BR112019010696B1 - Forno elétrico - Google Patents
Forno elétrico Download PDFInfo
- Publication number
- BR112019010696B1 BR112019010696B1 BR112019010696-0A BR112019010696A BR112019010696B1 BR 112019010696 B1 BR112019010696 B1 BR 112019010696B1 BR 112019010696 A BR112019010696 A BR 112019010696A BR 112019010696 B1 BR112019010696 B1 BR 112019010696B1
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- slag
- furnace
- molten
- bottom portion
- molten slag
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/105—Slag chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/18—Arrangements of devices for charging
- F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/04—Working-up slag
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/04—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces of multiple-hearth type; of multiple-chamber type; Combinations of hearth-type furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/06—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/06—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement
- F27B3/065—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces with movable working chambers or hearths, e.g. tiltable, oscillating or describing a composed movement tiltable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/08—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces heated electrically, with or without any other source of heat
- F27B3/085—Arc furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/18—Arrangements of devices for charging
- F27B3/183—Charging of arc furnaces vertically through the roof, e.g. in three points
- F27B3/186—Charging in a vertical chamber adjacent to the melting chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
- F27B3/10—Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
- F27B3/12—Working chambers or casings; Supports therefor
- F27B2003/125—Hearths
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
A presente invenção fornece um forno elétrico que inclui: um corpo de forno que inclui um elétrodo; e um forno de retenção de escória que é configurado para reter a escória fundida em um estado fundido e é capaz de despejar a escória fundida no corpo de forno quando inclinado, em que o corpo de forno inclui uma parede de forno cilíndrico, uma tampa de forno que é fornecida em uma extremidade superior da parede de forno, um fundo de forno que é fornecido em uma extremidade inferior da parede do forno e inclui uma porção de fundo profundo e uma porção de fundo raso como uma região que tem uma altura de 150 mm a 500 mm a partir de um ponto mais profundo da porção de fundo profundo, e uma porta de despejamento de escória que é fornecida na tampa do forno e através da qual a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória, a porta de despejamento de escória sobrepõe a porção de fundo raso em uma vista plana e a razão de área da porção de fundo raso para o fundo do forno em uma vista plana é de 5% a 40%.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um forno elétrico que é usado para um processo em que a escória fundida produzida em uma etapa de fabricação de aço é temporariamente mantida em um forno de retenção de escória mantendo, ao mesmo tempo o estado fundido da mesma e, então, é despejada no forno elétrico e reduzida.
[002] A prioridade é reivindicada sobre o Pedido de patente japonês n° 2016-244501 depositado em sexta-feira, 16 de dezembro de 2016, cujo conteúdo está incorporado a título de referência no presente documento.
[003] Recentemente, a reciclagem de recursos foi demandada, e um método foi desenvolvido em que materiais valiosos como Fe ou P são separados e coletados da escória (escória de fabricação de aço) que é produzida usando um conversor ou similares por refinamento de dessulfuração, desfosforação ou descarbonetação em uma etapa de fabricação de aço e a escória de fabricação de aço é reformada em escória de alta qualidade para ser reutilizada.
[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 pela adição de escória de ferro e aço a ferro fundido e aço em um forno de fusão, adição de calor e um material redutor para modificar a escória de ferro e aço e fazendo com que Fe, Mn e P na escória se movam para ferro fundido e aço; e a segunda e a terceira etapas de oxidação sequencial de Mn e P no ferro fundido e aço para mover para a escória modificada e extração sequencial de escória com alto teor de Mn e escória com alto teor de P.
[005] O Documento de Patente 2 revela um método que inclui: despejar escória de ferro e aço contendo mais de 5% em peso de óxido de ferro em um banho de aço contendo menos de 1,5% em peso de carbono; obter o banho de aço contendo mais de 2,0% em peso de carbono introduzindo carbono ou um veículo de carbono no banho de aço para carbonetar o banho de aço; e reduzir óxidos na escória de ferro e aço.
[006] Neste método, durante o despejamento da escória, a escória reage vigorosamente com o banho de aço de modo que a formação de espuma da escória (formação de espuma de escória) ou o transbordamento da escória do forno possa ocorrer. Para suprimir a formação de espuma de escória e o transbordamento, o teor de carbono no banho de aço é reduzido antes do despejamento da escória. Como resultado, a taxa de reação durante o despejamento da escória é aliviada e, subsequentemente, o teor de carbono no banho de aço é aumentado para realizar um tratamento de redução da escória.
[007] O Documento de Não Patente 1 revela os resultados de um teste de redução de escória em que o pó de escória de aço, pó de carbono e pó de material de reforma de escória são carregados em um forno elétrico.
[008] O Documento de Patente 3 revela um método em que, para fundir e reformar a escória de fabricação de aço que tem baixa fluidez a uma baixa temperatura, a superfície da escória é mecanicamente agitada antes ou após adicionar ou aspergir termicamente um material de reforma para a escória de fabricação de aço com baixa fluidez acomodada em um recipiente, uma camada mista da escória de fabricação de aço e o material de reforma é aquecido usando um queimador de aquecimento para fundir a camada mista, e a escória fundida obtida é descarregada do recipiente que será solidificado.
[009] O Documento de Patente 4 descreve que a escória fundida de alta temperatura que tem fluidez é temporariamente mantida em um forno de retenção de escória, uma camada de escória fundida é formada como uma zona de tampão em uma camada de ferro fundido em um forno elétrico, e a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória na camada de escória fundida.
[0010] Na estrutura descrita no Documento de Patente 4, o forno elétrico é usado. Portanto, uma reação de redução entre ferro (FeO) e carbono (C) na escória é mais predominante do que uma reação de redução entre a escória e o ferro fundido.
[0011] Consequentemente, o Documento de Patente 4 é vantajoso pelo fato de que, mesmo em um caso em que a concentração de C no ferro fundido é baixa em cerca de 1,5% em massa, a escória pode ser reduzida sem carbonetação e a eficiência de trabalho pode ser aprimorada.
[0012] Ademais, na estrutura descrita no Documento de Patente 4, em vez de despejar diretamente a escória fundida no forno elétrico, a escória fundida é temporariamente mantida no forno de retenção de escória que está disposto adjacente ao forno elétrico, a camada de escória fundida é formada como uma zona de tampão na camada de ferro fundido no forno elétrico, e a escória fundida é lentamente despejada enquanto ajusta a quantidade de despejamento. Portanto, a estrutura descrita no Documento de Patente 4 é vantajosa pelo fato de que a formação de espuma de escória pode ser reduzida durante o despejamento da escória.
[0013] [Documento de Patente 1] Pedido de Patente Não- examinado Japonês, Primeira Publicação n° S52-033897
[0014] [Documento de Patente 2] Tradução Japonesa Publicada n° 2003-520899 da Publicação internacional PCT
[0015] [Documento de Patente 3] Pedido de Patente Não- examinado Japonês, Primeira Publicação n° 2005-146357
[0016] [Documento de Patente 4] Patente japonesa n° 5522320
[0017] [Documento de Não Patente 1] Scandinavian Journal of Metallurgy 2003; 32: p. 7 a 14
[0018] No método de tratamento de escória descrito no Documento de Patente 1, visto que o tratamento de redução é realizado usando um conversor, o ferro fundido e aço e a escória são agitados.
[0019] Portanto, em um caso em que a concentração de carbono no ferro fundido e aço durante o despejamento da escória é alta, a escória entra em contato com o ferro fundido e aço de modo que ocorra formação de espuma de escória.
[0020] Para evitar a formação de espuma de escória, é necessário despejar a escória no ferro fundido e aço com uma baixa concentração de carbono e, então, para promover a reação de redução, é necessário despejar carbono no banho de aço para aumentar a concentração no ferro fundido e aço.
[0021] Portanto, é necessário realizar o tratamento de redução de escória várias vezes e repetir o tratamento de oxidação e extração de Mn e P e, dessa forma, a eficiência de trabalho e a produtividade podem se deteriorar.
[0022] No método de redução de escória descrito no Documento de Patente 2, o tratamento de redução também é realizado usando um conversor. Portanto, para aumentar ou reduzir a concentração de carbono em ferro fundido e reduzir a escória de ferro e aço, tratamentos como aquecimento por descarbonetação e a redução da carbonetação são repetidos e, dessa forma, a eficiência de trabalho e a produtividade podem diminuir.
[0023] No teste de redução descrito no Documento de Não Patente 1, um produto moído de escória de fabricação de aço frio solidificado é usado como um alvo de tratamento. No método descrito no Documento de Patente 3, a escória de fabricação de aço que tem baixa fluidez a uma baixa temperatura é usada como um alvo de tratamento.
[0024] Nesse caso, para realizar o tratamento de redução da escória, é necessário aquecer e derreter a escória, e há um problema em que a taxa de consumo de energia é alta.
[0025] Ademais, mesmo em um caso em que a camada de escória fundida é formada como uma zona de tampão usando o forno elétrico incluindo o forno de retenção de escória conforme descrito no Documento de Patente 4, a camada de escória fundida no forno elétrico é perturbada dependendo da quantidade de despejamento ou taxa de despejamento da escória fundida, e a escória fundida recém- despejada entra em contato com a camada de ferro fundido posicionada abaixo da camada de escória fundida. Como resultado, pode ocorrer a formação de espuma de escória.
[0026] Além disso, no Documento de Patente 4, em um caso em que a quantidade de despejamento de escória do forno de retenção de escória é ajustada para impedir que a camada de escória fundida seja perturbada, é necessário reduzir a taxa de despejamento e a quantidade de despejamento da escória. Portanto, há um problema que a eficiência de tratamento diminui.
[0027] Além disso, a escória é despejada inclinando o corpo de forno do forno de retenção. Portanto, dependendo do tamanho do forno de retenção, é difícil ajustar com precisão a taxa de despejamento de escória.
[0028] Dessa forma, mesmo em um caso em que a taxa de despejamento é ajustada para lenta, a taxa de despejamento de escória varia de modo que a taxa de despejamento aumente temporariamente e a formação de espuma de escória possa ocorrer.
[0029] A presente invenção foi realizada em consideração dos problemas descritos acima, e um objetivo da mesma é fornecer um forno elétrico em que a ocorrência de grande formação de espuma de escória causada quando a escória fundida, que acabou de ser despejada de um forno de retenção de escória e uma camada de ferro fundido no forno elétrico são vigorosamente misturados, pode ser evitada.
[0030] Ou seja, o sumário da presente invenção é da seguinte forma.
[0031] (1) De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um forno elétrico que inclui: um corpo de forno que inclui um elétrodo; e um forno de retenção de escória que é configurado para reter a escória fundida em um estado fundido e é capaz de despejar a escória fundida no corpo de forno quando inclinado, em que o corpo de forno inclui uma parede de forno cilíndrico, uma tampa de forno que é fornecida em uma extremidade superior da parede de forno, um fundo de forno que é fornecido em uma extremidade inferior da parede do forno e inclui uma porção de fundo profundo e uma porção de fundo raso como uma região com uma altura de 150 mm a 500 mm a partir de um ponto mais profundo da porção de fundo profundo, e uma porta de despejamento de escória que é fornecida na tampa do forno e através da qual a escória fundida é despejada do forno de retenção de escória, a porta de despejamento de escória sobrepõe a porção de fundo raso em uma vista plana e a razão de área da porção de fundo raso para o fundo do forno em uma vista plana é de 5% a 40%.
[0032] (2) No forno elétrico de acordo com (1), a parede do forno pode incluir ainda um corpo principal que tem um formato em corte transversal anular perpendicular a uma direção de altura e uma porção projetada que é configurada para se projetar em uma direção radial do corpo principal, a porção de fundo raso pode ser fornecida em uma extremidade inferior da porção projetada, e a porta de despejamento de escória pode ser fornecida em uma extremidade inferior da porção projetada.
[0033] (3) No forno elétrico de acordo com (1), a parede de forno pode ter um corpo principal que tem um formato em corte transversal anular perpendicular a uma direção de altura, e a porção de fundo raso pode ser fornecida em uma extremidade inferior do corpo principal.
[0034] (4) O forno elétrico de acordo com qualquer um dentre (1) a (3) pode incluir ainda uma porta de alimentação de material de redução que é fornecida na tampa do forno ou tanto na tampa do forno como na parede do forno e através da qual um material de redução é adicionado no forno elétrico.
[0035] Com o forno eléctrico descrito acima, pode-se impedir que a escória fundida que acabou de ser despejada do forno de retenção de escória entre em contato com a camada de ferro fundido no forno eléctrico. Portanto, uma mistura vigorosa entre a escória fundida despejada e a camada de ferro fundido pode ser impedida.
[0036] Portanto, a ocorrência de uma grande formação de espuma de escória causada por uma reação rápida entre a camada de escória fundida e a camada de ferro fundido pode ser evitada.
[0037] A Figura 1 é um fluxograma que mostra um processo de tratamento de escória em que um forno elétrico de acordo com a presente invenção é usado.
[0038] A Figura 2 é uma vista em corte transversal que mostra um forno de retenção de escória (postura de retenção) e um corpo de forno de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0039] A Figura 3 é uma vista em corte transversal vertical que mostra um forno de retenção de escória (postura de despejamento) e o corpo de forno de acordo com a modalidade.
[0040] A Figura 4A é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha I-I do corpo de forno mostrado nas Figuras 2 e 3.
[0041] A Figura 4B é uma vista em corte transversal que mostra o corpo de forno em uma altura de 150 mm a partir de um fundo do forno, em que apenas uma porção de fundo raso e uma porção de fundo profundo são mostradas.
[0042] A Figura 5 é uma vista em corte transversal que mostra um forno de retenção de escória (postura de despejamento) e um forno elétrico de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.
[0043] A Figura 6 é uma vista em corte transversal tomada ao longo da linha II-II do forno elétrico mostrado na Figura 5.
[0044] A Figura 7 é um diagrama que mostra o resultado de uma simulação de despejamento de escória em um corpo de forno.
[0045] A Figura 8 é um diagrama que mostra a quantidade de despejamento de escória no corpo de forno e a quantidade de emissão de CO em um caso em que a porção de fundo raso não é fornecida.
[0046] A Figura 9 é um diagrama que mostra a quantidade de despejamento de escória no corpo de forno e a quantidade de emissão de CO em um caso em que a porção de fundo raso é fornecida.
[0047] A Figura 10 é um diagrama que mostra os padrões de operação nos Exemplos de acordo com a presente invenção e Exemplos Comparativos.
[0048] Mais adiante neste documento, os detalhes de uma modalidade preferida da presente invenção serão descritos com referência aos desenhos em anexo.
[0049] Primeiro, o sumário de um processo de tratamento de escória de acordo com uma modalidade da presente invenção em que um forno elétrico é usado será descrito com referência à Figura 1.
[0050] Conforme mostrado na Figura 1, ferro fundido é produzido usando um alto-forno em uma etapa de fabricação de aço (S1), e ferro gusa é refinado em aço usando um conversor ou similares em uma etapa de fabricação de aço (S2).
[0051] A etapa de fabricação de aço (S2) inclui: as respectivas etapas de dessulfuração, desfosforação e descarbonetação de remover enxofre, fósforo, carbono, e similares no ferro fundido; uma etapa de refino secundária (S6) de remover gás como hidrogênio, enxofre, e similares restantes no aço fundido para ajustar os componentes; e uma etapa de lingotamento contínuo (S7) de lingotamento do aço fundido em uma máquina de lingotamento contínuo.
[0052] Na etapa de fabricação de aço (S2), a etapa de desfosforação (S4) e a etapa de descarbonetação (S5) são principalmente realizadas usando um conversor.
[0053] O ferro fundido é refinado em um conversor usando um fluxo contendo óxido de cálcio como um componente principal.
[0054] Nesse momento, óxidos são produzidos oxidando C, Si, P, Mn, e similares no ferro fundido com oxigênio que é soprado dentro do conversor. Esses óxidos são ligados a óxido de cálcio para produzir escória.
[0055] Além disso, nas respectivas etapas de dessulfuração, desfosforação e descarbonetação (S3, S4 S5), vários tipos de escórias (escória de dessulfuração, escória de desfosforação e escória de descarbonetação) são produzidos.
[0056] Na descrição deste relatório descritivo, as escórias produzidas na etapa de fabricação de aço serão coletivamente chamadas de "escória de fabricação de aço".
[0057] A escória de fabricação de aço é um conceito que inclui escória de dessulfuração, escória de desfosforação e escória de descarbonetação.
[0058] Além disso, a escória de fabricação de aço que está em um estado fundido e tem uma alta temperatura será chamada de "escória fundida". De modo semelhante, a escória de dessulfuração, escória de descarbonetação e escória de desfosforação que estão em um estado fundido serão chamadas de "escória de dessulfuração fundida", "escória de desfosforação fundida", e "escória de descarbonetação fundida", respectivamente.
[0059] Na etapa de tratamento de escória (S10), a escória fundida produzida na etapa de fabricação de aço (S2) é transportada a partir do conversor para um forno elétrico mantendo, ao mesmo tempo o estado fundido da mesma, e é continuamente reduzida, fundida e reformada no forno elétrico. Como resultado, materiais valiosos 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.
[0060] Nesse momento, no forno elétrico, por exemplo, um tratamento de redução de óxidos como Fe e P na escória fundida, um tratamento de separação de pó de ferro (ferro) a partir da escória, ou um tratamento de ajuste da basicidade da escória é realizado.
[0061] Como resultado, ferro fundido com alto teor de fósforo contendo fósforo e similares é separado e coletado da escória fundida. Além disso, a escória fundida é reduzida e reformada, e escória de redução de alta qualidade correspondente à escória de alto-forno é coletada.
[0062] As quantidades de FeO, P2O5, e similares na escória de redução são menores do que antes da redução. Portanto, a escória de redução pode ser efetivamente reciclada como, por exemplo, uma matéria-prima de cimento ou um produto de cerâmica.
[0063] Além disso, com o ajuste dos componentes da escória fundida de modo que a basicidade da mesma seja baixa, a expansibilidade é baixa. Portanto, a escória de redução pode ser usada como um material de base ou um agregado.
[0064] Ademais, o tratamento de desfosforação (S11) é realizado no ferro fundido com alto teor de fósforo coletado de modo que P no ferro fundido seja oxidado e se mova para dentro da escória fundida. Como resultado, o ferro fundido com alto teor de fósforo é separado em escória com alto teor de fosfato e ferro fundido.
[0065] A escória com alto teor de fosfato pode ser usada como, por exemplo, um fertilizante de fosfato ou uma matéria-prima de fosfato.
[0066] Além disso, o ferro fundido é reciclado na etapa de fabricação de aço (S2) e é despejado no conversor ou similares.
[0067] Mais adiante neste documento, o sumário do processo de tratamento de escória será descrito.
[0068] Nesse processo, é preferível que a escória de desfosforação fundida entre várias escórias fundidas produzidas na etapa de fabricação de aço (S2) seja usada como um alvo de tratamento.
[0069] A escória de desfosforação fundida tem uma temperatura mais baixa que a escória de descarbonetação fundida e contém uma grande quantidade de pó de ferro e ácido fosfórico.
[0070] 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) no processo é aprimorada.
[0071] Portanto, na descrição a seguir, um exemplo em que a escória de desfosforação fundida é principalmente usada como uma escória fundida a ser tratada será descrito.
[0072] Entretanto, a escória fundida de acordo com a presente invenção não se limita à escória de desfosforação fundida, e qualquer escória de fabricação de aço como escória de dessulfuração fundida ou escória de descarbonetação fundida produzida na etapa de fabricação de aço pode ser usada.
[0073] A seguir, um forno elétrico 100 usado na etapa de tratamento de escória (S10) do processo de tratamento de escória será descrito com referência à Figura 2.
[0074] O forno elétrico 100 é um forno em que uma camada de ferro fundido 6 e uma camada de escória fundida 5 são formadas em S10.
[0075] Conforme mostrado em uma porção ampliada da Figura 2, o forno elétrico 100 inclui: um corpo de forno 1; e um forno de retenção de escória 2 (recipiente de retenção de escória) que está disposto obliquamente acima do corpo de forno 1.
[0076] O meio para despejar escória fundida 4 no forno de retenção de escória 2 é uma panela de escória 3, e a panela de escória 3 alterna entre um conversor (não mostrado) e o forno de retenção de escória 2.
[0077] A escória fundida 4 descarregada do conversor é despejada na panela de escória 3.
[0078] A panela de escória 3 transporta a escória fundida 4 a partir do conversor para o forno de retenção de escória 2 e despeja a escória fundida 4 no forno de retenção de escória 2.
[0079] O forno de retenção de escória 2 pode armazenar e manter a escória fundida 4 no estado fundido, e pode despejar de forma contínua ou intermitente a escória fundida mantida 4 no corpo de forno 1 quando inclinado.
[0080] Não é necessário que a escória fundida 4 mantida no forno de retenção de escória 2 esteja em um estado completamente fundido.
[0081] Uma parte da escória fundida 4 pode ser solidificada desde que a escória fundida 4 como um todo tenha fluidez suficiente para ser despejada no corpo de forno 1.
[0082] O corpo de forno 1 é um forno elétrico do tipo redução que funde, reduz e reforma a escória fundida 4 usando materiais auxiliares, por exemplo, um material de redução como um material de carbono e um material de reforma. Por exemplo, o corpo de forno 1 é um forno elétrico de corrente contínua do tipo estacionário que não tem um mecanismo de inclinação de forno.
[0083] Mais adiante neste documento, um exemplo do forno elétrico de corrente contínua do tipo estacionário será descrito.
[0084] A seguir, uma configuração do corpo de forno 1 será descrita com referência às Figuras 2, 3, 4A e 4B.
[0085] Conforme mostrado nas Figuras 2, 3, 4A e 4B, o corpo de forno 1 inclui: uma parede de forno 12; uma tampa de forno 13 que é fornecida em uma extremidade superior da parede de forno 12; e um fundo de forno 11 que é fornecido em uma extremidade inferior da parede de forno 12.
[0086] Uma superfície interna de cada um dentre o fundo de forno 11, a parede de forno 12 e a tampa de forno 13 é revestida com refratário.
[0087] Em um lado da tampa de forno 13, uma porta de despejamento de escória 14 é formada.
[0088] A porta de despejamento de escória 14 é conectada à porção de furo de despejamento 21 do forno de retenção de escória 2.
[0089] O corpo de forno 1 é fechado exceto a porta de despejamento de escória 14 de modo que a temperatura interna do forno possa ser mantida.
[0090] No centro do corpo de forno 1, um elétrodo superior 15 e um elétrodo de fundo de forno 16 estão dispostos para se facearem verticalmente.
[0091] Uma fonte de alimentação de corrente contínua é aplicada ao elétrodo superior 15 e ao elétrodo de fundo de forno 16 para gerar uma descarga de arco entre o elétrodo superior 15 e o elétrodo de fundo de forno 16. Como resultado, a energia necessária para reduzir a escória fundida 4 é fornecida.
[0092] Uma porta de alimentação de material de redução 31a pode ser fornecida na tampa de forno 13.
[0093] A porta de alimentação de material de redução 31a é conectada a dispositivos de suprimento de matéria-prima 31 e 32.
[0094] Uma porta de alimentação de material de redução 33a pode ser fornecida na parede de forno 12.
[0095] Um dispositivo de suprimento de matéria-prima 33 é fornecido na porta de alimentação de material de redução 33a.
[0096] As portas de alimentação de material de redução 31a e 33a são porções através das quais os materiais auxiliares, como um material de redução e um material de reforma necessário para o tratamento de redução da escória fundida 4, são fornecidos.
[0097] A Figura 2 mostra a estrutura em que a porta de alimentação de material de redução é fornecida tanto na parede de forno 12 como na tampa de forno 13. Entretanto, a porta de alimentação de material de redução pode ser fornecida apenas na tampa de forno 13.
[0098] Como o material de redução, por exemplo, um material de carbono em pó fino como fragmento de coque, antracite inferior ou grafita em pó é usado.
[0099] O material de reforma ajusta principalmente a concentração de SiO2 ou Al2O3 na escória e areia silicosa, cinzas volantes, ou pó refratário de resíduos é usado para isso.
[00100] O material de redução pode ser um meio para reduzir a ocorrência de formação de espuma de escória.
[00101] O fundo de forno 11 inclui uma porção de fundo profundo 11d e uma porção de fundo raso 11a que tem um fundo mais raso do que a porção de fundo profundo 11d.
[00102] A porção de fundo raso 11a é fornecida supondo que o fundo de forno 11 inclui uma porção exposta a partir da superfície da camada de ferro fundido 6 durante a etapa de tratamento de escória.
[00103] Durante o tratamento de escória, não só a escória fundida 4 como também o ferro fundido ou aço fundido podem ser carregados no forno elétrico 100, e ferro fundido pode ser produzido juntamente com a redução de escória. Portanto, a altura da camada de ferro fundido 6 aumenta.
[00104] Uma vez que a camada de ferro fundido se torna mais espessa até certo ponto ou mais, um orifício de torneira 18 que descarrega ferro fundido é aberto para reduzir a altura da camada de ferro fundido 6. Portanto, assume-se que, após a altura da camada de ferro fundido 6 ser reduzida, a porção de fundo raso 11a é exposta a partir da camada de ferro fundido 6 de modo que a escória fundida 4 para o próximo tratamento de redução seja despejada no forno elétrico 100 no estado acima.
[00105] Mesmo em um caso em que a porção de fundo raso 11a não é exposta a partir da camada de ferro fundido 6, a escória fundida 4 pode ser despejada no corpo de forno 1. Desde que a altura da camada de ferro fundido 6 seja baixa até certo ponto na porção de fundo raso 11a, uma mistura vigorosa entre a escória fundida 4 despejada e a camada de ferro fundido 6 pode ser reduzida e, dessa forma, o objetivo da presente invenção pode ser atingido.
[00106] Como uma estrutura do corpo de forno 1, uma estrutura (primeira modalidade) em que uma porção projetada 10b é fornecida conforme mostrado nas Figuras 4A e 4B ou uma estrutura (segunda modalidade) em que a porção projetada 10b não é fornecida conforme mostrado na Figura 6 pode ser adotada.
[00107] Aqui, primeiro, a primeira modalidade será descrita como um exemplo.
[00108] Na primeira modalidade, um caso do corpo de forno 1 mostrado nas vistas em corte transversal das Figuras 4A e 4B será descrito, o corpo de forno 1 incluindo: uma porção de corpo principal 10a que tem um formato em corte transversal anular perpendicular a uma direção da altura; e a porção projetada 10b que se projeta radialmente para fora da porção de corpo principal 10a.
[00109] A porção de fundo raso 11a é uma porção que é elevada supondo que a porção de fundo raso 11a seja fornecida acima da espessura da camada de ferro fundido 6 como uma parte do fundo de forno 11 durante a etapa de tratamento de escória. Por exemplo, a porção de fundo raso 11a é formada formando o fundo de forno 11 para se tornar raso gradualmente na porção projetada 10b conforme mostrado nas Figuras 2 e 3.
[00110] A porção de fundo raso 11a é formada de um refratário como no caso das superfícies internas das outras porções do fundo de forno 11.
[00111] Conforme mostrado na Figura 4A, a porção de fundo raso 11a se sobrepõe à porta de despejamento de escória 14 em uma vista plana.
[00112] Em outras palavras, em uma vista plana, uma região em que a porção de fundo raso 11a está presente e uma região em que a porta de despejamento de escória 14 está presente se sobrepõem parcial ou totalmente.
[00113] A escória fundida 4 despejada do forno de retenção de escória 2 no forno flui através de um furo de despejamento 29.
[00114] Visto que o furo de despejamento 29 é fornecido em uma região da porta de despejamento de escória 14, a escória fundida que flui a partir do furo de despejamento cai em direção à porção de fundo raso 11a.
[00115] Ou seja, a porção de fundo raso 11a inclui uma posição em que a escória fundida 4 flui e cai a partir da porta de despejamento de escória 14.
[00116] Como resultado, em um caso em que a escória fundida 4 é despejada no corpo de forno 1, a escória fundida 4 é despejada em direção à porção de fundo raso 11a.
[00117] Na porção projetada 10b, a porta de despejamento de escória 14 é formada na tampa de forno 13.
[00118] Na Figura 2, a porção de fundo raso 11a é formada formando o fundo de forno 11 para se tornar raso em uma etapa na porção projetada 10b. Entretanto, a porção de fundo raso 11a não se limita a essa etapa.
[00119] Por exemplo, a porção de fundo raso 11a pode ser formada formando o fundo de forno 11 para se tornar raso em duas ou mais etapas. Alternativamente, a porção de fundo raso 11a pode ser formada formando uma inclinação contínua em vez de formar o fundo de forno 11 gradualmente na porção projetada 10b.
[00120] Além disso, a porção de fundo raso 11a não tem necessariamente uma superfície horizontal conforme mostrado na Figura 2.
[00121] Toda a área da porção de fundo raso 11a pode ter um formato gradual ou um formato em declive desde que possa supor que a porção de fundo raso 11a posicionada abaixo da porta de despejamento de escória 14 seja exposta a partir da camada de ferro fundido 6 durante a etapa de tratamento de escória.
[00122] É preferível que a porção de fundo raso 11a tenha uma superfície horizontal a partir do ponto de vista que a razão de área da porção de fundo raso 11a para o fundo de forno 11 em uma vista plana pode ser garantida como 5% ou mais sem reduzir o volume interno do forno mais do que o necessário.
[00123] Conforme mostrado na Figura 3, em uma suposição básica, em um caso em que o forno de retenção de escória 2 é inclinado em direção ao lado de porção de furo de despejamento 21 de modo que a escória fundida 4 seja despejada no corpo de forno 1, a escória fundida 4 despejada a partir da porta de despejamento de escória 14 caia em direção à camada de escória fundida 5.
[00124] A camada de escória fundida 5 é perturbada pela escória fundida descendente 4. Entretanto, a porção de fundo raso 11a está presente na posição em que a escória fundida 4 cai.
[00125] Na posição em que a porção de fundo raso 11a está presente, a camada de ferro fundido 6 não está presente abaixo da camada de escória fundida 5 e, dessa forma, a escória fundida recém- despejada 4 não entra em contato com a camada de ferro fundido 6.
[00126] Consequentemente, a formação de espuma de escória causada por uma reação rápida entre a escória fundida recém- despejada 4 e a camada de ferro fundido 6 pode ser evitada.
[00127] Conforme mostrado na Figura 2, a porção de fundo raso 11a é uma região que tem uma altura H de 150 mm a 500 mm a partir do ponto mais profundo da porção de fundo profundo 11d.
[00128] O motivo para isso é que, em um caso em que a altura é 150 mm ou mais, um efeito de aliviar a mistura vigorosa entre a escória fundida 4 que foi recentemente despejada e a camada de ferro fundido 6 que está originalmente presente pode ser esperado.
[00129] Além disso, a razão pela qual a altura a partir do ponto mais profundo da porção de fundo profundo 11d é 500 mm ou menos é que não é necessário definir a altura para ser mais de 500 mm, e no caso em que a altura é mais de 500 mm, há um efeito adverso em que o volume interno do forno diminui.
[00130] Conforme mostrado na Figura 4B, em um caso em que a área da porção de fundo profundo 11d em uma vista plana é representada por S1 e a área da porção de fundo raso 11a em uma vista plana é representada por S2, a razão de área da porção de fundo raso 11a para o fundo de forno 11 em uma vista plana (S2/(Si+S2)*100) é, de preferência, 5% a 40%.
[00131] Com o ajuste da razão de área para 5% ou mais, a proporção da camada de escória fundida 5 que pode exibir o efeito de alívio de mistura pode ser garantida de modo que a ocorrência de formação de espuma vigorosa em toda a escória possa ser reduzida.
[00132] Em um caso em que a razão de área é maior que 40%, é improvável que o efeito de reduzir a ocorrência de formação de espuma seja aprimorado, enquanto a quantidade de ferro fundido armazenado como a camada de ferro fundido 6 ou a área de uma interface entre a camada de ferro fundido 6 e a camada de escória fundida 5 é reduzida. Portanto, a eficiência de redução pode diminuir.
[00133] Além disso, em um caso em que a razão de área é maior que 40%, a porção de fundo raso 11a está incluída em uma região de alta densidade de corrente do fundo de forno 11. Portanto, é provável que a porção de fundo raso 11a seja consumida.
[00134] Na presente invenção, a porção de fundo raso 11a é definida como "região que tem uma altura H de 150 mm a 500 mm a partir do ponto mais profundo da porção de fundo profundo 11d". Portanto, o limite entre S1 e S2 é uma posição em que a altura H a partir do ponto mais profundo da porção de fundo profundo 11d é 150 mm.
[00135] Além disso, na Figura 2, a porção de fundo raso 11a é exposta a partir da camada de ferro fundido 6 e é imersa na camada de escória fundida 5. Entretanto, a porção de fundo raso 11a pode estar exposta a partir da camada de escória fundida 5.
[00136] Nesse caso, a escória fundida 4 despejada a partir da porta de despejamento de escória 14 colide com a superfície da porção de fundo raso 11a e subsequentemente flui para baixo da superfície da porção de fundo raso 11a em direção à camada de escória fundida 5.
[00137] Visto que a escória fundida 4 colide com a superfície da porção de fundo raso 11a, a energia cinética é anulada. Portanto, a escória fundida 4 não é vigorosamente misturada na camada de ferro fundido 6.
[00138] Consequentemente, uma reação vigorosa entre a escória fundida 4 e o ferro fundido também é reduzida, e a formação de espuma de escória é reduzida.
[00139] Além disso, conforme mostrado na Figura 2, um furo de escória 17 para descarregar a escória de redução e um orifício de torneira 18 para descarregar ferro fundido podem ser fornecidos na parede de forno 12.
[00140] O furo de escória 17 é formado em uma posição correspondente à camada de escória fundida 5, especificamente, em uma posição mais alta que uma superfície superior da porção de fundo raso 11a.
[00141] O orifício de torneira 18 é formado em uma posição correspondente à camada de ferro fundido 6, especificamente, em uma posição mais baixa que uma superfície superior da porção de fundo raso 11a.
[00142] A seguir, uma configuração do forno de retenção de escória 2 usada no processo de tratamento de escória de acordo com a modalidade será descrita em detalhe com referência às Figuras 2 e 3.
[00143] Conforme mostrado na Figura 2, o forno de retenção de escória 2 é um recipiente resistente ao calor que retém a escória fundida 4 e despeja a escória fundida 4 no corpo de forno 1.
[00144] O forno de retenção de escória 2 pode ajustar a quantidade de despejamento da escória fundida 4 no corpo de forno 1 e também funciona como uma trajetória de escape de gás de escape gerado no corpo de forno 1.
[00145] O forno de retenção de escória 2 inclui: um corpo principal de forno 20 que armazena e retém a escória fundida 4; e a porção de furo de despejamento 21 para despejar a escória fundida 4 a partir do interior do corpo principal de forno 20 no corpo de forno 1.
[00146] O corpo principal de forno 20 é um recipiente fechado e tem um espaço interno para armazenar a escória fundida 4.
[00147] Uma porta de descarga de gás 25 e uma porta de despejamento de escória 26 são formadas no corpo principal de forno 20.
[00148] A porta de descarga de gás 25 é uma porta de escape a partir da qual o gás de escape do corpo de forno 1 escapa através do forno de retenção de escória 2, e é conectada a um dispositivo de entrada de ar como um coletor de pó (não mostrado).
[00149] A atmosfera interna do forno de retenção de escória 2 é mantida a uma pressão negativa pelo dispositivo de entrada de ar.
[00150] A porta de despejamento de escória 26 é uma abertura para despejar a escória fundida 4 no corpo principal de forno 20 a partir da panela de escória 3 fornecida acima da porta de despejamento de escória 26.
[00151] Uma tampa de forno de retenção capaz de ser aberta 27 é fornecida na porta de despejamento de escória 26, e a tampa de forno de retenção 27 é aberta durante o despejamento da escória fundida 4.
[00152] Quando a escória fundida 4 não for despejada, a tampa de forno de retenção 27 é fechada para fechar a porta de despejamento de escória 26. Portanto, a entrada de ar externa no corpo principal de forno 20 pode ser evitada, e a temperatura interna do corpo principal de forno 20 pode ser mantida.
[00153] A porção de furo de despejamento 21 é uma porção cilíndrica fornecida no corpo principal de forno 20 no lado de corpo de forno 1.
[00154] O espaço interno da porção de furo de despejamento 21 forma uma trajetória de despejamento de escória 28 para despejar a escória fundida 4 do corpo principal de forno 20 no corpo de forno 1, e uma abertura formada em uma porção de ponta da porção de furo de despejamento 21 é o furo de despejamento 29.
[00155] A trajetória de despejamento de escória 28 é mais estreita que o espaço interno do corpo principal de forno 20 tanto em uma direção vertical como em uma direção de largura de forno (direção perpendicular ao plano da Figura 2) e é curvada para baixo em direção ao lado frontal na direção de despejamento.
[00156] O espaço interno do corpo principal de forno 20 se torna gradualmente mais estreito em direção ao lado da porção de furo de despejamento 21.
[00157] Com a formação do corpo principal de forno 20 e da porção de furo de despejamento 21 nesse formato, a quantidade de despejamento pode ser facilmente ajustada durante o despejamento da escória fundida 4 a partir do corpo principal de forno 20 no corpo de forno 1.
[00158] A porção de furo de despejamento 21 do forno de retenção de escória 2 é conectada à porta de despejamento de escória 14 da tampa de forno 13 do corpo de forno 1.
[00159] A Figura 2 mostra uma estrutura em que o diâmetro interno da porta de despejamento de escória 14 do corpo de forno 1 é definido para ser maior que o diâmetro externo da porção de furo de despejamento 21 de modo que a porção de ponta da porção de furo de despejamento 21 seja inserida na porta de despejamento de escória 14, e um pequeno vão esteja presente entre a porção de furo de despejamento 21 e a porta de despejamento de escória 14.
[00160] A estrutura que conecta a porção de furo de despejamento 21 e a porta de despejamento de escória 14 não se limita à estrutura da Figura 2 e pode ser modificada de várias maneiras. Por exemplo, a porção de furo de despejamento 21 e a porta de despejamento de escória 14 podem ser hermeticamente conectadas uma à outra, ou um vão entre as mesmas pode ser carregada com uma carga para conectar a porção de furo de despejamento 21 e a porta de despejamento de escória 14 uma à outra.
[00161] Em um caso em que a atmosfera interna do forno de retenção de escória 2 é definida para estar em um estado de pressão negativa ativando o coletor de pó (não mostrado) em um estado em que a tampa de forno de retenção 27 é fechada, o forno de retenção de escória 2 funciona como a trajetória de escape do gás de escape produzido no corpo de forno 1.
[00162] Especificamente, o gás de escape contendo CO, H2, e similares produzido devido ao tratamento de redução no corpo de forno 1 flui para dentro do corpo principal de forno 20 do forno de retenção de escória 2 através da porta de despejamento de escória 14 do corpo de forno 1 e da porção de furo de despejamento 21 do forno de retenção de escória 2.
[00163] A pressão interna do forno de retenção de escória 2 é mantida para ser negativa. Portanto, mesmo em um caso em que o ar externo é introduzido através do vão da porção de conexão entre o corpo de forno 1 e o forno de retenção de escória 2, o gás de escape no corpo de forno 1 não vaza para fora através do vão.
[00164] O ar externo introduzido através do vão é aspirado para o lado de forno de retenção de escória 2.
[00165] Ademais, o gás de escape que flui para dentro do forno de retenção de escória 2 entra no corpo principal de forno 20, escapa da porta de descarga de gás 25, alcança o coletor de pó (não mostrado), e é tratado.
[00166] Além disso, um dispositivo de inclinação 40 é fornecido no lado inferior do corpo principal de forno 20 do forno de retenção de escória 2.
[00167] O dispositivo de inclinação 40 é um dispositivo que inclina o forno de retenção de escória 2 em direção ao lado de porção de furo de despejamento 21 para despejar a escória fundida 4 no corpo principal de forno 20 dentro do corpo de forno 1 através da porção de furo de despejamento 21.
[00168] O dispositivo de inclinação 40 pode inclinar o forno de retenção de escória 2 em torno de um eixo de inclinação 44 entre uma postura de retenção (Figura 2) e uma postura de despejamento (Figura 3).
[00169] Conforme mostrado na Figura 2, a postura de retenção é uma postura em que o forno de retenção de escória 2 retém a escória fundida 4 no corpo principal de forno 20 sem despejar a escória fundida 4 no corpo de forno 1.
[00170] Conforme mostrado na Figura 3, a postura de despejamento é uma postura em que o forno de retenção de escória 2 é inclinado em direção ao lado de porção de furo de despejamento 21 de modo que a escória fundida 4 no corpo principal de forno 20 seja despejada no corpo de forno 1.
[00171] Quando a postura do forno de retenção de escória 2 for alterada a partir da postura de retenção para a postura de despejamento, o forno de retenção de escória 2 é inclinado em torno do eixo de inclinação 44 em direção ao lado de corpo de forno 1.
[00172] Como resultado, conforme mostrado na Figura 3, a posição da porção de furo de despejamento 21 é mais baixa que o corpo principal de forno 20. Portanto, a escória fundida 4 mantida no corpo principal de forno 20 flui em direção ao lado de porção de furo de despejamento 21 e é despejada do furo de despejamento 29 no corpo de forno 1 através da trajetória de despejamento de escória 28.
[00173] Nesse momento, a quantidade de despejamento da escória fundida 4 pode ser ajustada ajustando-se o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2.
[00174] No forno elétrico 100 de acordo com a modalidade, a porção de fundo raso 11a é fornecida e, dessa forma, a formação de espuma de escória pode ser impedida de maneira eficaz.
[00175] Ademais, no forno elétrico 100 de acordo com a modalidade, com a inclinação do forno de retenção de escória 2 usando o dispositivo de inclinação 40, a escória fundida 4 pode ser intermitentemente despejada no corpo de forno 1, ou a quantidade de despejamento da mesma pode ser ajustada.
[00176] Em um caso em que a escória fundida 4 é despejada no corpo de forno 1, é preferível que a escória fundida 4 seja intermitentemente despejada enquanto ajusta adequadamente a quantidade de despejamento (ou seja, o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2) usando o dispositivo de inclinação 40 de modo que a escória fundida despejada 4 não transborde do corpo de forno 1 devido a uma reação rápida com o ferro fundido no corpo de forno 1.
[00177] Quando a taxa de despejamento for rápida durante o despejamento da escória fundida 4, a escória fundida 4 no corpo de forno 1 entra em um estado espumado, que pode fazer com que ocorra o transbordamento.
[00178] Nesse caso, é preferível que o despejamento da escória fundida 4 seja temporariamente interrompido reduzindo o ângulo de inclinação do forno de retenção de escória 2 usando o dispositivo de inclinação 40 ou que a reação no corpo de forno 1 seja reduzida reduzindo a quantidade de despejamento.
[00179] A quantidade de despejamento da escória fundida 4 por unidade de tempo usando o forno de retenção de escória 2 é determinada de acordo com a capacidade de tratamento de redução do corpo de forno 1.
[00180] A capacidade de tratamento de redução depende do suprimento de eletricidade por unidade de tempo ao corpo de forno 1, por exemplo, a quantidade de energia aplicada ao elétrodo superior 15 e o elétrodo de fundo de forno 16 do corpo de forno 1.
[00181] Portanto, a quantidade de despejamento da escória fundida 4 por unidade de tempo pode ser determinada com base na energia elétrica que é calculada com base na taxa de consumo de energia elétrica necessária para o tratamento de redução da escória fundida 4 e uma quantidade real de energia aplicada ao elétrodo superior 15 e ao elétrodo de fundo de forno 16.
[00182] Exemplos de um método de despejar de modo intermitente a escória fundida 4 a partir do forno de retenção de escória 2 no corpo de forno 1 incluem um método de repetir adequadamente o despejamento da escória fundida 4 e a interrupção do mesmo e um método de despejar coletivamente uma quantidade predeterminada da escória fundida 4 retida no forno de retenção de escória 2 em um intervalo de tempo predeterminado.
[00183] A escória fundida 4 também pode ser continuamente despejada do forno de retenção de escória 2 no corpo de forno 1.
[00184] Em um caso em que a escória fundida 4 é despejada de modo intermitente, é preferível que o fato de que a quantidade total da escória fundida 4 despejada de uma vez é uma quantidade em que o transbordamento causado pela formação de espuma de escória não ocorre seja previamente verificada por experimento ou similares.
[00185] A seguir, o tratamento de redução da escória fundida 4 em que o forno elétrico 100 que tem a configuração descrita acima é usado será descrito com referência às Figuras 2 e 3.
[00186] Primeiro, é necessário determinar a área S1 e H da porção de fundo profundo 11d antes do tratamento de redução e formar a porção de fundo raso 11a com base nos valores determinados.
[00187] Especificamente, S1 e H são determinados de modo que o volume máximo da camada de ferro fundido 6 (o volume total de grão fundido e ferro fundido) seja menor que Si*H.
[00188] Em seguida, conforme mostrado na Figura 2, primeiro, o ferro fundido como ferro fundido transportado a partir de um alto-forno é previamente acomodado no corpo de forno 1 como grão fundido e a camada de ferro fundido 6.
[00189] A concentração de C no ferro fundido é tipicamente 1,5 a 4,5 %, em massa.
[00190] Em seguida, em um estado em que o corpo de forno 1 é continuamente operado fornecendo energia ao mesmo, a escória fundida 4 é despejada do forno de retenção de escória 2 dentro do corpo de forno 1 em uma quantidade correspondente à capacidade de tratamento de redução do corpo de forno 1 (por exemplo, suprimento de eletricidade por unidade de tempo ao corpo de forno 1) conforme mostrado na Figura 3.
[00191] A escória fundida 4 despejada no corpo de forno 1 forma a camada de escória fundida 5 na camada de ferro fundido 6.
[00192] A escória fundida despejada 4 cai em direção à porção de fundo raso 11a e, dessa forma, não entra em contato direto com a camada de ferro fundido 6.
[00193] Consequentemente, devido à presença da porção de fundo raso 11a, a formação de espuma de escória pode ser impedida de maneira eficaz.
[00194] Ademais, os materiais auxiliares como o material de redução (material de carbono) e o material de reforma também são continuamente adicionados na camada de escória fundida 5 no corpo de forno 1, por exemplo, através dos dispositivos de suprimento de matéria-prima 31, 32 e 33.
[00195] Além disso, no corpo de forno 1, a temperatura da camada de ferro fundido 6 é controlada para ser, por exemplo, 1400°C a 1550°C, e a temperatura da camada de escória fundida 5 é controlada para ser, por exemplo, 1500°C a 1650°C.
[00196] O controle de temperatura pode ser realizado ajustando a taxa de suprimento da escória fundida 4 ou ajustando o suprimento de eletricidade sem alterar a quantidade de suprimento da escória fundida.
[00197] Como resultado, no corpo de forno 1, a reação de redução da escória fundida 4 na camada de escória fundida 5 é promovida devido ao calor do arco como uma fonte de energia gerada entre o elétrodo superior 15 e o elétrodo de fundo de forno 16.
[00198] Nesse 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. O Fe e P produzidos se movem a partir da camada de escória fundida 5 para a camada de ferro fundido 6.
[00199] C no material de carbono residual é suspenso na camada de escória fundida 5 e é então fundido no ferro fundido.
[00200] No tratamento de redução, FeO contido na escória fundida despejada 4 reage, de preferência, com C do material de carbono na camada de escória fundida 5 antes de C contido no ferro fundido na camada de ferro fundido 6 (FeO+C^Fe+COβ.
[00201] Ou seja, C no material de carbono adicionado é suspenso na camada de escória fundida 5 sem se mover para a camada de ferro fundido 6. Portanto, na camada de escória fundida 5, a reação de redução de FeO+C^Fe+CO progride, de preferência, e o ferro reduzido produzido (Fe) se move para a camada de ferro fundido 6.
[00202] Dessa forma, no tratamento de redução que usa o corpo de forno 1, a reação entre FeO e C na camada de escória fundida 5 é mais predominante do que o FeO de reação na camada de escória fundida 5 e C na camada de ferro fundido 6.
[00203] Consequentemente, em um caso em que a escória fundida 4 é despejada no corpo de forno 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 despejada 4 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 reduzida em cooperação com o efeito obtido fornecendo a porção de fundo raso 11a.
[00204] Ou seja, despejando a escória fundida 4 na camada de escória fundida 5 que tem uma baixa concentração de FeO, a concentração de FeO na escória fundida despejada 4 pode ser reduzida por diluição, e o contato direto entre a escória fundida despejada 4 e o ferro fundido da camada de ferro fundido 6 pode ser reduzido.
[00205] Consequentemente, em um caso no qual a escória fundida 4 é despejada do forno de retenção de escória 2 para dentro do corpo de forno 1, a formação de espuma de escória causada por uma reação rápida entre a escória fundida 4 e o ferro fundido pode ser reduzida, e o transbordamento pode ser evitado.
[00206] Conforme descrito acima, os óxidos contidos na escória fundida 4 que é despejada na camada de escória fundida 5 no corpo de forno 1 são reduzidos de modo que Fe e P sejam coletados da escória fundida 4 dentro da camada de ferro fundido 6. Portanto, a quantidade de FeO e P2O5 na escória fundida 4 é reduzida, e os componentes de escória da escória fundida 4 são reformados.
[00207] Consequentemente, quando o tratamento de redução progride após o despejamento da escória fundida 4, os componentes da camada de escória fundida 5 são gradualmente reformados a partir da escória fundida 4 (escória de fabricação de aço) na escória de redução (escória de alta qualidade correspondente à escória de alto- forno).
[00208] A camada de escória fundida 5 reformada na escória de redução funciona como uma zona de tampão que tem uma concentração de FeO mais baixa. Portanto, em um caso em que a escória fundida 4 foi recentemente despejada do forno de retenção de escória 2 na camada de escória fundida 5, a formação de espuma de escória pode ser confiavelmente reduzida.
[00209] Além disso, com adição de uma fonte de SiO2 ou uma fonte de Al2O3 como o material de reforma, os componentes da escória fundida podem ser ajustados.
[00210] Além disso, dependendo da taxa de despejamento ou da quantidade de despejamento da escória fundida despejada 4, a camada de escória fundida 5 pode ser distribuída pela escória fundida 4. Entretanto, visto que a porção de fundo raso 11a é fornecida, a escória fundida recém-despejada 4 não entra em contato com a camada de ferro fundido 6.
[00211] Consequentemente, a formação de espuma de escória causada por uma reação rápida entre a escória fundida recém- despejada 4 e a camada de ferro fundido 6 também pode ser evitada.
[00212] Mesmo em um caso em que o contato entre o fluxo de escória despejado e a camada de ferro fundido 6 no forno elétrico 100 é impedido pela porção de fundo raso 11a do fundo de forno 11, (T.Fe) na camada de escória fundida 5 aumenta, a escória na interface escória-metal reage com C no ferro fundido para induzir gás CO, que pode induzir a formação de espuma de escória.
[00213] Mesmo nesse caso, com a adição de pó de carbono a partir das portas de alimentação de material de redução 31a e 33a, a formação de espuma de escória pode ser reduzida através da desespumação e redução de escória espumada.
[00214] Além disso, quando o tratamento de redução progride, Fe se move para o ferro fundido. Portanto, a espessura da camada de ferro fundido 6 aumenta gradualmente.
[00215] A partir do ponto de vista de exibição da função como a zona de tampão, a espessura da camada de escória fundida 5 é, de preferência, 100 a 600 mm e, com mais preferência, 100 a 800 mm.
[00216] Em um caso em que a espessura da camada de escória fundida 5 se aproxima do limite superior, o furo de escória 17 é aberto para descarregar a escória de redução da camada de escória fundida 5.
[00217] Além disso, em um caso no qual a interface da camada de ferro fundido 6 se aproxima da superfície superior da porção de fundo raso 11a, o orifício de torneira 18 é aberto para descarregar o ferro fundido (por exemplo, ferro fundido com alto teor de P) da camada de ferro fundido 6.
[00218] Dessa forma, a escória de redução é descarregada de modo intermitente e coletada do furo de escória 17 do corpo de forno 1, e o ferro fundido é descarregado de modo intermitente e coletado do orifício de torneira 18.
[00219] Como resultado, no corpo de forno 1, o tratamento de redução da escória fundida 4 pode continuar sem interrupção.
[00220] Além disso, durante a operação do corpo de forno 1 (ou seja, durante o tratamento de redução), os óxidos da escória fundida 4 são reduzidos usando C do material de carbono para produzir gás de escape de alta temperatura contendo CO, H2, e similares.
[00221] Por exemplo, em um caso no qual o óxido de ferro é reduzido, gás CO é produzido devido à reação de FeO+C^Fe+COt
[00222] Esse gás de escape flui para dentro do forno de retenção de escória 2 através da porta de despejamento de escória 14 do corpo de forno 1 e é descarregado para fora através da parte interna do forno de retenção de escória 2 como uma trajetória de escape.
[00223] Com o uso do corpo de forno fechado 1 e usando o forno de retenção de escória 2 como uma trajetória de escape, a atmosfera interna do corpo de forno 1 é mantida para ser uma atmosfera redutora contendo, como componentes principais, gás CO produzido pela reação de redução e H2 produzido a partir do material de carbono (material de redução).
[00224] Consequentemente, uma reação de oxidação sobre a superfície da camada de escória fundida 5 pode ser impedida.
[00225] A seguir, a segunda modalidade da presente invenção será descrita com referência às Figuras 5 e 6.
[00226] A segunda modalidade é diferente da primeira modalidade no formato do corpo de forno 1, e as outras funções e configurações são substancialmente iguais àquelas da primeira modalidade. Portanto, a descrição detalhada não será repetida.
[00227] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, na segunda modalidade, o corpo de forno 1 não inclui a porção projetada 10b.
[00228] O corpo de forno 1 inclui a porção de corpo principal 10a que tem um formato em corte transversal anular.
[00229] Uma porção de fundo raso 11b é uma porção obtida elevando parcialmente uma região do fundo de forno 11 que se sobrepõe à porta de despejamento de escória 14 da porção de corpo principal 10a em uma vista plana.
[00230] A porção de fundo raso 11b é formada, por exemplo, por um degrau em formato de caixa 11c que está disposto em contato com a parte interna da parede de forno 12.
[00231] A superfície do degrau 11c é formada com um refratário como no caso das superfícies internas das outras porções do fundo de forno 11.
[00232] A segunda modalidade é vantajosa pelo fato de que, mesmo em um caso no qual um forno elétrico existente que tem um formato de forno geral e não inclui a porção de fundo raso 11b é usado, a porção de fundo raso 11b pode ser formada fixando o degrau 11c à mesma através de um pós-processo.
[00233] Conforme mostrado na Figura 5, em um caso no qual o forno de retenção de escória 2 é inclinado em direção ao lado de porção de furo de despejamento 21 de modo que a escória fundida 4 seja despejada no corpo de forno 1, a escória fundida 4 despejada a partir da porta de despejamento de escória 14 caia em direção à camada de escória fundida 5 abaixo da porta de despejamento de escória 14.
[00234] Como na primeira modalidade, nessa porção, a camada de ferro fundido 6 não está presente abaixo da camada de escória fundida 5 devido à porção de fundo raso 11b. Portanto, a ocorrência de formação de espuma de escória causada por uma reação rápida e ebulição entre a escória fundida recém-despejada 4 e a camada de ferro fundido 6 pode ser evitada.
[00235] A segunda modalidade da presente invenção descrita acima é mais vantajosa que a primeira modalidade pelo fato de que a porção de fundo raso 11b pode ser subsequentemente formada em um forno elétrico existente através de um pós-processo.
[00236] Por outro lado, na primeira modalidade, a porção de fundo raso 11a pode ser feita para ser mais larga. Portanto, a distância entre uma porção em que é provável que a camada de escória fundida 5 seja perturbada pela escória fundida despejada 4 e uma porção em que a camada de ferro fundido 6 está presente abaixo da camada de escória fundida 5 pode ser aumentada, e o efeito de impedir a formação de espuma de escória pode ser aumentado.
[00237] Além disso, na segunda modalidade, a posição da porção de fundo raso 11b está mais próxima ao centro do corpo de forno 1 do que aquela da primeira modalidade.
[00238] No centro do corpo de forno 1, alto calor é gerado devido à descarga de arco gerada entre o elétrodo superior 15 e o elétrodo de fundo de forno 16. Portanto, é provável que a erosão do refratário que forma a superfície da porção de fundo raso 11b seja maior que aquela das outras porções do fundo de forno 11 ou da porção de fundo raso 11a de acordo com a primeira modalidade.
[00239] Dessa forma, a primeira modalidade e a segunda modalidade da presente invenção têm efeitos vantajosos diferentes e, dessa forma, podem ser adequadamente selecionadas e usadas de acordo com, por exemplo, as condições de operação ou o status atual de instalações.
[00240] Além disso, a presente invenção não se limita a essas modalidades, e outras modalidades óbvias para os versados na técnica obtidas a partir das descrições das modalidades também podem ser adotadas.
[00241] A seguir, um exemplo da presente invenção será descrito.
[00242] O exemplo a seguir é meramente um exemplo de condição que é adotado para verificar a operabilidade e os efeitos da presente invenção, e a presente invenção não se limita às condições do exemplo a seguir.
[00243] Primeiro, para verificar a influência da presença ou ausência da porção de fundo raso 11a, uma simulação em computador que simula o forno elétrico 100 mostrado na Figura 2 foi realizada antes de uma operação real.
[00244] Os procedimentos específicos são os seguintes.
[00245] Primeiro, com o uso de um software de análise de fluido universal FLUENT, a escória fundida 4 foi despejada em um forno elétrico sob as seguintes condições, e o comportamento da mesma foi observado em uma direção de corte transversal do forno. Volume de Forno: 13,8 m3 Área de Fundo de Forno (S1+S2): 7,5 m2 Viscosidade de Escória no Forno: 0,25 Pa-s Viscosidade de Escória Despejada: 1,0 Pa-s Viscosidade de Ferro Fundido: 0,006 Pa-s Altura de Porção de Fundo Raso (H): 250 mm Área de Porção de Fundo Raso (S2): 1,1 m2 Quantidade de Grão Fundido: 1,4 m3 Largura de Fluxo de Escória Despejada: 500 mm Taxa de Despejamento de Escória: 1 t/min, 5 t/min, 10 t/min, 20 t/min
[00246] Os resultados são mostrados na Figura 7.
[00247] Na Figura 7, o Exemplo A é um exemplo em que a taxa de despejamento de escória era 10 t/min e a porção de fundo raso 11a foi fornecida, o Exemplo Comparativo A é um exemplo em que a taxa de despejamento de escória era 1 t/min e a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, o Exemplo B é um exemplo em que a taxa de despejamento de escória era 5 t/min e a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, o Exemplo Comparativo C é um exemplo em que a taxa de despejamento de escória era 10 t/min e a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, e o Exemplo Comparativo D é um exemplo em que a taxa de despejamento de escória era 20 t/min e a porção de fundo raso 11a não foi fornecida.
[00248] Conforme mostrado na Figura 7, na taxa de despejamento de escória de 1 t/min, mesmo o Exemplo Comparativo A em que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, a escória fundida despejada 4 não atingiu substancialmente a camada de ferro fundido 6, e apenas uma reação entre a escória fundida despejada 4 e a camada de ferro fundido 6 foi observada.
[00249] Nas taxas de despejamento de escória de 1 t/min, 5 t/min, 10 t/min e 20 t/min, em um caso em que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, a escória fundida despejada 4 atingiu a camada de ferro fundido 6, e uma parte da escória fundida 4 penetrou a camada de ferro fundido 6 e reagiu com C no ferro fundido.
[00250] Em particular, constatou-se que, em 10 t/min e 20 t/min, a reação foi vigorosa e o ferro fundido e a escória fundida 4 foram misturados um com o outro, e a mistura dos mesmos foi espalhada.
[00251] Por outro lado, em um caso em que a porção de fundo raso 11a é fornecida, mesmo na taxa de despejamento de escória de 10 t/min, a escória fundida despejada 4 não reagiu substancialmente com a camada de ferro fundido 6. Consequentemente, é considerado que a mistura do ferro fundido e da escória fundida 4 não foi espalhada.
[00252] Constatou-se a partir do resultado acima que, fornecendo a porção de fundo raso 11a, a mistura e a reação da escória fundida despejada 4 e da camada de ferro fundido 6 podem ser impedidas de serem misturadas entre si e reagindo umas com as outras.
[00253] A seguir, com o uso do forno elétrico 100 mostrado na Figura 2 que tem uma estrutura em que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, um teste de despejamento de escória foi realizado para medir a quantidade de emissão de gás CO.
[00254] Os procedimentos específicos são os seguintes.
[00255] Primeiro, a camada de ferro fundido 6 e a camada de escória fundida 5 foram previamente formadas no corpo de forno 1.
[00256] As condições do corpo de forno 1 eram iguais àquelas da simulação exceto que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida.
[00257] Em seguida, em um estado em que o corpo de forno 1 foi continuamente operado aplicando uma potência de 2,4 MW (240 V, 10 kA) ao mesmo, 680 kg da escória fundida 4 foram despejados de uma vez enquanto adiciona-se pó de carvão em 2,5 kg/min.
[00258] Como resultado, imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, gás CO foi produzido em uma taxa de fluidez de 300 Nm3/h, e subsequentemente a taxa de fluidez diminuiu lentamente.
[00259] Em seguida, a operação continuou sem alterar a taxa de alimentação do pó de carvão. Após cerca de 20 minutos a partir do despejamento inicial da escória fundida 4, 540 kg da escória fundida 4 foram despejados de uma vez.
[00260] Como resultado, imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, gás CO foi produzido em uma taxa de fluidez de 400 Nm3/h, e subsequentemente a taxa de fluidez diminuiu lentamente.
[00261] Ademais, a operação continuou sem alterar a taxa de alimentação do pó de carvão. Após cerca de 15 minutos a partir do despejamento inicial da escória fundida 4, 800 kg da escória fundida 4 foram despejados de uma vez.
[00262] Como resultado, imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, gás CO foi produzido em uma taxa de fluidez de 500 Nm3/h, e subsequentemente a taxa de fluidez diminuiu lentamente.
[00263] Em seguida, a quantidade de despejamento do pó de carvão foi aumentada para 3,5 kg/min. Após cerca de 25 minutos a partir do despejamento da escória fundida 4, 20 kg da escória fundida 4 foram despejados de uma vez.
[00264] Como resultado, imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, gás CO foi produzido em uma taxa de fluidez de 250 Nm3/h, e subsequentemente a taxa de fluidez diminuiu lentamente.
[00265] Os resultados são mostrados na Figura 8.
[00266] Conforme mostrado na Figura 8, no forno elétrico 100 em que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, gás CO foi produzido imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, o que implica que a formação de espuma de escória pode ocorrer.
[00267] A seguir, com o uso do forno elétrico 100 mostrado na Figura 2 que tem uma estrutura em que a porção de fundo raso 11a foi fornecida, um teste de despejamento de escória foi realizado para medir a quantidade de emissão de gás CO.
[00268] Os procedimentos específicos são os seguintes.
[00269] Em seguida, em um estado em que o corpo de forno 1 foi continuamente operado aplicando uma potência de 2,4 MW (240 V, 10 kA) ao mesmo, 780 kg da escória fundida 4 foram despejados de uma vez sem despejar o pó de carvão.
[00270] As outras condições eram iguais àquelas do "Teste de Despejamento de Escória: Exemplo Comparativo".
[00271] Como resultado, imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, gás CO não foi produzido e, subsequentemente, a quantidade de emissão de gás CO era 100 Nm3/h ou mais baixa em termos de taxa de fluidez.
[00272] Os resultados são mostrados na Figura 9.
[00273] Conforme mostrado na Figura 9, no forno elétrico 100 em que a porção de fundo raso 11a foi fornecida, gás CO não foi produzido imediatamente após o despejamento da escória fundida 4, e presume-se que a porção de fundo raso 11a reduziu a ocorrência deformação de espuma.
[00274] A seguir, em um caso em que a porção de fundo raso foi fornecida e em um caso em que a porção de fundo raso não foi fornecida, o forno elétrico foi operado de acordo com um padrão de operação mostrado na Figura 10 para verificar se a formação de espuma de escória ocorreu ou não.
[00275] Primeiro, o forno elétrico 100 que tem as seguintes condições foi preparado. Volume de Forno: 13,8 m3 Área de Fundo de Forno (S1+S2): 7,5 m2 Composição de Escória: (T.Fe)=0,8%, (CaO)=33,1%, (SiO2)= 28,4% Composição de Ferro Fundido: [C]=2,8%, [Si]=0,18%, [P]=0,33% Altura de Porção de Fundo Raso (H): 250 mm Área de Porção de Fundo Raso (S2): 1,1 m2 Quantidade de Grão Fundido: 1,3 m3
[00276] Em seguida, conforme mostrado na Figura 10, primeiro, cerca de 25 t da escória fundida 4 por carga foram despejadas da panela de escória 3 no forno de retenção de escória 2 uma vez a cada 40 minutos e foram temporariamente mantidas no forno de retenção de escória 2.
[00277] Em seguida, o forno de retenção de escória 2 foi inclinado a partir da postura de retenção para a postura de despejamento uma vez a cada 10 minutos de modo que 8,0 t a 8,5 t da escória fundida 4 por tempo fossem intermitentemente despejadas na camada de escória fundida 5 no corpo de forno 1.
[00278] Além disso, no tratamento de redução de escória no corpo de forno 1, enquanto fornece continuamente um pó de 30 MW ao elétrodo superior 15 e ao elétrodo de fundo de forno 16, o pó de carvão foi fornecido através das portas de alimentação de material de redução 31a e 33a em uma taxa de suprimento de 45 kg/min.
[00279] Ademais, como o material de reforma, areia silicosa e pó refratário de resíduos de alumina foram fornecidos através da porta de alimentação de material de redução 31a nas respectivas taxas de suprimento de 67 kg/min e 8 kg/min.
[00280] O período de tempo a partir do final do tratamento de redução de escória até o final do despejamento da escória fundida 4 da próxima carga a partir do forno de retenção de escória 2 era (cerca de 10 minutos), o pó fornecido foi reduzido, e o suprimento do material de carbono e do material de reforma foi interrompido.
[00281] Os padrões de operação dos Exemplos e Exemplos Comparativos eram iguais exceto que os ciclos de despejamento e as quantidades de despejamento por tempo eram diferentes uns dos outros.
[00282] Os ciclos de despejamento e as quantidades de despejamento por tempo nos Exemplos 1 e 4 e Exemplo Comparativo 1 eram iguais (ciclo de despejamento: 5 minutos, quantidade de despejamento por tempo: 4,0 t a 4,3 t), os ciclos de despejamento e as quantidades de despejamento por tempo no Exemplo 2 e Exemplo Comparativo 2 eram iguais (ciclo de despejamento: 10 minutos, quantidade de despejamento por tempo: 8,0 t a 8,5 t), e os ciclos de despejamento e as quantidades de despejamento por tempo no Exemplo 3 e Exemplo Comparativo 3 eram iguais (ciclo de despejamento: 15 minutos, quantidade de despejamento por tempo: 12 t a 13 t).
[00283] Além disso, em cada um dos Exemplos e Exemplos Comparativos, a composição componente da escória fundida 4 descarregada do conversor na panela de escória 3 é conforme mostrado na Tabela 1 abaixo. Tabela 1
[00284] Em cada um dos Exemplos e Exemplos Comparativos, como os índices que indicam a influência do estado de reação no corpo de forno 1 e na instalação de tratamento de gases de escape, a altura de formação de espuma de escória ocorreu durante o despejamento da escória fundida 4 no corpo de forno 1 e o estado de produção de gás CO no corpo de forno 1 (determinação com base na taxa de fluidez de gás de escape que passa através da porta de descarga de gás 25 e a concentração de CO+CO2 no gás de escape) foram medidos.
[00286] Em cada um dos Exemplos Comparativos 1 a 3, no forno elétrico em que a porção de fundo raso 11a não foi fornecida, o ciclo de despejamento era longo, e à medida que a quantidade de despejamento por tempo aumentou, a altura de formação de espuma aumentou. No Exemplo Comparativo 3 em que a quantidade de despejamento por tempo era grande, a altura de formação de espuma de escória era 2500 mm ou mais.
[00287] Além disso, em cada um dos Exemplos Comparativos 1 a 3, gás CO foi rapidamente produzido no corpo de forno 1.
[00288] O motivo para isso é presumir que a escória fundida recém- despejada 4 entrou em contato com a camada de ferro fundido 6 posicionada abaixo da camada de escória fundida 5, FeO contido na escória fundida 4 reagiu rapidamente com C contido no ferro fundido na camada de ferro fundido 6 e, dessa forma, a formação de espuma ocorreu.
[00289] Por outro lado, nos Exemplos 1 e 2, a altura de formação de espuma de escória diminuiu significativamente, e a produção de gás CO no corpo de forno 1 foi moderada em comparação com os Exemplos Comparativos 1 e 2 sob as mesmas condições.
[00290] No Exemplo 3, a altura de formação de espuma de escória aumentou temporariamente até 600 mm. Entretanto, soprando o pó de carvão a partir de uma parede lateral 2 em 3 kg/min durante 3 minutos, a altura de formação de espuma de escória foi reduzida até 300 mm.
[00291] Como resultado, no Exemplo 3 em que o ciclo de despejamento era o mais longo e a quantidade de despejamento por tempo era grande, a altura de formação de espuma de escória foi capaz de ser reduzida para 300 mm.
[00292] Consequentemente, pode-se dizer que, no corpo de forno 1 de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, fornecendo a porção de fundo raso 11a, a escória quantidade de despejamento por tempo pode ser aumentada para ser maior que aquela da técnica relacionada reduzindo, ao mesmo tempo, a ocorrência de formação de espuma de escória.
[00293] Por outro lado, mesmo no Exemplo 4 em que o corpo de forno 1 de acordo com a segunda modalidade foi usado, a altura (160 mm) de formação de espuma de escória era ligeiramente maior que a do Exemplo 1 (90 mm) em que o corpo de forno 1 de acordo com a primeira modalidade foi usado, porém era significativamente menor que a do Exemplo Comparativo 1 (1200 mm) sob as mesmascondições.
[00294] Como resultado, a produção de gás CO era moderada.
[00295] Consequentemente, verificou-se que, mesmo no corpo de forno 1 de acordo com a segunda modalidade, fornecendo a porção de fundo raso 11b, o efeito de redução de formação de espuma de escória pode ser suficientemente obtido.
[00296] Os resultados de repetição das operações nos Exemplos 1 a 4 são os seguintes. Nos Exemplos 1 a 3, enquanto o refratário sobre a superfície da porção de fundo raso 11a foi erodido em 50 mm, 700 a 1000 cargas de operações foram capazes de ser realizadas. Por outro lado, no Exemplo 4, o refratário sobre a superfície da porção de fundo raso 11b foi erodido em 50 mm em 200 a 300 cargas de operações.
[00297] Consequentemente, foi verificado que o corpo de forno 1 de acordo com a primeira modalidade é mais vantajoso em termos da durabilidade do fundo de forno 11.
[00298] Conforme descrito acima, o corpo de forno 1 de acordo com a segunda modalidade tem outros efeitos vantajosos.
[00299] Anteriormente neste documento, as modalidades preferidas da presente invenção foram descritas em detalhe com referência aos desenhos em anexo. Entretanto, a presente invenção não se limita a essas modalidades.
[00300] É evidente que aqueles versados no campo técnico ao qual a presente invenção pertence podem conceber vários exemplos de alternação ou exemplos de modificação dentro de um escopo de ideias técnicas descritas nas reivindicações, e poderia ser entendido que estes exemplos pertencem ao escopo técnico da invenção.
[00301] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um forno elétrico em que a ocorrência de grande formação de espuma de escória causada quando a escória fundida, que acabou de ser despejada de um forno de retenção de escória, e uma camada de ferro fundido no forno elétrico são vigorosamente misturados pode ser evitada. BREVE DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1: CORPO DE FORNO 2: FORNO DE RETENÇÃO DE ESCÓRIA 3: PANELA DE ESCÓRIA 4: ESCÓRIA FUNDIDA 5: CAMADA DE ESCÓRIA FUNDIDA 6: CAMADA DE FERRO FUNDIDO 10a: PORÇÃO DE CORPO PRINCIPAL 10b: PORÇÃO PROJETADA 11: FUNDO DE FORNO 11a: PORÇÃO DE FUNDO RASO 11b: PORÇÃO DE FUNDO RASO 11c: DEGRAU 11d: PORÇÃO DE FUNDO PROFUNDO 12: PAREDE DE FORNO 13: TAMPA DE FORNO 14: PORTA DE DESPEJAMENTO DE ESCÓRIA 15: ELÉTRODO SUPERIOR 16: ELÉTRODO DE FUNDO DE FORNO 17: FURO DE ESCÓRIA 18: ORIFÍCIO DE TORNEIRA 20: CORPO PRINCIPAL DE FORNO 21: PORÇÃO DE FURO DE DESPEJAMENTO 25: PORTA DE DESCARGA DE GÁS 26: PORTA DE DESPEJAMENTO DE ESCÓRIA 27: TAMPA DE FORNO DE RETENÇÃO 28: TRAJETÓRIA DE DESPEJAMENTO DE ESCÓRIA 29: FURO DE DESPEJAMENTO 31: DISPOSITIVO DE SUPRIMENTO DE MATÉRIA-PRIMA 31a: PORTA DE ALIMENTAÇÃO DE MATERIAL DE REDUÇÃO 33a: PORTA DE ALIMENTAÇÃO DE MATERIAL DE REDUÇÃO 32: DISPOSITIVO DE SUPRIMENTO DE MATÉRIA-PRIMA 33: DISPOSITIVO DE SUPRIMENTO DE MATÉRIA-PRIMA 40: DISPOSITIVO DE INCLINAÇÃO 44: EIXO DE INCLINAÇÃO 100: FORNO ELÉTRICO
Claims (3)
1. Forno elétrico (100) que compreende: um corpo de forno (1) que inclui um elétrodo; e um forno de retenção de escória (2) que é configurado para reter a escória fundida (4) em um estado fundido e é capaz de despejar a escória fundida (4) no corpo de forno (1) quando inclinado, em que o corpo de forno (1) inclui uma parede de forno (12) cilíndrico, uma tampa de forno (13) que é fornecida em uma extremidade superior da parede de forno (12), uma porta de despejamento de escória (14) que é fornecida na tampa de forno (13) e através da qual a escória fundida (4) é despejada do forno de retenção de escória (2), e um fundo de forno (11) que é fornecido em uma extremidade inferior da parede de forno (12), caracterizado pelo fato de que o fundo de forno (11) inclui uma porção de fundo profundo (11d) e uma porção de fundo raso (11a, 11b) como uma região que tem uma altura de 150 mm a 500 mm a partir de um ponto mais profundo da porção de fundo profundo (11d), a porta de despejamento de escória (14) sobrepõe a porção de fundo raso em uma vista plana, e uma razão de área da porção de fundo raso para o fundo do forno em uma vista plana é 5% a 40%, e em que a altura é determinada com base em um volume máximo da camada de ferro fundido (6) e uma área da porção de fundo profundo (11d).
2. Forno elétrico (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede de forno (12) inclui ainda um corpo principal que tem um formato em corte transversal anular perpendicular a uma direção de altura, e uma porção projetada (10b) que é configurada para se projetar em uma direção radial do corpo principal, a porção de fundo raso é fornecida em uma extremidade inferior da porção projetada (10b), e a porta de despejamento de escória (14) é fornecida em uma extremidade superior da porção projetada (10b), e em que uma porta de alimentação de material de redução (31a, 33a) que é fornecida tanto na tampa do forno como na parede do forno e através da qual um material de redução é adicionado no forno elétrico.
3. Forno elétrico (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parede de forno (12) tem um corpo principal que tem um formato em corte transversal anular perpendicular a uma direção de altura, e a porção de fundo raso é fornecida em uma extremidade inferior do corpo principal.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016244501 | 2016-12-16 | ||
JP2016-244501 | 2016-12-16 | ||
PCT/JP2017/040600 WO2018110174A1 (ja) | 2016-12-16 | 2017-11-10 | 電気炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BR112019010696A2 BR112019010696A2 (pt) | 2019-10-01 |
BR112019010696B1 true BR112019010696B1 (pt) | 2023-03-28 |
Family
ID=62558696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BR112019010696-0A BR112019010696B1 (pt) | 2016-12-16 | 2017-11-10 | Forno elétrico |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11898797B2 (pt) |
EP (1) | EP3557170A4 (pt) |
JP (1) | JP6729720B2 (pt) |
KR (1) | KR102227326B1 (pt) |
CN (1) | CN110073160B (pt) |
BR (1) | BR112019010696B1 (pt) |
CA (1) | CA3046587A1 (pt) |
WO (1) | WO2018110174A1 (pt) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110073160B (zh) * | 2016-12-16 | 2020-06-05 | 日本制铁株式会社 | 电炉 |
WO2020208768A1 (ja) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | 日本製鉄株式会社 | 効率の高い溶融鉄合金の精錬方法 |
CN110541079A (zh) * | 2019-10-09 | 2019-12-06 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 阶梯炉底式电炉及利用其降低炉内残渣的方法 |
CN113699317A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-26 | 北京会盛百模具材料技术有限公司 | 脱磷炉、钢水脱磷方法和冶金工艺 |
CN113899197B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-10-27 | 国投金城冶金有限责任公司 | 一种弹罐式砷还原系统及砷还原工艺 |
CN115305309B (zh) * | 2022-08-26 | 2024-01-19 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种留碳脱磷的电炉冶炼方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1598035A (pt) * | 1968-12-23 | 1970-06-29 | ||
JPS5522320B2 (pt) | 1974-02-09 | 1980-06-16 | ||
JPS5233897A (en) | 1975-09-10 | 1977-03-15 | Nippon Steel Corp | Method for treatment of iron slag |
US5218617A (en) * | 1990-06-01 | 1993-06-08 | Hylsa S.A. De C.V. | Apparatus for feeding iron-bearing materials to metallurgical furnaces |
JP2548737Y2 (ja) * | 1991-10-16 | 1997-09-24 | 石川島播磨重工業株式会社 | 製鋼用アーク炉 |
LU88517A7 (fr) * | 1993-12-15 | 1996-02-01 | Wurth Paul Sa | Dispositif de chargement d'un four électrique |
JP3721569B2 (ja) * | 1996-06-12 | 2005-11-30 | 石川島播磨重工業株式会社 | 灰溶融炉 |
JP2961302B2 (ja) * | 1996-08-29 | 1999-10-12 | ロザイ工業株式会社 | アルミニウム溶解炉 |
FR2756762B1 (fr) | 1996-12-11 | 1998-12-31 | Ugine Savoie Sa | Reservoir d'alimentation destine a retenir un metal fondu et notamment un acier |
CZ297883B6 (cs) | 2000-01-28 | 2007-04-18 | Holcim Ltd. | Zpusob zpracování strusek nebo jejich smesí |
JP2002317918A (ja) * | 2001-04-23 | 2002-10-31 | Nkk Corp | 高溶解性能廃棄物溶融炉 |
JP3905879B2 (ja) | 2003-11-17 | 2007-04-18 | 新日本製鐵株式会社 | 製鋼スラグの溶融改質方法 |
JP4321824B2 (ja) * | 2006-09-20 | 2009-08-26 | 三菱重工環境エンジニアリング株式会社 | 溶融炉の炉底監視方法及び装置 |
JP4580435B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2010-11-10 | 新日本製鐵株式会社 | 排滓鍋スラグのフォーミング鎮静材及びその鎮静方法 |
CA2851963C (en) * | 2012-06-27 | 2015-05-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Slag-supplying container for use in electric furnace for reduction processing of steel-making slag |
CN110073160B (zh) * | 2016-12-16 | 2020-06-05 | 日本制铁株式会社 | 电炉 |
EP3557171A4 (en) * | 2016-12-16 | 2020-05-06 | Nippon Steel Corporation | ELECTRIC OVEN |
-
2017
- 2017-11-10 CN CN201780076809.4A patent/CN110073160B/zh active Active
- 2017-11-10 JP JP2018556264A patent/JP6729720B2/ja active Active
- 2017-11-10 EP EP17880427.4A patent/EP3557170A4/en not_active Withdrawn
- 2017-11-10 KR KR1020197019281A patent/KR102227326B1/ko active IP Right Grant
- 2017-11-10 CA CA3046587A patent/CA3046587A1/en not_active Abandoned
- 2017-11-10 US US16/468,615 patent/US11898797B2/en active Active
- 2017-11-10 WO PCT/JP2017/040600 patent/WO2018110174A1/ja unknown
- 2017-11-10 BR BR112019010696-0A patent/BR112019010696B1/pt active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6729720B2 (ja) | 2020-07-22 |
US11898797B2 (en) | 2024-02-13 |
EP3557170A1 (en) | 2019-10-23 |
CN110073160B (zh) | 2020-06-05 |
CA3046587A1 (en) | 2018-06-21 |
CN110073160A (zh) | 2019-07-30 |
WO2018110174A1 (ja) | 2018-06-21 |
KR20190092489A (ko) | 2019-08-07 |
BR112019010696A2 (pt) | 2019-10-01 |
JPWO2018110174A1 (ja) | 2019-10-24 |
KR102227326B1 (ko) | 2021-03-12 |
US20200080780A1 (en) | 2020-03-12 |
EP3557170A4 (en) | 2020-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BR112019010696B1 (pt) | Forno elétrico | |
KR101531804B1 (ko) | 제강 슬래그 환원 처리용 전기로의 슬래그 공급 용기 | |
EP3026126B1 (en) | Exhaust gas treatment method | |
US11473841B2 (en) | Electric furnace | |
JP2010265485A (ja) | アーク炉の操業方法 | |
JP2009102697A (ja) | 溶鋼の製造方法 | |
ES2930036T3 (es) | Horno metalúrgico convertible y planta metalúrgica modular que comprende dicho horno para llevar a cabo procesos de producción para producir metales en estado fundido, en particular acero o hierro fundido | |
RU2468091C2 (ru) | Железоплавильная печь с жидкой ванной | |
JP2016145393A (ja) | アーク炉の操業方法及び溶鋼の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
B06A | Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette] | ||
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 10/11/2017, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |