BR112020019449B1

BR112020019449B1 - Métodos para carregamento de matérias-primas em alto-forno

Info

Publication number: BR112020019449B1
Application number: BR112020019449-2A
Authority: BR
Inventors: Kazuhira Ichikawa; Yasushi Ogasawara; Takeshi Sato
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2023-10-03
Also published as: JPWO2019187998A1; EP3751010A1; EP3992308B1; CN111971400A; KR102455111B1; EP3992308A1; EP3751010B1; BR112020019449A2; CN111971400B; EP3751010A4; WO2019187998A1; US20210095353A1; RU2759939C1; JP6558518B1; KR20200124737A

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para carregamento de matérias-primas em alto-forno que torna possível reduzir eficientemente minério de baixa reatividade e estabilizar efetivamente o estado de redução de minério dentro de forno mesmo quando coque normal é usado em um alto-forno compreendendo dispositivo de carregamento bell-less. o método é para carregamento de matérias-primas em alto-forno provido com dispositivo de carregamento bell-less que compreende pluralidade de tremonhas principais na parte superior do forno e tremonha auxiliar tendo capacidade menor do que as tremonhas principais. quando minério (x) que tem taxa de redução (ri) jis maior do que 55% e que é carregado em uma ou mais da pluralidade de tremonhas principais é descarregado e sequencialmente carregado a partir de um lado do centro do forno para a parede lateral do forno por uma calha rotativa, apenas minério (x) que é carregado a partir da calha rotativa após iniciar carregamento do minério (x) até carregamento de pelo menos 45% em massa da quantidade total do minério (x) a ser carregado em batelada ser completado, descarregamento de minério de baixa reatividade (y) que tem taxa de redução (ri) jis de 55% ou menos e que foi carregado na tremonha auxiliar é subsequentemente iniciada a partir de ponto discricionário no tempo e o minério (x) e minério de baixa reatividade (y) são subsequentemente carregados a partir da calha rotativa durante período discricionário.

Description

Campo da Técnica

[001] A presente invenção refere-se a um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno que inclui um dispositivo de carregamento do tipo bell-less.

Técnica Precedente

[002] Nos últimos anos, tem havido uma demanda por redução de emissões de CO2 para a prevenção do aquecimento global. Na indústria siderúrgica, aproximadamente 70% da quantidade de emissão de CO2 estão associados com altos-fornos e, portanto, há uma demanda pela redução da quantidade de emissão de CO2 associada com altos-fornos. Redução de emissão de CO2 associada com altos-fornos pode ser obtida reduzindo agentes de redução usados em altos-fornos, tais como coque, carvão pulverizado e gás natural.

[003] No entanto, redução de um agente de redução,particularmente coque, que serve para assegurar permeabilidade ao gás da camada de carga em um forno, resulta em um aumento na resistência de permeação ao gás da camada de carga do forno. Em um alto-forno comum, quando o minério carregado a partir da parte superior do forno atinge uma temperatura na qual o minério começa a amolecer, o minério é deformado enquanto preenchendo veios; isso ocorre devido ao peso das matérias-primas existentes em uma região superior. Como resultado, em uma região inferior do alto-forno, uma zona coesa é formada na qual a resistência de permeação ao gás de uma camada de minério é muito alta, e então pouco gás flui. A permeabilidade ao gás da zona coesa tem uma influência significante na permeabilidade ao gás do alto-forno todo e, portanto, limita a produtividade do alto-forno.

[004] É conhecido que uma maneira eficaz de melhorar a resistência à permeação a gás da zona coesa para aumentar a redutibilidade do minério e então diminuir a Taxa de agente de redução é misturar coque em uma camada de minério. Muitas propostas foram feitas com relação a métodos para mistura de coque em uma camada de minério. A Literatura Patentária 1 revela um método em que coque de alta reatividade (coque tendo um índice de reatividade JIS de 30% ou mais) é misturado com minério de baixa reatividade (minério tendo um índice de redutibilidade JIS baixo) para reagir eficientemente o minério de baixa reatividade e então aumentar a redutibilidade do minério.

[005] A Literatura Patentária 2 revela um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno. No método, uma pluralidade de matérias-primas é simultaneamente carregada a partir de uma pluralidade de tremonhas principais.

Lista de Citação Literatura Patentária

[006] LPT 1: Publicação de Pedido de Patente Japonês Examinado No. 7-76366

[007] LPT 2: Publicação Internacional No. 2013/172045

Sumário da Invenção Problema Técnico

[008] Infelizmente, no método revelado na Literatura Patentária 1, é necessário usar coque de alta reatividade, que tem resistência menor do que coque comum e, portanto, o método não pode ser aplicado a uma operação de alto-forno em que apenas coque comum é usado. Especificamente, em um exemplo revelado na Literatura Patentária 1, minério tendo um índice de redutibilidade JIS de 55% é usado exclusivamente como minério, e coque parcialmente substituído com coque de alta reatividade é misturado com o minério de baixa reatividade. No exemplo, no entanto, se coque comum for exclusivamente usado, é impossível assegurar suficientemente uma redutibilidade do minério de baixa reatividade.

[009] A Literatura Patentária 2 apresenta um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno em que uma pluralidade de matérias-primas é simultaneamente carregada a partir de uma pluralidade de tremonhas principais. No entanto, quando as matérias-primas devem ser carregadas no alto-forno, um momento de ajuste de pressão é necessário para substituir a atmosfera dentro das tremonhas principais com uma atmosfera correspondendo à atmosfera no interior do alto-forno. Do ponto de vista de manutenção de um volume de produção, uso de uma tremonha exclusivamente para uma quantidade pequena de matéria-prima não é prático.

[0010] Um objeto da presente invenção é prover métodos para carregamento de matérias-primas em um alto-forno, os métodos sendo projetados para resolver problemas associados com as tecnologias da técnica relacionada, incluindo os problemas descritos acima. Especificamente, os métodos possibilitam que minério de baixa reatividade seja reduzido eficientemente em um alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento do tipo bell-less, mesmo em um caso onde coque comum é usado.

Solução para o Problema

[0011] Um sumário da presente invenção, que resolve os problemas descritos acima, é como segue. [1] Um método de carregamento de matérias-primas em um alto-forno, o alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento bell-less que inclui uma pluralidade de tremonhas principais e uma tremonha auxiliar em uma porção superior do forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método incluindo descarregamento de minério (x) carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais, o minério (x) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS maior do que 55%, e então sequencialmente carregando o minério (x) a partir de um lado do centro do forno em direção a um lado da parede do forno usando um calha rotativa, em que após carregamento do minério (x) ser iniciado, apenas o minério (x) é carregado a partir da calha rotativa pelo menos até carregamento de 45% do minério (x) ser completado com base em uma quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada; então, em um ponto no tempo, descarregamento de minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar é iniciado, o minério de baixa reatividade (y) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos; e, então, o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) da calha rotativa por um período de tempo. [2] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [1], em que o minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar é uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar. [3] Um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno, o alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento bell-less que inclui uma pluralidade de tremonhas principais e uma tremonha auxiliar em uma porção superior do alto-forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método incluindo descarregamento de minério (x) carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais, o minério (x) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de mais de 55%, e então sequencialmente carregando o minério (x) a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno usando uma calha rotativa, em que descarregamento do minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar é iniciada simultaneamente com um início de carregamento do minério (x) ou em um ponto no tempo após o início do carregamento, o minério de baixa reatividade (y) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos, e então o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) a partir da calha rotativa; e carregamento do minério de baixa reatividade (y) é parado pelo menos antes de um ponto no tempo no qual carregamento de 56% do minério (x) é completado com base em uma quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada. [4] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [3], em que o minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar é uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar. [5] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com qualquer um de [1] a [4], em que a tremonha auxiliar tem um corpo de tremonha e uma saída, e a tremonha auxiliar é provida em uma posição de modo que eixos centrais do corpo da tremonha e a saída coincidem com um eixo central de um corpo do forno do alto-forno. Efeitos Vantajosos da Invenção

[0012] Com a presente invenção, minério de baixa reatividade (minério de baixa redutibilidade) pode ser carregado exclusivamente em uma região tendo uma carga de redução baixa em uma direção radial do alto-forno e, então, mesmo em um caso onde coque comum é usado, minério de baixa reatividade pode ser reduzido eficientemente.

Breve Descrição dos Desenhos

[0013] [Fig. 1] A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de carregamento bell-less 1a, que é uma vista em corte de uma porção na parte superior de um corpo de forno.

[0014] [Fig. 2] A Fig. 2 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha II-II da Fig. 1.

[0015] [Fig. 3] A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de carregamento bell-less 1b, que é uma vista em corte de uma porção na parte superior de um corpo do forno.

[0016] [Fig. 4] A Fig. 4 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha IV-IV da Fig. 3.

[0017] [Fig. 5] A Fig. 5 é um gráfico ilustrando uma distribuição radial de uma espessura de camada de minério padrão.

[0018] [Fig. 6] A Fig. 6 é um gráfico ilustrando uma faixa carregada de matéria-prima obtida com uma calha rotativa 4, a faixa carregada sendo ilustrada em termos de uma relação entre um raio adimensional e uma razão de carga.

[0019] [Fig. 7] A Fig. 7 é uma vista em seção transversal vertical de uma porção superior de camadas de carga de matéria-prima em um forno.

[0020] [Fig. 8] A Fig. 8 é um gráfico ilustrando uma faixa carregada de matéria-prima e uma posição de centro da carga, que são ilustradas em termos de uma relação entre o raio adimensional e a razão de carga.

[0021] [Fig. 9] A Fig. 9 é um diagrama esquemático de um dispositivo de teste modelo usado nos Exemplos.

[0022] [Fig. 10] A Fig. 10 é um diagrama ilustrando como matérias- primas descarregadas, que foram descarregadas a partir do dispositivo de teste modelo, foram coletadas em porções.

[0023] [Fig. 11] A Fig. 11 é um gráfico ilustrando uma relação entre uma razão de minério de baixa reatividade (y) e a razão de carga associada com um caso em que matérias-primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno.

[0024] [Fig. 12] A Fig. 12 é um gráfico ilustrando uma relação entre a razão de minério de baixa reatividade (y) e a razão de carga associada com um caso em que matérias-primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno.

Descrição de Modalidades

[0025] Na presente invenção, um dispositivo de carregamento bellless incluindo uma pluralidade de tremonhas principais e uma tremonha auxiliar em uma porção superior do forno é usado. A tremonha auxiliar tem uma capacidade menor do que as tremonhas principais. Minério comum, isto é, minério (x) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de mais de 55%, é carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais, e minério de baixa reatividade (y) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos é carregado na tremonha auxiliar. O minério de baixa reatividade (y) é uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas. Uma quantidade do minério (x) por carga é carregada em bateladas em um forno a partir de pelo menos uma das tremonhas principais, e uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas no forno a partir da tremonha auxiliar. Em tal carregamento de matéria-prima, uma razão de mistura do minério de baixa reatividade (y) pode ser variada através do ajuste das quantidades de matérias-primas a serem descarregadas das tremonhas principais e da tremonha auxiliar e, portanto, o minério de baixa reatividade (y) pode ser facilmente controlado de uma maneira de modo que um estado misto preferido seja obtido.

[0026] Tipicamente, o índice de redutibilidade (RI) JIS de minério usado como uma matéria-prima principal em um alto-forno é maior do que 55% (tipicamente, menos do que aproximadamente 80%) e, portanto, minério tendo um índice de redutibilidade (IR) JIS de 55% ou menos pode ser considerado como tendo reatividade baixa. Na presente invenção, o minério de baixa reatividade (y) é minério tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos. Dentre outros, minério tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 40% ou menos é particularmente difícil de reduzir e, portanto, a presente invenção é particularmente útil em um caso onde tal minério é usado. Observar que o índice de redutibilidade (RI) JIS pode ser medido usando o método de teste de redutibilidade especificado em JIS (Padrões Industriais Japoneses) M 8713.

[0027] Na presente invenção, o termo "minério" (minério (x) e minério de baixa reatividade (y)) se refere a um ou mais de minério sinterizado, minério granulado, peletes, e similar, que são fontes de ferro. Em um caso onde uma ou mais matérias-primas auxiliares (por exemplo, cal, pedra de sílica, serpentinita e similar), que são usadas principalmente para o propósito de ajuste de componente de escória, são misturadas com o minério (x), o minério inclui tais matérias-primas auxiliares.

[0028] Coque usado na presente invenção pode ser o chamado coque comum, isto é, coque tendo um índice de reatividade JIS (índice de reatividade JIS medido usando o método de teste de reatividade especificado em JIS (Padrões Industriais Japoneses) K 2151:2004) de 30% ou menos.

[0029] Em uma operação de um alto-forno, matérias-primas são carregadas de uma maneira que camadas de minério e camadas de coque são alternadamente formadas dentro do alto-forno. Uma quantidade de minério a ser usada para formar uma camada de minério é referida como uma quantidade de minério por carga. A quantidade de minério por carga deve ser carregada em bateladas no alto-forno. De acordo com a presente invenção, métodos para carregamento de matérias-primas em um alto-forno se referem a métodos para carregamento de minério (minério (x) e minério de baixa reatividade (y)) que é carregado em uma base em batelada.

[0030] Se um diâmetro de partícula das matérias-primas que são carregadas em uma base em batelada variar, o fluxo de gás dentro do forno pode ser tornar instável. Portanto, é preferível assegurar que o fluxo descendente das matérias-primas dentro da tremonha auxiliar seja um fluxo de massa, dessa maneira permitindo que as matérias-primas carregadas na tremonha auxiliar sejam descarregadas a partir da tremonha auxiliar na ordem em que as matérias-primas são carregadas. É preferível que um diâmetro d2 de um corpo de tremonha da tremonha auxiliar satisfaça dl < d2 < 1,5 x d1, onde dl é um diâmetro de uma saída da tremonha auxiliar e d2 é o diâmetro do corpo da tremonha. Essa configuração assegura que o fluxo descendente das matérias- primas dentro da tremonha auxiliar seja um fluxo de massa.

[0031] A Fig. 1 e a Fig. 2 são diagramas esquemáticos de uma modalidade de um dispositivo de carregamento bell-less para um alto- forno que é usado na presente invenção. A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de carregamento bell-less 1a, que é uma vista em corte de uma porção na parte superior de um corpo de forno. A Fig. 2 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha II-II da Fig. 1. O dispositivo de carregamento bell-less 1a inclui três tremonhas principais 2 e uma tremonha auxiliar 3. Os eixos centrais de tremonha das tremonhas principais 2 são posicionados em um círculo imaginário que tem um centro coincidindo com um eixo central do corpo do forno. A tremonha auxiliar 3 está disposta fora da pluralidade de tremonhas principais 2.

[0032] A Fig. 3 e a Fig. 4 são diagramas esquemáticos de uma outra modalidade de um dispositivo de carregamento bell-less para um alto- forno que é usado na presente invenção. A Fig. 3 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de carregamento bell-less 1b, que é uma vista em corte de uma porção na parte superior de um corpo de forno. A Fig. 4 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha IV- IV da Fig. 3. Como com a modalidade da Fig. 1 e da Fig. 2, o dispositivo de carregamento bell-less 1b também inclui três tremonhas principais 2 e uma tremonha auxiliar 3. Os eixos centrais da tremonha das tremonhas principais 2 são posicionados em um círculo imaginário que tem um centro coincidindo com um eixo central do corpo do forno. No dispositivo de carregamento bell-less 1b, a tremonha auxiliar 3 é disposta em um centro dentro das três tremonhas principais 2 de uma maneira que os eixos centrais de um corpo de tremonha 3a e uma saída 3b da tremonha auxiliar 3 coincidem com o eixo central do corpo de forno do alto-forno.

[0033] Nos dispositivos de carregamento bell-less descritos acima 1a e 1b das modalidades, o minério (x) descarregado a partir das tremonhas principais 2 e o minério de baixa reatividade (y) descarregado a partir da tremonha auxiliar 3 são carregados no forno a partir de uma calha rotativa 4 por meio de uma tremonha de coleta 5. Na Fig. 1 e na Fig. 3, o numeral de referência 6 denota um corpo de alto-forno, e o numeral de referência 7 denota um transportador de correia de carregamento.

[0034] Uma válvula de regulagem de fluxo (não ilustrada) é provida na saída da tremonha auxiliar 3 para controlar uma taxa de descarregamento do minério de baixa reatividade (y).

[0035] Detalhes de métodos para carregamento de matérias-primas da presente invenção serão descritos agora com referência aos exemplos, em que o dispositivo de carregamento bell-less 1a ou 1b descrito acima é usado.

[0036] A Fig. 5 é um gráfico ilustrando uma distribuição radial de uma espessura de camada de minério padrão. Na Fig. 5, o eixo vertical representa a "espessura da camada de minério/espessura de camada total (espessura da camada de minério + espessura da camada de coque)" da porção superior das camadas de carga, e o eixo horizontal representa um raio adimensional. Na presente invenção, o raio adimensional é um raio adimensional de um alto-forno determinado suposto que um ponto de partida seja um centro do forno e designado como 0, e um ponto final seja uma parede de forno e designado como 1,0.

[0037] Como ilustrado na Fig. 5, é visto que a espessura da camada de minério é pequena no lado da parede do forno, isto é, em uma região definida por um raio adimensional de 0,6 ou mais, e no lado do centro do forno, isto é, em uma região definida por um raio adimensional de 0,4 ou menos. As regiões tendo uma espessura de camada de minério pequena são regiões em que uma quantidade grande de gás flui e uma carga de redução é baixa. É preferível que o minério de baixa reatividade (y) seja carregado em tal região em que a carga de redução é baixa. No entanto, em um caso onde o minério de baixa reatividade (y) é carregado em uma região no lado do centro do forno definido por um raio adimensional de 0,4 ou menos, inclinação da zona coesa devido a um retardo na reação do minério de baixa reatividade (y) pode ocorrer, e a inclinação ou similar pode inibir o fluxo de gás no lado do centro do alto-forno, que pode induzir deterioração de permeabilidade ao gás e um aumento em perda de calor. Portanto, é desejável que o minério de baixa reatividade (y) seja carregado em uma região definida por um raio adimensional de 0,6 ou mais.

[0038] A Fig. 6 é um gráfico ilustrando uma faixa carregada com matéria-prima obtida com uma calha rotativa 4, a faixa carregada sendo ilustrada em termos de uma relação entre o raio adimensional e uma razão de carga. A faixa carregada ilustrada na Fig. 6 é uma faixa determinada usando um dispositivo de teste modelo de escala 1/20, que é ilustrado na Fig. 9. A Fig. 6(a) ilustra uma faixa carregada associada com um caso em que matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno. A Fig. 6(b) ilustra uma faixa carregada de matéria-prima associada com um caso em que matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno. Na presente invenção, o termo "faixa carregada" se refere a uma faixa carregada (depositada) definida por uma pilha de matérias-primas em uma direção radial do forno, as matérias-primas sendo matérias-primas carregadas no alto-forno a partir da calha rotativa 4 e depositadas em uma superfície de base de carga. A superfície de deposição de matéria-prima em uma parte superior de um alto-forno tem um formato do tipo pilão de modo que a porção central do forno esteja localizada em uma altura mínima. Uma posição de centro da carga é definida como qualquer uma das posições nas quais as matérias-primas da calha rotativa 4 caem, na superfície inclinada. Uma faixa em que as matérias-primas se espalham a partir da posição de centro de carga em direção ao centro do forno e a parede do forno e são depositadas é designada como a faixa carregada. Em um caso onde a calha rotativa 4 é movida a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno, o carregamento de matérias-primas começa a partir de uma posição inferior da superfície inclinada tendo um formato do tipo pilão e, portanto, espalhamento das matérias-primas em direção ao centro do forno é inibido. Portanto, a faixa carregada é mais estreita em um caso onde matérias-primas são carregadas movendo a calha rotativa 4 a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno do que em um caso onde matérias-primas são carregadas movendo a calha rotativa 4 a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno. Na Fig. 6, a "razão de carga" no eixo horizontal é uma proporção do minério (x) que foi carregado associado com a posição de carga correspondente na direção radial do forno, com base em uma quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada, em um caso onde quantidades de matérias-primas por batelada são sequencialmente carregadas usando a calha rotativa 4 a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno ou a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno. Por exemplo, uma "razão de carga de 0,1" indica que carregamento de 10% em massa de minério (x), com base na quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada, foi completado em associação com a posição de carga correspondente.

[0039] A Fig. 7 é uma vista em seção transversal vertical de uma posição superior de camadas de carga de matéria-prima em um forno. A faixa carregada e a posição de centro da carga, que é um centro da faixa, são esquematicamente ilustradas na Fig. 7.

[0040] Como pode ser visto a partir da Fig. 6(a), em um caso onde matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno, a região definida por um raio adimensional de 0,6 ou mais corresponde a uma região definida por uma razão de carga de 0,45 ou mais. Como pode ser visto a partir da Fig. 6(b), em um caso onde matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno, a região definida por um raio adimensional de 0,6 ou mais corresponde a uma região definida por uma razão de carga de 0,56 ou menos.

[0041] Portanto, na presente invenção, em um caso onde o minério (x) carregado em uma tremonha principal 2 é descarregado e então sequencialmente carregado a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno usando a calha rotativa 4 (um primeiro método para carregamento de matérias-primas da presente invenção), apenas o minério (x) é carregado a partir da calha rotativa 4 após o carregamento do minério (x) ser iniciado, pelo menos até que carregamento dos 45% em massa do minério (x) seja completado com base na quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada;então, em um ponto no tempo, o carregamento do minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar 3 é iniciado; e então, o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) a partir da calha rotativa 4 por um período de tempo. O momento no qual o carregamento do minério de baixa reatividade (y) deve ser iniciado pode ser o ponto no tempo em que o carregamento de 45% em massa do minério (x) é completado com base na quantidade total do minério (x) a ser carregado ou pode ser algum ponto no tempo após um certo período de tempo decorrer após o carregamento de 45% em massa do minério (x) ser completado com base na quantidade total do minério (x) a ser carregada. O carregamento do minério de baixa reatividade (y) pode ser realizado até que o carregamento da quantidade total do minério (x) seja completado ou pode ser parado antes do carregamento da quantidade total do minério (x) ser completado. O momento no qual o carregamento do minério de baixa reatividade (y) deve ser iniciado e o período de tempo durante o qual o carregamento do minério de baixa reatividade (y) deve ser realizado podem ser determinados de acordo com o estado misto de minério de baixa reatividade (y) que é requerido.

[0042] Em um caso onde o minério (x) carregado em uma tremonha principal 2 é descarregado e então sequencialmente carregado a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno usando a calha rotativa 4 (um segundo método para carregamento de matérias-primas da presente invenção), o carregamento do minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar 3 é iniciado simultaneamente com o início do carregamento do minério (x) ou em um ponto no tempo após o início do carregamento, então o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) a partir da calha rotativa 4, e o carregamento do minério de baixa reatividade (y) é parado pelo menos antes do ponto no tempo no qual carregamento de 56% em massa do minério (x) é completado com base na quantidade total do minério (x) a ser carregada por batelada. Nesse caso, também, o momento no qual o carregamento do minério de baixa reatividade (y) deve ser iniciado e o período de tempo durante o qual o carregamento do minério de baixa reatividade (y) deve ser realizado podem ser determinados de acordo com o estado misto de minério de baixa reatividade (y) que é requerido.

[0043] No caso onde matérias-primas incluindo o minério de baixa reatividade (y) devem ser carregadas em uma região definida por raios adimensionais específicos (região definida por razões de carga específicas) tais como aqueles descritos acima, é necessário assegurar que a posição de centro da carga esteja dentro da faixa específica (a região definida por raios adimensionais específicos) como indicado por uma pilha a1 de matérias-primas carregadas ilustradas na Fig. 7. Não é preferível que a posição de centro da carga seja fora da faixa especificada (a região definida pelos raios adimensionais específicos) como no caso de uma pilha a2 de matérias-primas carregadas ilustradas na Fig. 7, por exemplo; em tal caso, a maioria da pilha de matérias- primas carregadas pode estar fora da faixa especificada embora possa haver alguma sobreposição entre a faixa carregada e a faixa especificada. A Fig. 8 é um gráfico ilustrando uma faixa carregada de matéria-prima e uma posição de centro da carga, que são ilustradas em termos de uma relação entre o raio adimensional e a razão de carga. Como ilustrado na Fig. 8, a região definida pelos raios adimensionais de 0,4 a 0,6, com relação à posição do centro da carga, corresponde a uma região definida pelas razões de carga de 0,27 a 0,46.

[0044] Ao carregar o minério de baixa reatividade (y) no forno em um momento certo como descrito acima, o minério de baixa reatividade (y) pode ser carregado em uma região tendo uma carga de redução baixa sem ser carregado em regiões no lado do centro do forno ou regiões tendo uma carga de redução alta. Como resultado, o minério de baixa reatividade (y) pode ser reduzido eficientemente mesmo em um caso onde coque comum é usado. Ainda, deterioração de permeabilidade ao gás que pode ocorrer se o minério de baixa reatividade (y) for carregado em uma porção central do forno é inibida e, desta maneira, o fluxo de gás e o estado de redução do minério podem ser estabilizados efetivamente. Consequentemente, a Taxa de agente de redução em uma operação de alto-forno pode ser diminuída.

[0045] Em um caso onde o dispositivo de carregamento bell-less 1a da Fig. 1 e da Fig. 2 é comparado com o dispositivo de carregamento bell-less 1b da Fig. 3 e da Fig. 4, no dispositivo de carregamento bellless 1a da Fig. 1 e da Fig. 2, em que a tremonha auxiliar 3 é disposta deslocada do eixo central do alto-forno, ocorre uma diferença na posição na qual o fluxo de matéria-prima cai, entre um caso em que uma posição de rotação da calha rotativa 4 está em um lado da tremonha auxiliar e um caso em que a posição de rotação está em um lado da tremonha não auxiliar, com relação ao eixo central do alto-forno. Em contraste, no dispositivo de carregamento bell-less 1b da Fig. 3 e Fig. 4, em que os eixos centrais do corpo e a saída da tremonha auxiliar 3 coincidem com o eixo central do corpo do forno, os valores absolutos dos vetores de taxa da matéria-prima descarregada das tremonhas principais 2 e da matéria-prima descarregada da tremonha auxiliar 3 são iguais com relação a todas as tremonhas principais 2 e, desta maneira, uma diferença na posição na qual o fluxo de matéria-prima cai tal como aquela descrita acima não ocorre. Desta maneira, a posição na qual as matérias-primas caem pode ser facilmente controlada com alta precisão. Uma vez que a tremonha auxiliar 3 é disposta diretamente acima da tremonha de coleta 5, não há nenhuma necessidade de prover um caminho de fluxo de matéria-prima passando a partir da tremonha auxiliar 3 para a tremonha de coleta 5 e, por exemplo, o momento no qual o descarregamento deve ser iniciado pode ser facilmente ajustado.

[0046] Na presente invenção, uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas é carregada na tremonha auxiliar 3 e, a partir da tremonha auxiliar 3, uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas em um alto- forno. Sendo assim, o momento de ajuste de pressão associado com o descarregamento de matérias-primas pode ser reduzido e, como resultado, o volume de produção de um alto-forno pode ser mantido mesmo em um caso onde uma quantidade pequena de matéria-prima deve ser carregada no alto-forno usando uma tremonha auxiliar diferente.

EXEMPLOS

[0047] Um teste de carregamento de minério (x) e minério de baixa reatividade (y) foi conduzido usando um dispositivo de teste de modelo de escala 1/20. A Fig. 9 é um diagrama esquemático de um dispositivo de teste modelo usado nos Exemplos. Uma válvula de regulagem de fluxo (não ilustrada) foi disposta em uma saída de uma tremonha auxiliar do dispositivo de teste modelo para controlar a taxa de descarregamento do minério de baixa reatividade (y).

[0048] O minério (x) usado era minério (minério sinterizado) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 65%, e o minério de baixa reatividade (y) usado era minério (minério granulado) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 50%. O coque usado era coque comum. Nos Exemplos da Invenção, minério (x) foi carregado em tremonhas principais, e minério de baixa reatividade (y) foi carregado na tremonha auxiliar. O minério de baixa reatividade (y) foi descarregado da tremonha auxiliar durante uma porção do período de tempo durante o qual o minério (x) foi descarregado das tremonhas principais. Por outro lado, nos Exemplos Comparativos, apenas tremonhas principais foram usadas, de acordo com um método da técnica relacionada, isto é, minério (x) e minério de baixa reatividade (y) foram carregados nas tremonhas principais de modo que uma condição predeterminada foi obtida, e o minério (x) e o minério de baixa reatividade (y) foram descarregados das tremonhas principais.

[0049] A Fig. 10 é um diagrama ilustrando como matérias-primas descarregadas, que foram descarregadas do dispositivo de teste modelo, foram coletadas em porções. Como ilustrado na Fig. 10, nesse teste, a calha rotativa foi removida do dispositivo de teste modelo, uma pluralidade de caixas de amostra foi montada em um transportador de alimentação, e as caixas de amostra foram movimentadas em uma velocidade constante sincronicamente com o descarregamento de matérias-primas. Desta maneira, as matérias-primas descarregadas foram coletadas em porções. As matérias-primas descarregadas que foram coletadas foram submetidas à análise de imagem com base em uma diferença de tonalidade entre o minério (x) e o minério de baixa reatividade (y) para determinar a razão do minério de baixa reatividade (y) nas matérias-primas descarregadas.

[0050] Com o dispositivo de teste modelo, um teste de carga foi conduzido em associação com um caso em que matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno usando uma calha rotativa, e a razão do minério de baixa reatividade (y) nas matérias-primas descarregadas foi medida da maneira descrita acima. A Fig. 11 é um gráfico ilustrando uma relação entre a razão de minério de baixa reatividade (y) e a razão de carga associada com o caso em que matérias-primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno.

[0051] Como mostrado na Fig. 11, no Exemplo da Invenção 1, o minério de baixa reatividade (y) carregado estava em uma região definida por uma razão de carga de 0,7 ou mais, que satisfazia a razão de carga-alvo de 0,45 ou mais. No Exemplo da Invenção 2, o minério de baixa reatividade (y) carregado estava concentrado em uma região definida por uma razão de carga de 0,8 ou mais. Em contraste, no Exemplo Comparativo 1, um pouco do minério de baixa reatividade (y) carregado estava em uma região definida por uma razão de carga de menos do que 0,45, isto é, o carregamento do minério de baixa reatividade (y) exclusivamente em uma região definida pela razão de carga de 0,45 ou mais não foi obtido.

[0052] Similarmente, com o dispositivo de teste modelo, um teste de carga foi conduzido em associação com um caso em que matérias- primas são sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro de forno usando uma calha rotativa, e a razão do minério de baixa reatividade (y) nas matérias-primas descarregadas foi medida da maneira descrita acima. A Fig. 12 é um gráfico ilustrando uma relação entre a razão de minério de baixa reatividade (y) e a razão de carga associada com o caso em que matérias-primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno.

[0053] Como mostrado na Fig. 12, no Exemplo da Invenção 3, o minério de baixa reatividade (y) carregado estava em uma região definida por uma razão de carga de 0,2 ou menos, que satisfazia a razão de carga-alvo de 0,56 ou menos. Em contraste, no Exemplo Comparativo 2, um pouco do minério de baixa reatividade (y) carregado estava em uma região definida por uma razão de carga maior do que 0,56, isto é, o carregamento do minério de baixa reatividade (y) exclusivamente em uma região definida pela razão de carga de 0,56 ou menos não foi obtido.

[0054] A Tabela 1 sumariza os resultados de uma avaliação das condições de operação de Exemplos e Exemplos Comparativos, que foi conduzida usando um modelo de previsão de operação de alto-forno. Como mostrado na Tabela 1, os Exemplos da Invenção 1 a 3 tinham uma Taxa de agente de redução menor e uma queda de pressão menor da camada preenchida do que os Exemplos Comparativos 1 e 2. Uma vez que o minério de baixa reatividade (y) foi descarregado em um momento certo como acima descrito, foi possível carregar o minério de baixa reatividade (y) em uma região tendo uma carga de redução baixa. Foi confirmado que, consequentemente, o estado de redução do minério foi estabilizado, e deterioração de permeabilidade ao gás e um aumento em perda de calor que ocorreriam se o minério de baixa reatividade (y) tivesse sido carregado em uma região no lado do centro do alto-forno foi inibido, que resultou em uma diminuição da Taxa do agente de redução de um alto-forno.Tabela 1 Lista de Sinais de Referência 1a Dispositivo de carregamento bell-less 1b Dispositivo de carregamento bell-less 2 Tremonha principal 3 Tremonha auxiliar 3a Corpo da tremonha 3b Saída 4 Calha rotativa 5 Tremonha de coleta 6 Corpo do alto-forno 7 Transportador de correia de carregamento

Claims

1. Método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno, caracterizado por alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento bell-less (1a, 1b) que inclui uma pluralidade de tremonhas principais (2) e uma tremonha auxiliar (3) em uma porção superior do forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método compreendendo descarregamento de minério (x) carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais, o minério (x) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS maior do que 55%, e então sequencialmente carregamento do minério (x) a partir de um lado do centro do forno em direção a um lado da parede do forno usando um calha rotativa (4), em que após carregamento do minério (x) ser iniciado, apenas o minério (x) é carregado a partir da calha rotativa (4) pelo menos até carregamento de 45% do minério (x) ser completado com base em uma quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada; então, em um ponto no tempo, descarregamento de minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar (3) é iniciado, o minério de baixa reatividade (y) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos; e, então, o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) a partir da calha rotativa por um período de tempo.

2. Método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar (3) é uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar (3).

3. Método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno, caracterizado por alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento bell-less (1a, 1b) que inclui uma pluralidade de tremonhas principais (2) e uma tremonha auxiliar (3) em uma porção superior do alto-forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método compreendendo descarregamento de minério (x) carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais (2), o minério (x) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de mais de 55%, e então sequencialmente carregamento do minério (x) a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno usando uma calha rotativa (4), em que descarregamento do minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar (3) é iniciado simultaneamente com um início de carregamento do minério (x) ou em um ponto no tempo após o início do carregamento, o minério de baixa reatividade (y) tendo um índice de redutibilidade (RI) JIS de 55% ou menos, e então o minério de baixa reatividade (y) é carregado junto com o minério (x) a partir da calha rotativa (4); e carregamento do minério de baixa reatividade (y) é parado pelo menos antes de um ponto no tempo no qual carregamento de 56% do minério (x) é completado com base em uma quantidade total do minério (x) a ser carregado por batelada.

4. Método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o minério de baixa reatividade (y) carregado na tremonha auxiliar (3) é uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do minério de baixa reatividade (y) por carga é carregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar (3).

5. Método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a tremonha auxiliar (3) tem um corpo de tremonha (3a) e uma saída (3b), e a tremonha auxiliar (3) é provida em uma posição de modo que eixos centrais do corpo da tremonha (3a) e a saída (3b) coincidem com um eixo central de um corpo de forno (6) do alto-forno.