BR112014023425B1

BR112014023425B1 - Método para ajustar pó precursor para minério sinterizado, e pó precursor para minério sinte-rizado

Info

Publication number: BR112014023425B1
Application number: BR112014023425-6A
Authority: BR
Inventors: Kenji Oya; Takahide Higuchi
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2019-05-28
Also published as: TWI473882B; WO2013140810A1; JPWO2013140810A1; JP5516832B2; CN104204243A; KR20140134327A; TW201339314A; WO2013140810A8; CN104204243B; KR101525068B1; AU2013236700B2; AU2013236700A1

Abstract

resumo patente de invenção: "método para ajustar pó precursor para minério sinterizado, e pó precursor para minério sinterizado". de acordo com a presente invenção, um pó precursor para minério sinterizado, que oferece excelente eficiência de produção de minério sinterizado, pode ser ajustado independentemente da qualidade de minério de ferro, pelo ajuste de uma razão de mistura [(c/f) ? 100] de uma massa (c) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos no pó de carvão, para uma massa (f) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, em uma matéria-prima de minério de ferro na faixa de 7? a 8?.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA AJUSTAR PÓ PRECURSOR PARA MINÉRIO SINTERIZADO, E PÓ PRECURSOR PARA MINÉRIO SINTERIZADO. CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção refere-se a um método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado a ser usado em um altoforno, e a um pó precursor para minério sinterizado produzido pelo método.

TÉCNICA ANTECEDENTE [0002] Para operação estável e altamente eficiente de um altoforno, é importante usar minério sinterizado de alta qualidade com excelentes propriedades, tais como resistência a frio, redutibilidade, e propriedades de desintegração de antirredução. Contudo, tal minério sinterizado tem muitos requerimentos de controle a serem encontrados na produção, que apresentam dificuldades no aperfeiçoamento do rendimento e produtividade de produtos.

[0003] O minério sinterizado é geralmente produzido conforme segue.

[0004] Primeiramente, o coque, que é um material de condensação, uma matéria-prima auxiliar contendo CaO, tal como calcário, uma matéria-prima auxiliar contendo SiO2, tal como escória de níquel, e similares, é adicionado a e misturado com minério de ferro tendo partículas com um tamanho de partícula de cerca de 10 mm ou menos, e a mistura é misturada e granulada em um granulador de disco, ou similares, com a adição de uma quantidade correta de água. Em seguida, as matérias-primas granuladas para minério sinterizado, desse modo, obtidas, são carregadas, junto com pó de carvão, a uma paleta de uma máquina de sinterização, e uma camada de matéria-prima para minério sinterizado é formada na paleta. Em seguida, a camada de matériaprima para minério sinterizado é inflamada com combustíveis sólidos

2/13 na parte da camada de superfície desta. Em seguida, sob a influência de ar, os combustíveis sólidos na camada de matéria-prima para minério sinterizado são sequencialmente queimados e sinterizados para formar um bolo sinterizado. O bolo sinterizado é triturado a partículas dimensionadas mais uniformemente, e aquelas partículas tendo um tamanho de partícula acima de um certo nível são alimentadas para um alto-forno como minério sinterizado.

[0005] Isto é, o minério sinterizado resulta da aglomeração e pelotização de minério de ferro em resposta ao minério de ferro sendo fundido pela reação com fluxos, ou assim denominada componentes de escória, tais como CaO e SiO2.

[0006] Aqui, os anos recentes têm visto um enorme crescimento na demanda para materiais de aço, particularmente, em mercados emergentes, tal como na Ásia. A medida que a demanda para materiais de aço cresce, existe uma necessidade aumentada para minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, e para minério de ferro como a matéria-prima do mesmo.

[0007] O aumento na demanda para minério de ferro está apresentando um novo desafio que não foi enfrentado antes. Isto é, está se tornando mais difícil escolher livremente a qualidade de minério de ferro a ser suprido. Em particular, por exemplo, mais minério de ferro suprido à indústria mostra variações consideráveis na distribuição do tamanho de partícula.

[0008] Adicionalmente, conforme mencionado acima, problemas convencionais de aperfeiçoamento de rendimento de produto, produtividade, e similares, ainda permanecem não solucionados. Isto significa que existe uma demanda aumentada para eficiência mais alta de produção de minério sinterizado, sobre as abordagens convencionais, apesar de grandes variações na distribuição de tamanho de partícula de minério de ferro.

3/13 [0009] Na produção de minério sinterizado, pó de carvão contido em uma matéria-prima é queimado com ar que passa através de uma camada de matéria-prima para minério sinterizado. Isto significa que a produtividade de minério sinterizado pode ser determinada pela taxa de fluxo de ar (permeabilidade do ar) através da camada de matériaprima para minério sinterizado. Em adição, a permeabilidade do ar é geralmente dividida em duas categorias: a permeabilidade do ar sob condição a frio antes da sinterização, que é determinada pelo tamanho de partícula de minério de ferro, e similares; e a permeabilidade do ar sob condição a quente durante e/ou após sinterização, que é determinada pelo tamanho de poros no bolo sinterizado, que são passagens de ar formadas pelo fluxo de um fundido. A primeira, que é determinada pelo tamanho de partícula de minério de ferro, e similares, é susceptível às variações acima mencionadas na qualidade de matériasprimas de minério de ferro, que impõem, em particular, um maior desafio aos esforços recentes para aperfeiçoar a produtividade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Problema Técnico [0010] As soluções que foram propostas até aqui, contudo, não são necessariamente efetivas para solucionar os problemas antes mencionados.

[0011] A presente invenção foi produzida em vista das situações acima, e um objetivo da mesma é proporcionar um método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado a ser usado em um altoforno, e um pó precursor para minério sinterizado, que são excelentes na eficiência de produção de minério sinterizado, apesar das variações no tamanho de partícula de matérias-primas de minério de ferro. Solução para o Problema [0012] Os inventores da presente invenção efetuaram estudos intensivos nas soluções ao problema antes mencionado. Como um re

4/13 sultado, quando se usa um granulador de disco para mistura, e similares, os inventores descobriram que para a eficiência aperfeiçoada da produção de minério sinterizado, é efetivo ajustar, em um pó precursor para minério sinterizado, a razão de mistura de partículas de uma forma predeterminada em pó de carvão, para partículas de uma forma predeterminada em uma matéria-prima de minério de ferro dentro de uma certa faixa. Isto é, de acordo com a presente invenção, em particular, a permeabilidade do ar sob condição a frio antes da sinterização pode ser aperfeiçoada pela mudança das propriedades do pó de carvão dependendo da qualidade da matéria-prima de minério de ferro (com variações no tamanho de partícula), para proporcionar excelente permeabilidade do ar (índice JPU) em um pó precursor para minério sinterizado (uma matéria-prima para minério sinterizado após granulação e pseudo-granulação) em uma paleta de sinterização, consequentemente, oferecendo, desse modo, eficiência aperfeiçoada de produção de minério sinterizado.

[0013] A presente invenção é baseada nas descobertas acima e as características principais desta são conforme segue.

[0014] [1] Um método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado, compreendendo:

mistura e granulação de uma matéria-prima de minério de ferro, pó de carvão, e uma matéria-prima auxiliar em um granulador de disco para obter um pó precursor para minério sinterizado; e carregamento do pó precursor a uma máquina de sinterização onde o pó precursor é sinterizado para produzir minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, no qual uma mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos na matéria-prima de minério de ferro

5/13 sendo ajustada na faixa de 7% a 8%.

[0015] [2] O método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado, de acordo com o aspecto [1], no qual a razão de mistura [(C/F) x 100] é ajustada na faixa de 7,2% a 7,8 %.

[0016] [3] Um pó precursor para minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, o pó precursor compreendendo:

uma matéria-prima de minério de ferro;

pó de carvão; e uma matéria-prima auxiliar, no qual a razão de mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, na matéria-prima de minério de ferro, é ajustada na faixa de 7% a 8%.

[0017] [4] O pó precursor para minério sinterizado, de acordo com o aspecto [3], no qual a razão de mistura [(C/F) x 100] é ajustada na faixa de 7,2% a 7,8%.

Efeito Vantajoso da Invenção [0018] De acordo com a presente invenção, mesmo se existem variações na qualidade (distribuição de tamanho de partícula) de matérias-primas de minério de ferro, é possível obter seguramente excelente permeabilidade do ar (índice JPU) em um pó precursor para minério sinterizado em uma paleta de sinterização, aperfeiçoando, desse modo, efetivamente, a eficiência de produção de minério sinterizado. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] A presente invenção será adicionalmente descrita abaixo com referência aos desenhos acompanhantes, no qual:

A FIG. 1 é um gráfico mostrando o relacionamento entre o JPU e a razão de mistura [(C/F) x 100] de pó de carvão para matériaprima de minério de ferro.

6/13

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES [0020] A presente invenção será agora descrita em detalhe abaixo. [0021] A presente invenção envolve: mistura e granulação de uma matéria-prima de minério de ferro, pó de carvão, e uma matéria-prima auxiliar em um granulador de disco para obter um pó precursor para minério sinterizado; e, em seguida, carregamento do pó precursor a uma máquina de sinterização para sinterização do pó precursor para, desse modo, produzir minério sinterizado a ser usado em um altoforno. Neste caso, em particular, uma combinação apropriada da matéria-prima de minério de ferro e do pó de carvão com um foco particular nos respectivos tamanhos de partícula, conforme descrito mais tarde, assegura alta produtividade no momento da sinterização, a saber, alta permeabilidade do ar (índice JPU, que será simplesmente referido como JPU) de um pó precursor para minério sinterizado em uma paleta de sinterização, que é dada pela Equação (1) abaixo. Nota-se que um JPU maior representa melhor permeabilidade do ar; um JPU de cerca de 22 ou mais é um bom resultado em termos da produtividade de produção de minério sinterizado.

(JPU) = [taxa de fluxo de ar (m³/min)/área de sinterização (m²)] · [espessura de camada (mm)/pressão negativa (mmAq)]^0,6 Equação (1) onde taxa de fluxo de ar é uma taxa de fluxo de ar através de um pó precursor para minério sinterizado para uma certa área de sinterização;

área de sinterização é uma área do pó precursor para qual a taxa de fluxo de ar antes mencionada é medida;

espessura de camada é uma espessura de camada do pó precursor onde a taxa de fluxo de ar é medida; e pressão negativa é uma pressão atmosférica em uma parte de sucção abaixo do pó precursor.

[0022] Nota-se que 1 mmAq = 9806,38 Pa.

7/13 [0023] Na presente invenção, o tamanho de partícula é medido por um método de classificação de peneira (JIS R6001 (1998)).

[0024] Nota-se que os exemplos da matéria-prima de minério de ferro usada na presente invenção incluem minério de hematita da América do Sul, minério de magnetita da América do Norte, minério de magnetita da América do Sul, minério de pisolita e minério de Marra Mamba da Austrália, e similares.

[0025] Na presente invenção, uma razão de mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, na matéria-prima de minério de ferro, é ajustada na faixa de 7% a 8%. Deve ser notado que para determinar F, a massa da matéria-prima de minério de ferro é calculada, excluindo a massa de minério de retorno.

[0026] Acredita-se que um bom JPU pode ser obtido pelo controle da razão de mistura antes mencionada [(C/F) x 100], via o seguinte mecanismo. Quando a razão de mistura antes mencionada é pequena, isto é, menor do que 7, o tamanho de partícula do minério de ferro é considerado ser maior do que aquele do pó de carvão. Desse modo, quando o tamanho de partícula do pó de carvão é muito pequeno, a taxa de sinterização aumenta, ainda uma zona fundida de sinterização torna-se mais ampla, deteriorando, desse modo, a permeabilidade do ar sob condição a quente. Por outro lado, quando a razão de mistura é grande, isto é, maior do que 8, o tamanho de partícula do pó de carvão é engrossado, de modo que muita desta formação de pseudopartículas para qual o pó de carvão serve como partículas nucleares torna-se aparente durante o processo de granulação. Tais pseudopartículas para qual o pó de carvão serve como partículas nucleares não podem ganhar resistência correta devido a baixa molhabilidade do pó de carvão, e tendem a romperem durante o processo de manuseio antes de

8/13 carregadas a uma paleta de sinterização, com o resultado que pseudopartículas mais refinadas são carregadas à paleta de sinterização para deteriorar a permeabilidade do ar.

[0027] É, desse modo, aparente, que existe uma razão apropriada do tamanho de partícula do pó de carvão para aquele do minério, que pode ser expressa por C/F x 100, e está, conforme mencionado anteriormente, na faixa de 7% a 8%. Nota-se que uma faixa preferida do C/F x 100 antes mencionado é de 7,2% a 7,8%.

[0028] Na presente invenção, a matéria-prima auxiliar não é particularmente limitada a uma matéria-prima auxiliar contendo CaO, tal como calcário, uma matéria-prima auxiliar contendo SiO₂, tal como escória de níquel, e similares, e pode incluir outras matérias-primas auxiliares gerais bem conhecidas usadas em pós precursores para minério sinterizado, e impurezas inevitavelmente incorporadas. Em adição, a razão de mistura desta é definida de modo que CaO/SiO₂ (= basicidade) é ao redor de 2,0 no minério sinterizado resultante.

[0029] O granulador de disco usado na presente invenção pode ser um granulador de disco normal que é comumente utilizado na produção (granulação) de um pó precursor para minério sinterizado. Um misturador de tambor pode também ser usado em um modo bem conhecido para pré-mistura, revestimento de cal após granulação, e assim por diante.

[0030] A máquina de sinterização usada na presente invenção é preferivelmente uma máquina de sinterização de sucção de fundo tipo Dwight Lloyd. Outras máquinas de sinterização bem conhecidas podem também serem usadas para produção de um pó precursor para minério sinterizado.

[0031] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, é possível proporcionar um pó precursor para minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, que compreende uma matéria-prima de

9/13 minério de ferro, pó de carvão, e uma matéria-prima auxiliar, e é excelente em eficiência de produção.

[0032] Isto é, um pó precursor para minério sinterizado pode ser obtido, com uma razão de mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, na matéria-prima de minério de ferro, excluindo minério de retorno, sendo na faixa de 7% a 8%, e, preferivelmente, na faixa de 7,2% a 7,8%.

[0033] Nenhuma limitação particular é colocada nas condições outras do que aquelas especificadas acima, tal como o material do pó precursor, a facilidade e suas condições operacionais de uso, e o pó precursor pode ser produzido de acordo com métodos convencionais. EXEMPLOS

Exemplo 1 [0034] Pós precursores para minério sinterizado foram ajustados sob as seguintes condições. Em seguida, os pós precursores resultantes foram totalmente carregados a uma máquina de sinterização de sucção de fundo tipo Dwight Lloyd para produzir minério sinterizado. Os inventores examinaram o JPU durante sinterização dos pós precursores para identificar o efeito da presente invenção.

Matéria-prima de minério de ferro

- Unidade básica de matéria-prima de minério de ferro: 1100 a 1200 (kg/t-sr)

- Percentagem de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos na matéria-prima de minério de ferro: 20% a 35% (da matéria-prima carregada).

Pó de carvão

- Unidade básica de pó de carvão: 45 a 50 (kg/t-sr)

- Percentagem de partículas tendo um tamanho de partícula

10/13 de 0,5 mm ou menos em pó de carvão: 30% a 50% (do pó de carvão)

- Razão de mistura [(C/F) x 100]: 6,5% a 8,2%

- Matéria-prima auxiliar (calcário): 6% a 10% (da matériaprima carregada)

- Granulador de disco: 7,2 m de diâmetro.

[0035] A FIG. 1 mostra um relacionamento entre o JPU e a razão de mistura [(C/F) x 100] de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no pó de carvão, para partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, na matéria-prima de minério de ferro. Pode ser visto a partir da figura que cada pó precursor para minério sinterizado que foi produzido com uma razão de mistura [(C/F) x 100] que satisfaz as condições da presente invenção exibe um bom resultado em termos de JPU, que foi determinado para ser cerca de 22 ou mais.

[0036] Em contraste, cada pó precursor para minério sinterizado produzido com uma razão de mistura [(C/F) x 100] que não satisfaz as condições da presente invenção produz um bom resultado em termos de JPU, que foi determinado para ser cerca de 19 a 21, isto é, não mais do que 21, conforme mostrado na FIG. 1.

Exemplo 2 [0037] Um exemplo em que a presente invenção foi implementada em uma máquina atual será descrito abaixo.

[0038] Conforme usual, uma matéria-prima de minério de ferro a ser usada em um processo de sinterização foi submetida a amostragem automática em um depósito de matéria-prima, e, em seguida, medições foram feitas da distribuição de tamanho de partícula das amostras obtidas de acordo com os Padrões Industriais Japoneses, JIS 8706.

[0039] Para pó de carvão, conforme usual, coque granulado subdimensionado, que foi produzido em uma instalação de coque, e uma

11/13 antracita comprada, foram enviados para uma instalação de sinterização, onde eles foram moídos para terem uma distribuição de tamanho de partícula adequada para operação. Os produtos resultantes assim obtidos foram usados no processo de sinterização.

[0040] A moagem foi realizada em um moinho de barra, em um moinho de gaiola, em um moinho de esfera, e similares. Em seguida, as amostras foram coletadas a partir do pó de carvão pulverizado por um amostrador proporcionado em um ponto de transferência de transportador de correia, e secadas em um secador. Um oscilador de peneira tipo Ro-tap foi usado para medir a distribuição de tamanho de partícula de cada amostra.

[0041] De acordo com a presente invenção, as condições de moagem para o pó de carvão foram ajustadas para mudar a razão de presença de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no pó de carvão, dependendo da composição do tamanho de partícula do minério de ferro recebido, isto é, a razão de presença de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no minério de ferro.

[0042] A Tabela 1 mostra as medições de JPU e a razão de mistura [(C/F) x 100] de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no pó de carvão, para partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, na matéria-prima de minério de ferro (minério). Aqui, deixa-se A (kg/t) ser o componente de coque, e B (kg/t) ser componente de minério, e deixa-se a (%) ser a percentagem de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no componente de coque, e b (%) ser a percentagem de partículas tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menos, no componente de minério, então C = A x a, e F = B x b.

Tabela 1

N° do Teste	Componente de coque (kg/t)	Componente de minério (kg/t)	Percentagem de Partículas de coque com Tamanho de Partícula de 0,5 mm ou menos (%)	Percentagem de Partículas de Minério com Tamanho de Partí- cula de 0,5 mm ou menos (%)	(C/F)*100	JPU
1	47,5	796	43,8	35,4	7,38	24,1
2	48,8	786	44,0	35,4	7,72	23,8
3	47,4	779	45,2	35,4	7,78	23,5
4	46,6	775	43,2	35,4	7,34	23,4
5	46,6	774	44,7	35,4	7,60	23,4
6	47,9	765	45,6	36,5	7,82	23,1
7	45,1	767	44,9	36,5	7,23	23,3
8	43,4	787	50,2	36,5	7,58	24,1
9	47,4	777	46,5	37,0	7,68	23,9
10	46,2	794	45,2	37,0	7,10	22,4
11	47,1	799	47,4	35,6	7,85	23,2
12	46,9	802	42,8	35,6	7,03	22,2
13	48,4	800	45,8	36,5	7,60	23,4
14	47,0	801	46,2	36,5	7,42	23,5

12/13

13/13 [0043] Pode ser visto da Tabela 1 que aqueles pós precursores para minério sinterizado que foram produzidos com uma razão de mistura [(C/F) x 100] que satisfaz as condições da presente invenção exibem bons resultados em termos de JPU, que foi determinado para ser cerca de 22 ou mais.

[0044] Em contraste, outros pós precursores para minério sinterizado produzidos com uma razão de mistura [(C/F) x 100] que não satisfazem as condições da presente invenção produziram pobres resultados em termos de JPU, que foi determinado para ser cerca de 19 a 21, isto é, não mais do que 21, conforme mostrado na Tabela 1.

[0045] Em adição, quando linhas capazes de classificação e moagem de minério de ferro estão disponíveis, a razão de mistura C/F, conforme especificado no método da presente invenção, pode ser obtida pelo ajuste das condições de moagem para não somente pó de carvão, mas também para partículas grosseiras em minério de ferro. APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0046] De acordo com a presente invenção, um pó precursor para minério sinterizado que oferece excelente eficiência de produção de minério sinterizado pode ser obtido. A presente invenção pode também aperfeiçoar a produtividade e manter a permeabilidade do ar em um alto-forno, e, consequentemente, aumentar o rendimento de minério sinterizado e a resistência do minério sinterizado, permitindo, desse modo, operação estável e altamente eficiente do alto-forno.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado, que compreende:

mistura e granulação de uma matéria-prima de minério de ferro, pó de carvão, e uma matéria-prima auxiliar em um granulador de disco para obter um pó precursor para minério sinterizado; e carregamento do pó precursor a uma máquina de sinterização onde o pó precursor é sinterizado para produzir minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, caracterizado pelo fato de que:

a razão de mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas de pó de carvão tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menor no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas de matériaprima de minério de ferro tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menor, na matéria-prima de minério de ferro é ajustada na faixa de 7% a 8%.
2. Método para ajustar um pó precursor para minério sinterizado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão de mistura [(C/F) x 100] é ajustada na faixa de 7,2% a 7,8%.
3. Pó precursor para minério sinterizado a ser usado em um alto-forno, o pó precursor sendo compreendendo:

uma matéria-prima de minério de ferro;

pó de carvão; e uma matéria-prima auxiliar, caracterizado pelo fato de que a razão de mistura [(C/F) x 100] de uma massa (C) de partículas de pó de carvão tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menor no pó de carvão, para uma massa (F) de partículas de matéria-prima de minério de ferro tendo um tamanho de partícula de 0,5 mm ou menor na matéria-prima de minério de ferro, é ajustada na faixa de 7% a 8%.

Petição 870190011516, de 04/02/2019, pág. 4/9

2/2
4. Pó precursor para minério sinterizado, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a razão de mistura [(C/F) x 100] é ajustada na faixa de 7,2% a 7,8%.