BR112020006455B1

BR112020006455B1 - Forno elétrico e método para fusão e redução de matériaprima de ferro contendo óxido de ferro

Info

Publication number: BR112020006455B1
Application number: BR112020006455-6A
Authority: BR
Inventors: Takahiro Taguchi; Tsuyoshi Yamazaki; Shuhei Kasahara
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2023-12-05
Also published as: US20210190427A1; BR112020006455A2; TWI693288B; EP3705586A4; KR102374981B1; JPWO2019082762A1; CA3079388A1; WO2019082762A1; JP6911935B2; TW201923095A; KR20200052927A; CN111263821A; US11536514B2; EP3705586A1; CN111263821B

Abstract

A invenção refere-se a um forno elétrico que é provido com: um ou mais eletrodos superiores; um ou mais tuyeres de sopro inferior; um agitador mecânico incluindo um propulsor; e um dispositivo de ali-mentação para alimentação de uma matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um forno elétrico para fabricação de metal quente usando matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro e um método para fusão e redução de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro usando o forno elétrico.Prioridade é reivindicada para o Pedido de Patente Japonês No. 2017204540 depositado em 23 de outubro de 2017, cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência.

TÉCNICA ANTERIOR

[0002] Em métodos de fabricação de ferro de redução direta para fabricação de ferro reduzido a partir de minério ou pó de ferro gerado a partir de usinas siderúrgicas, com relação ao tipo de forno de redução, um forno de eixo, um forno rotativo, um forno Siemens-Martin rotativo, um leito fluidizado ou similar é usado, e, com relação a um agente de redução, gás natural, carvão ou similar é usado. Uma variedade de processos de fabricação de ferro usando uma combinação do forno de redução e do agente de redução foi proposta e industrializada.

[0003] Ainda, como um método para fabricação de metal quente usando matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro fabricada através de, dentre os métodos de fabricação de ferro de redução direta, um método em que o tipo do forno de redução é um forno de eixo e gás natural é usado como o agente de redução ou um método em que o tipo de forno de redução é um forno Siemens-Martin rotativo e carvão é usado como o agente de redução, um método em que matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma taxa de redução alta é fundida em um forno a arco, dessa maneira fabricação de metal quente se tornou a mais convencional no momento.

[0004] No entanto, a fim de fabricar a matéria-prima de ferro con tendo óxido de ferro tendo uma taxa de redução alta, uma grande quantidade de um agente de redução é usada, e um tempo de residência levado para uma reação de redução de óxido de ferro ser quase terminada se torna necessário, e então é difícil empregar o método em países que não produzem gás natural do ponto de vista de custos e produtividade. Portanto, ao invés de fabricar a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma taxa de redução alta no forno de redução direta, um método em que um forno de redução direta é usado como um forno de redução preliminar, e matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma taxa de redução relativamente baixa fabricada realizando redução preliminar no forno de redução preliminar é fundida e reduzida usando um forno a arco ou um conversor de fusão, dessa maneira fabricação de metal quente está sendo empregada. Na página 66 do Documento de Patente 1, é descrito que uma matéria-prima em mistura incluindo ferro reduzido à metade preliminarmente reduzido em um forno Siemens-Martin rotativo (RHF) (matéria- prima em mistura na forma de pelete ou pó) é carregada em um forno a arco submerso (SRF), e refinamento final pretendido para redução final e fusão é realizado. Em SRF, gás oxigênio e carvão são fornecidos, e metal quente e gás de recuperação são obtidos. Em SRF, no momento de ligar o forno, é necessário carregar resíduo quente tal como metal quente; no entanto, em estado de operação estável, a presença de metal quente no forno elimina a necessidade do mesmo. O Documento de Patente 2 revela um método em que grumos são produzidos empacotando material de carbono dentro do pó gerado em um conversor, aquecendo os grumos em uma temperatura alta em um forno de redução preliminar para reduzir preliminarmente o material de carbono empacotado no pó como um material de redução, então fornecido a um conversor exclusivamente para fusão em que resíduo quente está presente como uma parte de um material de resfriamento contendo ferro em um estado de temperatura alto, e reutilizado.

[0005] Em um método para fabricação de metal quente através de carregamento de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro fabricada através de redução preliminar em um forno a arco em que resíduo quente está presente e fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro carregada é fundida e reduzida em um estado de flutuação sobre a superfície do metal quente devido à gravidade específica pequena contanto que nenhuma tentativa seja feita, por exemplo, o metal quente não é agitado. Ainda, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro contém componentes de escória tal como CaO ou SiO2 e, então, conforme a fusão prossegue, a escória flutua sobre a superfície do metal quente, e a matéria-prima carregada a partir da parte superior do forno é aprisionada pela escória e impedida de entrar em contato com o metal quente, o que evita a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro e diminui o rendimento de ferro. A fim de acelerar a fusão e a redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro carregada, um método para fusão e redução da matéria-prima ao engolfar a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro carregada no metal quente através do controle do fluxo em associação com uso de uma região de temperatura alta possível é exemplificado.

[0006] Com relação a um método para fusão e redução de uma matéria-prima de óxido através do carregamento da matéria-prima de óxido em uma região de temperatura alta formada por um arco de um forno elétrico de corrente contínua ou um forno elétrico de corrente alternada e realizando agitação soprando para a parte inferior, uma variedade de propostas foi feita na técnica relacionada.

[0007] Por exemplo, o Documento de Patente 3 descreve uma in venção de um método para fusão e redução de um óxido de metal usando um forno elétrico de corrente alternada de três fases. A invenção refere-se a um método de redução de fundição por um forno elétrico em que, em um forno elétrico de corrente alternada de três fases, minério em pó de metal, por exemplo, um minério de cromo, é fornecido a uma região de arco, o minério de cromo é fundido pelo forno a arco, ainda, um bico de sopro de gás é disposto na parte inferior do forno do forno elétrico, e gás é soprado para o metal fundido no forno elétrico. No entanto, o método é sobre a redução de um minério de cromo, e é difícil separar um efeito de melhoria de reação de redução pelo contato entre um agente de redução em escória e o minério e um efeito de melhoria de reação de redução pelo contato entre o metal fundido e o minério.

[0008] O Documento de patente 4 revela um método em que, em um forno a arco para fabricação de aço, um combustível contendo carbono e um gás contendo oxigênio são soprados no, e oxigênio é fornecido a partir de um bico disposto em uma parte inferior do forno a arco. O documento descreve que um forno a arco tendo três eletrodos é usado, minério, minério preliminarmente reduzido ou similar são soprados através de um eletrodo oco, e agitação por sopro inferior é realizada quando gerando fundido metálico. No entanto, o documento 4 não descreve a densidade numérica do minério ou do minério reduzido preliminarmente em um campo de temperatura alta formado por um arco, a disposição de um bico de sopro inferior na parte inferior do for-no e o rendimento da matéria-prima carregada.

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTO PATENTÁRIO

[0009] [Documento Patentário 1] Publicação PCT Internacional No. WO01/018256

[0010] [Documento Patentário 2] Pedido de Patente Japonês Não examinado, Primeira Publicação No. 2000-45012

[0011] [Documento Patentário 3] Pedido de Patente Japonês Não examinado, Primeira Publicação No. H1-294815

[0012] [Documento Patentário 4] Pedido de Patente Japonês Não examinado, Primeira Publicação No. S63-125611

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

[0013] Com relação a um forno elétrico para fabricação de metal quente através de carregamento de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro fabricada através de redução preliminar em resíduo quente e fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, não é possível misturar suficientemente a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro com o metal quente ao engolfar a matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro no metal quente mesmo quando um método, que é conhecido da técnica relacionada, em que gás é soprado no metal quente a partir da parte inferior do forno no forno elétrico e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro é carregada sob agitação é empregado. Ainda, também não é possível manter a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma gravidade específica pequena em uma superfície de metal fundido em temperatura alta abaixo de um eletrodo superior, e um efeito de melhoria do rendimento de ferro não é suficiente.

[0014] Um objetivo da presente invenção é prover um forno elétri co para fusão e redução de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro carregada no metal quente de resíduo quente que tem um rendimento de ferro alto e permite a fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, e um método para fusão e redução de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro usando o forno elétrico.

MEIOS PARA RESOLVER O PROBLEMA

[0015] O núcleo da presente invenção é como descrito abaixo. (1) Um forno elétrico de acordo com um aspecto da presen-te invenção inclui um ou mais eletrodos superiores, um ou mais tuyeres (tubeiras/ventaneiras) de sopro inferior; um agitador mecânico equipado com um propulsor e um dispositivo de carregamento que injeta uma matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro; (2) O forno elétrico de acordo com o (1) acima pode empregar a configuração que segue. O forno elétrico tem: três ou mais dos tuyeres de sopro inferior; e uma pluralidade dos eletrodos superiores, em que, quando uma linha reta ortogonal a um segmento de linha mais curto de segmentos de linha individuais conectando centros dos eletrodos superiores e um centro do propulsor é desenhada em um ponto mais próximo do propulsor entre dois pontos que dividem igualmente o segmento de linha mais curto em três partes em uma vista plana, centros de pelo menos três tuyeres de sopro inferior dentre os respectivos tuyeres de sopro inferior estão presentes mais próximo dos respectivos eletrodos superiores do que da linha reta ortogonal. (3) No forno elétrico de acordo com o (2) acima, na vista plana, centros de todos dos respectivos eletrodos superiores e uma abertura de injeção de matéria-prima do dispositivo de carregamento podem estar presentes dentro de um formato poligonal conectando os respectivos centros dos três ou mais tuyeres de sopro inferior presentes mais próximo dos respectivos eletrodos superiores do que a linha reta ortogonal. (4) Um método para fusão e redução de uma matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro de acordo com um aspecto da presente invenção, em que o forno elétrico de acordo com qualquer um de (1) a (3) acima é usado. Neste método para fusão e redução de uma matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, quando a matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma porcentagem de me- talização de ferro de 45% ou mais e 95% ou menos é carregada a partir do dispositivo de carregamento e fundida e reduzida no forno elétri- co em que metal fundido está presente, escória presente em uma superfície do metal fundido e o metal fundido são agitados através de imersão do propulsor do agitador mecânico no metal fundido e rotação do propulsor.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[0016] De acordo com os aspectos da presente invenção, em um forno elétrico usado para fabricar metal quente através do fornecimento de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro a metal quente e fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, ambas agitação de sopro inferior que acelera a mistura de escória, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro e o metal quente usando um gás soprado a partir de um tuyere de sopro inferior e agitação mecânica que engolfa a escória e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro flutuando no metal quente girando o propulsor no metal quente são realizadas, de modo que se torna possível fundir e reduzir a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro com um rendimento de ferro alto.

[0017] Ainda, três ou mais tuyeres de sopro inferior são providos; em uma vista plana, um eletrodo superior e uma abertura de injeção da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro são dispostos dentro de um formato poligonal conectando os centros dos respectivos tuyeres de sopro inferior; e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro é fornecida ao interior do formato poligonal. Com essa configuração, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro é carregada em uma região de temperatura alta imediatamente abaixo do eletrodo superior, e é possível evitar que a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro se mova imediatamente em direção à parede lateral. Como resultado a fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro são aceleradas. Ainda, a escória se movendo da região de temperatura alta e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro que não foi fundida e reduzida podem ser engolfadas no metal quente ao girar o propulsor instalado em uma posição distante da região de temperatura alta imediatamente abaixo do eletrodo superior, e então a redução de FeO na escória ou a fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro é acelerada mais, e um rendimento alto de ferro pode ser estavelmente obtido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] A Figura 1 é uma vista em seção transversal vertical mos trando um exemplo de um forno elétrico da presente invenção.

[0019] A Figura 2A é uma vista em seção transversal planar do mesmo forno elétrico.

[0020] A Figura 2B é uma vista em seção transversal planar mos trando um outro exemplo do forno elétrico da presente invenção.

[0021] A Figura 3 é uma vista mostrando o forno elétrico da Figura 2A e uma vista em uma direção de uma seta A-A na Figura 2A.

[0022] A Figura 4 é um gráfico mostrando uma influência da pre sença ou ausência de sopro inferior sobre a concentração de FeO em escória durante um tratamento de fusão e redução em uma operação em que agitação mecânica não é realizada.

[0023] A Figura 5 é um gráfico mostrando uma influência da agita ção mecânica sobre a concentração de FeO na escória durante o tratamento de fusão e redução em uma operação em que sopro inferior não é realizado.

[0024] A Figura 6 é um gráfico mostrando uma influência de am bos sopro inferior e agitação mecânica sobre a concentração de FeO na escória durante o tratamento de fusão e redução em uma operação de acordo com a presente invenção.

MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0025] O objetivo da presente invenção é um forno elétrico capaz de fabricar metal quente ao carregar matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro em metal quente de resíduo quente a partir da parte superior do forno e fusão e redução da matéria-prima contendo óxido de ferro através de contato entre calor de arco e o metal quente do resíduo quente. Ainda, a presente invenção provê um forno elétrico em que: matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro carregada a partir da parte inferior do forno reside em uma região de temperatura alta formada por um arco gerado a partir de um eletrodo superior; um agitador mecânico instalado fora da região de temperatura alta é girado para permitir o engolfamento da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro e escória tendo a concentração de FeO alta, que é gerada em associação com a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro, em metal quente; e metal quente pode ser fabricado com um rendimento alto de ferro.

[0026] A presente invenção é preferivelmente aplicada a um forno a arco de corrente contínua como um forno a arco. A presente invenção é também aplicável a um forno a arco de corrente alternada. Com relação a uma modalidade da presente invenção, daqui em diante, um forno a arco de corrente contínua será descrito em detalhes como um exemplo usando Figura 1 até Figura 3.

[0027] Um forno elétrico 1 da presente modalidade tem um ou mais eletrodos superiores 2, um ou mais tuyeres de sopro inferior 3, um agitador mecânico 5 equipado com um propulsor 4 e um dispositivo de carregamento 6 de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro. O dispositivo de carregamento 6 de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro se refere a um dispositivo de carregamento contendo matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro sozinha, ou um dispositivo de carregamento que não pode ser dito conter matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro sozinha, mas é ligado a um recipiente contendo matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro através de um mecanismo de transporte de modo a ser capaz de fornecer a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro ao dispositivo. Em um exemplo mostrado na Figura 1 até Figura 3, o forno elétrico tem dois eletrodos superiores 2 e três tuyeres de sopro inferior 3. Ainda, o forno elétrico tem um agitador mecânico 5 e um dispositivo de carregamento 6. A Figura 1 até a Figura 3 mostram um exemplo do forno elétrico 1 usado para fabricar metal quente através do fornecimento de matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro 13 e fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro. Na Figura 1, a matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é carregada a partir do dispositivo de carregamento 6. Nesse forno elétrico 1, o eletrodo superior 2 forma arcos 14 entre a superfície de metal fundido 11 com os eletro-dos superiores, gás é soprado no metal fundido 11 a partir do tuyere de sopro inferior 3, e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 e escória 12 são misturados com o metal fundido 11 enquanto o metal fundido 11 é agitado. O metal fundido 11, a escória 12 e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 são agitados girando o propulsor 4 do agitador mecânico 5 em um estado em que a metade inferior do propulsor é imersa no metal fundido 11.

[0028] O forno elétrico 1 mostrado na Figura 1 é um forno elétrico de corrente contínua e então tem um eletrodo inferior de forno 10. Um eletrodo sólido pode ser usado como o eletrodo superior 2. A matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é carregada em direção à superfície do metal fundido 11 a partir de uma abertura de injeção de matéria-prima 7 do dispositivo de carregamento 6.

[0029] Como mostrado na Figura 1, o agitador mecânico 5 inclui um eixo 5a se estendendo ao longo da direção vertical, o propulsor 4 fixado a uma extremidade inferior do eixo 5a e um dispositivo de acionamento 5b que contém uma porção superior do eixo 5a e é girado ao redor da linha do eixo vertical. O propulsor 4 é um corpo giratório tendo um centro 17 ao longo da direção vertical e tem, por exemplo, qua- tro lâminas ao redor do propulsor. O propulsor 4 tem um formato externo que afunila para baixo e gira para engolfar a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 e a escória 12 flutuando ao redor do propulsor e envia a matéria-prima contendo óxido de ferro e escória para baixo.

[0030] O forno elétrico 1 tem a configuração básica descrita acima, de modo que a mistura da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13, a escória 12 e o metal quente é acelerada pelo sopro do gás a partir dos tuyeres de sopro inferior 3. Ainda, é possível engolfar a escória 12 e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 flutuando no metal quente no metal quente (metal fundido 11) ao girar o propulsor 4. Portanto, se torna possível fundir e reduzir a matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro 13 com um rendimento de ferro alto.

[0031] Os arcos 14 são formados entre os eletrodos superiores 2 e o metal fundido 11, e regiões de temperatura alta H são formadas próximo dos arcos 14 e, então, a fim de fundir rapidamente e reduzir a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carregada no forno elétrico 1, é preferível dispor a abertura de injeção de matéria-prima 7 da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 o mais próximo possível das regiões de temperatura alta H que estão próximas dos arcos 14 e manter a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carregada nas regiões de temperatura alta H. A fim de atingir o objetivo descrito acima, em um aspecto preferido da presente invenção, em uma vista plana, um segmento de linha mais curto 20 de segmentos de linha individuais conectando centros de eletrodo 16 dos respectivos eletrodos superiores 2 e um centro 17 do propulsor 4 do agitador mecânico 5 é igualmente dividido em três partes como mostrado na Figura 2A. Ainda, em um ponto 21a mais próximo do propulsor 4 entre dois pontos (21) que dividem igualmente o segmento de linha 20 em três partes, uma linha reta 22 ortogonal ao segmento de linha 20 é desenhada. Ainda, os centros 18 de pelo menos três tuyeres 3 dentre os respectivos tuyeres de sopro inferior 3 estão mais próximos do eletrodo superior 2 do que a linha reta ortogonal 22; e os centros do eletrodo 16 de todos os eletrodos superiores 2 e a abertura de injeção de matéria-prima 7 do dispositivo de carregamento 6 da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro em direção ao forno elétrico 1 estão presentes dentro de um formato poligonal 23 (um formato triangular no presente exemplo) conectando os respectivos centros 18 dos três ou mais tuyeres 3 presentes mais próximo dos respectivos eletrodos 2 do que a linha reta ortogonal 22.

[0032] A disposição dos tuyeres de sopro inferior 3 é feita de modo que, quando a linha reta 22 ortogonal ao segmento de linha 20 é desenhada no ponto 21a em um lado de um propulsor 4 entre os dois pontos (21) que divide igualmente o segmento de linha 20 que conecta o centro do eletrodo 16 do eletrodo superior 2 e o centro 17 do propulsor 4 em três partes em uma vista plana, os centros 18 de pelo menos três tuyeres 3 estão presentes mais próximos do eletrodo superior 2 do que a linha reta ortogonal 22. Como mostrado na Figura 2A, quando há dois ou mais eletrodos superiores 2, é necessário usar, como um critério, a linha reta horizontal 22 que é ortogonal ao segmento de linha 20 no ponto 21a mais próximo do propulsor 4 entre os dois pontos (21) que dividem igualmente o segmento de linha mais curto 20 entre dois segmentos de linha horizontais que conectam os respectivos centros de eletrodo 16 e o centro 17 do propulsor em três partes. Na Figura 2A, os três tuyeres de sopro inferior 3 são, cada um, dispostos em posições mostradas em um estado em que o propulsor 4 e os respectivos eletrodos superiores 2 estão dispostos lado a lado. Isso não é uma determinação proibindo que os outros tuyeres de sopro inferior estejam presentes mais próximo do propulsor 4 do que da linha reta 22.

[0033] Ainda, o propulsor 4 e o eletrodo superior 2 podem não ser dispostos lado a lado. Como um exemplo, a Figura 2B mostra dois eletrodos superiores 2 estando igualmente distantes do propulsor 4. Mesmo nesse caso, as posições dos três tuyeres de sopro inferior 3 são posicionadas mais próximo dos eletrodos superiores 2 do que a linha reta 22 desenhada no ponto 21 que divide igualmente o segmento de linha 20 conectando o centro 17 do propulsor 4 e o centro do eletrodo 16 em três partes. Neste exemplo, as posições dos centros 18 dos tuyeres dos três tuyeres de sopro inferior 3 estão igualmente distantes umas das outras, mas não precisam estar igualmente distantes umas das outras todas as vezes.

[0034] Pode ser dito que a posição da linha reta ortogonal 22 é mais preferivelmente desenhada de modo a ser ortogonal ao ponto central do segmento de linha 20 conectando o centro do eletrodo 16 e o centro 17 do propulsor do ponto de vista de uma característica da presente invenção que funde e reduz a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 usando as regiões de temperatura alta H imediatamente abaixo dos eletrodos superiores 2.

[0035] Ainda, em uma vista plana, os centros de eletrodo 16 de todos de um ou mais eletrodos superiores 2 e a abertura de injeção de matéria-prima 7 do dispositivo de carregamento 6 da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 em direção ao forno elétrico 1 precisam estar presentes dentro do formato poligonal 23 conectando os centros 18 dos três ou mais tuyeres de sopro inferior 3 presentes mais próximo dos eletrodos superiores 2 do que da linha reta ortogonal 22. Isso é porque, quando a relação dentre as posições dos tuyeres de sopro inferior 3, dos centros de eletrodo 16 e da abertura de injeção de matéria-prima 7 é determinada como acima descrito, um fluxo de gás de sopro inferior fluindo a partir dos respectivos tuyeres de sopro inferior 3 é formado em direção a uma porção central do formato poligonal 23 que conecta os centros 18 desses tuyeres (referência a um sinal de referência F1 na Figura 2A e na Figura 3), e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carregada no formato poligonal 23 reside próximo das regiões de temperatura alta H, de modo que um efeito para aceleração da fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é esperado.

[0036] Uma vez que os respectivos tuyeres de sopro inferior 3 são dispostos de modo que os eletrodos superiores 2 e a abertura de injeção de matéria-prima 7 da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 estão presentes no formato poligonal 23 que conecta os centros 18 dos respectivos tuyeres de sopro inferior 3 como acima descrito, a distância horizontal mais curta entre os respectivos tuyeres de sopro inferior 3 é naturalmente determinada em consideração das disposições na instalação. Ainda, a distância horizontal mais curta entre os respectivos tuyeres de sopro inferior 3 pode também ser apropriadamente determinada a partir da relação com uma parede lateral do forno elétrico 1. A distância mútua entre os respectivos tuyeres de sopro inferior 3 configurando o formato poligonal 23 precisa ser apropriadamente determinada na faixa descrita acima a partir do ponto de vista de circundar a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carregada no metal quente com o gás de sopro inferior e evitando que a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 escape do espaço circundado. A partir desse ponto de vista, pode ser dito que aumento do número dos tuyeres de sopro inferior 3 é eficaz; no entanto, quando o número de tuyeres de sopro inferior é excessivamente aumentado, o custo aumenta e, ainda, em um caso onde o eletrodo inferior de forno 10 é provido, interferência com a disposição do eletrodo inferior do forno é causada, e então o limite superior comum se torna aproximadamente seis.

[0037] Quando o forno elétrico tem a configuração acima descrita, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é adicionada próximo das regiões de temperatura alta H imediatamente abaixo dos eletrodos superiores 2 e, simultaneamente, é circundada com o gás soprado inferior e fortemente agitada com o metal quente.

[0038] Em um caso onde os eletrodos superiores ocos 2 são usa dos como mostrado na Figura 1, é possível injetar a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 no forno elétrico 1 por entre os respectivos eletrodos superiores 2 e por passagens internas dos eletrodos superiores ocos 2. No forno elétrico 1, os arcos de temperatura alta 14 são formados entre os eletrodos superiores 2 e o metal fundido 11, e então a matéria-prima (matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13) carregada no metal fundido 11 através das passagens internas dos eletrodos superiores ocos 2 é aquecida para uma temperatura alta no momento de passagem através dos arcos 14 e é facilmente fundida, o que for preferível.

[0039] A matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carre gada no forno elétrico 1 tem uma gravidade específica menor do que o metal quente (metal fundido 11) e é então fundida e reduzida enquanto flutuando na superfície do metal fundido 11. Quando a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é fundida e reduzida, óxido de ferro que não foi reduzido se transforma em escória junto com CaO, SiO2 ou similar na matéria-prima, essa escória tem também uma gravidade específica menor do que o metal quente (metal fundido 11) e então flutua na superfície do metal fundido 11 e forma uma camada da escória 12 tendo a concentração alta de FeO. Mesmo quando o forno elétrico tem o aspecto preferido descrito acima, a escória 12 tendo a concentração alta de FeO flui do cercado acima descrito (formato poligonal 23) mais cedo ou mais tarde junto com a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 fundida ou reduzida. Nesse estado, ambas a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 que não foi fundi- da e reduzida e FeO na escória 12 não entram em contato suficientemente com C (material de redução) no metal fundido 11, e a redução não será suficientemente acelerada.

[0040] Portanto, a presente invenção tem o agitador mecânico 5 equipado com o propulsor 4 e agita o metal fundido 11 no forno, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 que não foi fundida e reduzida e a escória 12 tendo a concentração alta de FeO usando o propulsor 4. Quando o propulsor 4 é disposto e girado no metal fundido 11, como mostrado pelo símbolo de referência 12 na Figura 3, é possível engolfar não apenas escória em que a escória formada pela fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 carregada no forno elétrico 1 e o óxido de ferro que está na matéria- prima e não foi reduzida são misturados um com o outro, mas também a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 restante no metal fundido. Em um caso onde a profundidade do banho é rasa como no forno elétrico 1, a eficiência de agitação pelo gás soprado inferior para engolfamento da escória 12 ou da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 presente na superfície do banho no banho é pobre; no entanto, quando o metal fundido, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro e a escória são agitados usando o propulsor 4, é possível formar um fluxo de banho F2 que flui para baixo verticalmente pela rotação do propulsor 4, e então a eficiência é favorável.

[0041] O propulsor 4 é uma palheta de redemoinho refratária, en tão, quando o propulsor é instalado na região de temperatura alta próximo do eletrodo superior 2, há uma preocupação que erosão possa se tornar severa. Portanto, o propulsor 4 é preferivelmente instalado em uma posição distante do eletrodo superior 2. Especificamente, como acima descrito, no aspecto preferido da presente invenção, é determinado que a linha reta 22 seja desejada de modo que o propulsor 4 possa ser instalado de modo que, quando a linha reta 22 ortogonal ao segmento de linha 20 é desenhada no ponto 21a no lado do propulsor entre os dois pontos (21) que dividem igualmente o segmento de linha mais curto 20 dos respectivos segmentos de linha que conectam os centros do eletrodo 16 e o centro 17 do propulsor 4 em três partes em uma vista plana como mostrado na Figura 2A ou Figura 2B, os respectivos centros 18 dos pelo menos três tuyeres de sopro inferior 3 estão presentes mais próximo dos respectivos eletrodos superiores 2 do que a linha reta ortogonal 22. Portanto, a posição do propulsor 4 é distante das regiões de temperatura alta H próximo dos eletrodos superiores 2. Quando disposto como acima descrito, o propulsor 4 está distante da região de temperatura alta H próximo imediatamente abaixo do eletrodo superior 2 como mostrado na Figura 3, e o gás de sopro inferior está presente entre a região de temperatura alta H e o propulsor 4, e então se torna fácil manter a vida de serviço do propulsor 4. Ainda, o propulsor é capaz de efetivamente desempenhar um papel, que é esperado do propulsor 4, de engolfar a escória 12 tendo a concentração alta de FeO ou a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 não fundida na superfície do banho que fluiu da faixa do formato poligonal 23 para o banho.

[0042] Quando a escória tendo a concentração alta de FeO ou si milar gerada pela fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 nas regiões de temperatura alta e o metal quente são misturados e agitados juntos, a área de uma interface em que carbono no metal quente ou óxido de ferro ou similar na escória 12 reage um com o outro é aumentada, e o fornecimento de calor a partir do metal quente é acelerado, de modo que a aceleração da redução da escória 12 ou similar pode ser obtida.

[0043] Como descrito acima, na presente modalidade, no forno elétrico 1 para fabricação de metal quente através do fornecimento da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 acima, agitação por sopro inferior que acelera a mistura da escória 12, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 e o metal quente usando gás soprado a partir dos respectivos tuyeres de sopro inferior 3 e agitação mecânica que engolfa a escória 12 e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 flutuando no metal quente para o metal quente através de rotação do propulsor 4 são ambas realizadas. Portanto, a fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 são permitidas com rendimento alto.

[0044] Na presente modalidade, como o tipo de gás soprado a par tir dos tuyeres de sopro inferior 3, gás nitrogênio, gás argônio, um gás contendo oxigênio e similar podem ser usados. No caso de gás nitrogênio e gás argônio, o tuyere de sopro inferior 3 pode ser configurado como um tuyere de tubo único. No caso de sopro em um gás contendo oxigênio, por exemplo, oxigênio puro, é possível configurar o tuyere de sopro inferior como um tuyere de tubo duplo, fazer com que o gás contendo oxigênio flua a partir do interior de um lúmen interno e fazer com que gás para resfriamento flua a partir de um espaço entre o lúmen interno e o lúmen externo. Ainda, a taxa de fluxo do gás soprado a partir de um tuyere de sopro inferior 3 precisa ser ajustada para aproximadamente 3 a 15 Nm3/h por tonelada do metal quente. Isso é porque quando a taxa de fluxo é muito baixa, um efeito para aceleração da fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 pelo sopro inferior não aparece claramente e, por outro lado, quando a taxa de fluxo é muito alta, não apenas o efeito é saturado, mas a operação também geralmente não melhora devido à deterioração da taxa de desgaste do tuyere de sopro inferior 3 ou a ocorrência frequente de escorregamento.

[0045] Na matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 que é fundida e reduzida na presente modalidade, a porcentagem de metali- zação de ferro é preferivelmente 45% ou mais e 95% ou menos. A porcentagem de metalização de ferro (%) se refere à porcentagem em massa de ferro metálico na matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 (a massa do ferro metálico/a massa total de todo o ferro contido x 100).

[0046] Como acima descrito, a presente modalidade se refere ao forno elétrico 1 usado para fabricar metal quente através de aquecimento e preliminarmente reduzindo matéria-prima contendo óxido de ferro tal como minério de ferro, pó ou similar usando um forno de redução preliminar tal como um forno de eixo ou um forno Siemens-Martin rotativo para produzir a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13, então, abastecendo a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 em um forno e fundido e reduzindo a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro em metal quente. É preferível usar, como um agente de redução preliminar no forno de redução preliminar, gás CO gerado no momento de redução da matéria-prima usando carbono como um agente de redução em um forno a arco de corrente contínua uma vez que é possível diminuir significantemente a quantidade de gás natural usado ou não usar gás natural, é possível fazer um novo processo não relacionado diretamente a um processo para fabricação de aço fundido tal como um forno de geração de gás desnecessário.

[0047] Quando a porcentagem de metalização de ferro da matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro 13 fabricada pela redução preliminar é 45% ou mais, é possível usar a quantidade integral do gás CO gerado no forno a arco de corrente contínua como gás CO para redução no forno de redução preliminar, e é possível evitar um aumento na taxa de consumo de energia elétrica ao suprimir um aumento na taxa de consumo de material de carbono e supressão de um aumento em calor de redução necessário no forno a arco de corrente contínua sem causar uma diminuição na eficiência de redução total. No caso de realização de redução usando principalmente gás CO em um forno de redução preliminar tal como um forno de eixo sem uso de gás natural, é difícil fabricar ferro reduzido tendo um limite superior da taxa de redução sendo maior do que 95%, e então é preferível ajustar o limite superior da porcentagem de metalização de ferro da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 a 95%.

[0048] Óxido de ferro na matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é reduzido usando carbono contido no metal quente do banho- semente como um agente de redução. Como resultado, a concentração de carbono no metal quente do resíduo quente diminui, e então é necessário fornecer uma fonte de carbono. A matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 pode conter uma substância contendo carbono como um agente de redução contribuindo para redução em forno a arco. Ainda, uma fonte de carbono adicional pode ser fornecida carregando uma substância contendo carbono no forno a arco de corrente contínua separadamente da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13.

[0049] A matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 contém preferivelmente um total de 4% a 24% em massa de um óxido diferente do óxido de ferro. Como o óxido, especificamente, CaO, SiO2, Al2O3 e MgO são exemplificados. Esses óxidos são componentes de escória. O componente de escória na matéria-prima não funde devido à escória ser feita flutuar na superfície do metal quente pelo progresso de fusão e aprisionamento da matéria-prima carregada a partir da parte superior do forno, dessa maneira dificultando o contato entre a matéria-prima e o metal quente, e uma diminuição no rendimento de ferro é causada. Portanto, o limite superior do componente de escória na matéria-prima é ajustado para 24% em massa. A matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 é usada em uma forma de ferro ou pélete sinterizado a fim de aquecer e preliminarmente reduzir a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro tal como minério de ferro ou pó usando o forno de redução preliminar. Para isso, geralmente, pelo menos 4% em massa do óxido descrito acima são adicionados à matéria-prima, e então o limite inferior do componente de escória na matéria-prima é ajustado para 4% em massa.

[Exemplos]

[0050] Daqui em diante, exemplos de acordo com a presente in venção serão descritos junto com exemplos comparativos.

[0051] Como o forno elétrico 1, um forno elétrico de corrente con tínua mostrado na Figura 1, Figura 2A e Figura 3 foi usado. Esse forno elétrico 1 tem um raio interno de forno de 4 m em uma vista plana e era capaz de armazenar 100 toneladas de metal quente como o metal fundido 11 e então tinha uma estrutura oca tendo um diâmetro externo de 800 mm e um diâmetro interno de 200 mm. Dois eletrodos superiores 2 foram dispostos em posições mostradas na Figura 1 e na Figura 2A em um intervalo de 2 m.

[0052] Três tuyeres de sopro inferior 3 eram, cada um, tuyere de tubo único e tinham um diâmetro interno de 15 mm, e gás N2 foi soprado a partir dos respectivos tuyeres na taxa de fluxo de 110 Nm3/h. A abertura de injeção de matéria-prima 7 do dispositivo de carregamento 6 estava presente em uma posição próximo do centro 9 do formato poligonal 23 conectando os centros 18 dos tuyeres. Ainda, o propulsor 4 do agitador mecânico 5 foi disposto em uma posição mostrada na Figura 1 e na Figura 2A. O agitador mecânico 5 tinha o propulsor 4 produzido usando uma alumina lingotável como um material refratário. O propulsor 4 tinha quatro lâminas de agitação, o diâmetro da lâmina de agitação era 1,0 m e a altura da lâmina de agitação era 0,3 m. Esse propulsor 4 foi instalado de modo que o centro 17 do propulsor 4 foi posicionado 2,2 metros distante do centro do forno elétrico 1 (raio interno do forno: 4 m) em um estado em que o propulsor foi imerso no metal quente de modo que a altura da parte inferior do forno pa-ra a superfície inferior do propulsor 4 atingiu 50 mm.

[0053] O propulsor 4 foi instalado de modo que, quando a linha reta 22 ortogonal ao segmento de linha 20 foi desenhada no ponto 21a no lado do propulsor 4 entre os dois pontos (21) que dividiam igualmente o segmento de linha mais curto 20 dos respectivos segmentos de linha que conectavam os respectivos centros de eletrodo 16 e o centro 17 do propulsor em três partes em uma vista plana, os centros 18 de pelo menos três tuyeres estavam presentes mais próximo dos eletrodos superiores 2 do que da linha reta ortogonal 22. Portanto, foi possível realizar agitação de modo que a escória 12 e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro não fundida 13 flutuando no metal quente foram engolfadas no metal quente em uma posição distante das regiões de temperatura alta próximo dos eletrodos superiores 2.

[0054] A matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 foi car regada no forno em que resíduo quente estava presente, fundida e reduzida usando o forno elétrico 1 descrito acima.

[0055] Como a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13, matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro preliminarmente reduzida em um forno Siemens-Martin rotativo foi usada. A composição da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 era como mostrado na Tabela 1. A porcentagem de metalização de ferro era 65,6%, e o teor de um óxido diferente de óxido de ferro foi 17,8% em massa.Tabela 1

[0056] No forno elétrico 1, metal quente do resíduo quente (50 to neladas) tendo uma temperatura média de 1450° C a 1500° C e a concentração de C sendo 3,5% em massa a 4,0% em massa tinha sido carregado, a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 tendo um diâmetro de partícula de 1 mm a 50 mm foi continuamente alimentada ao ser gotejada por gravidade por 20 minutos (equivalente a 50 toneladas do metal quente) a partir da abertura de injeção de matéria- prima 7 posicionada entre dois eletrodos superiores 2 para as regiões de temperatura alta no forno na taxa de fluxo de 2,5 t/min em termos da quantidade do metal quente e então fundida e reduzida por 40 minutos. Carbono no metal quente do resíduo quente foi consumido conforme a redução progredia, a concentração de carbono diminuiu, e então grafite no solo foi gradualmente carregado no forno a partir de tubos ocos dos eletrodos superiores 2 como uma substância contendo carbono a fim de repor carbono tanto quanto consumido. Depois de 60 minutos do início da alimentação da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13, o metal quente (50 toneladas) foi despejado em uma panela e, repetidamente, a operação descrita acima foi realizada, dessa maneira realizando fusão e redução da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13. Durante a operação de fusão e redução, amostragem de escória foi realizada a cada cinco minutos, e a concentração de FeO na escória foi avaliada.

[0057] Para comparação, como exemplos com condições de agi tação diferentes, (i) um resultado de operação sob uma condição em que agitação mecânica não foi realizada, (ii) um resultado de operação sob uma condição em que sopro inferior não foi realizado e (iii) um resultado de operação na presente invenção em que ambos agitação mecânica e sopro inferior foram realizados serão coletivamente descritos. A fim de descrever um efeito de acordo com a presente invenção, um estado de uma mudança na concentração de FeO na escória com o tempo durante a fusão e redução foi empregado como um índice do rendimento de ferro. Os resultados são mostrados nas Figura 4, Figura 5 e Figura 6.

[0058] No caso de (i) (exemplo comparativo: agitação mecânica não foi realizada), como mostrado na Figura 4, em um caso onde sopro inferior foi realizado, a taxa de aumento da concentração de FeO na escória por fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 foi mais rápida do que aquela em um caso onde sopro inferior não foi realizado. No entanto, a taxa de redução da escória após a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 não diferiu signi- ficantemente sob ambas as condições. Com base nesse fato, nesse exemplo, a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 poderia ser rapidamente progredida carregando a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 em regiões de temperatura alta imediatamente abaixo dos eletrodos superiores 2 e provendo sopro inferior nessas posições. Ainda, com relação à redução do FeO fundido gerado em associação com a fusão, a concentração máxima não mudou sem importar o fato que a fusão foi rápida, e então pode ser dito que houve também um efeito de aceleração de redução. Como um efeito compreensivo, a fusão poderia ser terminada rapidamente, e então o tempo de redução que segue se tornou longo e, finalmente, em um ponto de tempo quando 60 minutos tinham transcorrido desde o início da operação de fusão e redução, houve um efeito para relativamente diminuir a concentração de FeO na escória.

[0059] No caso de (ii) (exemplo comparativo: sopro inferior não foi realizado), como mostrado na Figura 5, mesmo em um caso onde agitação mecânica foi realizada, a taxa de aumento da concentração de FeO na escória através de fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 não diferiu significantemente daquela em um caso onde o agitador mecânico 5 não foi operado em nenhuma velocidade rotacional. No entanto, a taxa de redução da escória após a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 aumentava conforme a velocidade rotacional aumentava, e ambas a taxa de redução e a velocidade rotacional foram mais rápidas do que que aquelas em um caso onde agitação não foi realizada. Com base nesse fato, nesse exemplo, se ou não rotação foi realizada pelo agitador mecânico 5 não fez quaisquer mudanças na taxa de fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 uma vez que o engolfamento da escória 12 e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 no metal quente através da rotação não atingiu as regiões de temperatura alta imediatamente abaixo dos eletrodos superiores 2. No entanto, a redução da escória incluindo FeO gerado em associação com a fusão poderia ser rapidamente progredida mesmo em posições distantes das regiões de temperatura alta e, finalmente, em um ponto em tempo quando 60 minutos tinham transcorridos, houve um efeito para diminuição da con-centração de FeO na escória de acordo com o grau de engolfamento por rotação.

[0060] No caso de (iii) (exemplo da invenção: ambos agitação me cânica e sopro inferior foram realizados), como mostrado na Figura 6, a taxa de aumento da concentração de FeO na escória 12 pela fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 foi aumentada realizando sopro inferior, e a taxa de redução da escória 12 aumentou conforme a velocidade rotacional do propulsor 4 aumentou. Quando comparado com casos onde nenhum sopro inferior nem agitação mecânica foi realizada (□ na figura), é constatado que ambas a taxa de aumento da concentração de FeO em escória e a taxa de redução foram mais rápidas.

[0061] Quando os resultados dos casos de (i) e (ii) são também considerados coletivamente, sopro inferior no exemplo da invenção exibiu um efeito de manter a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 flutuando na superfície do metal quente nas superfícies de metal fundido de temperatura alta imediatamente abaixo dos eletrodos superiores 2 através de agitação e agitando a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro junto com o metal quente, dessa maneira fun- dindo rapidamente a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13. Nesse momento, a redução de FeO gerado pela fusão foi também progredida, e a concentração máxima de FeO era igual àquelas nos casos de (i) e (ii) sem importar o fato que a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro foi rapidamente fundida. O tempo levado para a concentração de FeO atingir o máximo foi quase igual àquele no caso de (i), e então pode ser dito que se sopro inferior foi realizado ou não durante esse tempo raramente fez uma mudança entre ambos os casos.

[0062] Agitação mecânica no exemplo da invenção engolfou a es cória 12 incluindo FeO derivado da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro que foi rapidamente fundida por sopro inferior e a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro não fundida 13 no metal quente e exibiu um efeito para aceleração do contato com carbono no metal quente e o fornecimento de calor que o metal quente tinha tido até o mesmo ponto que no caso de (ii). A taxa de diminuição da concentração de FeO a partir do ponto de tempo quando a concentração de FeO atingiu o máximo era quase igual àquela no caso de (ii), e então pode ser dito que se sopro inferior foi realizado ou não durante esse tempo raramente fez uma mudança entre ambos os casos.

[0063] No entanto, como um efeito do uso conjunto de sopro infe rior e agitação mecânica, pode ser dito que a fusão da matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro 13 foi rápida e, ainda, houve um efeito para diminuição da concentração atingida de FeO em uma avaliação de 60 minutos uma vez que a concentração máxima de FeO era igual àquela em um caso onde sopro inferior não foi realizado e um certo período de tempo foi necessário para fusão, e a taxa de redução de FeO a partir do valor máximo de tal concentração de FeO foi rápida. Ainda, em um exemplo em que sopro inferior foi realizado e a velocidade rotacional do propulsor 4 foi ajustada para 50 rpm, a concentra- ção de FeO diminuiu para 5% ou menos em 35 minutos, e então isso pode ser também avaliado como um efeito de melhoria de eficiência.

[0064] Pode ser dito que, em uma operação de fabricação de me tal quente em que um forno a arco de corrente contínua comum e matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro são usados, ela é uma operação tendo um rendimento extremamente alto de ferro para obter 10% ou menos da concentração de FeO na escória após 40 minutos a partir do início do fornecimento da matéria-prima.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0065] De acordo com a presente invenção, é possível prover um forno elétrico que permite a fusão e redução de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro com um rendimento alto de ferro e um método para fusão e redução de matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro usando o forno elétrico. Portanto, a presente invenção é altamente industrialmente aplicável. BREVE DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 FORNO ELÉTRICO 2 ELETRODO SUPERIOR 3 TUYERE DE SOPRO INFERIOR 4 PROPULSOR 5 AGITADOR MECÂNICO 6 DISPOSITIVO DE CARREGAMENTO 7 ABERTURA DE INJEÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA 10 ELETRODO INFERIOR DO FORNO 11 METAL FUNDIDO 12 ESCÓRIA 13 MATÉRIA-PRIMA DE FERRO CONTENDO ÓXIDO DE FERRO 14 ARCO 15 CIRCUNFERÊNCIA INTERNA 16 CENTRO DO ELETRODO (CENTRO DO ELETRODO SUPERIOR) 17 CENTRO DO PROPULSOR 18 CENTRO DO TUYERE 20 SEGMENTO DE LINHA 21 PONTO 22 LINHA RETA 23 FORMATO POLIGONAL

Claims

1. Forno elétrico (1), que compreende: uma pluralidade de eletrodos superiores (2); três ou mais dos tuyeres de sopro inferior (3); um agitador mecânico (5) equipado com um propulsor (4); e um dispositivo de carregamento (6) que injeta uma matéria- prima de ferro contendo óxido de ferro (13), caracterizado pelo fato de que, quando uma linha reta (22) ortogonal a um segmento de linha (20) mais curto dos segmentos de linha individuais conectando centros dos eletrodos superiores (16) e um centro do propulsor (17) é desenhada em um ponto (21) mais próximo do propulsor entre dois pontos que dividem igualmente o segmento de linha mais curto em três partes em uma vista plana, centros de pelo menos três tuyeres de sopro inferior (18) dentre os respectivos tuyeres de sopro inferior estão presentes mais próximo dos respectivos eletrodos superiores do que a linha reta ortogonal.

2. Forno elétrico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na vista plana, centros de todos dos respectivos eletrodos superiores e uma abertura de injeção de matéria-prima (7) do dispositivo de carregamento estão presentes dentro de um formato poligonal (23) conectando os respectivos centros dos três ou mais tuyeres de sopro inferior presentes mais próximo dos respectivos eletrodos superiores do que da linha reta ortogonal.

3. Método para fusão e redução de uma matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro no qual o forno elétrico, como definido na reivindicação 1 ou 2, é usado, o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende:quando a matéria-prima de ferro contendo óxido de ferro tendo uma porcentagem de metalização de ferro de 45% ou mais e 95% ou menos é carregada a partir do dispositivo de carregamento e fundida e reduzida no forno elétrico em que metal fundido (11) está presente, imergir e girar o propulsor do agitador mecânico no metal fundido, dessa maneira agitando a escória (12) presente sobre uma superfície do metal fundido e o metal fundido.