BR112014028858B1

BR112014028858B1 - método para operação de alto-forno usando composto de ferro carbono

Info

Publication number: BR112014028858B1
Application number: BR112014028858-5A
Authority: BR
Inventors: Takeshi Sato; Hiroyuki Sumi; Hidekazu Fujimoto; Takashi Anyashiki; Hideaki Sato
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2018-11-13
Also published as: EP2840152A1; AU2012382225B2; EP2840152A4; KR101611121B1; BR112014028858A2; KR20150006472A; WO2013183170A1; CN104334748B; AU2012382225A1; EP2840152B1; CN104334748A

Abstract

resumo patente de invenção: "método para operação de alto-forno usando composto de ferro carbono". a presente invenção refere-se a um método para operação de um alto-forno pela formação de uma camada de coque 1 e de uma camada de minério em um alto-forno, uma camada de minério é formada como camada de minério 2 e 3 de uma pluralidade de lotes incluindo dois ou mais lotes, o composto de ferro carbono é misturado à camada de minério de pelo menos um lote entre a pluralidade de lotes mas não em pelo menos um outro lote. na operação durante a qual a razão da espessura da camada de minério, isto é, espessura da camada de minério/(espessura da camada de minério + espessura da camada de coque), é variada na direção do raio do forno, a posição na direção do raio do forno preferivelmente varia entre as camadas de minério da pluralidade de lotes e o composto de ferro carbono é preferivelmente misturado em uma camada de minério 2 de um lote na posição da direção do raio do forno onde a razão da espessura da camada de minério é relativamente grande.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE ALTO-FORNO USANDO COMPOSTO DE FERRO CARBONO (51) Int.CI.: C21B 5/00; C22B 1/245.

(73) Titular(es): JFE STEEL CORPORATION.

(72) Inventor(es): TAKESHI SATO; HIROYUKI SUMI; HIDEKAZU FUJIMOTO; TAKASHI ANYASHIKI; HIDEAKI SATO.

(86) Pedido PCT: PCT JP2012065056 de 06/06/2012 (87) Publicação PCT: WO 2013/183170 de 12/12/2013 (85) Data do Início da Fase Nacional: 19/11/2014 (57) Resumo: RESUMO Patente de Invenção: MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE ALTO-FORNO USANDO COMPOSTO DE FERRO CARBONO. A presente invenção refere-se a um método para operação de um alto-forno pela formação de uma camada de coque 1 e de uma camada de minério em um alto-forno, uma camada de minério é formada como camada de minério 2 e 3 de uma pluralidade de lotes incluindo dois ou mais lotes, o composto de ferro carbono é misturado à camada de minério de pelo menos um lote entre a pluralidade de lotes mas não em pelo menos um outro lote. Na operação durante a qual a razão da espessura da camada de minério, isto é, espessura da camada de minério/(espessura da camada de minério + espessura da camada de coque), é variada na direção do raio do forno, a posição na direção do raio do forno preferivelmente varia entre as camadas de minério da pluralidade de lotes e o composto de ferro carbono é preferivelmente misturado em uma camada de minério 2 de um lote na posição da direção do raio do forno onde a razão da espessura da camada de minério é relativamente grande.

1/16

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE ALTO-FORNO USANDO COMPOSTO DE FERRO CARBONO.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um método para operação de um alto-forno usando-se composto de ferro carbono produzido briquetando-se uma mistura de carvão e minério de ferro e carbonizandose o material briquetado.

Antecedentes [002] Para diminuir a taxa de agente de redução de um altoforno, é eficaz usar-se um composto de ferro carbono como material de alto-forno e utilizar o efeito de diminuir a temperatura da zona de reserva térmica no alto-forno induzido pelo composto de ferro carbono (por exemplo, veja a Literatura de patente 1). O composto de ferro carbono produzido carbonizando-se um material briquetado preparado pela briquetagem de uma mistura de carvão e minério de ferro tem alta reatividade, acelera a redução de minério sinterizado, pode diminuir a temperatura da zona de reserva térmica do alto-forno uma vez que o minério de ferro reduzido está parcialmente contido, e assim pode diminuir a taxa de agente de redução.

[003] Um exemplo de um método de operação de um alto-forno usando composto de ferro carbono está descrito na Literatura de Patente 1, na qual minério e um composto de ferro carbono são misturados e carregados em um alto-forno.

[004] Comparado com o coque metalúrgico convencional produzido pela carbonização de carvão em um forno de coque ou similar, o composto de ferro carbono é caracterizado por sua alta reatividade com gás CO2 mostrado na fórmula (a) abaixo. O coque metalúrgico será daqui por diante referido como “coque convencional para distinguir do composto de ferro carbono. A reação da fórmula (a) é uma re2/16 ação através da qual o CO₂ gerado pela redução do minério mostrado na fórmula (b) abaixo é reciclado em gás CO tendo uma capacidade de redução.

CO2 + C 2CO -(a)

FeO + CO Fe + CO2 ---(b)

Consequentemente, quando a reação representada pela fórmula (a) ocorre rapidamente em uma região em que a concentração de gás CO2 é aumentada através da reação representada pela fórmula (b), o gás CO2 é reciclado em gás CO tendo uma capacidade de redução e a redução do minério é acelerada.

[005] A região com uma alta concentração de CO₂ no alto-forno está estreitamente relacionada com a distribuição de gás na direção do raio. O controle do fluxo de gás na direção do raio de um alto-forno é um item operacional crítico que afeta a permeabilidade e a performance de redução. Matérias-primas de ferro tais como minério sinterizado, minério graúdo, e pelotas têm menor tamanho de grão que o coque convencional produzido em um forno de coque do tipo de câmara e se tornam fundidas a alta temperatura; assim, a resistência à permeação é aumentada em uma região onde a quantidade de minério é grande em relação à quantidade do coque convencional na direção do raio, Isto é, onde a razão da quantidade minério/coque é alta, inibindo assim o fluxo do gás. Consequentemente, o fluxo de gás na direção do raio é controlado pela introdução de um desvio na razão de quantidade de minério/coque na direção do raio. Na região em que a razão da quantidade de minério/coque é alta, a razão da quantidade de minério/gás de redução é aumentada. Como resultado, a proporção de gás CO no forno que se transforma em CO2 pela reação representada pela fórmula (b) é aumentada e a concentração de gás CO2 é aumentada. Matérias-primas de ferro tais como minério sinterizado, minério graúdo, pelotas, e similares são referidos, daqui por diante, como “minério”.

3/16 [006] Na direção da altura da camada dentro da camada de minério formada cada vez que as matérias-primas são carregadas, parte do CO no gás de redução que ascende de baixo se transforma em CO₂ como resultado da redução do minério; consequentemente, a concentração de CO2 é maior na camada superior se a posição do raio for a mesma (por exemplo, referir-se à Literatura de Não-Patente 1). [007] Colocar-se seletivamente o composto de ferro carbono na região com uma alta concentração de CO2 acelerará a reação de gaseificação do composto de ferro carbono e melhorias no grau de redução e como resultado pode ser esperada uma diminuição na taxa de agente de redução.

Lista de Citação

Literatura de Patente [008] PTL 1 - Publicação de Pedido de Patente Japonesa não examinado n° 2006-28594 Literatura de Não Patente [009] NPL 1 Zairyo to Purosesu [Materials and Processes] 13, 2000, p. 893 Sumário da Invenção Problema Técnico [0010] Para produzir a alta reatividade do composto de ferro carbono, isto é, para converter rapidamente gás CO2 em gás CO, durante a operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, é considerado preferível distribuir o composto de ferro carbono de modo que a concentração do composto de ferro carbono seja alta na região com uma alta concentração de CO2.

[0011] A distribuição de gás na direção do raio do alto-forno é geralmente controlada ajustando-se a razão da quantidade de minério/coque na direção do raio. A região em que a razão de quantidade de minério/coque é alta corresponde à região com uma alta concentra4/16 ção de CO₂. No caso em que o composto de ferro carbono é usado sendo misturado na camada de minério e o composto de ferro carbono é uniformemente misturado em todas as partes da camada de minério, é difícil aumentar a razão do composto de ferro carbono na região em que a razão de quantidade minério/coque é alta.

[0012] Na direção da altura da camada dentro da camada de minério formada cada vez que as matérias-primas são carregadas, parte do CO no gás de redução que ascende de baixo se transforma em CO2 como resultado da redução do minério, e assim a concentração de CO2 é aumentada na camada superior. Entretanto, no caso em que o composto de ferro carbono é misturado uniformemente na camada de minério, a concentração do composto de ferro carbono não é particularmente alta na região com uma alta concentração de CO2.

[0013] Consequentemente, um objetivo da presente invenção é abordar tais problemas da técnica relativa e fornecer um método para operação de um alto-forno usando composto de ferro carbono, com o que, quando o composto de ferro carbono é misturado com minério e usado em um alto-forno, a função do composto de ferro carbono de reciclar o CO2 gerado pela redução do minério em gás CO tendo uma propriedade de redução pode ser produzida mais efetivamente. Solução para o Problema [0014] As características da presente invenção que abordam esses problemas são como segue:

(1) Um método para operação de um alto-forno usando-se composto de ferro carbono pela formação de uma camada de coque e de uma camada de minério no alto-forno, o método incluindo:

dividir o minério em uma pluralidade de lotes incluindo dois ou mais lotes e carregar o minério em um alto-forno para formar uma camada de minério;

misturar o composto de ferro carbono na camada de minério de pelo

5/16 menos um lote na camada de minério formada pela pluralidade de lotes; e nenhum composto de ferro carbono sendo misturado na camada de minério de pelo menos um outro lote.

(2) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (1), onde

O minério é carregado de modo que posições em que a pluralidade de lotes são carregados variem na direção do raio do forno e a razão da espessura da camada de minério definida por espessura da camada de minério/(espessura da camada de minério + espessura da camada de coque) seja variada na direção do raio do forno, e o composto de ferro carbono seja misturado em uma camada de minério de um lote que tenha uma razão de espessura da camada de minério relativamente grande.

(3) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (1), onde o minério é dividido em dois ou mais lotes na direção da altura da camada de minério e carregado, e nenhum composto de ferro carbono é misturado em pelo menos uma camada de minério de um lote localizado no fundo.

(4) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (1), onde o minério é dividido em dois lotes na direção da altura da camada de minério e carregado de modo a formar uma camada de minério posicionada na porção superior e uma camada de minério posicionada em uma porção inferior, e nenhum composto de ferro carbono é misturado na camada de minério posicionada na porção inferior.

(5) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (1), onde o minério é dividido em três lotes na direção da altura da camada de minério e carregado de modo a formar uma camada de minério posicionada em uma porção superi6/16 or, uma camada de minério posicionada em uma porção mediana, e uma camada de minério posicionada em uma porção inferior, e nenhum composto de ferro carbono é misturado na camada de minério posicionada na porção inferior.

(6) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme qualquer um dos itens (1) a (3), onde o composto de ferro carbono na camada de minério tem uma razão de mistura de 1% e massa ou mais em reação ao minério.

(7) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (6), onde a razão de mistura é 1% em massa ou mais e 9% em massa ou menos.

(8) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme qualquer um dos itens (1) a (3), onde o teor de ferro do composto de ferro carbono é 5% a 40% em massa.

(9) O método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono conforme o item (8), onde o teor de ferro do composto de ferro carbono é 10% a 40% em massa.

Efeitos Vantajosos da Invenção [0015] De acordo com a presente invenção, a concentração do composto de ferro carbono pode ser aumentada em um alto-forno em uma região em que a concentração de CO₂ é alta, a redução do minério pode ser acelerada através de uma reação de gaseificação do composto de ferro carbono, e assim a taxa de agente de redução pode ser diminuída.

Breve Descrição dos Desenhos [0016] A Fig. 1A é um gráfico mostrando a razão de espessura da camada de minério na direção do raio em um caso em que o lote de minério é dividido em dois na direção do raio e a FIG 1B é uma vista seccional vertical esquemática de um alto-forno na qual a razão de espessura da camada de minério é grande em uma porção mediana.

7/16

A Fig. 2A é um gráfico mostrando a razão de espessura de uma camada de minério na direção do raio no caso em que o lote de minério é dividido e, dois ma direção do raio e a Fig. 2B é uma vista seccional vertical esquemática de um alto-forno na qual a espessura da camada de minério é grande em uma porção periférica.

A Fig. 3A é um gráfico mostrando a razão da espessura da camada de minério na direção do raio no caso em que o lote de minério é dividido em dois na direção da altura da camada e a Fig. 3B é uma vista seccional vertical esquemática de um alto-forno.

A Fig. 4 é um gráfico mostrando a relação entre a razão do composto de ferro carbono usado e o grau de redução do minério sinterizado.

A Fig. 5 é um gráfico mostrando a relação entre o teor de ferro no composto de ferro carbono e a temperatura de início da reação.

A Fig. 6A é uma vista plana e a FIG. 6B é uma vista frontal mostrando esquematicamente a forma do composto de ferro carbono.

Descrição das Modalidades [0017] Em uma operação típica de alto-forno, o coque convencional e minério são carregados alternadamente pelo topo do forno de modo que as camadas de coque e as camadas de minério sejam empilhadas alternadamente dentro do forno. Um método conhecido para formar uma camada de minério pelo carregamento de minério no forno é carregar minério dividido em vários lotes. Isto é necessário em alguns casos devido à capacidade limitada do abafador de topo do forno e, em outros casos, empregado como meio para controlar a distribuição do tamanho de grão na direção do raio alcançada introduzindo-se desvios dos raios dos grãos entre lotes, por exemplo. Na presente invenção, na formação de uma camada de minério, a carga de minério é dividida em vários lotes e a quantidade de composto de ferro carbono misturada é variada entre os lotes de modo a controlar a razão de mistura do composto de ferro carbono na direção do raio e aumentar a

8/16 razão do composto de ferro carbono em uma posição particular. Como resultado, torna-se possível aumentar a razão do composto de ferro carbono na região em que a concentração de CO₂ é alta. Em outras palavras, um método de operação de um alto-forno que use composto de ferro carbono inclui a formação de uma camada de coque e de uma camada de minério, na qual a camada de minério é formada como uma pluralidade de lotes de camadas de minério divididas em dois ou mais lotes, o composto de ferro carbono é misturado em pelo menos um lote de uma camada de minério na pluralidade de lotes de camadas de minério, mas não em pelo menos um lote diferente de uma camada de minério.

[0018] A posição em que a razão do composto de ferro carbono deve ser aumentada é preferivelmente uma posição em que a razão de espessura da camada de minério (= espessura da camada de minério/(espessura da camada de minério + espessura da camada de coque)) é grande. Quando a razão do composto de ferro carbono na posição na direção do raio do alto-forno onde a razão da espessura da camada de minério é grande é aumentada, a razão do composto de ferro carbono na região onde a concentração de CO2 é alta pode ser aumentada e o efeito de misturar o composto de ferro carbono pode ser também aumentado. Consequentemente, em uma operação na qual a razão da espessura da camada de minério é variada na direção do raio do forno, o minério é carregado de forma que a posição na direção do raio do forno varie entre os lotes das camadas de minério e um composto de ferro carbono é misturado em um lote de uma camada de minério na posição da direção do raio do forno onde a razão de espessura da camada de minério é relativamente grande. Quando a pluralidade de lotes são dois lotes, o composto de ferro carbono é misturado no lote que tenha a maior razão de espessura da camada de minério. Quando a pluralidade de lotes são três ou mais lotes, o com9/16 posto de ferro carbono é misturado pelo menos no lote que tenha a mais alta razão de espessura da camada de minério e nenhum composto de ferro carbono é misturado no lote que tenha a menor razão de espessura da camada de minério.

[0019] A posição em que a razão do composto de ferro carbono deve ser aumentada é preferivelmente uma porção superior da camada de minério. Aumentar a razão do composto de ferro carbono na porção superior da camada de minério pode aumentar a razão do composto de ferro carbono na região que tenha uma alta concentração de CO₂ e o efeito de misturar o composto de ferro carbono pode também ser aumentado. Em tal caso, a operação é conduzida de modo que a camada de minério seja dividida em dois ou mais lotes na direção da altura da camada de minério e nenhum composto de ferro carbono é misturado pelo menos na camada de minério do lote localizado no fundo. O composto de ferro carbono é preferivelmente misturado pelo menos na camada de minério do lote localizado no topo.

[0020] Na descrição abaixo, a presente invenção é descrita usando-se exemplos específicos em relação às Figuras 1 a 3 cada uma mostrando a razão de espessura da camada de minério (= espessura da camada de minério/(espessura da camada de minério + espessura da camada de coque)) para a estrutura da camada na direção do raio. [0021] A Fig. 1 mostra o caso no qual a razão de espessura da camada de minério na porção mediana é grande. Após formar uma camada de coque 1 em um lote, uma camada de minério 2 e uma camada de minério 3 dividido em dois lotes são carregadas. O composto de ferro carbono é misturado no lote da camada de minério 2 que é o primeiro lote correspondente a uma porção de razão de alta espessura de modo que o composto de ferro carbono possa ser seletivamente misturado em uma porção na direção do raio onde a razão de espessura da espessura do minério é alta.

10/16 [0022] A Fig. 2 mostra o caso no qual a razão de espessura da camada de minério na porção periférica é grande. O composto de ferro carbono é misturado no lote de uma camada de minério 5 que é o segundo lote correspondente a uma porção de razão de alta espessura. Como resultado, o composto de ferro carbono pode ser misturado seletivamente em uma porca na direção do raio onde a razão de espessura da camada de minério é alta.

[0023] Na Fig. 3, o composto de ferro carbono é misturado em um lote de uma camada 7 correspondente à parte superior de toda a camada de minério e assim o composto de ferro carbono pode ser misturado seletivamente na porção da camada superior de minério.

[0024] Os casos descritos acima envolvem carga de dois lotes de minério de ferro. Alternativamente, a camada de minério pode ser dividida em três ou mais lotes e o composto de ferro carbono pode ser misturado em apenas um lote particular ou lotes (um ou mais lotes, mas o número de lotes é pelo menos 1 a menos que o número total de lotes) para misturar seletivamente o composto de ferro carbono em uma região particular.

[0025] A quantidade de composto de ferro carbono a ser misturado no minério é discutida aqui. Para 500 g de minério sinterizado que serve como minério, foram misturados coque convencional e composto de ferro carbono e a mistura foi reagida em uma atmosfera de CO:N₂ = 0,3:0,7 (razão de volume) a 900°C por 3 horas. Os resultados estão mostrados na Fig. 4. A quantidade de coque convencional misturada foi de 6% em massa. De acordo com a Fig. 4, quando a quantidade de composto de ferro carbono misturada com o minério é 1,0% em massa ou mais, o efeito de aumentar o grau de redução do minério sinterizado é apresentado, mas o efeito é saturado a cerca de 9% em massa. Consequentemente, a quantidade de composto de ferro carbono misturada no minério é preferivelmente 1,0% em massa ou mais e 9,0%

11/16 em massa ou menos.

[0026] Em relação às propriedades do composto de ferro carbono, a reatividade com o gás CO₂ não é alta se o teor de ferro no composto de ferro carbono for pequeno, mas a resistência do composto de ferro carbono é degradada se o teor de composto de ferro carbono for excessivamente grande, tornando o composto de ferro carbono inadequado para carga no alto-forno. A Fig. 5 mostra a relação entre o teor de ferro no composto de ferro carbono e a temperatura de início da reação do composto de ferro carbono com o gás misto CO₂-CO. De acordo com a Fig. 5, juntamente com o aumento no teor de ferro no composto de ferro carbono, a reatividade é melhorada e a temperatura de início da reação é diminuída. Um grande efeito é apresentado a um teor de ferro de 5% em massa e mais e o efeito é saturado a 40% em massa ou mais. Assim, o teor de ferro no composto de ferro carbono é preferivelmente 5% a 40% em massa e mais preferivelmente 10% ao 40% em massa.

EXEMPLOS [0027] Um teste de operação de alto-forno foi conduzido aplicando-se o método da presente invenção. O composto de ferro carbono usado foi produzido briquetando-se uma mistura de carvão e minério de ferro com uma máquina de briquetagem, carregando-se os briquetes em um forno de cuba vertical, e executando-se a carbonização. A forma do composto de ferro carbono está ilustrada na Fig. 6. O diagrama superior da Fig. 6 é uma vista plana e o diagrama inferior da Fig. 6 é uma vista frontal. As dimensões mostradas na Fig. 6 são A = 30 mm, B = 25 mm, C = 18 mm. O teor de ferro no composto de ferro carbono foi 30% em massa. Minério sinterizado foi usado como minério.

[0028] O carregamento de matérias primas no alto-forno foi conduzido como a seguir: Inicialmente uma camada de coque constituída

12/16 apenas de coque convencional foi formada e então o minério foi carregado em dois lotes como ilustrado a Fig. 1. A quantidade média de composto de ferro carbono misturada foi de t00 kg/t. Conduzindo-se a operação, a mesma porcentagem de composto de ferro carbono foi misturada em cada um dos dois lotes de minério em um caso e, em outro caso, o composto de ferro carbono foi misturado em um dos dois lotes de minério apenas (amada de minério 2). Com o propósito de comparação, a operação foi também conduzida sem misturar o composto de ferro carbono.

[0029] Os resultados estão mostrados na Tabela 1.

Tabela 1

	Caso a	Caso b	Caso c
Taxa de composto de ferro carbono (incluindo Fe)	kg/t	0	100	100
Taxa de composto de ferro carbono (excluindo Fe)	kg/t	0	70	70
Taxa de coque convencional	kg/t	352	249	246
Taxa de carvão pulverizado	kg/t	126	126	126
Taxa de agente de redução	kg/t	478	445	442
Razão de utilização de gás	%	50,3	54	54,5
Referência	Exemplo Comparativo	Exemplo Comparativo	Exemplo

[0030] O Caso a é um exemplo comparativo onde o composto de ferro carbono não foi misturado em qualquer uma das camadas de mi13/16 nério 2 e 3 no controle de distribuição mostrado a Fig. 1. O Caso b é também um exemplo comparativo onde o composto de ferro carbono foi misturado em ambas as camadas de minério 2 e 3 no controle de distribuição mostrado na Fig. 1. O Caso c é um exemplo da presente invenção onde o composto de ferro carbono foi misturado apenas na camada de minério 2 no controle de distribuição mostrado na Fig. 1. Comparado ao Caso a, a taxa de agente de redução é baixa no Caso b e no Caso c onde o composto de ferro carbono foi usado. A taxa de utilização de gás foi maior e a taxa de agente de redução foi menor no Caso c onde o composto de ferro carbono foi misturado apenas na camada de minério 2 que o Caso b. Isto é presumivelmente porque misturar seletivamente o composto de ferro carbono em uma porção com uma alta razão de espessura da camada de minério promoveu a gaseificação do composto de ferro carbono e permitiu que a redução do minério progredisse.

[0031] A seguir, o minério foi dividido em dois lotes e carregado conforme ilustrado na Fig. 2. Conforme descrito acima, a quantidade média do composto de ferro carbono misturada foi de 100 kg/t. Ao conduzir-se a operação, a mesma porcentagem de composto de ferro carbono foi misturada em cada um dos dois lotes em um caso e, em outro caso, o composto de ferro carbono foi misturado em apenas um dos dois lotes de minério. A operação foi também conduzida sem misturar o composto de ferro carbono.

[0032] Os resultados estão mostrados na Tabela 2.

Tabela 2

	Caso d	Caso e	Caso f
Taxa de composto de ferro carbono (incluindo Fe)	kg/t	0	100	100
Taxa de composto de ferro carbono (excluindo Fe)	kg/t	0	70	70

14/16

Taxa de coque convencional	kg/t	354	251	248
Taxa de carvão pulverizado	kg/t	126	126	126
Taxa de agente de redução	kg/t	480	447	444
Razão de utilização de gás	%	50	53,7	54,2
Referência	Exemplo Comparativo	Exemplo Comparativo	Exemplo
[0033] O Caso d é um exemplo comparai	tivo onde o composto de

ferro carbono não foi misturado em qualquer uma das camadas de minério 4 e 5 no controle de distribuição mostrado na Fig. 2. O Caso e é também um exemplo comparativo no qual o composto de ferro carbono foi misturado em ambas as camadas de minério 4 e 5 no controle de distribuição mostrado na Fig. 2. O Caso f é um exemplo da presente invenção onde o composto de ferro carbono foi misturado apenas na camada de minério 5 no controle de distribuição mostrado na Fig. 2. Comparado ao Caso d, a taxa de agente de redução é baixa no Caso e e no Caso f onde o composto de ferro carbono foi usado. A taxa de utilização de gás foi mais alta e a taxa de agente de redução foi menor no Caso f onde o composto de ferro carbono foi misturado apenas na camada de minério 5 do que no Caso e. Isto é presumivelmente porque misturar seletivamente o composto de ferro carbono em uma porção com uma alta razão de espessura de camada de minério promoveu a gaseificação do composto de ferro carbono e permitiu que a redução do minério progredisse.

[0034] A seguir, o minério foi dividido em dois lotes e carregado conforme ilustrado na Fig. 3. Como no caso descrito acima, a quantidade média de composto de ferro carbono misturada foi de 100 kg/t.

15/16

Ao conduzir-se a operação, a mesma porcentagem de composto de ferro carbono foi misturada em cada um dos dois lotes de minério em um caso e, em outro caso, o composto de ferro carbono foi misturado em apenas um dos dois lotes de minério. A operação foi também conduzida sem misturar o composto de ferro carbono.

[0035] Os resultados estão mostrados na Tabela 3.

Tabela 3

	Caso g	Caso h	Caso i
Taxa de composto de ferro carbono (incluindo Fe)	kg/t	0	100	100
Taxa de composto de ferro carbono (excluindo Fe)	kg/t	0	70	70
Taxa de coque convencional	kg/t	351	248	245
Taxa de carvão pulverizado	kg/t	126	126	126
Taxa de agente de redução	kg/t	477	444	441
Razão de utilização de gás	%	50,4	54,1	54,6
Referência	Exemplo Comparativo	Exemplo Comparativo	Exemplo

[0036] O Caso g é um exemplo comparativo onde o composto de ferro carbono não foi misturado em qualquer uma das camadas de minério 6 e 7 no controle de distribuição mostrado na Fig. 3. O Caso h é também um exemplo comparativo onde o composto de ferro carbono foi misturado em ambas as camadas de minério 6 e 7 no controle de distribuição mostrado na Fig. 3. O Caso i é um exemplo da presente

16/16 invenção onde o composto de ferro carbono é misturado apenas na camada de minério 7 no controle de distribuição mostrado na Fig. 3. Comparado ao Case g, a taxa de agente de redução é baixa no Caso h e no Caso I onde o composto de carbono foi usado. A taxa de utilização de gás foi maior e a taxa de agente de redução foi menor no Caso I onde o composto de ferro carbono foi misturado apenas na camada de minério 7 do que no caso h. Isto é presumivelmente porque misturar seletivamente o composto de ferro carbono em uma camada superior da camada de minério promoveu a gaseificação do composto de ferro carbono e permitiu que a redução do minério progredisse.

Lista de Sinais de Referência

- camada de coque constituída de coque convencional

- camada de minério (primeiro lote)

- camada de minério (segundo lote)

- camada de minério (primeiro lote)

- camada de minério (segundo lote)

- camada de minério (primeiro lote)

- camada de minério (segundo lote))

1/3

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operação de um alto-forno usando um composto de ferro carbono pela formação de uma camada de coque e de uma camada de minério no alto-forno, caracterizado pelo fato de que compreende:

dividir o minério em uma pluralidade de lotes incluindo dois ou mais lotes e carregar o minério em um alto-forno para formar uma camada de minério, misturar o composto de ferro carbono na camada de minério de pelo menos um lote na camada de minério formada pela pluralidade de lotes, e nenhum composto de ferro carbono sendo misturado na camada de minério de pelo menos um outro lote; e sendo que o minério é dividido em dois ou mais lotes na direção da altura da camada de minério e carregado, e nenhum composto de ferro carbono é misturado em pelo menos uma camada de minério de um lote localizado no fundo.
2. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o minério é carregado de modo que posições em que os vários lotes são carregados variem na direção do raio do forno e a razão de espessura da camada de minério definida por espessura da camada de minério/[espessura da camada de minério + espessura da camada de coque] seja variada na direção do raio do forno, e o composto de ferro carbono é misturado em uma camada de minério de um lote que tenha uma razão de espessura de camada de minério relativamente grande.
3. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 1,

Petição 870180071509, de 15/08/2018, pág. 5/11

2/3 caracterizado pelo fato de que:

o minério é dividido em dois lotes na direção da altura da camada de minério e carregado de modo a formar uma camada de minério posicionada em uma porção superior e uma camada de minério posicionada na porção inferior, e nenhum composto de ferro carbono é misturado na camada de minério posicionada na porção inferior.
4. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o minério é dividido em três lotes na direção da altura da camada de minério e carregado de modo a formar uma camada de minério posicionada em uma porção superior, uma camada de minério posicionada em uma porção mediana, e uma camada de minério posicionada em uma porção inferior, e nenhum composto de ferro carbono é misturado na camada de minério posicionada na porção inferior.
5. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o composto de ferro carbono na camada de minério tem uma razão de mistura de 1% em massa ou mais em relação ao minério.
6. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a razão de mistura é 1% em massa ou mais e 9% em massa ou menos.
7. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o teor do composto de ferro carbono é 5% a 40% em massa.

Petição 870180071509, de 15/08/2018, pág. 6/11

3/3
8. Método para operação de um alto-forno usando o composto de ferro carbono, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o teor do composto de ferro carbono é 10% a 40% em massa.

Petição 870180071509, de 15/08/2018, pág. 7/11

Espessura da camada de minério/ (espessura da camada de minério + espessura da camada de coque)

Altura (m)

I I I I I cn go ro —o

Raio (m)