpo do recipiente (90).
9. Recipiente de fornecimento de escória (9), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de escapamento (13) é conectada a um coletor de poeira.
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