BR112016001146B1

BR112016001146B1 - Método de tratamento de gás de escape e instalação de tratamento de gás de escape

Info

Publication number: BR112016001146B1
Application number: BR112016001146-5A
Authority: BR
Inventors: Kazuki Yoshida; Toshiya Harada; Takashi Arai
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2020-03-03
Also published as: JPWO2015012354A1; EP3026126B8; EP3026126A1; CN105392905B; TR201909388T4; EP3026126A4; JP6070844B2; WO2015012354A1; KR101728286B1; US20160160303A1; CN105392905A; KR20160021877A; CA2918932C; EP3026126B1; US10612104B2; CA2918932A1

Abstract

um método de tratamento de gás de escape inclui: queimar um componente combustível em gás de escape fazendo com que o gás de escape, que é produzido em um forno elétrico, flua para um forno de retenção de escória, e fornecendo gás que contém oxigênio para o forno de retenção de escória; fazer com que o gás de escape queimado flua do forno de retenção de escória para um dispositivo de sucção através de um cano de gás de escape; ajustar uma pressão interna do forno elétrico introduzindo-se ar externo no cano de gás de escape através de uma porção de abertura fornecida no meio do cano de gás de escape; e mudar uma área da porção de abertura dependendo de uma variação na pressão interna do forno elétrico com o uso de uma unidade de mudança de área de abertura fornecida na porção de abertura.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE E INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE.

CAMPO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um método de tratamento de gás de escape e uma instalação de tratamento de gás de escape.

[002] É reivindicada prioridade sobre o pedido de patente no JP

2013-153536, depositado em 24 de julho de 2013, cujo conteúdo é incorporado ao presente documento a título de referência.

TÉCNICA RELACIONADA [003] A escória (escória de siderurgia), que é produzida com o uso de um conversor ou similar através de refinamento de dessulfurização, de desfosforação, ou de descarboração em uma etapa de siderurgia, contém uma grande quantidade de CaO. Portanto, a expansibilidade da escória de siderurgia é alta e a estabilidade de volume da escória de siderurgia é baixa. Desse modo, na técnica relacionada, a reutilização da escória de siderurgia como uma matéria-prima de cimento, um agregado ou similar tem sido limitada. Entretanto, recentemente, a fim de promover a reciclagem de recursos, materiais valiosos tais como Fe ou P precisam ser separados e coletados da escória de siderurgia e essa escória de siderurgia é reformada em escória de alta qualidade a ser reutilizada. Para essa finalidade, na técnica relacionada, vários métodos de tratamento de escória são propostos.

[004] Por exemplo, o Documento de Patente 1 revela um método de tratamento de escória que inclui: uma primeira etapa de obtenção de escória modificada adicionando-se escória de ferro e aço a ferro e aço fundidos em um forno de fundição, adicionando-se calor e um material redutor para modificar a escória de ferro e aço e fazendo-se com que Fe, Mn e P na escória de ferro e aço se desloquem para o ferro e o faço fundidos; e as segunda e terceira etapas para oxidar sequenciPetição 870190099489, de 04/10/2019, pág. 4/66

2/54 almente Mn e P no ferro e aço fundidos para deslocar para a escória modificada e extrair sequencialmente escória com alto teor de Mn e escória com alto teor de P.

[005] O Documento de Patente 2 revela um método que inclui:

carregar a escória de ferro e aço que contém mais do que 5 % em peso mais de óxido de ferro em um banho de aço que contém menos que 1,5% em peso de carbono; obter o banho de aço que contém mais do que 2% em peso de carbono introduzindo-se um carbono ou um portador de carbono no banho de aço para carburizar o banho de aço; e reduzir os óxidos na escória de ferro e aço. Neste método, quando a escória de ferro e aço é carregada no do banho de aço, a escória de ferro e aço reage vigorosamente com o banho de aço. Como resultado, a formação de espuma da escória de ferro e aço (formação de espuma de escória) pode ocorrer ou a escória de ferro e aço pode transbordar do forno. A fim de suprimir a formação de espuma e o transbordamento de escória, o teor de carbono do banho de aço é diminuído antes de carregar a escória de ferro e aço no banho de aço. Como resultado, quando a escória de ferro e aço é carregada no banho de aço, a taxa de reação entre a escória de ferro e aço e o banho de aço diminui. Conforme descrito acima, em um estado onde a taxa de reação entre a escória de ferro e aço e o banho de aço diminui, o teor de carbono do banho de aço aumenta e, então, a escória de ferro e aço é reduzida.

[006] Além disso, o Documento de Não Patente 1 revela os resultados de um teste de redução de escória em que o pó de escória de siderurgia, o pó de carbono e o pó de material de reforma de escória são carregados em um forno elétrico. Adicionalmente, o Documento de Patente 3 revela um método de coletar metais valiosos da escória fundida, sendo que o método inclui: reduzir a escória fundida, que é produzida através de refinamento de metal não ferroso, em um material

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3/54 de redução carbonáceo em um forno elétrico de corrente contínua aberta; e separar a escória fundida em uma camada de metal e uma camada de escória.

[007] Além disso, em um método de reforma revelado no Documento de Patente 4, a fim de fundir e modificar uma escória de siderurgia de baixa fluidez que tem uma baixa temperatura, uma superfície da escória de siderurgia é agitada mecanicamente antes (ou após) de adicionar ou aspergir termicamente um material de reforma para a escória de siderurgia de baixa fluidez que é acomodada em um recipiente. Uma camada misturada da escória de siderurgia e do material de reforma é aquecida com o uso de um queimador de aquecimento para obter uma escória fundida e essa escória fundida é descarregada do recipiente para ser solidificada.

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE [008] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação n° JP S52-033897 [009] Documento de Patente 2 Tradução Publicada n° JP 2003520899 da Publicação Internacional PCT [0010] Documento de Patente 3 Patente n° AU-B-20553/95 [0011] Documento de Patente 4: Pedido de Patente Não Examinado, Primeira Publicação n° JP 2005-146357

DOCUMENTO de Não Patente [0012] Documento de Não Patente 1 Scandinavian Journal of Metallurgy 2003; 32: p. 7 a 14

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO [0013] Entretanto, no método de tratamento de escória descrito no

Documento de Patente 1, uma vez que o tratamento de redução é desempenhado com o uso de um conversor, o ferro e aço fundidos e a

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4/54 escória de ferro e aço são fortemente agitados. Portanto, quando a concentração de carbono no ferro e aço fundidos é alta durante o carregamento da escória de ferro e aço no banho de aço, a escória de ferro e aço é posta em contato com o ferro e aço fundidos. Como resultado, uma reação entre a escória de ferro e aço e o banho de aço é promovida e a formação de espuma de escória ocorre. A fim de evitar a ocorrência de formação de espuma de escória, a escória de ferro e aço é carregada no ferro e aço fundidos que têm uma concentração baixa de carbono. Em seguida, a fim de promover a reação de redução, o carbono é carregado no banho de aço para aumentar a concentração de carbono no ferro e aço fundidos. Portanto, é necessário repetir o processamento por batelada. Isto é, a fim de obter escória que tem uma composição de componente necessária, é necessário repetir o processamento por batelada (tratamento de redução de escória e tratamento de oxidação e extração de Mn e P) uma pluralidade de vezes. Portanto, a eficiência e a produtividade de trabalho diminuem.

[0014] Da mesma forma, no método de redução de escória descrito no Documento de Patente 2, o tratamento de redução é desempenhado com o uso de um conversor. Portanto, a fim de aumentar ou diminuir a concentração de carbono em ferro fundido e para reduzir a escória de ferro e aço, é necessário repetir o processamento por batelada tal como aquecimento por descarburação e redução de carburação. Portanto, a eficiência e a produtividade de trabalho diminuem.

[0015] Por outro lado, no teste de redução descrito no Documento de Não Patente 1, um produto moído de escória de siderurgia fria solidificada é um alvo de tratamento. No método descrito no Documento de Patente 3, a escória fria solidificada é um alvo de tratamento. A fim de reduzir a escória fria, uma etapa de aquecer e fundir a escória fria é necessária. Portanto, a taxa de consumo de energia aumenta devido à adição da etapa.

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5/54 [0016] Conforme descrito acima, no método da técnica relacionada em que a escória de siderurgia quente é reciclada através de processamento por batelada (Documentos de Patente 1 e 2), há um problema em que a eficiência e a produtividade de trabalho do tratamento de escória são baixas. Por outro lado, no método da técnica relacionada em que a escória de siderurgia fria é aquecida e fundida para ser reciclada (Documento de Não Patente 1 e Documento de Patente 3), há um problema em que a taxa de consumo de energia necessária para o tratamento de escória aumenta.

[0017] Portanto, os presentes inventores estudaram minuciosamente um método capaz de: tratar uma escória de siderurgia fundida (doravante denominada escória fundida), que é produzida em uma etapa de siderurgia, sem solidificação a fim de reduzir a taxa de consumo de energia; e reduzir continuamente a escória fundida a fim de aprimorar a eficiência e a produtividade de trabalho.

[0018] Quando a escória fundida é carregada no ferro fundido em um forno elétrico, a taxa de consumo de energia pode ser limitada conforme comparado a um caso em que uma escória fria é aquecida e fundida. Entretanto, quando a escória fundida é carregada no ferro fundido em um forno elétrico, um fenômeno ocorre em que a escória fundida reage rapidamente com o ferro fundido e ferve (formação de espuma de escória). Quando a formação de espuma de escória ocorre, um fenômeno pode ocorrer em que a escória fundida transborda do forno elétrico (transbordamento). Consequentemente, a fim de impedir o transbordamento, é necessário limitar a ocorrência de formação de espuma de escória que causa transbordamento.

[0019] Em um forno de redução (por exemplo, um conversor), uma reação de redução é promovida devido a uma reação entre uma escória fundida e um ferro fundido e C no ferro fundido reduz FeO na escória fundida. Portanto, a fim de aprimorar a potência de redução, é ne

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6/54 cessário repetir a descarburação e a carburação. Portanto, a eficiência de trabalho diminui. Por outro lado, em uma reação de redução em um forno elétrico, uma reação entre ferro (FeO) e carbono (C) na escória fundida é mais predominante do que uma reação entre a escória fundida e o ferro fundido. Consequentemente, foi descoberto que, em um caso em que um forno elétrico é usado, mesmo quando a concentração de C no ferro fundido é baixa a cerca de 1,5 % de massa, a escória fundida pode ser reduzida sem carburação e a eficiência de trabalho pode ser aprimorada. Portanto, é considerado que o uso de um forno elétrico ao invés de um forno de redução seja uma das medidas para limitar a ocorrência de formação de espuma de escória durante o carregamento da escória fundida.

[0020] Entretanto, pode haver um caso em que a concentração de

C no ferro fundido é alta em um forno elétrico. Portanto, os presentes inventores desempenharam uma investigação minuciosa e repetiram um experimento referente a um método, mesmo no caso acima, capaz de limitar a ocorrência de formação de espuma de escória durante o carregamento da escória fundida; e reduzir apropriadamente a escória fundida com eficiência de trabalho alta sem descarburação e carburação.

[0021] Como resultado, foi descoberto que, a partir do ponto de vista da limitação da ocorrência de formação de espuma de escória durante o carregamento de escória fundida para impedir a ocorrência de transbordamento, é preferencial que os seguintes métodos descritos em (a) e (b) sejam adotados.

[0022] A escória fundida fluida que tem uma temperatura alta é retida temporariamente em um forno de retenção de escória, que é disposto adjacente a um forno elétrico, sem carregar diretamente a escória fundida para o forno elétrico. A escória fundida é despejada lentamente do forno de retenção de escória para o forno elétrico en

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7/54 quanto ajusta a taxa de despejo da escória fundida de modo a impedir o transbordamento descrito acima.

[0023] Uma camada de escória fundida (preferencialmente, camada de escória redutora inerte) como uma zona de tampão é formada em uma camada de ferro fundido no forno elétrico antecipadamente e a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória para a camada de escória fundida.

[0024] Dessa forma, com o uso do forno de retenção de escória, a escória fundida é despejada na camada de escória fundida no forno elétrico enquanto a taxa de despejo da escória fundida é ajustada. Como resultado, a ocorrência de formação de espuma de escória rápida pode ser limitada durante o despejo de escória fundida e a escória fundida pode ser continuamente reduzida no forno elétrico sem desempenhar descarburação e carburação.

[0025] Entretanto, no forno elétrico descrito acima, o gás de escape que contém CO e similares e a poeira são produzidos durante o tratamento de redução de escória fundida. A fim de impedir vazamento do gás de escape ou da poeira, é necessário manter uma pressão interna negativa do forno elétrico. Entretanto, a taxa de emissão de gás de escape no forno elétrico varia dependendo, por exemplo, da taxa de despejo da escória fundida ou do progresso de um tratamento de redução de escória. Portanto, em um caso em que a taxa de escape do gás de escape é constante, quando a taxa de emissão de gás de escape aumenta, a pressão interna do forno elétrico aumenta e uma pressão interna negativa pode não ser mantida. Além disso, quando a taxa de emissão de gás de escape diminui, a pressão interna do forno elétrico diminui significativamente e uma quantidade em excesso de poeira pode ser sugada para dentro de um trajeto de escape. Por outro lado, por exemplo, uma configuração de ajuste da taxa de escape de gás de escape com o uso de uma válvula de borboleta ou similares

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8/54 para ajustar a pressão interna do forno elétrico pode ser considerada. Entretanto, não é necessariamente fácil controlar precisamente a abertura da válvula de borboleta de acordo com a taxa de emissão de gás de escape.

[0026] A presente invenção foi feita em consideração aos problemas descritos acima e um objetivo da mesma é fornecer um método de tratamento de gás de escape e uma instalação de tratamento de gás de escape capazes de facilmente ajustar a pressão interna de um forno elétrico de acordo com uma variação na taxa de emissão de gás de escape no forno elétrico em que a escória fundida é reduzida. MEIOS PARA SOLUCIONAR O PROBLEMA [0027] A presente invenção adota os seguintes meios para solucionar os problemas descritos acima e para alcançar o objetivo descrito acima.

[0028] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um método de tratamento de gás de escape em um processo de tratamento de escória em que a escória fundida produzida em uma etapa de siderurgia é carregada em um forno de retenção de escória, sendo que a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória em um forno elétrico que acomoda uma camada de ferro fundido e uma camada de escória fundida formada na camada de ferro fundido, sendo que a escória fundida é continuamente reduzida no forno elétrico e materiais valiosos na escória fundida são coletados na camada de ferro fundido, sendo que o método inclui: queimar um componente combustível em gás de escape fazendo com que o gás de escape, que é produzido no forno elétrico, flua para dentro do forno de retenção de escória, e fornecendo gás que contém oxigênio ao forno de retenção de escória; fazer com que o gás de escape queimado flua do forno de retenção de escória para um dispositivo de sucção através de um cano de gás de escape; ajustar uma pressão interna do forno

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9/54 elétrico introduzindo-se o ar externo no cano de gás de escape através de uma porção de abertura fornecida no meio do cano de gás de escape; e mudar uma área da porção de abertura dependendo de uma variação na pressão interna do forno elétrico com o uso de uma unidade de mudança de área de abertura fornecida na porção de abertura. [0029] O método de tratamento de gás de escape de acordo com (1) pode incluir adicionalmente: resfriar o gás de escape no cano de gás de escape introduzindo-se ar externo no cano de gás de escape através de uma porta de introdução de ar externo fornecida entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.

[0030] O método de tratamento de gás de escape de acordo com (2) pode incluir adicionalmente: mudar uma taxa de fluxo do ar externo, que é introduzido através da porta de introdução de ar externo, dependendo de uma variação na temperatura do gás de escape no cano de gás de escape entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.

[0031] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecida uma instalação de tratamento de gás de escape para um processo de tratamento de escória em que a escória fundida produzida em uma etapa de siderurgia é carregada em um forno de retenção de escória, sendo que a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória para um forno elétrico, que acomoda uma camada de ferro fundido e uma camada de escória fundida formada na camada de ferro fundido, a escória fundida é reduzida continuamente no forno elétrico e materiais valiosos na escória fundida são coletados na camada de ferro fundido, sendo que a instalação inclui: uma unidade de fornecimento de oxigênio que fornece um gás que contém oxigênio ao forno de retenção de escória; um cano de gás de escape que é conectado ao forno de retenção de escória; um dispositivo de sucção que suga o gás de escape no forno de retenção de escória através do cano de gás de

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10/54 escape; uma porção de abertura que é fornecida no meio do cano de gás de escape; uma unidade de detecção de pressão que detecta uma pressão interna do forno elétrico; e uma unidade de mudança de área de abertura que muda uma área da porção de abertura dependendo de uma variação na pressão interna do forno elétrico, em que a pressão interna do forno elétrico é ajustada fazendo com que o gás de escape, que é produzido no forno elétrico, flua para dentro do forno de retenção de escória, queimando um componente combustível no gás de escape com o uso do gás que contém oxigênio no forno de retenção de escória, exaurindo o gás de escape queimado através do cano de gás de escape e introduzindo um ar externo no cano de gás de escape através da porção de abertura.

[0032] Na instalação de tratamento de gás de escape de acordo com (4), a unidade de mudança de área de abertura pode incluir uma luva que é fornecida ao redor do cano de gás de escape e desliza ao longo de uma direção axial do cano de gás de escape de modo a cobrir pelo menos uma porção da porção de abertura.

[0033] A instalação de tratamento de gás de escape de acordo com (4) ou (5) pode incluir adicionalmente: uma porta de introdução de ar externo que é fornecida no cano de gás de escape entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.

[0034] A instalação de tratamento de gás de escape de acordo com (6) pode incluir adicionalmente: uma unidade de detecção de temperatura que detecta uma temperatura do gás de escape no cano de gás de escape entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção; e uma unidade de controle de taxa de fluxo de ar externo que controla uma taxa de fluxo de ar externo, que é introduzido através da porta de introdução de ar externo, dependendo da temperatura detectada.

EFEITOS DA INVENÇÃO

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11/54 [0035] De acordo com os aspectos, a pressão interna do forno elétrico pode ser facilmente ajustada de acordo com uma variação na taxa de emissão de gás de escape no forno elétrico em que a escória fundida é reduzida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0036] A Figura 1 é um fluxograma que mostra um processo de tratamento de escória de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

[0037] A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração geral de uma instalação de tratamento de escória de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0038] A Figura 3 é uma vista em corte transversal vertical que mostra um forno de retenção de escória (postura de retenção) de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0039] A Figura 4 é uma vista em corte transversal vertical que mostra o forno de retenção de escória (postura de despejo) de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0040] A Figura 5 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração de uma instalação de tratamento de gás de escape de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0041] A Figura 6 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração de uma instalação de tratamento de gás de escape de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.

[0042] A Figura 7 é um fluxograma que mostra um exemplo de um método de controle de um controlador de indicação de pressão de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

[0043] A Figura 8 é um fluxograma que mostra um exemplo de um método de controle de um controlador de indicação de temperatura de acordo com a segunda modalidade da presente invenção.

[0044] A Figura 9A é um gráfico que mostra uma relação entre

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12/54 uma taxa de emissão de gás de escape (taxa de emissão de gás de escape g1 em um forno elétrico 1) e um tempo decorrido em uma etapa de despejo de escória de acordo com um exemplo da presente invenção.

[0045] A Figura 9B é um gráfico que mostra uma relação entre uma largura de fenda (largura de uma fenda 58) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0046] A Figura 9C é um gráfico que mostra uma relação entre uma pressão interna do forno elétrico 1 e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0047] A Figura 10A é um gráfico que mostra uma relação entre uma temperatura de gás de escape (temperatura do gás de escape g3) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0048] A Figura 10B é um gráfico que mostra uma relação entre uma abertura de válvula de borboleta (abertura de uma válvula de borboleta 65) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0049] A Figura 11A é um gráfico que mostra uma relação entre a taxa de emissão de gás de escape (taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1) e o tempo decorrido em uma etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0050] A Figura 11B é um gráfico que mostra uma relação entre a largura de fenda (largura da fenda 58) e o tempo decorrido na etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção.

[0051] A Figura 11C é um gráfico que mostra uma relação entre a pressão interna do forno elétrico 1 e o tempo decorrido na etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção.

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MODALIDADES DA INVENÇÃO [0052] Doravante, os detalhes de uma modalidade preferencial da presente invenção serão descritos com referência aos desenhos em anexo. Neste relatório descritivo e nos desenhos, os componentes que têm praticamente a mesma função são representados pelas mesmas referências numéricas e uma descrição dos mesmos não será repetida. Primeira Modalidade

Sumário do Processo de Tratamento de Escória [0053] Primeiro, o sumário de um processo de tratamento de escória de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção será descrito com referência à Figura 1. A Figura 1 é um fluxograma que mostra o processo de tratamento de escória de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0054] Conforme mostrado na Figura 1, o ferro fundido é produzido com o uso de um alto-forno em uma etapa de fabricação de ferro (S1) e o aço fundido é refinado com o uso de um conversor ou similares em uma etapa de siderurgia (S2). Essa etapa de siderurgia (S2) inclui uma etapa de dessulfurização (S3), uma etapa de desfosforação (S4) e uma etapa de descarburação (S5) de remoção de enxofre, fósforo, carbono e similares do ferro fundido. Além disso, a etapa de siderurgia (S2) inclui: uma etapa de refinamento secundário (S6) de remoção de gás tal como hidrogênio ou enxofre e similares que permanecem no aço fundido para ajustar os componentes; e uma etapa de fundição (S7) de fundição de aço fundido em um fundidor contínuo.

[0055] Na etapa de siderurgia (S2), o ferro fundido é refinado em um conversor com o uso de um fluxo que contém óxido de cálcio como um componente principal. Neste momento, óxidos são produzidos oxidando-se C, Si, P, Mn e similares em ferro fundido com oxigênio que é soprado para dentro do conversor. Uma escória é produzida aglutinando-se esses óxidos a óxido de cálcio. Além disso, na etapa de

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14/54 dessulfurização (S3), na etapa de desfosforação (S4) e na etapa de descarboração (S5), vários tipos de escórias (escória de dessulfurização, escória de desfosforação e escória de descarboração) são produzidas.

[0056] Doravante, as escórias produzidas na etapa de siderurgia (S2) serão chamadas coletivamente de escória de siderurgia. A escória de siderurgia inclui escória de dessulfurização, escória de desfosforação e escória de descarboração. Além disso, doravante, a escória de siderurgia que está em um estado fundido e tem uma temperatura alta será denominada escória fundida. Da mesma forma, a escória de dessulfurização, a escória de descarboração e a escória de desfosforação que estão em um estado fundido serão denominadas escória de dessulfurização fundida, escória de desfosforação fundida e escória de descarboração fundida, respectivamente.

[0057] Na etapa de tratamento de escória (S10), a escória fundida produzida na etapa de siderurgia (S2) é transportada do conversor para um forno elétrico e é continuamente reduzida, fundida e reformada no forno elétrico. Como resultado, os materiais valiosos (elementos valiosos tais como Fe e P) na escória fundida são coletados em uma camada de ferro fundido como uma camada posicionada abaixo de uma camada de escória fundida. Neste momento, no forno elétrico, por exemplo, um tratamento de redução de óxidos tais como Fe e P na escória fundida, um tratamento de separação de pó de ferro (ferro) da escória fundida, ou um tratamento de ajuste da basicidade da escória fundida é desempenhado.

[0058] Como resultado, o ferro fundido com alto teor de fósforo que contém fósforo e similares é separado e coletado da escória fundida. Além disso, a escória fundida, como a escória de siderurgia, é reduzida e reformada, e a escória redutora de alta qualidade que corresponde à escória de alto-forno é coletada. Essa escória redutora tem

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15/54 expansibilidade inferior em relação à escória de siderurgia e, desse modo, pode ser efetivamente reciclada, por exemplo, para uma matéria-prima de cimento, um agregado fino ou um produto de cerâmica. [0059] Adicionalmente, o tratamento de desfosforação (S11) é desempenhado no ferro fundido com alto teor de fósforo que é coletado da escória fundida de tal modo que P no ferro fundido com alto teor de fósforo seja oxidado e se mova para dentro da escória fundida. Como resultado, o ferro fundido com alto teor de fósforo é separado em escória e ferro fundido com alto teor de fosfato. A escória com alto teor de fosfato pode ser reciclada, por exemplo, como um fertilizante de fosfato ou uma matéria-prima de fosfato. Além disso, o ferro fundido é reciclado na etapa de siderurgia (S2) e é carregado no conversor ou similares.

[0060] Quando o ferro fundido, que é obtido desempenhando-se um tratamento de dessiliciação em ferro fundido obtido de um altoforno, é usado como ferro fundido acomodado no forno elétrico, ferro fundido com baixo teor de silício é obtido desempenhando-se o tratamento de desfosforação (S11) no ferro fundido com alto teor de fósforo e pode ser reciclado no conversor assim como está.

[0061] As explicações descritas acima são o sumário do processo de tratamento de escória de acordo com a modalidade. Neste processo, é preferencial que a escória de desfosforação fundida dentre várias escórias fundidas produzidas na etapa de siderurgia (S2) seja usada como um alvo de tratamento. A escória de desfosforação fundida tem uma temperatura inferior em relação à escória de descarboração fundida e contém uma grande quantidade de pó de ferro e ácido fosfórico. Portanto, a escória de desfosforação fundida é fundida e reformada não no tratamento de oxidação, mas no tratamento de redução. Como resultado, a eficiência de coleta de elementos valiosos (por exemplo, Fe e P) é aprimorada. Portanto, na descrição seguinte, um exemplo em que a escória de desfosforação fundida é usada como um alvo de

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16/54 tratamento será descrito. Entretanto, a escória fundida de acordo com a presente invenção não é limitada à escória de desfosforação fundida e uma escória de siderurgia arbitrária tal como a escória de dessulfurização fundida ou a escória de descarboração fundida produzida na etapa de siderurgia (S2) pode ser usada.

CONFIGURAÇÃO DA INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESCÓRIA [0062] Em seguida, uma instalação de tratamento de escória para realizar o processo de tratamento de escória descrito acima será descrita com referência à Figura 2. A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração geral da instalação de tratamento de escória de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.

[0063] Conforme mostrado na Figura 2, a instalação de tratamento de escória inclui um forno elétrico 1 e um forno de retenção de escória 2 que é disposto diagonalmente acima do forno elétrico 1. Além disso, uma panela de fundição de escória 3 é usada a fim de carregar uma escória fundida 4 no forno de retenção de escória 2. Essa panela de fundição de escória 3 pode alternar entre um conversor (não mostrado) usado na etapa de siderurgia (S2) e o forno de retenção de escória 2. A escória fundida 4 descarregada do conversor é carregada na panela de fundição de escória 3. A panela de fundição de escória 3 transporta a escória fundida 4 do conversor para o forno de retenção de escória 2 e carrega a escória fundida 4 no forno de retenção de escória 2. O forno de retenção de escória 2 pode armazenar e reter a escória fundida 4. A escória fundida 4 retida é despejada continuamente ou intermitentemente para dentro do forno elétrico 1.

[0064] Não é necessário que a escória fundida 4 retida no forno de retenção de escória 2 seja completamente fundida. É apenas necessário que a escória fundida 4 tenha fluidez de modo que seja despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1. Isto é, mes

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17/54 mo quando uma porção da escória fundida 4 é fundida e a porção restante da mesma é solidificada, é necessário apenas que a escória fundida 4 tenha fluidez como um todo.

[0065] O forno elétrico 1 reduz e reforma a escória fundida 4 com o uso de materiais auxiliares, por exemplo, um material redutor tal como um material de carbono e um material de reforma. O forno elétrico 1 é um forno elétrico de redução para fundir e reduzir a escória fundida 4, por exemplo, um forno elétrico de corrente contínua fixo. Um invólucro do forno elétrico 1 inclui um fundo de forno 11, uma parede de forno 12 e uma cobertura de forno 13. Uma porta de despejo de escória 14, através da qual a escória fundida 4 é introduzida a partir do forno de retenção de escória 2, é formada na cobertura de forno 13. Dessa forma, o forno elétrico 1 tem uma estrutura fechada exceto pela porta de despejo de escória 14 de tal modo que o espaço interno do forno possa ser termicamente isolado.

[0066] No centro do forno elétrico 1, um eletrodo superior 15 e um eletrodo de fundo de forno 16 são dispostos para serem verticalmente opostos um ao outro. Uma tensão é aplicada entre o eletrodo superior 15 e o eletrodo de fundo de forno 16 para gerar uma descarga em arco entre o eletrodo superior 15 e o eletrodo de fundo de forno 16. Como resultado, a escória fundida 4 é reduzida. Conforme mostrado na Figura 2, com o uso de um eletrodo oco como o eletrodo superior 15, os materiais auxiliares podem ser carregados em um ponto de arco através do lado de dentro do eletrodo oco sem fornecer separadamente um dispositivo de carregamento de matéria-prima.

[0067] Na parede de forno 12 do forno elétrico 1, um orifício de escória 17 para descarregar uma escória redutora e um orifício de fundição 18 para descarregar ferro fundido são fornecidos. O orifício de escória 17 é disposto em uma posição de altura que corresponde à camada de escória fundida 5 na camada de ferro fundido 6. O orifício

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18/54 de fundição 18 é disposto em uma posição de altura que corresponde à camada de ferro fundido 6 no lado de fundo de forno.

[0068] Além disso, na Figura 2, por exemplo, dispositivos de fornecimento de matéria-prima 31, 32 e 33 são fornecidos no forno elétrico 1. O dispositivo de fornecimento de matéria-prima 31 é fornecido para fornecer um material que contém ferro tal como ferro reduzido direto (DRI) para dentro do forno elétrico 1. Além disso, o dispositivo de fornecimento de matéria-prima 33 é fornecido para fornecer um material que contém ferro em pó fino (por exemplo, pó de FeO) tal como pó de poeira que contém ferro para dentro do forno elétrico 1 através do eletrodo superior 15 (eletrodo oco). Como resultado, no forno elétrico 1, esses materiais que contém ferro podem ser fundidos e reciclados. Além disso, o dispositivo de fornecimento de matéria-prima 32 é necessário para fornecer materiais auxiliares tais como um material redutor e um material de reforma necessários para o tratamento de redução da escória fundida 4. Neste exemplo, os materiais auxiliares são fornecidos ao forno elétrico 1 através do eletrodo superior 15. Como o material redutor, por exemplo, um material de carbono em pó fino tal como fragmentos de coque, colmo de antracita, ou pó de grafite é usado. Além disso, o material de reforma é um material auxiliar para ajustar a concentração de SiO2, Al2O3, ou MgO contido na escória fundida 4 como um componente principal. Como um material de reforma, por exemplo, areia siliciosa, poeira e cinzas, pó de MgO, ou pó refratário residual podem ser usados.

[0069] Em seguida, o tratamento de redução da escória fundida 4 em que o forno elétrico que tem o forno elétrico 1 descrito acima é usado será descrito com referência à Figura 2.

[0070] Primeiro, uma quantidade apropriada de ferro fundido (por exemplo, o ferro fundido transportado de um alto-forno) é acomodada antecipadamente no forno elétrico 1 como um grão fundido e a cama

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19/54 da de ferro fundido 6. A concentração de C no ferro fundido é tipicamente 1,5% em massa a 4,5% em massa. Foi verificado a partir de um experimento dos presentes inventores que, no forno elétrico 1, a concentração de C (% em massa) no ferro fundido e a concentração de Fe total (T. Fe; % em massa) na escória fundida reduzida 4 (escória redutora) têm uma correlação uma com a outra. Por exemplo, quando a concentração de C no ferro fundido é mais alta do que 3 % em massa, a redução de óxidos na escória fundida 4 é promovida e, desse modo, a concentração de Fe total na escória redutora pode ser reduzida para 1% em massa ou inferior. Consequentemente, é preferencial que a concentração de C no ferro fundido da camada de ferro fundido 6 seja ajustada de acordo com a concentração de Fe total necessária para reduzir a escória.

[0071] Em seguida, em um estado em que o forno elétrico 1 é operado continuamente fornecendo-se pó ao mesmo, a escória fundida 4 é despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1 em uma quantidade que corresponde à capacidade de tratamento de redução do forno elétrico 1 (por exemplo, fornecimento de eletricidade por tempo unitário no forno elétrico 1). A escória fundida 4 despejada no forno elétrico 1 forma a camada de escória fundida 5 na camada de ferro fundido 6. Adicionalmente, os materiais auxiliares tais como o material redutor (material de carbono) e o material de reforma também são despejados continuamente na camada de escória fundida 5 no forno elétrico 1, por exemplo, através do eletrodo superior 15. Além disso, no forno elétrico 1, a temperatura da camada de ferro fundido 6 é controlada para ser, por exemplo, 1.400°C a 1.550°C e a temperatura da camada de escória fundida 5 é controlada para ser, por exemplo, 1,500°C a 1.650°C. O controle de temperatura pode ser realizado ajustando-se a taxa de fornecimento da escória fundida 4 ou ajustando-se o fornecimento de eletricidade para estar dentro de uma faixa em que

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20/54 o fornecimento de eletricidade por tempo unitário é constante.

[0072] Como resultado, no forno elétrico 1, a reação de redução da escória fundida 4 na camada de escória fundida 5 é promovida devido ao calor em arco gerado entre o eletrodo superior 15 e o eletrodo de fundo de forno 16. Neste tratamento de redução, os óxidos (por exemplo, FeO e P2O5) contidos na escória fundida 4 são reduzidos por C do material de carbono na camada de escória fundida 5 para produzir Fe e P. Fe e P se movem da camada de escória fundida 5 para a camada de ferro fundido 6 (ferro fundido) no lado de fundo do forno. Por outro lado, 0 C de uma quantidade em excesso do material de carbono é suspenso na camada de escória fundida 5 sem se mover para a camada de ferro fundido 6. Além disso, no tratamento de redução, os componentes de escória na escória fundida 4 são reformados pelo material de reforma.

[0073] No tratamento de redução, 0 FeO contido na escória fundida 4 que é despejada no forno elétrico 1 preferencialmente reage com 0 C do material de carbono na camada de escória fundida 5 antes do C contido no ferro fundido na camada de ferro fundido 6 (referir à seguinte fórmula de reação (1)).

FcO+C—>Fl?+CO] ... (1) [0074] Isto é, 0 C do material de carbono carregado é suspenso na camada de escória fundida 5 sem se mover para a camada de ferro fundido 6. Portanto, não é provável que ocorra a reação de redução com base na fórmula de reação (1) em uma interface entre a camada de ferro fundido 6 e a camada de escória fundida 5. Portanto, na camada de escória fundida 5, a reação de redução com base na fórmula de reação (1) progride preferencialmente e 0 ferro reduzido (Fe) que é produzido pela reação de redução se move para a camada de ferro fundido 6.

[0075] Desta forma, no tratamento de redução com 0 uso do forno

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21/54 elétrico 1, a reação entre FeO e C na camada de escória fundida 5 é mais predominante do que a reação FeO na camada de escória fundida 5 e C na camada de ferro fundido 6. Consequentemente, quando a escória fundida 4 é despejada no forno elétrico 1, a camada de escória fundida 5 na camada de ferro fundido 6 funciona como uma zona de tampão para a reação entre a escória fundida 4 despejada e o ferro fundido da camada de ferro fundido 6. Portanto, uma reação rápida entre a escória fundida 4 e o ferro fundido pode ser limitada.

[0076] Isto é, despejando-se a escória fundida 4 na camada de escória fundida 5 que tem uma concentração de FeO baixa, a concentração de FeO na escória fundida 4 despejada pode ser reduzida por diluição e o contato direto entre a escória fundida 4 despejada e o ferro fundido da camada de ferro fundido 6 pode ser limitado. Consequentemente, quando a escória fundida 4 é despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1, o fenômeno de ebulição (formação de espuma de escória) causado por uma reação rápida entre a escória fundida 4 e o ferro fundido pode ser limitado. Como resultado, o fenômeno (transbordamento) em que a escória fundida 4 transborda do forno elétrico 1 pode ser evitado.

[0077] Conforme descrito acima, os óxidos contidos na escória fundida 4 que é despejada na camada de escória fundida 5 no forno elétrico 1 são reduzidos de tal modo que Fe e P sejam coletados da escória fundida 4 para dentro da camada de ferro fundido 6 e os componentes de escória da escória fundida 4 sejam reformados. Consequentemente, quando o tratamento de redução progride após o despejo da escória fundida 4, os componentes da camada de escória fundida 5 são gradualmente reformados da escória fundida 4 (escória de siderurgia) em escória redutora (escória de alta qualidade que corresponde à escória de alto-forno). A camada de escória fundida 5 reformada em escória redutora funciona como uma zona de tampão que

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22/54 tem uma concentração de FeO inferior. Portanto, quando a escória fundida 4 é recém-despejada do forno de retenção de escória 2 para dentro da camada de escória fundida 5, a ocorrência de formação de espuma de escória pode ser confiavelmente limitada.

[0078] Além disso, quando o tratamento de redução progride, o Fe se move para o ferro fundido. Portanto, a espessura da camada de ferro fundido 6 aumenta gradualmente.

[0079] A partir do ponto de vista de exibição da função como a zona de tampão, a espessura da camada de escória fundida 5 é preferencialmente 100 mm a 600 mm e mais preferencialmente 100 mm a 800 mm. Portanto, quando a espessura da camada de escória fundida 5 alcança um valor predeterminado despejando-se a escória fundida 4 na mesma, o orifício de escória 17 é aberto para descarregar a escória redutora da camada de escória fundida 5 para fora do forno elétrico 1. Além disso, quando a interface da camada de ferro fundido 6 se aproxima do orifício de escória 17, o orifício de fundição 18 é aberto para descarregar o ferro fundido (por exemplo, ferro fundido com alto teor de P) da camada de ferro fundido 6. Desta forma, a escória redutora é descarregada intermitentemente e coletada do orifício de escória 17 do forno elétrico 1. Além disso, o ferro fundido é descarregado intermitentemente e coletado do orifício de fundição 18 do forno elétrico 1. Como resultado, no forno elétrico 1, o tratamento de redução da escória fundida 4 pode ser continuado sem interrupção.

[0080] Além disso, durante a operação do forno elétrico 1 (isto é, durante o tratamento de redução), os óxidos da escória fundida 4 são reduzidos com o uso de C do material de carbono para produzir um gás de escape de alta temperatura que contém CO, H2 e similares. Por exemplo, quando o óxido de ferro é reduzido, um gás de CO é produzido devido à reação de redução com base na fórmula de reação (1). Esse gás de escape flui para dentro do forno de retenção de escória 2

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23/54 através da porta de despejo de escória 14 do forno elétrico 1 e é descarregado para fora através do lado de dentro do forno de retenção de escória 2 como um trajeto de escape. Com o uso do forno elétrico 1 fechado e o uso do forno de retenção de escória 2 como um trajeto de escape para o gás de escape conforme descrito acima, a atmosfera interna do forno elétrico 1 é mantida para ser uma atmosfera redutora que contém, como componentes principais, gás de CO produzido pela reação de redução e H2 produzido a partir do material de carbono (material redutor). Consequentemente, uma reação de oxidação na superfície da camada de escória fundida 5 pode ser impedida.

CONFIGURAÇÃO DE FORNO DE RETENÇÃO DE ESCÓRIA [0081] Em seguida, a configuração do forno de retenção de escória 2 de acordo com a modalidade será descrita em detalhes com referência às Figuras 3 e 4. A Figura 3 é uma vista em corte transversal vertical que mostra o forno de retenção de escória 2 (postura de retenção) de acordo com a modalidade. A Figura 4 é uma vista em corte transversal vertical que mostra o forno de retenção de escória 2 (postura de despejo) de acordo com a modalidade.

[0082] Conforme mostrado na Figura 3, o forno de retenção de escória 2 é um recipiente resistente a calor e tem funções de reter a escória fundida 4 que tem uma temperatura alta e despejar a escória fundida 4 para dentro do forno elétrico 1. O forno de retenção de escória 2 retém a escória fundida 4, tem uma estrutura em que a taxa de despejo da escória fundida 4 para o forno elétrico 1 pode ser ajustada e funciona como um trajeto de escape para o gás de escape produzido do forno elétrico 1. O forno de retenção de escória 2 inclui: um corpo de forno de retenção de escória 20 (mais adiante neste documento denominado corpo de forno 20) para armazenar e reter a escória fundida 4; e uma porção de orifício de despejo 21 para despejar a escória fundida 4 de dentro do corpo de forno 20 para o forno elétrico 1.

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24/54 [0083] O corpo de forno 20 é um recipiente fechado que inclui uma parede inferior 22, uma parede lateral 23 e uma parede superior 24 e tem um espaço interno para armazenar a escória fundida 4. A parede inferior 22 inclui um invólucro 22a, um isolador de calor 22b que é fornecido fora do invólucro 22a e um a refratário de revestimento 22c que é fornecido dentro do invólucro 22a. Portanto, a parede inferior 22 tem força e resistência a calor superiores. O refratário de revestimento também é fornecido dentro da parede lateral 23 e da parede superior 24.

[0084] Uma porta de descarga de gás 25 e uma porta de despejo de escória 26 são fornecidas em uma porção superior do corpo de forno 20 no lado da cobertura de forno 27. A porta de descarga de gás 25 é uma porta de escape para descarregar o gás de escape do forno elétrico 1 e é conectada a um cano de gás de escape 55 descrito abaixo. Uma pressão interna negativa do forno de retenção de escória 2 é mantida por um dispositivo de sucção tal como um soprador 56 conectado ao cano de gás de escape 55. A porta de despejo de escória 26 é uma abertura para despejar a escória fundida 4 para o corpo de forno 20 da panela de fundição de escória 3 fornecida acima do forno de retenção de escória 2. A cobertura de forno 27 que pode se abrir é fornecida na porta de despejo de escória 26. Quando a escória fundida 4 é despejada da panela de fundição de escória 3 para o corpo de forno 20, a cobertura de forno 27 é aberta. Por outro lado, embora a escória fundida 4 não seja despejada da panela de fundição de escória 3 para o corpo de forno 20, a cobertura de forno 27 é fechada para fechar a porta de despejo de escória 26. Como resultado, a permeação de ar externo para o corpo de forno 20 pode ser impedida e uma temperatura interna constante do corpo de forno 20 pode ser mantida.

[0085] A porção de orifício de despejo 21 é uma porção cilíndrica fornecida no corpo de forno 20 no lado do forno elétrico 1. O espaço interno da porção de orifício de despejo 21 é usado como um trajeto

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25/54 de despejo de escória 28 para despejar a escória fundida 4 do corpo de forno 20 para o forno elétrico 1. Na extremidade de ponta da porção de orifício de despejo 21, um orifício de despejo 29 conectado ao trajeto de despejo de escória 28 é fornecido. O comprimento do trajeto de despejo de escória 28 na direção vertical do forno de retenção de escória 2 e o comprimento do trajeto de despejo de escória 28 na direção de largura do forno de retenção de escória 2 (direção perpendicular ao plano da Figura 3) são mais curtos do que o tamanho do espaço interno do corpo de forno 20. O trajeto de despejo de escória 28 é curvado para baixo em direção à direção de despejo. Além disso, o espaço interno do corpo de forno 20 gradualmente se torna estreito em direção ao lado da porção de orifício de despejo 21. Definindo-se os formatos do corpo de forno 20 e da porção de orifício de despejo 21 como conforme descrito acima, a taxa de despejo da escória fundida 4 pode ser ajustada precisamente quando a escória fundida 4 é despejada de dentro do corpo de forno 20 para o forno elétrico 1.

[0086] A porção de orifício de despejo 21 do forno de retenção de escória 2 é conectada à porta de despejo de escória 14 do forno elétrico 1. Conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, a porta de despejo de escória 14 do forno elétrico 1 é maior do que a porção de orifício de despejo 21 do forno de retenção de escória 2. Isto é, na modalidade, uma estrutura de conexão é adotada em que uma extremidade de ponta da porção de orifício de despejo 21 é inserida na porta de despejo de escória 14 em um estado em que um vão está presente entre uma superfície de parede externa da porção de orifício de despejo 21 e uma superfície de parede interna da porta de despejo de escória 14. A estrutura de conexão entre a porção de orifício de despejo 21 e a porta de despejo de escória 14 não é limitada a essa modalidade. Por exemplo, uma estrutura de conexão em que a porção de orifício de despejo 21 e a porta de despejo de escória 14 são conectadas de modo hermetica

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26/54 mente fechado uma à outra através de foles ou similares, ou uma estrutura de conexão em que um vão entre a porção de orifício de despejo 21 e a porta de despejo de escória 14 é preenchido com um enchimento pode ser adotada.

[0087] De acordo com a estrutura do forno de retenção de escória

2, quando o dispositivo de sucção (referir à Figura 5) tal como o soprador 56 é operado em um estado em que a cobertura de forno 27 é fechada, a pressão interna do forno de retenção de escória 2 é negativa. Quando a pressão interna do forno de retenção de escória 2 é negativa, o forno de retenção de escória 2 funciona como um trajeto de escape para o gás de escape produzido a partir do forno elétrico 1. Isto é, conforme indicado pela seta na Figura 3, o gás de escape que contém CO, H2, e similares produzido devido ao tratamento de redução no forno elétrico 1 flui para dentro do corpo de forno 20 do forno de retenção de escória 2, em que uma pressão interna negativa é mantida, através da porta de despejo de escória 14 do forno elétrico 1 e da porção de orifício de despejo 21 do forno de retenção de escória 2. A pressão interna negativa do forno de retenção de escória 2 é mantida. Portanto, mesmo quando o ar externo é introduzido através do vão da porção de conexão entre o forno elétrico 1 e o forno de retenção de escória 2, o gás de escape no forno elétrico 1 não vaza para fora através do vão. Adicionalmente, o gás de escape que flui para o forno de retenção de escória 2 é descarregado da porta de descarga de gás 25 através do corpo de forno 20. Desta forma, o gás de escape descarregado do forno de retenção de escória 2 é tratado por uma instalação de tratamento de gás de escape (não mostrado) descrita abaixo.

[0088] Além disso, um dispositivo de inclinação 40 é fornecido em uma porção inferior do corpo de forno 20 do forno de retenção de escória 2. O dispositivo de inclinação 40 tem uma função de inclinar o forno de retenção de escória 2 em direção ao lado da porção de orifí

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27/54 cio de despejo 21 para despejar a escória fundida 4 de dentro do corpo de forno 20 para o forno elétrico 1 através da porção de orifício de despejo 21. Esse dispositivo de inclinação 40 inclui um cilindro 41, membros de sustentação 42 e 43, um eixo de inclinação 44 e um transporte 45.

[0089] O cilindro 41 é configurado de um cilindro hidráulico e gera potência para inclinar o forno de retenção de escória 2. Uma extremidade superior do cilindro 41 é conectada a uma posição na parede inferior 22 do corpo de forno 20 que é distante do forno elétrico 1 de tal modo que o forno de retenção de escória 2 possa ser inclinado em direção ao lado do forno elétrico 1. Uma extremidade inferior do cilindro 41 é conectada à superfície de topo do transporte 45. O eixo de inclinação 44 é fornecido abaixo da porção de orifício de despejo 21 do forno de retenção de escória 2 e funciona como um eixo central da operação de inclinação do forno de retenção de escória 2. Os membros de sustentação 42 e 43 são conectados um ao outro de modo a serem pivotáveis ao redor do eixo de inclinação 44. Uma extremidade superior do membro de sustentação 42 é conectada a uma porção inferior da porção de orifício de despejo 21. Uma extremidade inferior do membro de sustentação 43 é conectada à superfície de topo do transporte 45. O forno de retenção de escória 2 é sustentado de modo inclinável pelo cilindro 41, os membros de sustentação 42 e 43 e o eixo de inclinação 44.

[0090] Com o uso do dispositivo de inclinação 40 que tem a estrutura descrita acima, o forno de retenção de escória 2 pode ser inclinado centrando-se no eixo de inclinação 44. Com resultado, a postura do forno de retenção de escória 2 pode ser mudada para qualquer uma dentre a postura de retenção (Figura 3) e a postura de despejo (Figura 4). Quando a postura do forno de retenção de escória 2 é mantida na postura de retenção, conforme mostrado na Figura 3, a escória fundida 4 é retida no corpo de forno 20 sem ser despejada do forno de reten

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28/54 ção de escória 2 para o forno elétrico 1. Por outro lado, quando a postura do forno de retenção de escória 2 é mantida na postura de despejo, conforme mostrado na Figura 4, a escória fundida 4 é despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1.

[0091] Quando a postura do forno de retenção de escória 2 é mudada da postura de retenção para a postura de despejo, o forno de retenção de escória 2 é inclinado em direção ao forno elétrico 1 centrando-se no eixo de inclinação 44 estendendo-se o cilindro 41 para suspender uma porção posterior do corpo de forno 20. Como resultado, conforme mostrado na Figura 4, a posição da porção de orifício de despejo 21 é mais baixa do que o corpo de forno 20. Portanto, a escória fundida 4 retida no corpo de forno 20 flui para o lado da porção de orifício de despejo 21 e é despejada do orifício de despejo 29 para o forno elétrico 1 através do trajeto de despejo de escória 28. Neste momento, a taxa de despejo da escória fundida 4 pode ser ajustada controlando-se o comprimento de extensão do cilindro 41 para ajustar o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2.

[0092] Por outro lado, quando a postura do forno de retenção de escória 2 é mudada da postura de despejo para a postura de retenção, a altura do corpo de forno 20 no lado do cilindro retorna à altura da postura de retenção encolhendo-se o cilindro 41. Como resultado, conforme mostrado na Figura 3, a posição da porção de orifício de despejo 21 é mais alta do que o corpo de forno 20 e o nível de líquido da escória fundida 4 no corpo de forno 20 é mais baixo do que o trajeto de despejo de escória 28. Portanto, a escória fundida 4 é retida no corpo de forno 20 sem ser despejada no forno elétrico 1.

[0093] Além disso, o transporte 45 sustenta de modo móvel o dispositivo de inclinação 40. Movendo-se o forno de retenção de escória 2 para trás ou para frente com o uso do transporte 45, a inspeção, a troca, o reparo e similares do forno de retenção de escória 2 podem

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29/54 ser facilmente desempenhadas.

[0094] Inclinando-se o forno de retenção de escória 2 com o uso do dispositivo de inclinação 40 conforme descrito acima, a escória fundida 4 pode ser despejada intermitentemente para o forno elétrico 1, ou a taxa de despejo da mesma pode ser ajustada. Quando a escória fundida 4 é despejada no forno elétrico 1, é preferencial que a escória fundida 4 seja despejada intermitentemente enquanto a taxa de despejo da escória fundida 4 é ajustada apropriadamente (isto é, o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2) com o uso do dispositivo de inclinação 40 de tal modo que a escória fundida 4 despejada não transborde devido a uma reação rápida com o ferro fundido no forno elétrico 1. Quando a taxa de despejo da escória fundida 4 é rápida durante o despejo da escória fundida 4, a formação de espuma de escória ocorre no forno elétrico 1, o que pode fazer um transbordamento ocorrer. Neste caso, é preferencial que o despejo da escória fundida 4 seja temporariamente interrompido reduzindo-se o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2 com o uso do dispositivo de inclinação 40 ou que a reação entre a escória fundida 4 e o ferro fundido no forno elétrico 1 seja limitada reduzindo-se a taxa de despejo da escória fundida 4.

[0095] Além disso, a taxa de despejo da escória fundida 4 por tempo unitário com o uso do forno de retenção de escória 2 é determinado de acordo com a capacidade de tratamento de redução do forno elétrico 1. A capacidade de tratamento de redução do forno elétrico 1 depende do fornecimento de eletricidade por tempo unitário para o forno elétrico 1, por exemplo, a eletricidade consumida quando uma corrente flui aplicando-se uma tensão entre o eletrodo superior 15 e o eletrodo de fundo de forno 16 no forno elétrico 1. Portanto, a taxa de despejo da escória fundida 4 por tempo unitário pode ser determinada com base em energia elétrica que é calculada com base em uma taxa de consumo de potência elétrica necessária para o tratamento de re

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30/54 dução da escória fundida 4, uma tensão aplicada entre o eletrodo superior 15 e o eletrodo de fundo de forno 16 e uma corrente que flui entre os eletrodos.

[0096] Um bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 mostrado nas Figuras 3 e 4 será descrito abaixo em detalhes como a configuração da instalação de tratamento de gás de escape.

CONFIGURAÇÃO DE INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE [0097] Em seguida, a instalação de tratamento de gás de escape que é incidente à instalação de tratamento de escória será descrita com referência à Figura 5. A Figura 5 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração da instalação de tratamento de gás de escape de acordo com a modalidade.

[0098] Conforme mostrado na Figura 5, a instalação de tratamento de gás de escape 50 inclui: o bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 que é fornecido no forno de retenção de escória 2; o cano de gás de escape 55 que é conectado à porta de descarga de gás 25 do forno de retenção de escória 2; o soprador 56 que suga o gás de escape no forno de retenção de escória 2 através do cano de gás de escape 55; e um coletor de poeira 57 que é fornecido em um ponto de extremidade do cano de gás de escape 55 após o soprador 56. O soprador 56 é um exemplo do dispositivo de sucção de acordo com a modalidade da presente invenção. Em outra modalidade, um dispositivo de sucção que não o soprador 56 pode ser usado.

[0099] Conforme descrito acima, o gás de escape g1 que contém

CO e similares, que são produzidos pela reação de redução de óxido de ferro no forno elétrico 1, flui para dentro do forno de retenção de escória 2 através da porta de despejo de escória 14 do forno elétrico 1. O bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 é uma unidade de fornecimento de oxigênio que fornece gás de oxigênio para dentro do

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31/54 forno de retenção de escória 2. Como resultado, no forno de retenção de escória 2, a combustão (reação de oxidação) com base na seguinte fórmula de reação (2) ocorre de tal modo que CO seja mudado para CO2. Aqui, a taxa de fornecimento de gás de oxigênio que usa 0 bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 é controlada apropriadamente de acordo com a taxa de emissão de gás de CO no forno elétrico 1. Como resultado, 0 gás de CO que é um componente combustível no gás de escape g1 pode ser completamente queimado. O gás de CO2 que é produzido queimando-se completamente um gás de CO contido no gás de escape g1 é descarregado como gás de escape g2 da porta de descarga de gás 25 para dentro do cano de gás de escape 55.

2CO+Ch->2CO₂ ... (2) [00100] Na modalidade, a fim de queimar completamente 0 gás de CO no gás de escape g1, um analisador 52 é fornecido em uma posição do cano de gás de escape 55 adjacente à porta de descarga de gás 25 do forno de retenção de escória 2. Esse analisador 52 é conectado a um controlador de indicação de concentração 53. O analisador 52 analisa os componentes do gás de escape g2 no cano de gás de escape 55 para calcular a concentração de CO e 0 componente O2. O controlador de indicação de concentração 53 controla a taxa de fornecimento de gás de oxigênio para 0 bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 de acordo com a concentração de CO e a concentração de O2 medidas pelo analisador 52. Mais especificamente, 0 controlador de indicação de concentração 53 controla a taxa de fornecimento de gás de oxigênio para 0 bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 com 0 uso de uma válvula 54 ou similar de tal modo que a concentração de CO no cano de gás de escape 55 seja substancialmente 0% e que a concentração de O2 no cano de gás de escape 55 seja um valor que é mais alto do que 0% e seja 0 mais próximo de 0% 0 possível.

[00101] Por exemplo, quando a concentração de CO medida pelo

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32/54 analisador 52 é mais alta do que 0%, o controlador de indicação de concentração 53 aumenta a taxa de fornecimento de gás de oxigênio para o bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51. Como resultado, o gás de CO é queimado completamente no forno de retenção de escória 2 e é impedido de fluir para dentro do cano de gás de escape 55. Além disso, quando a concentração de O2 medida pelo analisador 52 é mais alta a 0% e excede uma faixa permissível predeterminada, o controlador de indicação de concentração 53 reduz a taxa de fornecimento de gás de oxigênio para o bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51. Como resultado, o forno de retenção de escória 2 é impedido de ser resfriado desnecessariamente pelo fornecimento de uma quantidade em excesso de gás de oxigênio. Por exemplo, é preferencial que a faixa permissível da concentração de O2 seja definida como 5% ou inferior.

[00102] Quando a escória fundida 4 começa a ser despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1, ou quando a taxa de despejo da escória fundida 4 aumenta, o controlador de indicação de concentração 53 pode aumentar a taxa de fornecimento de gás de oxigênio para o bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 para preparar para um aumento no gás de CO produzido do forno elétrico 1. As informações referentes à taxa de despejo da escória fundida 4 podem ser fornecidas para o controlador de indicação de concentração 53, por exemplo, de uma unidade de controle (não mostrado) para controlar o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2 para controlar a taxa de despejo da escória fundida 4. Além disso, ao invés do controlador de indicação de concentração 53, um operador que monitora um valor de saída do analisador 52 e um estado de despejo da escória fundida 4 pode operar manualmente o bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 para controlar a taxa de fornecimento de gás de oxigênio conforme descrito acima.

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33/54 [00103] O gás de oxigênio fornecido do bocal de fornecimento de gás de oxigênio 51 é um exemplo do gás que contém oxigênio de acordo com a modalidade da presente invenção. O gás que contém oxigênio pode ser um gás que contém oxigênio, por exemplo, um gás de oxigênio que contém apenas oxigênio como no caso da modalidade ou um gás misturado que contém gás de oxigênio e outro gás (por exemplo, gás de nitrogênio).

[00104] Conforme descrito acima, o gás de escape g1 produzido a partir do forno elétrico 1 é descarregado para dentro do forno de retenção de escória 2 e o gás de escape g2 no forno de retenção de escória 2 é sugado pelo soprador 56 através do cano de gás de escape 55. A pressão interna do forno elétrico 1 é ajustada para ser negativa pelo soprador 56 que suga uma quantidade suficiente de gás de escape g3 em um lado de saída do cano de gás de escape 55. Conforme descrito acima, a fim de impedir que o gás de escape g1 que contém CO e poeira vaze e para impedir que uma quantidade em excesso de poeira seja sugada para dentro do forno de retenção de escória 2 ou do cano de gás de escape tal como o cano de gás de escape 55, é preferencial que uma pressão interna negativa do forno elétrico 1 seja mantida dentro de uma faixa apropriada. Entretanto, a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 varia dependendo, por exemplo, da taxa de despejo da escória fundida 4 ou do progresso do tratamento de redução. Portanto, é necessário ajustar a pressão interna do forno elétrico 1 de acordo com a taxa de emissão do gás de escape g1.

[00105] Na modalidade, uma fenda 58 é fornecida no meio do cano de gás de escape 55 como uma unidade que ajusta a pressão interna do forno elétrico 1 para ser negativa em uma faixa apropriada sob as condições descritas acima.

[00106] A fenda 58 é uma porção de abertura que é formada cortando-se a periferia inteira do cano de gás de escape 55 ou uma porPetição 870190099489, de 04/10/2019, pág. 36/66

34/54 ção da periferia inteira em um formato de fenda. Na fenda 58, o gás de escape g2 no cano de gás de escape 55 está em contato com ar externo. Uma vez que a pressão interna negativa do cano de gás de escape 55 é mantida no cano de gás de escape 55 pelo soprador 56, o ar externo (símbolo ar1 na Figura 5) flui para dentro do cano de gás de escape 55 através da fenda 58. Consequentemente, o gás de escape g3, que é sugado pelo soprador 56 em um cano de gás de escape 55b da plataforma posterior da fenda 58, contém: o gás de escape g2 que foi descarregado do forno de retenção de escória 2 através do cano de gás de escape 55a da plataforma frontal da fenda 58; e o ar externo ar1 que fluiu a partir da fenda 58. A fenda 58 é formada com uma largura suficientemente pequena (área de abertura) na qual a pressão interna negativa do cano de gás de escape 55 pode ser mantida.

[00107] Aqui, foi verificado a partir de um experimento dos presentes inventores que a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui da fenda 58 para dentro do cano de gás de escape 55 varia de modo complementar para a taxa de fluxo do gás de escape g2 que flui para a fenda 58 através do lado de dentro do cano de gás de escape 55a. Por exemplo, em um caso em que a taxa de entrada de ar do gás de escape g3 com o uso do soprador 56 é de 100 Nm³/h, quando a taxa de fluxo do gás de escape g2 é de 80 Nm³/h, a taxa de fluxo do ar externo ar1 é de 20 Nm³/h. Além disso, no mesmo caso, quando a taxa de fluxo do gás de escape g2 é de 70 Nm³/h, a taxa de fluxo do ar externo ar1 é de 30 Nm³/h.

[00108] Quando a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 aumenta devido à ação da fenda 58, a taxa de fluxo do gás de escape g2 que flui através do cano de gás de escape 55a também aumenta. Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 diminui. Portanto, a maior parte da força de sucção do gás de escape g3 obtida pelo soprador 56 funciona como a força de sucção

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35/54 do gás de escape g2. Como resultado, uma capacidade alta de exaurir o gás de escape g1 do forno elétrico 1 pode ser mantida. Portanto, quando a quantidade do gás de escape g1 aumenta independente de condições sob as quais a força de sucção do soprador 56 é constante, um aumento na pressão interna do forno elétrico 1 pode ser impedido. Por outro lado, a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 diminuir, a taxa de fluxo do gás de escape g2 que flui através do cano de gás de escape 55a também aumenta. Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 aumenta. Portanto, a maior parte da força de sucção do gás de escape g3 obtida pelo soprador 56 é distribuída para o gás de escape g2 e para o ar externo ar1. Como resultado, a capacidade alta de exaurir o gás de escape g1 do forno elétrico 1 pode ser limitada. Portanto, quando a quantidade do gás de escape g1 diminui independente de condições sob as quais a força de sucção do soprador 56 é constante, uma diminuição na pressão interna do forno elétrico 1 pode ser impedido. Conforme descrito acima, na instalação de tratamento de gás de escape 50 de acordo com a modalidade, uma pressão interna negativa substancialmente constante do forno elétrico 1 pode ser mantida.

[00109] Por outro lado, fornecendo-se uma válvula de borboleta, por exemplo, no cano de gás de escape 55 ao invés da fenda 58, a taxa de entrada de ar do gás de escape com o uso do soprador 56 pode ser ajustada. Entretanto, neste caso, o controle complicado de ajustar finamente a abertura da válvula de borboleta de acordo com a taxa de emissão do gás de escape g1 é necessário. Na modalidade, o ar externo ar1 é introduzido fornecendo-se uma porção de abertura tal como a fenda 58 no meio do cano de gás de escape 55. Como resultado, a taxa de entrada de ar do gás de escape g2 com o uso do soprador 56 é ajustada. Conforme descrito acima, a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 é automaticamente ajustada de acordo

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36/54 com a taxa de fluxo do gás de escape g2. Portanto, o controle de mudar finamente a abertura da fenda 58 é desnecessário.

[00110] Na descrição acima da modalidade da presente invenção, a fenda 58 fornecida através da periferia inteira do cano de gás de escape 55 foi descrita como um exemplo da porção de abertura através da qual o ar externo ar1 é introduzido no cano de gás de escape 55. Entretanto, os exemplos da porção de abertura não são limitados à fenda 58. Por exemplo, em outra modalidade, um orifício que tem um formato arbitrário tal como um formato circular ou um formato retangular pode ser fornecido como uma porção de abertura através de uma porção da superfície periférica do cano de gás de escape 55, por exemplo, uma faixa de 1/3 ou 1/4 da periferia inteira.

SEGUNDA MODALIDADE [00111] Em seguida, uma instalação de tratamento de gás de escape de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção será descrita. As configurações da segunda modalidade são substancialmente as mesmas que aquelas da primeira modalidade exceto pelas configurações descritas abaixo. Portanto, uma descrição detalhada dos mesmos componentes em relação àqueles da primeira modalidade não será repetida.

CONFIGURAÇÃO DE INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE [00112] Primeiro, a instalação de tratamento de gás de escape de acordo com a modalidade da invenção será descrita com referência à Figura 6. A Figura 6 é um diagrama esquemático que mostra uma configuração da instalação de tratamento de gás de escape de acordo com a modalidade.

[00113] Conforme mostrado na Figura 6, na instalação de tratamento de gás de escape 60, não apenas a fenda 58, mas também uma luva 61 é fornecida no meio do cano de gás de escape 55. A luva 61 é

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37/54 fornecida ao redor do cano de gás de escape 55 e desliza ao longo de uma direção axial do cano de gás de escape 55 de modo a cobrir pelo menos uma porção da fenda 58. À medida que a luva 61 desliza para cobrir a fenda 58, a largura da fenda 58 é estreitada e a área de uma porção de abertura formada pela fenda 58 diminui. Reciprocamente, à medida que a luva 61 que cobre a fenda 58 desliza para cobrir a fenda 58, a largura da fenda 58 é alargada e a área de uma porção de abertura formada pela fenda 58 aumenta. Desta forma, na modalidade, a luva 61 funciona como uma unidade de mudança de área de abertura que muda a área da porção de abertura formada pela fenda 58.

[00114] Por exemplo, quando o diâmetro interno do cano de gás de escape 55 é de 700 mm, a área da fenda 58 coberta com a luva 61 é a menor e quando a fenda 58 é totalmente aberta (abertura: 100%), a largura da fenda 58 é de cerca de 300 mm. Quando a luva 61 desliza e gradualmente cobre a fenda 58 do estado acima, a largura da fenda 58 pode ser ajustada para, por exemplo, estar dentro de uma faixa de 50 mm a 300 mm. Neste exemplo, a fim de garantir uma área livre entre a luva 61 e uma porção de extremidade do cano de gás de escape 55a, a largura mínima da fenda 58 é definida não como 0 mm, mas 50 mm. Entretanto, em outra modalidade, a luva 61 pode cobrir totalmente a fenda 58 de modo a ajustar a largura da fenda 58 para 0 mm. Além disso, na Figura 6, a luva 61 é fornecida ano lado do cano de gás de escape 55b. Entretanto, a luva 61 pode ser fornecida no lado do cano de gás de escape 55a.

[00115] Conforme descrito acima na primeira modalidade, fornecendo-se a fenda 58, a pressão interna do forno elétrico 1 é ajustada de acordo com uma variação na taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1. Entretanto, quando a largura da fenda 58 é fixa como no caso da primeira modalidade, há um limite na faixa de variação permissível na taxa de emissão do gás de escape g1. Por exem

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38/54 plo, é presumido que, em um caso em que a taxa de entrada de ar do gás de escape g3 com o uso do soprador 56 é de 100 Nm³/h, quando a taxa de fluxo do gás de escape g2 que flui através do cano de gás de escape 55a é cerca de 70 Nm³/h a 80 Nm³/h conforme descrito acima na primeira modalidade, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada automaticamente para ser constante sem mudar a largura da fenda 58. De acordo com essa suposição, quando a taxa de emissão do gás de escape g1 varia mais amplamente (por exemplo, de acordo com a suposição, quando a taxa de fluxo do gás de escape g2 diminui para cerca de 50 Nm³/h pela taxa de emissão do gás de escape g1 que é amplamente diminuída), a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui da fenda 58 não excede 50 Nm³/h. Consequentemente, quando a taxa de emissão do gás de escape g1 varia amplamente, a força de sucção do gás de escape g3 com o uso do soprador 56 é concentrada no gás de escape g2. Desse modo, a capacidade de exaurir o gás de escape g1 do forno elétrico 1 é excessiva e há um problema em que a pressão interna do forno elétrico 1 diminui mais do que o necessário.

[00116] Portanto, na modalidade, no caso descrito acima, a luva 61 é deslizada de tal modo que a largura da fenda 58 seja alargada e uma quantidade maior do ar externo ar1 (no exemplo descrito acima, cerca de 50 Nm³/h) flua temporariamente. Como resultado, a pressão interna do forno elétrico 1 é impedida de diminuir mais do que o necessário. Em seguida, quando a taxa de fluxo do gás de escape g2 se recupera para ser, por exemplo, cerca de 70 Nm³/h a 80 Nm³/h, a luva 61 é deslizada novamente de tal modo que largura da fenda 58 seja estreitada e o fluxo do ar externo ar1 da fenda 58 seja limitado. Como resultado, a capacidade de exaurir o gás de escape g1 do forno elétrico 1 é mantida alta e, desse modo, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser impedida de aumentar.

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39/54 [00117] Na modalidade, a fim de ajustar a largura da fenda 58 conforme descrito acima, um medidor de pressão 62 (unidade de detecção de pressão) é fornecido no forno elétrico 1. O medidor de pressão 62 é conectado ao controlador de indicação de pressão 63. O medidor de pressão 62 mede a pressão interna do forno elétrico 1. O controlador de indicação de pressão 63 controla a largura da fenda 58 deslizando-se a luva 61 de acordo com a pressão interna do forno elétrico 1 medida pelo medidor de pressão 62. Mais especificamente, quando a pressão interna do forno elétrico 1 é alta, o controlador de indicação de pressão 63 estreita a largura da fenda 58 controlando-se uma unidade de condução (não mostrado) para deslizar a luva 61. Como resultado, um aumento na pressão interna do forno elétrico 1 é limitado. Além disso, quando a pressão interna do forno elétrico 1 é baixa, o controlador de indicação de pressão 63 alarga a largura da fenda 58 controlando-se a unidade de condução para deslizar a luva 61. Como resultado, uma diminuição na pressão interna do forno elétrico 1 é limitada. Um exemplo específico do controle de luva que usa o controlador de indicação de pressão 63 será descrito abaixo.

[00118] Quando a escória fundida 4 começa a ser despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1, ou quando a taxa de despejo da escória fundida 4 para dentro do forno elétrico 1 aumenta, o controlador de indicação de pressão 63 pode deslizar a luva 61 e estreitar a largura da fenda 58 para preparar para um aumento no gás de escape g1 produzido a partir do forno elétrico 1. As informações referentes à taxa de despejo da escória fundida 4 podem ser fornecidas para o controlador de indicação de pressão 63, por exemplo, de uma unidade de controle (não mostrado) para controlar o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2 para controlar a taxa de despejo da escória fundida 4. Alternativamente, ao invés do controlador de indicação de pressão 63, um operador que monitora um valor

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40/54 medido do medidor de pressão 62 e um estado de despejo da escória fundida 4 pode operar manualmente a luva 61 para ajustar a largura da fenda 58 conforme descrito acima.

[00119] Adicionalmente na instalação de tratamento de gás de escape 60, uma porta de introdução de ar externo 64 pode ser fornecida através do cano de gás de escape fornecido entre a fenda 58 e o soprador 56. Uma vez que a pressão interna negativa do cano de gás de escape 55b é mantida pela força de sucção do soprador 56, o ar externo (ar2) flui para dentro do cano de gás de escape 55b através da porta de introdução de ar externo 64. Esse ar externo ar2 é misturado com o gás de escape g3 que flui através do cano de gás de escape 55b e desse modo o gás de escape g3 é resfriado. Devido à ação da porta de introdução de ar externo 64, a temperatura do gás de escape g3 que flui do coletor de poeira 57 através do soprador 56 pode ser diminuída para estar dentro de uma faixa apropriada. Entretanto, a temperatura do gás de escape g3 que flui através do lado de dento do cano de gás de escape 55b varia dependendo da taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1, da taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 e similares. A quantidade do ar externo ar2 necessário para resfriar o gás de escape g3 para uma temperatura apropriada também varia dependendo da taxa de emissão do gás de escape g1, da taxa de fluxo do ar externo ar1, e similares.

[00120] Portanto, uma válvula de borboleta 65 para ajustar a taxa de fluxo do ar externo ar2 é fornecida na porta de introdução de ar externo 64. Em uma saída do cano de gás de escape 55b no lado do soprador 56, um termômetro 66 (unidade de detecção de temperatura) que detecta a temperatura do gás de escape g3 no cano de gás de escape 55b é fornecido. A abertura da válvula de borboleta 65 é controlada por um controlador de indicação de temperatura 67 conectado ao termômetro 66. A válvula de borboleta 65 e o controlador de indica

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41/54 ção de temperatura 67 funcionam como uma unidade de controle de taxa de fluxo de ar externo que controla a taxa de fluxo do ar externo ar2, que é introduzido através da porta de introdução de ar externo 64, dependendo da temperatura do gás de escape g3. Mais especificamente, quando a temperatura do gás de escape g3 no cano de gás de escape 55b é alta, o controlador de indicação de temperatura 67 controla a válvula de borboleta 65 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 65 aumente. Como resultado, a taxa de fluxo do ar externo ar2 aumenta, o que promove o resfriamento do gás de escape g3. Além disso, quando a temperatura do gás de escape g3 é baixa, o controlador de indicação de temperatura 67 controla a válvula de borboleta 65 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 65 diminua. Como resultado, a taxa de fluxo do ar externo ar2 diminui, o que limita o resfriamento do gás de escape g3. Alternativamente, a válvula de borboleta 65 pode ser completamente fechada para interromper o fluxo do ar externo ar2 para o cano de gás de escape 55b. Em um caso em que o gás de escape g3 é suficientemente resfriado sem a introdução do ar externo ar2, é preferencial que, quando a temperatura do gás de escape g3 é aumentada novamente reduzindo-se a taxa de fluxo do ar externo ar2, o ar externo ar2 flui para dentro do cano de gás de escape 55b de modo a resfriar o gás de escape g3. Um exemplo específico do controle de válvula de borboleta que usa o controlador de indicação de temperatura 67 será descrito abaixo.

[00121] Além disso, como no caso dos outros controladores, quando a escória fundida 4 começa a ser despejada do forno de retenção de escória 2 para o forno elétrico 1, ou quando a taxa de despejo da escória fundida 4 no forno elétrico 1 aumenta, o controlador de indicação de temperatura 67 pode ajustar a abertura da válvula de borboleta 65 para ser grande de modo a preparar para um aumento no gás de escape g1 produzido a partir do forno elétrico 1. As informações refePetição 870190099489, de 04/10/2019, pág. 44/66

42/54 rentes à taxa de despejo da escória fundida 4 podem ser fornecidas para o controlador de indicação de temperatura 67, por exemplo, de uma unidade de controle (não mostrado) para controlar o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2 para controlar a taxa de despejo da escória fundida 4. Alternativamente, ao invés do controlador de indicação de temperatura 67, um operador que monitora um valor medido do termômetro 66 e um estado de despejo da escória fundida 4 pode operar manualmente a válvula de borboleta 65 para ajustar a abertura da válvula de borboleta 65 conforme descrito acima. [00122] Adicionalmente, na instalação de tratamento de gás de escape 60, quando a porta de introdução de ar externo 64 é fornecida, é preferencial que uma válvula de borboleta 68 para ajustar a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56 seja fornecida na plataforma frontal (lado da corrente superior) do soprador 56. A abertura da válvula de borboleta 68 é controlada por um controlador de indicação de temperatura 69 conectado ao termômetro 66. Mais especificamente, quando a temperatura do gás de escape g3 no cano de gás de escape 55b aumenta, o controlador de indicação de temperatura 69 controla a válvula de borboleta 68 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 68 aumente. Como resultado, a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56 aumenta. Além disso, quando a temperatura do gás de escape g3 diminui, o controlador de indicação de temperatura 69 controla a válvula de borboleta 68 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 68 diminua. Como resultado, a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56 diminui. No exemplo da Figura 6, o controlador de indicação de temperatura 67 e o controlador de indicação de temperatura 69 são fornecidos separadamente, mas podem ser integrados em um controlador.

[00123] Isto é, quando a temperatura do gás de escape g3 aumenta, o gás de escape g3 se expande. Portanto, a massa de gás por vo

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43/54 lume de unidade diminui. Como resultado, uma vez que uma carga no soprador 56 diminui, a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56 pode ser aumentada. Consequentemente, a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56 pode ser aumentada aumentando-se a abertura da válvula de borboleta 68.

[00124] Por outro lado, quando a temperatura do gás de escape g3 diminui, o gás de escape g3 encolhe. Portanto, a massa de gás por volume de unidade aumenta. Como resultado, uma carga no soprador 56 aumenta. A fim de diminuir a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador 56, é importante diminuir a taxa de fluxo de sucção com o uso do soprador diminuindo-se a abertura da válvula de borboleta 68 com o uso do soprador 56.

EXEMPLO DE MÉTODO DE CONTROLE (CONTROLE DE PRESSÃO INTERNA DE FORNO ELÉTRICO) [00125] A Figura 7 é um fluxograma que mostra um exemplo de um método de controle do controlador de indicação de pressão 63 de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Conforme descrito acima, o controlador de indicação de pressão 63 ajusta a largura da fenda 58 deslizando-se a luva 61 de acordo com a pressão interna do forno elétrico 1 medida pelo medidor de pressão 62.

[00126] Conforme mostrado na Figura 7, primeiro, o controlador de indicação de pressão 63 determina quanto a se a pressão interna do forno elétrico 1 excede um valor limite superior predeterminado (Etapa S101). Aqui, quando a pressão interna do forno elétrico 1 excede o valor limite superior, o controlador de indicação de pressão 63 desliza a luva 61 para estreitar a largura da fenda 58 (Etapa S103). Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 diminui. Como resultado, uma vez que a capacidade de exaurir o gás de escape g1 aumenta, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada de tal modo que a pressão interna do forno elétrico 1 não exceda o

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44/54 valor limite superior.

[00127] Quando a pressão interna do forno elétrico 1 não excede o valor limite superior na Etapa S101, o controlador de indicação de pressão 63 determina quanto a se a pressão interna do forno elétrico 1 cai abaixo de um valor limite inferior predeterminado (Etapa S105). Aqui, quando a pressão interna do forno elétrico 1 cai abaixo do valor limite inferior, o controlador de indicação de pressão 63 desliza a luva 61 para estreitar a largura da fenda 58 (Etapa S103). Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 aumenta. Como resultado, uma vez que a capacidade de exaurir o gás de escape g1 é limitada, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada de tal modo que a pressão interna do forno elétrico 1 não caia abaixo do valor limite inferior.

[00128] Quando a pressão interna do forno elétrico 1 não cai abaixo do valor limite inferior in Etapa S105, isto é, quando a pressão interna do forno elétrico 1 é mantida em uma faixa apropriada entre o valor limite superior e o valor limite inferior, o controlador de indicação de pressão 63 fixa a luva 61 e mantém a largura da fenda 58.

(CONTROLE DE QUANTIDADE DE AR EXTERNO PARA RESFRIAR O GÁS DE ESCAPE) [00129] A Figura 8 é um fluxograma que mostra um exemplo de um método de controle do controlador de indicação de temperatura 67 de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Conforme descrito acima, o controlador de indicação de temperatura 67 ajusta a abertura da válvula de borboleta 65, que é fornecida na porta de introdução de ar externo 64, de acordo com a temperatura do gás de escape g3 no cano de gás de escape 55b medida pelo termômetro 66.

[00130] Conforme mostrado na Figura 8, primeiro, o controlador de indicação de temperatura 67 determina quanto a se a temperatura do gás de escape g3 excede um valor limite superior predeterminado

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45/54 (Etapa S201). Aqui, quando o gás de escape temperatura excede o valor limite superior, o controlador de indicação de temperatura 67 abre a válvula de borboleta 65 (Etapa S203). Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar2 que flui da porta de introdução de ar externo 64 aumenta. Como resultado, uma vez que o gás de escape g3 é resfriado por uma quantidade maior do ar externo ar2, a temperatura do gás de escape g3 pode ser ajustada de tal modo que a temperatura do gás de escape g3 não exceda o valor limite superior.

[00131] Conforme descrito acima, quando um aumento na temperatura do gás de escape g3 é detectado pelo termômetro 66, o controlador de indicação de temperatura 69 controla a válvula de borboleta 68 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 68 fornecida na plataforma frontal do soprador 56 aumente. Isto é, quando é determinado que a temperatura do gás de escape g3 na Etapa S201 excede o valor limite superior, a abertura da válvula de borboleta 68 aumenta.

[00132] Além disso, o gás de escape g3 é resfriado pela válvula de borboleta 65 que é aberta na Etapa S203. Isto é, quando um aumento na temperatura do gás de escape g3 é detectado pelo termômetro 66, o controlador de indicação de temperatura 67 controla a válvula de borboleta 65 de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 65 aumente. Com base no resultado da medição da temperatura do gás de escape g3 que é obtido do termômetro 66 pelo operador, a válvula de borboleta 65 pode ser operada manualmente de tal modo que a abertura da válvula de borboleta 65 seja um valor apropriado.

[00133] Quando a temperatura do gás de escape g3 não excede o valor limite superior na Etapa S201, o controlador de indicação de temperatura 67 determina adicionalmente quanto a se a temperatura do gás de escape g3 cai abaixo de um valor limite inferior predeterminado (Etapa S205). Aqui, quando a temperatura do gás de escape g3 cai abaixo do valor limite inferior, o controlador de indicação de tempe

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46/54 ratura 67 fecha a válvula de borboleta 65 (Etapa S207). Portanto, a taxa de fluxo do ar externo ar2 que flui da porta de introdução de ar externo 64 diminui. Como resultado, uma vez que o efeito do resfriamento do gás de escape g3 diminui, a temperatura do gás de escape g3 pode ser ajustada de tal modo que a temperatura do gás de escape g3 não caia abaixo do valor limite inferior.

[00134] Quando a temperatura do gás de escape g3 não cai abaixo do valor limite inferior na Etapa S205, isto é, quando a temperatura do gás de escape g3 é mantida em uma faixa apropriada entre o valor limite superior e o valor limite inferior, o controlador de indicação de temperatura 67 mantém a abertura da válvula de borboleta 65.

[00135] Conforme descrito acima, na segunda modalidade, a luva 61 que pode mudar a largura da fenda 58 é fornecida. Como resultado, mesmo quando uma variação na taxa de emissão do gás de escape g1 é grande, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada para ser um valor apropriado. Na segunda modalidade, até mesmo uma variação na taxa de emissão do gás de escape g1 é pequena, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada automaticamente em um estado em que a largura da fenda 58 é fixa como no caso da primeira modalidade. Portanto, a taxa de emissão do gás de escape g1 varia amplamente e apenas quando a pressão interna do forno elétrico 1 realmente começa a aumentar, a luva 61 pode ser deslizada para mudar a largura da fenda 58. Consequentemente, por exemplo, conforme comparado a um caso em que a taxa de entrada de ar do gás de escape é ajustada com o uso da válvula de borboleta ou similares, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser significativamente controlada facilmente. Além disso, mesmo quando a taxa de emissão do gás de escape g1 e a taxa de fluxo do ar externo ar1 que fluem da fenda 58 variam amplamente, o gás de escape g3 resfriado a uma temperatura apropriada pode ser descarregado do soprador 56 para o

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47/54 coletor de poeira 57 mudando-se a abertura da válvula de borboleta 65 fornecida na porta de introdução de ar externo 64.

[00136] Na segunda modalidade, como um exemplo da unidade de mudança de área de abertura, a luva 61 para ajustar a largura da fenda 58, que é fornecida através da periferia inteira do cano de gás de escape 55 é usada. Entretanto, os exemplos da unidade de mudança de área de abertura não são limitados à luva 61. Por exemplo, em outra modalidade, uma cobertura deslizante pode ser fornecida para cobrir pelo menos uma parte de um orifício (porção de abertura) que tem um formato arbitrário tal como um formato circular ou um formato retangular que é fornecido através de uma porção da superfície periférica do cano de gás de escape 55, por exemplo, uma faixa de 1/3 ou 1/4 da periferia inteira. Essa cobertura pode ajustar uma proporção do orifício sendo deslizada, por exemplo, em uma direção periférica do cano de gás de escape 55 ou em uma direção axial do cano de gás de escape 55.

[00137] Além disso, na Figura 6, o controlador de indicação de concentração 53, o controlador de indicação de pressão 63, o controlador de indicação de temperatura 67 e o controlador de indicação de temperatura 69 são mostrados separadamente. Entretanto, esses controladores podem ser integrados em um controlador, por exemplo, com o uso de um computador.

[00138] Além disso, é preferencial que a fenda 58 e a luva 61 sejam dispostas em uma posição do cano de gás de escape 55 que está mais próxima do forno de retenção de escória 2 o possível. Como resultado, a capacidade de resposta de controle da pressão interna do forno elétrico 1 pode ser aprimorada. Adicionalmente, quando a fenda 58 é disposta em uma posição do cano de gás de escape 55 próxima ao forno de retenção de escória 2, o gás de escape g1 que tem uma temperatura alta introduzido do forno de retenção de escória 2 para dentro do cano de gás de escape 55 é misturado com o ar externo ar1

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48/54 introduzido da fenda 58 para dentro do cano de gás de escape 55. Como resultado, o gás não queimado contido no gás de escape g1 pode ser queimado no cano de gás de escape 55.

[00139] Além disso, as diversas fendas 58 podem ser fornecidas ao longo do cano de gás de escape 55. Neste caso, a área de abertura total das diversas fendas 58 pode ser controlada estendendo-se uma faixa móvel da luva 61 para controlar a posição da luva 61. Além disso, a área de abertura total das diversas fendas 58 pode ser controlada fornecendo-se as luvas 61 que correspondem às diversas fendas 58 para controlar a posição de cada uma das luvas 61.

EXEMPLOS [00140] Em seguida, um exemplo da presente invenção será descrito. O seguinte exemplo é meramente um exemplo de condição que é adotado para verificar a operabilidade e efeitos da presente invenção e a presente invenção não é limitada a condições do exemplo seguinte.

[00141] No exemplo da presente invenção, um forno elétrico de corrente contínua fechado foi usado como o forno elétrico 1. Como a escória fundida 4, a escória fundida descarregada de um conversor foi usada. A escória fundida fluida 4 em um estado a ser fundido foi despejada no forno de retenção de escória 2. Adicionalmente, no forno elétrico 1, a camada de ferro fundido 6 formada de cerca de 130 toneladas de aço fundido foi formada e a camada de escória fundida 5 que tem uma espessura de 200 mm formada da escória fundida 4 reduzida (isto é, a escória redutora) estava presente na camada de ferro fundido

6. Sob essa condição, a escória fundida 4 foi despejada intermitentemente do forno de retenção de escória 2 para a camada de escória fundida 5 do forno elétrico 1. Mais especificamente, mudando-se a postura do forno de retenção de escória 2 da postura de retenção para a postura de despejo, uma etapa (etapa de despejo de escória) de despejar 8,2 toneladas a 8,5 toneladas da escória fundida 4 para o

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49/54 forno elétrico 1 foi desempenhada. Após a postura do forno de retenção de escória 2 ter retornado para a postura de retenção, uma etapa (etapa de intervalo) de manter a postura de retenção por cerca de 10 minutos foi desempenhada. Repetindo-se a etapa de despejo de escória e a etapa de intervalo, a escória fundida 4 no forno elétrico 1 foi reduzida. Como resultado, a escória fundida 4 foi capaz de ser reduzida continuamente e de modo estável no forno elétrico 1 sem fazer uma formação rápida de espuma de escória ocorrer durante o despejo de escória.

(ETAPA DE DESPEJO DE ESCÓRIA) [00142] A Figura 9A é um gráfico que mostra uma relação entre uma taxa de emissão de gás de escape (taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1) e um tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção. A Figura 9B é um gráfico que mostra uma relação entre uma largura de fenda (largura de uma fenda 58) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção. A Figura 9C é um gráfico que mostra uma relação entre uma pressão interna do forno elétrico 1 e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção. No estágio inicial da etapa de despejo de escória, a fim de progredir rapidamente a reação de redução, conforme mostrado na Figura 9A, a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 aumentou continuamente do começo do tratamento para um momento t1. Como resultado, conforme mostrado na Figura 9C, a pressão interna do forno elétrico 1 alcançou um valor limite superior predeterminado (-10 Pa) no momento t1. Portanto, o controlador de indicação de pressão 63 deslizou a luva 61 de tal modo que a largura (abertura) da fenda 58 tenha sido estreitada de 40% para 30% conforme mostrado na Figura 9B. Portanto, o fluxo do ar externo ar1 na fenda 58 foi limitado e, desse

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50/54 modo, a capacidade de exaurir o gás de escape g1 com o uso do soprador 56 aumentou. Como resultado, conforme mostrado na Figura 9C, após o momento t1, a pressão interna do forno elétrico 1 diminuiu do valor limite superior e então foi mantida em um valor substancialmente constante (-20 Pa). Dessa forma, à medida que a pressão interna do forno elétrico 1 se aproximou do valor limite superior, a taxa de emissão do gás de escape g1 aumentou. Neste caso, mudando-se a largura da fenda 58 de 40% para 30%, a pressão interna do forno elétrico 1 foi capaz de ser ajustada automaticamente para ser o valor substancialmente constante.

[00143] Entretanto, conforme mostrado na Figura 9A, após o momento t1, a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 começou a diminuir gradualmente e diminuiu continuamente até um momento t2. Como resultado, conforme mostrado na Figura 9C, a pressão interna do forno elétrico 1 começou a diminuir a partir do valor substancialmente constante (-20 Pa) e alcançou um valor limite inferior predeterminado (-30 Pa) no momento t2. Portanto, o controlador de indicação de pressão 63 deslizou a luva 61 de tal modo que a largura (abertura) da fenda 58 tenha sido alargada de 30% para 40% conforme mostrado na Figura 9B. Portanto, o fluxo do ar externo ar1 na fenda 58 foi promovido e, desse modo, a capacidade de exaurir o gás de escape g1 com o uso do soprador 56 foi limitada. Como resultado, conforme mostrado na Figura 9C, após o momento t2, a pressão interna do forno elétrico 1 aumentou a partir do valor limite inferior e então foi mantida novamente no valor substancialmente constante (-20 Pa). Dessa forma, à medida que a pressão interna do forno elétrico 1 se aproximou do valor limite inferior, a taxa de emissão do gás de escape g1 diminuiu. Neste caso, mudando-se a largura da fenda 58 de 30% para 40%, a pressão interna do forno elétrico 1 foi capaz de ser ajustada automaticamente para ser o valor substancialmente constante.

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51/54 [00144] A Figura 10A é um gráfico que mostra uma relação entre uma temperatura de gás de escape (temperatura do gás de escape g3) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção. A Figura 10B é um gráfico que mostra uma relação entre uma abertura de válvula de borboleta (abertura da válvula de borboleta 65) e o tempo decorrido na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção. Conforme mostrado na Figura 9B, na etapa de despejo de escória de acordo com o exemplo da presente invenção, a largura (abertura) da fenda 58 foi estreitada de 40% para 30% no momento t1. Como resultado, a proporção do ar externo ar1 contido no gás de escape g3 que flui através do cano de gás de escape 55b diminuiu. Portanto, conforme mostrado na Figura 10A, a temperatura do gás de escape g3 aumentou amplamente após o momento t1 e alcançou um valor limite superior predeterminado (90 °C) em um momento t3. Consequentemente, conforme mostrado na Figura 10B, o controlador de indicação de temperatura 67 mudou a abertura da válvula de borboleta 65 de 50% para 70% no momento t3. Desse modo, devido a um aumento na taxa de fluxo do ar externo ar2 que flui a partir da porta de introdução de ar externo 64, o gás de escape g3 foi resfriado por uma quantidade maior do ar externo ar2. Como resultado, conforme mostrado na Figura 10A, após o momento t3, a temperatura do gás de escape g3 diminuiu a partir do valor limite superior e foi mantida em uma faixa apropriada de menos do que 90 °C enquanto era levemente variada.

[00145] Entretanto, conforme descrito acima, no momento t2, a largura da fenda 58 foi alargada novamente de 30% para 40%. Como resultado, a proporção do ar externo ar1 contido no gás de escape g3 aumentou. Isto é, o gás de escape g3 foi resfriado até certo ponto pelo ar externo ar1 que flui a partir da fenda 58 e então foi resfriado adicionalmente pelo ar externo ar2 que flui da porta de introdução de ar ex

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52/54 terno 64. Portanto, conforme mostrado na Figura 10A, a temperatura do gás de escape g3 aumentou amplamente após o momento t2 e alcançou um valor limite inferior predeterminado (70 °C) em um momento t4. Consequentemente, conforme mostrado na Figura 10B, o controlador de indicação de temperatura 67 retornou a abertura da válvula de borboleta 65 de 70% para 50% no momento t4. Desse modo, devido a uma diminuição na taxa de fluxo do ar externo ar2, o gás de escape g3 foi impedido de ser excessivamente resfriado. Como resultado, conforme mostrado na Figura 10A, após o momento t4, a temperatura do gás de escape g3 aumentou a partir do valor limite inferior e foi mantida novamente em uma faixa apropriada de 70°C a 90°C.

(ETAPA DE INTERVALO DE DESPEJO DE ESCÓRIA) [00146] A Figura 11A é um gráfico que mostra uma relação entre a taxa de emissão de gás de escape (taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1) e o tempo decorrido na etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção. A Figura 11B é um gráfico que mostra uma relação entre a largura de fenda (largura da fenda 58) e o tempo decorrido na etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção. A Figura 11C é um gráfico que mostra uma relação entre a pressão interna do forno elétrico 1 e o tempo decorrido na etapa de intervalo de acordo com o exemplo da presente invenção. Após a etapa de despejo de escória, a reação de redução no forno elétrico 1 foi estabilizada na etapa de intervalo de interrupção do despejo de escória. Entretanto, mesmo na etapa de intervalo, a reação de redução não era completamente uniforme. Portanto, conforme mostrado na Figura 11A, a taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 variou levemente. Por outro lado, conforme mostrado na Figura 11B, a largura (abertura) da fenda 58 era fixa em 40%. Nesse caso, conforme mostrado na Figura 11C, a pressão interna do forno elétrico 1 medida pelo medidor de pressão 62 era substancialmente constante

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53/54 em -20 Pa. Nesta etapa de intervalo, a abertura da válvula de borboleta 65 foi mantida em 50% e a temperatura do gás de escape g3 não foi amplamente mudada. Portanto, uma relação entre a temperatura do gás de escape g3 e a abertura da válvula de borboleta 65 não foi mostrada.

[00147] A partir dos resultados acima, foi verificado que, mesmo quando uma variação na taxa de emissão do gás de escape g1 no forno elétrico 1 é relativamente grande, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada para ser substancialmente constante mudandose a largura da fenda 58 dependendo da pressão interna do forno elétrico 1. Além disso, também foi verificado que, mesmo quando a temperatura do gás de escape g3 no cano de gás de escape 55b varia devido a, por exemplo, uma variação na largura da fenda 58, a temperatura do gás de escape g3 pode ser ajustada para ser substancialmente constante mudando-se a abertura da válvula de borboleta 65 dependendo da temperatura do gás de escape g3. Adicionalmente, também foi verificado que, quando a reação de redução no forno elétrico 1 estava estável e houve uma variação na taxa de emissão do gás de escape, a pressão interna do forno elétrico 1 pode ser ajustada para ser substancialmente constante em um estado onde a largura da fenda 58 é fixa.

[00148] Anteriormente neste documento, as modalidades preferenciais da presente invenção foram descritas em detalhes com referência aos desenhos anexos. Entretanto, a presente invenção não é limitada a essas modalidades. É evidente que aqueles de habilidade comum no campo da técnica ao qual a presente invenção pertence podem conceber vários exemplos alternativos ou exemplos de modificação dentro de um escopo de ideias técnicas descritas nas reivindicações e é compreendido que esses exemplos pertencem ao escopo técnico da invenção.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA

FORNO ELÉTRICO

FORNO DE RETENÇÃO DE ESCÓRIA

PANELA DE FUNDIÇÃO DE ESCÓRIA

ESCÓRIA FUNDIDA

CAMADA DE ESCÓRIA FUNDIDA

CAMADA DE FERRO FUNDIDO

PORTA DE DESPEJO DE ESCÓRIA

ELETRODO SUPERIOR

ELETRODO DE FUNDO DE FORNO

ORIFÍCIO DE ESCÓRIA

ORIFÍCIO DE FUNDIÇÃO

50, 60: INSTALAÇÃO DE TRATAMENTO DE GÁS DE ESCAPE

BOCAL DE FORNECIMENTO DE GÁS DE OXIGÊNIO

ANALISADOR

CONTROLADOR DE INDICAÇÃO DE CONCENTRAÇÃO

CANO DE GÁS DE ESCAPE

SOPRADOR

COLETOR DE POEIRA

FENDA

LUVA

MEDIDOR DE PRESSÃO

CONTROLADOR DE INDICAÇÃO DE PRESSÃO

PORTA DE INTRODUÇÃO DE AR EXTERNO

VÁLVULA DE BORBOLETA

TERMÔMETRO

CONTROLADOR DE INDICAÇÃO DE TEMPERATURA g1, g2, g3: GÁS DE ESCAPE

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de tratamento de gás de escape (g1, g2, g3) em um processo de tratamento de escória em que a escória fundida (4) produzida em uma etapa de siderurgia é carregada em um forno de retenção de escória (2), a escória fundida (4) é despejada do forno de retenção de escória (2) em um forno elétrico (1), que acomoda uma camada de ferro fundido (6) e uma camada de escória fundida (5) formada na camada de ferro fundido (6), sendo que a escória fundida (4) é continuamente reduzida no forno elétrico (1) e materiais valiosos na escória fundida (4) são coletados na camada de ferro fundido (6), sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende:

queimar um componente combustível em gás de escape (g1, g2, g3) fazendo com que o gás de escape (g1, g2, g3), que é produzido no forno elétrico (1), flua para o forno de retenção de escória (2), e fornecendo gás que contém oxigênio para o forno de retenção de escória (2);

fazer com que o gás de escape (g1, g2, g3) queimado flua do forno de retenção de escória (2) para um dispositivo de sucção através de um cano de gás de escape (55);

ajustar uma pressão interna do forno elétrico (1) introduzindo-se ar externo no cano de gás de escape (55) através de uma porção de abertura fornecida no meio do cano de gás de escape (55); e mudar uma área da porção de abertura dependendo de uma variação na pressão interna do forno elétrico (1) com o uso de uma unidade de mudança de área de abertura fornecida na porção de abertura.
2. Método de tratamento de gás de escape (g1, g2, g3), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

resfriar o gás de escape (g1, g2, g3) no cano de gás de es

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2/4 cape (55) introduzindo-se ar externo no cano de gás de escape (55) através de uma porta de introdução de ar externo (64) fornecida entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.
3. Método de tratamento de gás de escape (g1, g2, g3), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:

mudar uma taxa de fluxo do ar externo, que é introduzido através da porta de introdução de ar externo (64), dependendo de uma variação na temperatura do gás de escape (g1, g2, g3) no cano de gás de escape (55) entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.
4. Instalação de tratamento de gás de escape (g1, g2, g3) (50, 60) para um processo de tratamento de escória em que a escória fundida (4) produzida em uma etapa de siderurgia é carregada em um forno de retenção de escória (2), sendo que a escória fundida (4) é despejada do forno de retenção de escória (2) em um forno elétrico (1), que acomoda uma camada de ferro fundido (6) e uma camada de escória fundida (5) formada na camada de ferro fundido (6), sendo que a escória fundida (4) é continuamente reduzida no forno elétrico (1) e materiais valiosos na escória fundida (4) são coletados na camada de ferro fundido (6), sendo que a instalação (50, 60) é caracterizada pelo fato de que compreende:

uma unidade de fornecimento de oxigênio que fornece gás que contém oxigênio para o forno de retenção de escória (2);

um cano de gás de escape (55) que é conectado ao forno de retenção de escória (2);

um dispositivo de sucção que suga o gás de escape (g1, g2, g3) no forno de retenção de escória (2) através do cano de gás de escape (55);

uma porção de abertura que é fornecida no meio do cano de gás de escape (55);

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3/4 uma unidade de detecção de pressão que detecta uma pressão interna do forno elétrico (1); e uma unidade de mudança de área de abertura que muda uma área da porção de abertura dependendo de uma variação na pressão interna do forno elétrico (1), em que a pressão interna do forno elétrico (1) é ajustada fazendo com que gás de escape (g1, g2, g3), que é produzido no forno elétrico (1), flua para o forno de retenção de escória (2), queimando-se um componente combustível no gás de escape (g1, g2, g3) com o uso do gás que contém oxigênio no forno de retenção de escória (2), exaurindo-se o gás de escape (g1, g2, g3) queimado através do cano de gás de escape (55) e introduzindo-se ar externo no cano de gás de escape (55) através da porção de abertura.
5. Instalação de tratamento de gás de escape (50, 60), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a unidade de mudança de área de abertura inclui uma luva (61) que é fornecida ao redor do cano de gás de escape (55) e desliza ao longo de uma direção axial do cano de gás de escape (55) de modo a cobrir pelo menos uma porção da porção de abertura.
6. Instalação de tratamento de gás de escape (50, 60), de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:

uma porta de introdução de ar externo (64) que é fornecida no cano de gás de escape (55) entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção.
7. Instalação de tratamento de gás de escape (50, 60), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:

uma unidade de detecção de temperatura que detecta uma

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4/4 temperatura de gás de escape (g1, g2, g3) no cano de gás de escape (55) entre a porção de abertura e o dispositivo de sucção; e uma unidade de controle de taxa de fluxo de ar externo que controla uma taxa de fluxo de ar externo, que é introduzido através da porta de introdução de ar externo (64), dependendo da temperatura detectada.