BR112020019880B1 - METHOD FOR LOADING RAW MATERIALS INTO BLAST FURNACE - Google Patents
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Abstract
A invenção refere-se à prevenção de coque de núcleo de forno se tornar partículas finas e promove uma reação de redução de minério quando formando uma camada mista de grumos de coque e um minério dentro de um forno em um alto-forno compreendendo um dispositivo de carregamento bell-less. É provido um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno provido com um dispositivo de carregamento bell-less que compreende uma pluralidade de tremonhas principais na parte superior do forno e uma tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais. Quando minério 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 um lado da parede do forno por uma calha rotativa, apenas minério é carregado a partir da calha rotativa após iniciar carregamento do minério até carregamento de pelo menos 15% em massa da quantidade total do minério a ser carregado em uma batelada ser completado, o descarregamento de grumos de coque carregados na tremonha auxiliar é subsequentemente iniciado a partir de um ponto discricionário no tempo, e o minério e grumos de coque são subsequentemente carregados a (...).The invention relates to preventing furnace core coke from becoming fine particles and promotes an ore reduction reaction when forming a mixed layer of coke lumps and an ore within a furnace in a blast furnace comprising a bell-less charging. A method is provided for loading raw materials into a blast furnace provided with a bell-less loading device comprising a plurality of main hoppers in the upper part of the furnace and an auxiliary hopper having a smaller capacity than the main hoppers. When ore loaded into one or more of the plurality of main hoppers is unloaded and sequentially loaded from one side of the center of the furnace to one side of the furnace wall by a rotating chute, only ore is loaded from the rotary chute after starting loading of ore until loading of at least 15% by mass of the total quantity of ore to be loaded into a batch is completed, unloading of coke lumps loaded into the auxiliary hopper is subsequently initiated from a discretionary point in time, and the ore and coke lumps are subsequently charged to (...).
Description
[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.[001] The present invention relates to a method for loading raw materials into a blast furnace that includes a bell-less loading device.
[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.[002] In recent years, there has been a demand for reducing CO2 emissions to prevent global warming. In the steel industry, approximately 70% of the amount of CO2 emissions are associated with blast furnaces and therefore there is a demand to reduce the amount of CO2 emissions associated with blast furnaces. Reducing CO2 emissions associated with blast furnaces can be achieved by reducing reducing agents used in blast furnaces, such as coke, pulverized coal and natural gas.
[003] No entanto, redução de um agente de redução, particularmente coque, que serve para assegurar a 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.[003] However, reduction of a reducing agent, particularly coke, which serves to ensure the gas permeability of the charge layer in a furnace, results in an increase in the gas permeation resistance of the furnace charge layer. In an ordinary blast furnace, when the ore loaded from the top of the furnace reaches a temperature at which the ore begins to soften, the ore is deformed while filling veins; This occurs due to the weight of raw materials existing in a higher region. As a result, in a lower region of the blast furnace, a cohesive zone is formed in which the gas permeation resistance of an ore layer is very high, and therefore little gas flows. The gas permeability of the cohesive zone has a significant influence on the gas permeability of the entire blast furnace and therefore limits the productivity of the blast furnace.
[004] Na técnica relacionada, muitos estudos foram conduzidos para melhorar a resistência à permeação a gás da zona coesa. Por exemplo, mistura de coque em uma camada de minério é conhecia ser eficaz. Como um exemplo, a Literatura de Patente 1 revela um método para misturar coque uniformemente com minério em um alto-forno do tipo bell-less. No método, coque é carregado em algumas das tremo- nhas de minério, as algumas tremonhas de minério sendo tremonhas a jusante, para depositar o coque sobre minério em um transportador, o resultando é então carregado em uma tremonha superior do forno, e o minério e o coque são então carregados no alto-forno por meio de uma calha rotativa. A Literatura de Patente 2 revela um método para realização de carregamento central de coque e carregamento misto de minério e coque suavemente de uma maneira regular. No método, minério e coque são separadamente armazenados em tremonhas na parte superior do forno, e carregamento misto simultâneo do coque e do minério é realizado.[004] In the related art, many studies have been conducted to improve the gas permeation resistance of the cohesive zone. For example, mixing coke into an ore layer is known to be effective. As an example, Patent Literature 1 discloses a method for uniformly mixing coke with ore in a bell-less blast furnace. In the method, coke is loaded into some of the ore hoppers, the few ore hoppers being downstream hoppers, to deposit the coke onto ore on a conveyor, the resultant is then loaded into an upper hopper of the furnace, and the ore and coke are then loaded into the blast furnace via a rotating chute. Patent Literature 2 discloses a method for carrying out central coke loading and mixed loading of ore and coke smoothly in a regular manner. In the method, ore and coke are separately stored in hoppers at the top of the furnace, and simultaneous mixed loading of coke and ore is carried out.
[005] Estudo de métodos e aparelhos para carregamento de matérias-primas em um alto-forno é importante para produção de um efeito de mistura uniforme de coque com minério. Desta maneira, muitos estudos foram conduzidos na técnica relacionada. A Literatura de Patente 3 revela um método para carregamento de matérias-primas. No método, matérias-primas são fornecidas a partir de uma passagem de fornecimento auxiliar para uma passagem de fornecimento principal de matéria-prima que conecta uma tremonha de armazenamento de matéria-prima de alto-forno a uma calha de distribuição. A Literatura de Patente 3 revela uma modalidade em que uma matéria-prima auxiliar é sequencialmente misturada com uma matéria-prima principal e forne-cida ao forno ao mesmo tempo que a matéria-prima principal é carregada.[005] Study of methods and apparatus for loading raw materials into a blast furnace is important for producing a uniform mixing effect of coke with ore. In this way, many studies have been conducted on the related technique. Patent Literature 3 discloses a method for loading raw materials. In the method, raw materials are supplied from an auxiliary supply passage to a main raw material supply passage that connects a blast furnace raw material storage hopper to a distribution chute. Patent Literature 3 discloses an embodiment in which an auxiliary raw material is sequentially mixed with a main raw material and supplied to the furnace at the same time as the main raw material is loaded.
[006] A Literatura de Patente 4 revela um método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno. No método, uma plurali- dade de matérias-primas é simultaneamente carregada a partir de uma pluralidade de tremonhas principais. No entanto, quando as matérias- primas devem ser carregadas em um alto-forno, um tempo de ajuste de pressão é necessário para substituição da atmosfera dentro das tremonhas principais com uma atmosfera correspondendo à atmosfera interior do alto-forno. A partir 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.[006] Patent Literature 4 discloses a method for loading raw materials into a blast furnace. In the method, a plurality of raw materials are simultaneously loaded from a plurality of main hoppers. However, when raw materials are to be loaded into a blast furnace, a pressure adjustment time is required to replace the atmosphere inside the main hoppers with an atmosphere corresponding to the atmosphere inside the blast furnace. From the point of view of maintaining a production volume, using a hopper exclusively for a small amount of raw material is not practical.
[007] A Literatura de Patente 5 revela um método em que uma segunda tremonha de tamanho pequeno para carregamento de uma quantidade pequena de matéria-prima é provida em adição a tremo- nhas comuns (primeiras tremonhas), e uma matéria-prima é carregada a partir da segunda tremonha ou durante intervalos entre as operações de carregamento de uma matéria-prima principal a partir das primeiras tremonhas ou simultaneamente com o carregamento da matéria-prima principal, dependendo do tipo da matéria-prima. De acordo com a Literatura de Patente 5, minério de qualidade pobre é armazenado em um nível predeterminado dentro das primeiras tremonhas usadas para armazenar minério, que é a matéria-prima principal, e quando os minérios são carregados em um alto-forno, coque subdimensionado é descarregado a partir da segunda tremonha ao mesmo tempo que os mi-nérios que são carregados das primeiras tremonhas são carregados no alto-forno com base nas características de descarga de fluxo do funil; desta maneira, a mistura do minério de qualidade pobre com o coque subdimensionado é facilitada. Como descrito acima, com relação a uma tremonha provida em uma porção superior de um alto- forno, um tempo de ajuste de pressão é necessário para substituir a atmosfera dentro da tremonha com uma atmosfera de ar quando matérias-primas devem ser armazenadas na tremonha e para substituição da atmosfera dentro da tremonha com uma atmosfera correspondendo à atmosfera interior do alto forno quando matérias-primas devem ser descarregadas no alto-forno. Portanto, uso de uma tremonha exclusivamente para uma quantidade pequena de matéria-prima não é prático a partir do ponto de vista de manutenção de um volume de produção. De acordo com a Literatura de Patente 5, a segunda tremonha revelada é provida para resolver o problema, e uma quantidade pequena de matéria-prima pode ser carregada independentemente, o que permite uso eficaz de uma quantidade pequena de matéria-prima. Lista de Citação Literatura de Patente LPT 1: Publicação de Pedido de Patente Japonês Não examinado No. 3-211210 LPT 2: Publicação de Pedido de Patente Japonês Não examinado No.2004-107794 LPT 3: Publicação de Pedido de Patente Japonês Não examinado 57207105 LPT 4: Publicação Internacional No. 2013/172045 LPT 5: Patente Japonesa No. 3948352 Literatura de Não Patente LPT 1: Shimizu e outros, "A basic study of the control of a coke in homem morto of a blast furnace", Tetsu-To-Hagane, The Iron and Steel Institute of Japan, 1987, vol. 73, S754[007] Patent Literature 5 discloses a method in which a second hopper of small size for loading a small amount of raw material is provided in addition to ordinary hoppers (first hoppers), and a raw material is loaded from the second hopper or during intervals between loading operations of a main raw material from the first hoppers or simultaneously with loading the main raw material, depending on the type of raw material. According to Patent Literature 5, poor quality ore is stored at a predetermined level within the first hoppers used to store ore, which is the main raw material, and when the ores are loaded into a blast furnace, undersized coke is discharged from the second hopper at the same time as the ores that are loaded from the first hoppers are loaded into the blast furnace based on the flow discharge characteristics of the hopper; in this way, the mixing of poor quality ore with undersized coke is facilitated. As described above, with respect to a hopper provided in an upper portion of a blast furnace, a pressure adjustment time is necessary to replace the atmosphere within the hopper with an air atmosphere when raw materials are to be stored in the hopper and for replacing the atmosphere inside the hopper with an atmosphere corresponding to the interior atmosphere of the blast furnace when raw materials are to be discharged into the blast furnace. Therefore, using a hopper exclusively for a small quantity of raw material is not practical from the point of view of maintaining a production volume. According to Patent Literature 5, the disclosed second hopper is provided to solve the problem, and a small amount of raw material can be loaded independently, which allows effective use of a small amount of raw material. Citation List Patent Literature LPT 1: Unexamined Japanese Patent Application Publication No. 3-211210 LPT 2: Unexamined Japanese Patent Application Publication No.2004-107794 LPT 3: Unexamined Japanese Patent Application Publication 57207105 LPT 4: International Publication No. 2013/172045 LPT 5: Japanese Patent No. 3948352 Non-Patent Literature LPT 1: Shimizu et al., "A basic study of the control of a coke in dead man of a blast furnace", Tetsu- To-Hagane, The Iron and Steel Institute of Japan, 1987, vol. 73, S754
[008] Como descrito acima, carregamento eficaz de uma quantidade pequena de matéria-prima, tal como coque de tamanho pequeno, em um alto-forno melhora a permeabilidade a gás da camada de carga no forno e é, portanto, eficaz para diminuição de uma taxa de agente de redução do alto-forno. Por outro lado, tal quantidade pequena de matérias-primas e matérias-primas principais, tal como minério, difere em densidade e diâmetro de partícula e, portanto, segregação ocorre, e seu controle é requerido. Para se dirigir a isso, contramedidas têm sido estudadas. Um exemplo das contramedidas é carregamento de matérias-primas em um alto-forno de tal maneira que tipos diferentes de matérias-primas sejam simultaneamente carregados a partir de uma pluralidade de tremonhas, como revelado na Literatura de Patente 3 e Literatura de Patente 5, descrita acima.[008] As described above, effective loading of a small amount of raw material, such as small-sized coke, into a blast furnace improves the gas permeability of the charge layer in the furnace and is therefore effective in decreasing a rate of blast furnace reducing agent. On the other hand, such small quantity of raw materials and main raw materials, such as ore, differ in density and particle diameter and therefore segregation occurs, and its control is required. To address this, countermeasures have been studied. An example of the countermeasures is loading raw materials into a blast furnace in such a manner that different types of raw materials are simultaneously loaded from a plurality of hoppers, as disclosed in Patent Literature 3 and Patent Literature 5, described above.
[009] No entanto, é conhecido que, quando uma matéria-prima tendo um diâmetro de partícula pequeno, tal como coque de tamanho pequeno, é carregada em uma porção central de um forno, a matéria- prima exibe uma resistência alta para o fluxo de gás que flui na porção central do forno e, portanto, se torna um fator que interfere com a formação de um fluxo de gás central estável. Como reportado na Literatura Não De Patente 1, coque carregado em uma região definida por um raio adimensional de alto-forno de 0,12 ou menos atinge um homem morto, que é formado abaixo da zona coesa. O coque no homem morto não é queimado com oxigênio fornecido através dos alcaravizes do alto-forno e, desta maneira, permanece dentro do forno por um período de tempo longo. Desta maneira, se o coque no homem morto tiver um diâmetro de partícula pequeno, o coque no homem morto se torna um fator que causa deterioração ou instabilidade da permeabilidade a gás da camada de carga no forno durante um período de tempo longo.[009] However, it is known that, when a raw material having a small particle diameter, such as small-sized coke, is loaded into a central portion of a furnace, the raw material exhibits a high resistance to flow. of gas flowing in the central portion of the furnace and therefore becomes a factor that interferes with the formation of a stable central gas flow. As reported in Non-Patent Literature 1, coke charged in a region defined by a dimensionless blast furnace radius of 0.12 or less strikes a dead man, which is formed below the cohesive zone. The coke in the dead man is not burned with oxygen supplied through the blast furnace's caravils and thus remains inside the furnace for a long period of time. Thus, if the dead man's coke has a small particle diameter, the dead man's coke becomes a factor that causes deterioration or instability of the gas permeability of the charge layer in the furnace over a long period of time.
[0010] Tal problema não pode ser resolvido apenas carregando matérias-primas em um alto-forno de tal maneira que tipos diferentes de matérias-primas sejam simultaneamente carregados a partir de uma pluralidade de tremonhas, como revelado na Literatura de Patente 3 e Literatura de Patente 5.[0010] Such a problem cannot be solved simply by loading raw materials into a blast furnace in such a way that different types of raw materials are simultaneously loaded from a plurality of hoppers, as disclosed in Patent Literature 3 and Patent Literature Patent 5.
[0011] Um objetivo 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, tais como os problemas descritos acima. Especifi-camente, para um alto-forno incluindo um dispositivo de carregamento do tipo bell-less e com relação à formação de uma camada de mistura de coque de tamanho pequeno e minério no forno, os métodos promovem a reação de redução do minério enquanto evitando uma redução de tamanho de partícula de coque no homem morto, dessa maneira inibindo deterioração da permeabilidade a gás da camada de carga no alto-forno e melhorando a sua redutibilidade.[0011] An object of the present invention is to provide methods for loading raw materials into a blast furnace, the methods being designed to solve problems associated with related art technologies, such as the problems described above. Specifically, for a blast furnace including a bell-less charging device and with respect to the formation of a small-sized coke and ore mixture layer in the furnace, the methods promote the ore reduction reaction while avoiding a reduction of coke particle size in the dead man, thereby inhibiting deterioration of the gas permeability of the charge layer in the blast furnace and improving its reducibility.
[0012] Um sumário da presente invenção, que resolve os problemas descritos acima, é como segue.[0012] A summary of the present invention, which solves the problems described above, is as follows.
[0013] [1] 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 forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método incluindo descarregamento de minério carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais e então sequencialmente carregamento do minério a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno usando uma calha rotativa, em que após carregamento do minério ser iniciado, apenas o minério é carregado a partir da calha rotativa pelo menos até carregamento de 15% em massa do minério ser completado com base em uma quantidade total do minério a ser carregado por batelada; então, em um ponto no tempo, descarregamento do coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar é iniciado; e então, o coque de tamanho pequeno é carregado junto com o minério da calha rotativa por um período de tempo.[0013] [1] A method for loading raw materials into a blast furnace, the blast furnace including a bell-less loading device that includes a plurality of main hoppers and an auxiliary hopper in an upper portion of the furnace, the auxiliary hopper having a smaller capacity than the main hoppers, the method including unloading ore loaded into at least one of the plurality of main hoppers and then sequentially loading the ore from the center side of the furnace toward the wall side of the furnace. furnace using a rotary chute, in which after loading of the ore is initiated, only the ore is loaded from the rotary chute at least until loading of 15% by mass of the ore is completed based on a total quantity of the ore to be loaded by batch; then, at a point in time, unloading of the small-size coke loaded into the auxiliary hopper is started; and then, the small size coke is loaded together with the ore from the rotating chute for a period of time.
[0014] [2] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [1], em que o coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar é uma quantidade do coque de tamanho pequeno para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do coque de tamanho pequeno por carga é descarregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar.[0014] [2] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [1], wherein the small-size coke loaded into the auxiliary hopper is a quantity of the small-size coke for a plurality of charges , and a small-sized quantity of coke per load is discharged in batches from the auxiliary hopper.
[0015] [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 forno, a tremonha auxiliar tendo uma capacidade menor do que as tremonhas principais, o método incluindo descarregamento de minério carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais e então sequencialmente carregamento do minério a partir do lado da parede do forno em direção a um lado do centro do forno usando uma calha rotativa, em que descarga do coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar é iniciada simultaneamente com um início de carregamento do minério ou em um ponto de tempo após o início do carregamento, e então o coque de tamanho pequeno é carregado junto com o minério a partir da calha rotativa; e carregamento do coque de tamanho pequeno é parado pelo menos antes de um ponto no tempo em que carregamento de 90% em massa do minério é completado com base em uma quantidade total do minério a ser carregado por batelada.[0015] [3] A method for loading raw materials into a blast furnace, the blast furnace including a bell-less loading device that includes a plurality of main hoppers and an auxiliary hopper in an upper portion of the furnace, the auxiliary hopper having a smaller capacity than the main hoppers, the method including unloading ore loaded into at least one of the plurality of main hoppers and then sequentially loading the ore from the side of the furnace wall toward a side of the center of the furnace using a rotating chute, in which discharge of the small-size coke loaded into the auxiliary hopper is initiated simultaneously with an ore loading start or at a time point after the start of loading, and then the small-size coke is loaded together with the ore from the rotating chute; and loading of the small size coke is stopped at least before a point in time at which loading of 90% by mass of the ore is completed based on a total quantity of the ore to be loaded by batch.
[0016] [4] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [3], em que o coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar é uma quantidade do coque de tamanho pequeno para uma pluralidade de cargas, e uma quantidade do coque de tamanho pequeno por carga é descarregada em bateladas a partir da tremonha auxiliar.[0016] [4] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [3], wherein the small-size coke loaded into the auxiliary hopper is a quantity of the small-size coke for a plurality of charges , and a small-sized quantity of coke per load is discharged in batches from the auxiliary hopper.
[0017] [5] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [1] ou [2], em que, para uma porção ou todo de um período de tempo a partir de um ponto no tempo no qual carre- gamento de 27% em massa do minério é completado para um ponto no tempo em que carregamento de 46% em massa do minério é carregado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, uma taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é aumentada comparado com uma taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente.[0017] [5] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [1] or [2], wherein, for a portion or all of a period of time from a point in time in which loading of 27% by mass of ore is completed to a point in time at which loading of 46% by mass of ore is loaded, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, a discharge rate of the Small size coke to be discharged from the auxiliary hopper is increased compared to a discharge rate employed for a different period of time.
[0018] [6] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [5], em que, para uma porção ou todo o período de tempo a partir do ponto no tempo em que carregamento de 27% em massa do minério é completado para o ponto no tempo em que carregamento de 46% em massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é ajustada para ser 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente.[0018] [6] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [5], wherein, for a portion or the entire period of time from the point in time at which 27% loading by mass of ore is completed to the point in time when loading of 46% by mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, the discharge rate of the small size coke to be discharged at from the auxiliary hopper is adjusted to be 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different time period.
[0019] [7] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [3] ou [4], em que, para uma porção ou todo o período de tempo a partir de um ponto no tempo no qual carregamento de 54% em massa do minério é completado para um ponto no tempo no qual carregamento de 83% em massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, uma taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é aumentada comparado com uma taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente.[0019] [7] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [3] or [4], wherein, for a portion or the entire period of time starting from a point in time in the which loading of 54% by mass of ore is completed to a point in time at which loading of 83% by mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, a coke discharge rate of size small amount to be discharged from the auxiliary hopper is increased compared to a discharge rate employed for a different period of time.
[0020] [8] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [7], em que, para uma porção ou todo o período de tempo do ponto no tempo em que carregamento de 54% do minério é completado para o ponto no tempo em que carregamento de 83% de massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é ajustada para ser 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente.[0020] [8] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [7], wherein, for a portion or the entire period of time from the point in time at which loading 54% of the ore is completed to the point in time when loading of 83% mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, the discharge rate of the small size coke to be discharged from the auxiliary hopper is adjusted to be 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different time period.
[0021] [9] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com qualquer um de [1] a [4], em que uma distribuição de composição de gás em uma direção radial do forno dentro do alto-forno é medida para determinar uma distribuição de uma razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno e, para uma região na direção radial do forno em que a razão de utilização de gás CO é maior do que ou igual a um valor médio da razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno, uma taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é aumentada comparado com uma taxa de descarga empregada para uma região diferente na direção radial no forno.[0021] [9] The method for loading raw materials into a blast furnace according to any one of [1] to [4], wherein a gas composition distribution in a radial direction of the furnace within the blast furnace -furnace is measured to determine a distribution of a CO gas utilization ratio associated with the radial direction of the furnace and, for a region in the radial direction of the furnace in which the CO gas utilization ratio is greater than or equal to a average value of the CO gas utilization ratio associated with the radial direction of the furnace, a discharge rate of the small size coke to be discharged from the auxiliary hopper is increased compared to a discharge rate employed for a different region in the radial direction in the oven.
[0022] [10] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com [9], em que a distribuição de composição de gás na direção radical do forno dentro do alto-forno é medida para determinar a distribuição da razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno e, para a região na direção radial do forno em que a razão de utilização de gás CO é maior do que ou igual ao valor médio da razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar é ajustada para ser 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para uma região diferente na direção radial do forno.[0022] [10] The method for loading raw materials into a blast furnace according to [9], in which the distribution of gas composition in the radical direction of the furnace within the blast furnace is measured to determine the distribution of the CO gas utilization ratio associated with the radial direction of the furnace and, for the region in the radial direction of the furnace in which the CO gas utilization ratio is greater than or equal to the mean value of the associated CO gas utilization ratio with the radial direction of the furnace, the discharge rate of the small size coke to be discharged from the auxiliary hopper is adjusted to be 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different region in the radial direction of the furnace.
[0023] [11] O método para carregamento de matérias-primas em um alto-forno de acordo com qualquer um de [1] a [10], em que a tre- monha 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 no corpo do forno do alto-forno.[0023] [11] The method for loading raw materials into a blast furnace according to any one of [1] to [10], wherein the auxiliary hopper has a hopper body and an outlet, and The auxiliary hopper is provided in a position so that central axes of the hopper body and the outlet coincide with a central axis in the furnace body of the blast furnace.
[0024] Com a presente invenção, uma camada de mistura de coque de tamanho pequeno e minério pode ser formada para ter um estado apropriado em um forno, o que torna possível inibir uma redução de tamanho de partícula de coque em homem morto e uma deterioração associada de permeabilidade a gás em uma porção central do forno enquanto promovendo a reação de redução de minério e, portanto, melhorando a redutibilidade.[0024] With the present invention, a mixture layer of small-sized coke and ore can be formed to have a suitable state in a furnace, which makes it possible to inhibit a coke particle size reduction in dead man and a deterioration associated gas permeability in a central portion of the furnace while promoting the ore reduction reaction and therefore improving reducibility.
[0025] A Fig. 1 é uma vista em perspectiva geral 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.[0025] Fig. 1 is a general perspective view of a bell-less loading device 1a, which is a sectional view of a portion in the upper part of a furnace body.
[0026] A Fig. 2 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha II-II da Fig. 1.[0026] Fig. 2 is a cross-sectional view obtained along line II-II of Fig. 1.
[0027] A Fig. 3 é uma vista em perspectiva geral 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.[0027] Fig. 3 is a general perspective view of a bell-less loading device 1b, which is a sectional view of a portion in the upper part of a furnace body.
[0028] A Fig. 4 é uma vista em seção transversal obtida ao longo da linha IV-IV da Fig. 3.[0028] Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of Fig. 3.
[0029] A Fig. 5 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.[0029] Fig. 5 is a graph illustrating a loaded strip of raw material obtained with a rotating chute 4, the loaded strip being illustrated in terms of a relationship between a dimensionless radius and a load ratio.
[0030] A Fig. 6 é uma vista em seção transversal vertical de uma porção superior de camadas de carga de matéria-prima em um forno.[0030] Fig. 6 is a vertical cross-sectional view of an upper portion of raw material charge layers in a furnace.
[0031] A Fig. 7 é um gráfico ilustrando uma distribuição radial de uma espessura de camada de minério padrão.[0031] Fig. 7 is a graph illustrating a radial distribution of a standard ore layer thickness.
[0032] A Fig. 8 é um gráfico ilustrando uma faixa carregada de matéria-prima e uma posição de centro de carga, que são ilustradas em termos de uma relação entre o raio adimensional e a razão de carga.[0032] Fig. 8 is a graph illustrating a loaded strip of raw material and a load center position, which are illustrated in terms of a relationship between the dimensionless radius and the load ratio.
[0033] A Fig. 9 é um diagrama esquemático de um dispositivo de teste modelo usado nos Exemplos.[0033] Fig. 9 is a schematic diagram of a model test device used in the Examples.
[0034] A Fig. 10 é um diagrama ilustrando como matérias-primas descarregadas, que foram descarregadas do dispositivo de teste modelo, foram coletadas em porções.[0034] Fig. 10 is a diagram illustrating how discharged raw materials, which were discharged from the model test device, were collected in portions.
[0035] A Fig. 11 é um gráfico ilustrando uma relação entre uma taxa de coque misto e a razão de carga associada com um caso em que matérias-primas formas sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno.[0035] Fig. 11 is a graph illustrating a relationship between a mixed coke rate and the charge ratio associated with a case in which raw materials are sequentially loaded from the center side of the furnace toward the wall side. from the oven.
[0036] A Fig. 12 é um gráfico ilustrando uma relação entre a taxa de coque misto 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.[0036] Fig. 12 is a graph illustrating a relationship between the mixed coke rate and the charge ratio associated with a case in which raw materials were sequentially charged from the wall side of the furnace toward the center side. from the oven.
[0037] Mistura de coque de tamanho pequeno em camadas de minério é eficaz para melhorar a permeabilidade a gás da camada de carga em um forno. Nesse caso, no entanto, é necessário evitar deterioração das condições do forno que podem ser causadas por coque de tamanho pequeno remanescente em uma porção de homem morto. Uma vez que coque de tamanho pequeno misturado com minério serve para promover uma reação do minério, é desejável que uma região tendo uma espessura de camada de minério grande tenha uma razão de mistura de coque aumentada, como será descrito mais tarde. Portanto, em um caso onde coque de tamanho pequeno deve ser mistu-rado em uma camada de minério, é desejável que o coque de tamanho pequeno seja carregado no forno de uma maneira que satisfaça as condições mencionadas acima.[0037] Mixing small-sized coke into ore layers is effective for improving the gas permeability of the charge layer in a furnace. In this case, however, it is necessary to avoid deterioration of the furnace conditions which may be caused by small-sized coke remaining in a dead man's portion. Since small-sized coke mixed with ore serves to promote an ore reaction, it is desirable that a region having a large ore layer thickness has an increased coke mixing ratio, as will be described later. Therefore, in a case where small-sized coke is to be mixed into an ore layer, it is desirable that the small-sized coke be charged into the furnace in a manner that satisfies the conditions mentioned above.
[0038] Em um caso onde um dispositivo de carregamento de matéria-prima da técnica relacionada é usado, coque de tamanho pequeno deve ser misturado com minério em uma tremonha principal previamente e em seguida descarregado em um alto-forno. Nesse caso, em um estágio inicial de carregamento de matéria-prima, apenas minério é carregado na tremonha principal e, subsequentemente, matérias- primas incluindo coque de tamanho pequeno são carregadas na tre- monha principal, para evitar que o coque de tamanho pequeno seja descarregado em um estágio inicial de descarregamento. No entanto, na tremonha principal, segregação ocorre devido a uma diferença em densidade entre o minério e o coque de tamanho pequeno. Ainda, uma vez que matérias-primas são descarregadas da tremonha principal em um fluxo de funil, as matérias-primas que são descarregadas têm uma razão de mistura de coque de tamanho pequeno diferente da razão de mistura de coque de tamanho pequeno no momento quando o coque de tamanho pequeno é carregado na tremonha principal. Consequentemente, controle do coque de tamanho pequeno de uma maneira que um estado de mistura preferido, tal como aquele descrito acima, seja atingido é difícil.[0038] In a case where a raw material loading device of the related art is used, small-sized coke must be mixed with ore in a main hopper beforehand and then discharged into a blast furnace. In this case, in an initial stage of raw material loading, only ore is loaded into the main hopper, and subsequently, raw materials including small-sized coke are loaded into the main hopper, to prevent the small-sized coke from being discharged in an initial stage of unloading. However, in the main hopper, segregation occurs due to a difference in density between the ore and the small-sized coke. Further, since raw materials are discharged from the main hopper into a hopper flow, the raw materials that are discharged have a small size coke mixing ratio different from the small size coke mixing ratio at the time when the Small size coke is loaded into the main hopper. Consequently, controlling the small size coke in such a way that a preferred mixing state, such as that described above, is achieved is difficult.
[0039] Na presente invenção, um dispositivo de carregamento bellless incluindo uma pluralidade de tremonhas principais e uma tremo- nha auxiliar em uma porção superior do forno é usado. A tremonha auxiliar tem uma capacidade menor do que as tremonhas principais. Minério é carregado em pelo menos uma da pluralidade de tremonhas principais, e uma quantidade de coque de tamanho pequeno para uma pluralidade de cargas é carregada na tremonha auxiliar. Uma quantidade do minério por carga é descarregada em bateladas a partir das tremonhas principais, e uma quantidade do coque de tamanho pequeno por carga é descarregada em bateladas a partir da tremonha auxili- ar. Em tal carregamento de matéria-prima, uma razão de mistura do coque de tamanho pequeno pode ser variada ajustando as quantidades das matérias-primas a serem descarregadas a partir da tremonha principal e da tremonha auxiliar e, portanto, o coque de tamanho pequeno pode ser facilmente controlado de uma maneira que um estado misto preferido é obtido.[0039] In the present invention, a bellless loading device including a plurality of main hoppers and an auxiliary hopper in an upper portion of the furnace is used. The auxiliary hopper has a smaller capacity than the main hoppers. Ore is loaded into at least one of the plurality of main hoppers, and a small-sized amount of coke for a plurality of loads is loaded into the auxiliary hopper. A quantity of the ore per load is discharged in batches from the main hoppers, and a quantity of the small-size coke per load is discharged in batches from the auxiliary hopper. In such raw material loading, a mixing ratio of the small size coke can be varied by adjusting the quantities of the raw materials to be discharged from the main hopper and the auxiliary hopper and therefore the small size coke can be easily controlled in a way that a preferred mixed state is obtained.
[0040] Na presente invenção, o termo "coque de tamanho pequeno" se refere a grumos de coque tendo diâmetros de partícula pequenos, que são separados por peneiramento quando grumos de coque a serem usados em um alto-forno são obtidos a partir de coque produzido em um forno de coque do tipo câmara. Tipicamente, o coque de tamanho pequeno tem um diâmetro de partícula médio (D50) de aproximadamente 5 a 25 mm.[0040] In the present invention, the term "small size coke" refers to coke lumps having small particle diameters, which are separated by screening when coke lumps to be used in a blast furnace are obtained from coke produced in a chamber-type coke oven. Typically, small size coke has an average particle diameter (D50) of approximately 5 to 25 mm.
[0041] Na presente invenção, o termo "minério" se refere a um ou mais de minério sinterizado, minério de grumo, péletes, 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, o minério inclui tais matérias-primas auxiliares.[0041] In the present invention, the term "ore" refers to one or more sintered ore, lump ore, pellets, and the like, which are sources of iron. In a case where one or more auxiliary raw materials (e.g., lime, silica stone, serpentinite and the like), which are used mainly for the purpose of adjusting slag component, are mixed with the ore, the ore includes such auxiliary raw materials.
[0042] Em uma operação de um alto-forno, matérias-primas são carregadas a partir de uma porção superior do forno de uma maneira tal que camadas de minério e camadas de coque são alternadamente formadas dentro do alto-forno. Em um caso onde coque de tamanho pequeno deve ser misturado em uma camada de minério, uma quantidade de minério a ser usada e uma quantidade de coque de tamanho pequeno a ser usada para formar uma tal camada de minério são referidas como uma quantidade de minério por carga e uma quantidade de coque de tamanho pequeno por carga. A quantidade de minério por carga e a quantidade de coque de tamanho pequeno por carga devem ser carregadas em bateladas. De acordo com a presente invenção, métodos para carregamento de matérias-primas em um alto-forno se referem a métodos para carregamento de minério e coque de tamanho pequeno que são carregados em uma base por batelada.[0042] In a blast furnace operation, raw materials are loaded from an upper portion of the furnace in such a way that layers of ore and layers of coke are alternately formed within the blast furnace. In a case where small-sized coke is to be mixed into an ore layer, a quantity of ore to be used and a quantity of small-sized coke to be used to form such an ore layer are referred to as a quantity of ore per load and a small amount of coke per load. The amount of ore per load and the amount of small size coke per load should be loaded in batches. According to the present invention, methods for loading raw materials into a blast furnace refer to methods for loading small-sized ore and coke that are loaded on a batch basis.
[0043] Se o diâmetro de partícula das matérias-primas que são carregadas em uma base por batelada variar, o fluxo de gás dentro do forno pode ser tornar instável. Sendo assim, é preferível assegurar que o fluxo descendente das matérias-primas dentro da tremonha auxiliar seja um fluxo em 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 tre- monha. Essa configuração assegura que o fluxo descendente das matérias-primas dentro da tremonha auxiliar seja um fluxo de massa.[0043] If the particle diameter of the raw materials that are loaded on a batch basis varies, the gas flow within the furnace may become unstable. Therefore, it is preferable to ensure that the downward flow of raw materials into the auxiliary hopper is a mass flow, thereby allowing the raw materials loaded into the auxiliary hopper to be discharged from the auxiliary hopper in the order in which the raw materials are loaded into the auxiliary hopper. primes are loaded. It is preferable that a diameter d2 of a hopper body of the auxiliary hopper satisfies dl < d2 < 1.5 x d1, where dl is a diameter of an outlet of the auxiliary hopper and d2 is the diameter of the hopper body. This configuration ensures that the downward flow of raw materials into the auxiliary hopper is a mass flow.
[0044] 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 geral 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. 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 é disposta fora da pluralidade de tremonhas principais 2.[0044] Fig. 1 and Fig. 2 are schematic diagrams of an embodiment of a bell-less charging device for a blast furnace that is used in the present invention. Fig. 1 is a general perspective view of a bell-less loading device 1a, which is a sectional view of a portion at the top of a furnace body. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of Fig. 1. The bell-less loading device 1a includes three main hoppers 2 and an auxiliary hopper 3. Central hopper axes of the main hoppers 2 They are positioned in an imaginary circle that has a center coinciding with a central axis of the oven body. The auxiliary hopper 3 is arranged outside the plurality of main hoppers 2.
[0045] As Fig. 3 e 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 geral 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 no 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 está disposta em um centro dentro das três tremonhas principais 2 de uma maneira que eixos centrais de um corpo de tremonha 3a e uma saída 3b da tremonha auxiliar 3 coincidem com o eixo central do corpo do forno do alto-forno.[0045] Fig. 3 and Fig. 4 are schematic diagrams of another embodiment of a bell-less charging device for a blast furnace that is used in the present invention. Fig. 3 is a general perspective view of a bell-less loading device 1b, which is a sectional view of a portion at the top of a furnace body. Fig. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of Fig. 3. As with the embodiment of Fig. 1 and Fig. 2, the bell-less loading device 1b also includes three main hoppers. 2 and an auxiliary hopper 3. The central hopper axes of the main hoppers 2 are positioned on the imaginary circle that has a center coinciding with a central axis of the furnace body. In the bell-less loading device 1b, the auxiliary hopper 3 is arranged in a center within the three main hoppers 2 in such a way that central axes of a hopper body 3a and an outlet 3b of the auxiliary hopper 3 coincide with the central axis of the blast furnace furnace body.
[0046] Nos dispositivos de carregamento bell-less 1a e 1b das modalidades descritos acima, o minério descarregado a partir das tre- monhas principais 2 e o coque de tamanho pequeno descarregado da tremonha auxiliar 3 são carregados no alto-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. Uma válvula de regulagem de fluxo (não ilustrada) é provida na saída da tremonha auxiliar 3 para controlar uma taxa de descarga do coque de tamanho pequeno.[0046] In the bell-less loading devices 1a and 1b of the embodiments described above, the ore discharged from the main hoppers 2 and the small-sized coke discharged from the auxiliary hopper 3 are loaded into the blast furnace from a rotating chute 4 by means of a collection hopper 5. In Fig. 1 and Fig. 3, the reference numeral 6 denotes a blast furnace body and the reference numeral 7 denotes a loading belt conveyor. A flow regulating valve (not illustrated) is provided at the outlet of the auxiliary hopper 3 to control a discharge rate of the small size coke.
[0047] Detalhes de métodos para carregamento de matérias- primas da presente invenção serão agora descritos com referência a exemplos, em que o dispositivo de carregamento bell-less 1a ou 1b descrito acima é usado.[0047] Details of methods for loading raw materials of the present invention will now be described with reference to examples, in which the bell-less loading device 1a or 1b described above is used.
[0048] A Literatura de Não Patente 1 declara que matérias-primas carregadas em uma região definida por um raio adimensional de alto- forno de 0,12 ou menos atingem um homem morto (o raio adimensio- nal do alto-forno é um raio adimensional de um forno determinado supondo que o ponto de partida seja um centro do forno e designado como 0, e o ponto final seja uma parede de forno e designado como 1,0). Desta maneira, quando uma matéria-prima tendo um diâmetro de partícula pequeno é carregada em uma região definida por um raio adimensional de 0,12 ou menos, a matéria-prima fina atinge o homem morto e, consequentemente, pode interferir com a permeabilidade a gás de uma porção do homem morto. Esse fenômeno pode ser evitado carregando coque de tamanho pequeno em uma região fora do raio adimensional de 0,12 (no lado da parede do forno).[0048] Non-Patent Literature 1 states that raw materials charged in a region defined by a dimensionless blast furnace radius of 0.12 or less strike a dead man (the dimensionless blast furnace radius is a dimensions of a furnace determined by assuming that the starting point is a center of the furnace and designated as 0, and the end point is a furnace wall and designated as 1.0). In this way, when a raw material having a small particle diameter is loaded into a region defined by a dimensionless radius of 0.12 or less, the fine raw material strikes the dead man and consequently may interfere with the permeability to gas from a portion of the dead man. This phenomenon can be avoided by loading small-sized coke in a region outside the dimensionless radius of 0.12 (on the furnace wall side).
[0049] A Fig. 5 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 o raio adimensional e uma razão de carga. A faixa carregada ilustrada na Fig. 5 é uma faixa determinada usando um dispositivo de teste modelo de escala 1/20, que é ilustrado na Fig. 9. A Fig. 5(a) ilustra uma faixa de carga de matéria- prima 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. 5(b) ilustra uma faixa de carga 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. Aqui, o termo "faixa carregada" se refere a uma faixa em que matérias-primas se espalharam em direções radiais do forno quando as matérias-primas foram carregadas em um alto-forno a partir da calha rotativa 4.[0049] Fig. 5 is a graph illustrating a loaded strip of raw material obtained with a rotating chute 4, the loaded strip being illustrated in terms of a relationship between the dimensionless radius and a load ratio. The loaded range illustrated in Fig. 5 is a range determined using a 1/20 scale model test device, which is illustrated in Fig. 9. Fig. 5(a) illustrates a raw material loading range associated with a case in which raw materials are sequentially loaded from the center side of the kiln toward the wall side of the kiln. Fig. 5(b) illustrates a raw material loading range associated with a case in which raw materials are sequentially loaded from the wall side of the kiln toward the center side of the kiln. Here, the term "loaded band" refers to a band in which raw materials spread in radial directions from the furnace when the raw materials were loaded into a blast furnace from the rotating chute 4.
[0050] Uma superfície de deposição de matéria-prima em uma parte superior de um alto-forno tem um formato do tipo pilão de modo que uma porção central do forno está localizada em uma altura mínima. Uma posição de centro de 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. 5, a "razão de carga" no eixo horizontal é uma proporção do minério que foi carregado associado com a posição de carga correspondente na direção radial do forno, com base em uma quantidade total do minério 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. (Isso também se aplica às Fig. 8, Fig. 11 e Fig. 12). Por exemplo, uma "razão de carga de 0,1" indica que carregamento de 10% em massa de minério, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, foi completado em associação com a posição de carga correspondente.[0050] A raw material deposition surface in an upper part of a blast furnace has a pestle-type shape so that a central portion of the furnace is located at a minimum height. A load center position is defined as any of the positions at which the raw materials from the rotary chute 4 fall on the inclined surface. A band in which the raw materials spread from the load center position toward the center of the furnace and the furnace wall and are deposited is designated as the loaded band. In a case where the rotating chute 4 is moved from the center side of the kiln towards the wall side of the kiln, loading of raw materials starts from a lower position of the inclined surface having a pylon-type shape and Therefore, spreading of raw materials towards the center of the kiln is inhibited. Therefore, the loaded range is narrower in a case where raw materials are loaded by moving the rotating chute 4 from the center side of the kiln towards the wall side of the kiln than in a case where raw materials are loaded by moving the rotating rail 4 from the side of the oven wall towards the center side of the oven. In Fig. 5, the "load ratio" on the horizontal axis is a proportion of the ore that has been loaded associated with the corresponding load position in the radial direction of the furnace, based on a total quantity of ore to be loaded per batch, in a case where batch quantities of raw materials are sequentially loaded using the rotary chute 4 from the center side of the kiln towards the kiln wall side or from the kiln wall side towards the center side of the kiln oven. (This also applies to Fig. 8, Fig. 11 and Fig. 12). For example, a "load ratio of 0.1" indicates that loading of 10% by mass of ore, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, has been completed in association with the corresponding loading position.
[0051] A Fig. 6 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. 6.[0051] Fig. 6 is a vertical cross-sectional view of a top position of raw material charge layers in a furnace. The loaded strip and the load center position, which is a strip center, are schematically illustrated in Fig. 6.
[0052] Como pode ser visto a partir da Fig. 5(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, uma maneira de evitar que coque de tamanho pequeno seja carregado em uma região definida por um raio adimensional de 0,12 ou menos é assegurar que o coque de tamanho pequeno seja carregado quando ou após a razão de carga ter se tornado 0,15 ou mais. Como pode ser visto a partir da Fig. 5(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, uma maneira de evitar que coque de tamanho pequeno seja carregado em uma região definida por um raio adimen- sional de 0,12 ou menos é assegurar que o coque de tamanho pequeno seja carregado enquanto a razão de carga é 0,9 ou menos.[0052] As can be seen from Fig. 5(a), in a case where raw materials are sequentially loaded from the center side of the furnace toward the furnace wall side, a way to prevent coking small size coke is loaded into a region defined by a dimensionless radius of 0.12 or less is to ensure that small size coke is loaded when or after the load ratio has become 0.15 or more. As can be seen from Fig. 5(b), in a case where raw materials are sequentially loaded from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace, a way to prevent small-sized coking is loaded into a region defined by a dimensional radius of 0.12 or less is to ensure that small size coke is loaded while the load ratio is 0.9 or less.
[0053] Com base nos resultados acima, uma região preferida na qual coque de tamanho pequeno deve ser misturado é uma região definida por uma razão de carga de 0,15 ou mais 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 e é uma região definida por uma razão de carga de 0,9 ou menos 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.[0053] Based on the above results, a preferred region in which small-sized coke should be mixed is a region defined by a charge ratio of 0.15 or more in a case where raw materials are sequentially charged from the side from the center of the kiln toward the side of the kiln wall and is a region defined by a load ratio of 0.9 or less in a case where raw materials are sequentially loaded from the side of the kiln wall toward the side from the center of the oven.
[0054] Portanto, na presente invenção, em um caso onde o minério 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 é carregado a partir da calha rotativa 4 após o carregamento do minério ser iniciado, pelo menos até que carregamento de 15% em massa do minério seja completado com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada; então, em um ponto no tempo, o carregamento do coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar 3 é iniciado; e então, o coque de tamanho pequeno é carregado junto com o minério a partir da calha rotativa 4 por um período de tempo. O momento no qual o descarregamento do coque de tamanho pequeno deve ser iniciado pode ser o ponto no tempo em que o carregamento de 15% em massa do minério é completado com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada ou pode ser algum ponto no tempo após um certo período de tempo ter decorrido após o carregamento de 15% em massa do minério ser completado com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada. O carregamento do coque de tamanho pequeno pode ser realizado até o carregamento da quantidade total do minério ser completado ou pode ser parado antes do carregamento da quantidade total do minério ser completado. O momento no qual o carregamento do coque de tamanho pequeno deve ser iniciado e o período de tempo durante o qual o carregamento do coque de tamanho pequeno deve ser realizado podem ser determinados de acordo com o estado misto de coque de tamanho pequeno que é requerido.[0054] Therefore, in the present invention, in a case where ore loaded into a main hopper 2 is unloaded and then sequentially loaded from the center side of the furnace toward the furnace wall side using the rotating chute 4 (a first method for loading raw materials of the present invention), only the ore is loaded from the rotary chute 4 after ore loading is started, at least until loading of 15% by mass of ore is completed based on the quantity total ore to be loaded by batch; then, at a point in time, loading of the small-sized coke loaded into the auxiliary hopper 3 is started; and then, the small size coke is loaded together with the ore from the rotating chute 4 for a period of time. The time at which unloading of small size coke should be started may be the point in time at which loading of 15% by mass of ore is completed based on the total quantity of ore to be loaded by batch or may be some point in time after a certain period of time has elapsed after loading 15% by mass of ore is completed based on the total quantity of ore to be loaded by batch. Loading of small size coke can be carried out until loading of the total quantity of ore is completed, or it can be stopped before loading of the total quantity of ore is completed. The time at which charging of small size coke should be started and the period of time during which charging of small size coke should be carried out can be determined according to the mixed state of small size coke that is required.
[0055] Em um caso onde o minério 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 coque de tamanho pequeno carregado na tremonha auxiliar 3 é iniciado simultaneamente com o início do carregamento do minério ou em um ponto no tempo após o início do carregamento, então o coque de tamanho pequeno é carregado junto com o minério da calha rotativa 4, e o carregamento do coque de tamanho pequeno é parada pelo menos antes do ponto no tempo em que carregamento de 90% em massa do miné- rio é completado com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada. Nesse caso, também, o momento no qual o carregamento do coque de tamanho pequeno deve ser iniciado e o período de tempo durante o qual o carregamento do coque de tamanho pequeno deve ser realizado podem ser determinados de acordo com o estado misturado do coque de tamanho pequeno que é requerido.[0055] In a case where ore loaded into a main hopper 2 is unloaded and then sequentially loaded from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace using the rotary chute 4 (a second method for loading materials materials of the present invention), loading of the small size coke loaded into the auxiliary hopper 3 is started simultaneously with the start of ore loading or at a point in time after the start of loading, then the small size coke is loaded together with the ore from the rotary chute 4, and the loading of the small size coke is stopped at least before the point in time when loading of 90% by mass of the ore is completed based on the total quantity of the ore to be loaded by batch. In this case, also, the time at which charging of the small-size coke should be started and the period of time during which the charging of the small-size coke should be carried out can be determined according to the mixed state of the small-size coke. small amount that is required.
[0056] A Fig. 7 é um gráfico ilustrando uma distribuição radial de uma espessura de camada de minério padrão. Na Fig. 7, 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 o raio adimensional. Como mostrado na Fig. 7, a espessura da camada de minério é grande particularmente na região definida por raios adimensionais de 0,4 a 0,6. Nessa região, uma carga de reação do minério é alta e, portanto, é presumido que misturando uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno na região, um efeito do coque misturado de promoção da reação de redução de minério pode ser produzido. Uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno pode ser carregada em tal região ao assegurar que matérias-primas contendo uma quantidade grande de coque misto com as mesmas sejam carregadas de uma maneira que a posição de centro da carga, ilustrada na Fig. 6, esteja dentro da região definida por raios adimensionais de 0,4 a 0,6. Com referência às Figuras 5(a) e 5(b), a região definida por raios adimensionais de 0,4 a 0,6 corresponde a uma região definida por razões de carga de 0,27 a 0,46 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 e corresponde a uma região definida por razões de carga de 0,54 a 0,83 em um caso onde matérias-primas são sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do for- no. Portanto, na presente invenção, é preferível que para uma porção ou toda a região definida pelos raios adimensionais, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregada a partir da tre- monha auxiliar 3 seja aumentada comparado com uma taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente. Nesse caso, uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno pode ser carregada na região definida pelos raios adimensionais mencionados acima e, portanto, a reação de redução de minério pode ser promovida.[0056] Fig. 7 is a graph illustrating a radial distribution of a standard ore layer thickness. In Fig. 7, the vertical axis represents the "ore layer thickness/total layer thickness (ore layer thickness + coke layer thickness)" of the upper portion of the charge layers, and the horizontal axis represents the radius dimensionless. As shown in Fig. 7, the thickness of the ore layer is large particularly in the region defined by dimensionless radii of 0.4 to 0.6. In this region, an ore reaction load is high, and therefore, it is assumed that by mixing a large amount of small-sized coke in the region, an effect of the mixed coke of promoting the ore reduction reaction can be produced. A large quantity of small-sized coke can be loaded into such a region by ensuring that raw materials containing a large quantity of coke mixed therewith are loaded in such a way that the center position of the load, illustrated in Fig. 6, is within the region defined by dimensionless radii of 0.4 to 0.6. With reference to Figures 5(a) and 5(b), the region defined by dimensionless radii of 0.4 to 0.6 corresponds to a region defined by charge ratios of 0.27 to 0.46 in a case where materials raw materials are sequentially loaded from the center side of the kiln toward the wall side of the kiln and corresponds to a region defined by load ratios of 0.54 to 0.83 in a case where raw materials are sequentially loaded at from the side of the oven wall towards the center of the oven. Therefore, in the present invention, it is preferred that for a portion or the entire region defined by the dimensionless radii, the discharge rate of the small-sized coke to be discharged from the auxiliary hopper 3 is increased compared to a discharge rate employed. to a different time period. In this case, a large amount of small-sized coke can be loaded into the region defined by the dimensionless radii mentioned above, and therefore the ore reduction reaction can be promoted.
[0057] No caso onde carregamento de matéria-prima em que a taxa de descarregamento do coque de tamanho pequeno é aumentada em uma região definida por raios adimensionais específicos (região definida por razões de carga específicas) tais como aqueles descritos acima deve ser realizado, é necessário assegurar que a posição de centro da carga esteja dentro da faixa especificada (a região definida por raios adimensionais específicos) como indicado por uma pilha a1 de matérias-primas carregadas ilustradas na Fig. 6. Não é preferido que a posição de centro da carga esteja fora da faixa especificada (a região definida pelos raios adimensionais específicos) como no caso de uma pilha a2 de matérias-primas carregadas ilustrada na Fig. 6, 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.[0057] In the case where raw material loading in which the discharge rate of small-sized coke is increased in a region defined by specific dimensionless radii (region defined by specific loading ratios) such as those described above must be carried out, It is necessary to ensure that the center position of the load is within the specified range (the region defined by specific dimensionless radii) as indicated by a stack a1 of loaded raw materials illustrated in Fig. 6. It is not preferred that the center position of the load is outside the specified range (the region defined by the specific dimensionless radii) as in the case of an a2 pile of loaded raw materials illustrated in Fig. 6, for example; in such a case, the majority of the stack of loaded raw materials may be outside the specified range, although there may be some overlap between the loaded range and the specified range.
[0058] 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 por raios adimensionais de 0,4 a 0,6, com relação à posição de centro da carga, corresponde a uma região definida por razões de carga de 0,27 a 0,46.[0058] Fig. 8 is a graph illustrating a loaded strip of raw material and a load center position, which are illustrated in terms of a relationship between the dimensionless radius and the load ratio. As illustrated in Fig. 8, the region defined by dimensionless radii of 0.4 to 0.6, with respect to the load center position, corresponds to a region defined by load ratios of 0.27 to 0.46.
[0059] Sendo assim, na presente invenção, em um caso onde o minério 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 (o primeiro método para carregamento de matérias-primas da presente invenção), é preferível que, para uma porção ou todo o período de tempo do ponto no tempo no qual carregamento de 27% em massa do minério é completado para o ponto no tempo no qual carregamento de 46% de massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, a taxa de descarregamento do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar 3 seja aumentada comparado com a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente. No caso onde o minério é sequencialmente carregado a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno, o período de tempo a partir do ponto no tempo em que carregamento de 27% em massa do minério é completado até o ponto no tempo em que carregamento de 46% em massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, corresponde a uma região em que a espessura do minério depositado é grande dentro do forno e, portanto, é esperado que mistura de uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno nessa região promova a reação de redução de minério. Nesse caso, é preferível que a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno seja 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente. Quando a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno é 1,5 vez ou maior do que a taxa de descarga em-pregada por um período de tempo diferente, a reação de redução de minério é notadamente promovida. Por outro lado, não é preferível aumentar a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno para mais de 2 vezes a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente em tal caso, a taxa de progressão da reação de redu- ção de minério satura.[0059] Therefore, in the present invention, in a case where ore loaded into a main hopper 2 is unloaded and then sequentially loaded from the center side of the furnace towards the wall side of the furnace using the rotating chute 4 ( the first method for loading raw materials of the present invention), it is preferred that, for a portion or all of the period of time from the point in time at which loading of 27% by mass of the ore is completed to the point in time at which loading of 46% mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, the unloading rate of small size coke to be unloaded from auxiliary hopper 3 is increased compared with the unloading rate employed for a different time period. In the case where the ore is sequentially loaded from the center side of the furnace toward the wall side of the furnace, the period of time from the point in time at which loading of 27% by mass of the ore is completed to the point at the time when loading of 46% by mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, corresponds to a region in which the thickness of the deposited ore is large within the furnace and is therefore expected that mixing a large amount of small-sized coke in this region promotes the ore reduction reaction. In this case, it is preferable for the discharge rate of the small size coke to be 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different time period. When the discharge rate of small size coke is 1.5 times or greater than the discharge rate employed for a different period of time, the ore reduction reaction is remarkably promoted. On the other hand, it is not preferable to increase the discharge rate of small size coke to more than 2 times the discharge rate employed for a different period of time in such a case the rate of progression of the ore reduction reaction saturates. .
[0060] Em um caso onde o minério 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 (o segundo método para carregamento de matérias-primas da presente invenção), é preferível que, para uma porção ou todo o período de tempo a partir do ponto no tempo no qual carregamento de 54% em massa do minério é completado até o ponto no tempo em que carregamento de 83% em massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremonha auxiliar 3 seja aumentada comparado coma taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente. No caso onde o minério é sequencialmente carregado a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno, o período de tempo a partir do ponto no tempo no qual carregamento de 54% em massa do minério é completado até o ponto no tempo em que carregamento de 83% em massa do minério é completado, com base na quantidade total do minério a ser carregado por batelada, corresponde a uma região em que a espessura do minério depositado é grande dentro do forno e, portanto, é esperado que mistura de uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno nessa região promova a reação de redução de minério. Nesse caso, também, por uma razão similar àquela descrita acima, é preferível que a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno seja 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para um período de tempo diferente.[0060] In a case where ore loaded into a main hopper 2 is unloaded and then sequentially loaded from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace using the rotary chute 4 (the second method for loading materials raw materials of the present invention), it is preferred that for a portion or the entire period of time from the point in time at which loading of 54% by mass of the ore is completed to the point in time at which loading of 83% by mass mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, the discharge rate of the small size coke to be discharged from the auxiliary hopper 3 is increased compared to the discharge rate employed for a period of time different. In the case where the ore is sequentially loaded from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace, the period of time from the point in time at which loading of 54% by mass of the ore is completed to the point at the time when loading of 83% by mass of ore is completed, based on the total quantity of ore to be loaded per batch, corresponds to a region in which the thickness of the deposited ore is large within the furnace and is therefore expected that mixing a large amount of small-sized coke in this region promotes the ore reduction reaction. In this case, also, for a reason similar to that described above, it is preferable that the discharge rate of the small size coke be 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different period of time.
[0061] Na presente invenção, é preferível que uma distribuição de composição de gás em uma direção radial do forno dentro do alto- forno seja medida na porção superior do forno ou em uma porção superior do eixo para determinar uma distribuição de uma razão de utili- zação de gás CO associada com a direção radial do forno e, para uma região na direção radial do forno em que a razão de utilização de gás CO é maior do que ou igual a um valor médio da razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno, a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno a ser descarregado a partir da tremo- nha auxiliar 3 seja aumentada comparado com uma taxa de descarga empregada para uma região diferente na direção radial do forno. Uma região em que a razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno é alta corresponde a uma região que tem uma espessura de camada de minério grande e, portanto, tem uma carga de redução de minério alta. Desta maneira, é esperado que mistura de uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno em tal região promova a reação de redução de minério. Nesse caso, também, por uma razão similar àquela descrita acima, é preferível que a taxa de descarga do coque de tamanho pequeno seja ajustada para 1,5 a 2 vezes a taxa de descarga empregada para uma região diferente na direção radial do forno.[0061] In the present invention, it is preferred that a gas composition distribution in a radial direction from the furnace within the blast furnace is measured in the upper portion of the furnace or in an upper portion of the shaft to determine a distribution of a utilization ratio. - zation of CO gas associated with the radial direction of the furnace and, for a region in the radial direction of the furnace in which the CO gas utilization ratio is greater than or equal to an average value of the CO gas utilization ratio associated with the radial direction of the furnace, the discharge rate of the small size coke to be discharged from the auxiliary hopper 3 is increased compared to a discharge rate employed for a different region in the radial direction of the furnace. A region in which the CO gas utilization ratio associated with the radial direction of the furnace is high corresponds to a region that has a large ore layer thickness and therefore has a high ore reduction load. Therefore, mixing a large amount of small-sized coke in such a region is expected to promote the ore reduction reaction. In this case, also, for a reason similar to that described above, it is preferable that the discharge rate of the small size coke be adjusted to 1.5 to 2 times the discharge rate employed for a different region in the radial direction of the furnace.
[0062] A razão de utilização de gás CO é definida pela equação (1) abaixo, de acordo com a composição do gás dentro do forno. Razão de utilização de gás CO = 100 x (porcentagem em volume de CO2)/[(porcentagem em volume de CO) + (porcentagem em volume de CO2)] ...(1)[0062] The CO gas usage ratio is defined by equation (1) below, according to the composition of the gas inside the oven. CO gas utilization ratio = 100 x (volume percent CO2)/[(volume percent CO) + (volume percent CO2)] ...(1)
[0063] Na porção superior do alto-forno ou na porção superior do eixo, uma sonda de gás superior do forno ou uma sonda de gás de eixo é inserida na direção radial do forno, e o gás dentro do forno é amostrado em 5 ou mais e 10 ou menos locais na direção radial do forno. As amostras são então submetidas à análise de gás para determinar as composições do gás dos locais na direção radial do forno. A partir das composições do gás dos locais na direção radial do forno, a razão de utilização de gás de cada um dos locais na direção radial do forno e uma distribuição da razão de utilização de gás CO associada com a direção radial do forno pode ser determinada. O valor médio da razão de utilização de gás CO é uma média aritmética das razões de utilização de gás CO de todos os locais de medição.[0063] In the upper portion of the blast furnace or the upper portion of the shaft, a furnace upper gas probe or a shaft gas probe is inserted in the radial direction of the furnace, and the gas inside the furnace is sampled at 5 or more and 10 or fewer locations in the radial direction of the kiln. The samples are then subjected to gas analysis to determine the gas compositions of locations in the radial direction of the furnace. From the gas compositions of the locations in the radial direction of the furnace, the gas utilization ratio of each of the locations in the radial direction of the furnace and a CO gas utilization ratio distribution associated with the radial direction of the furnace can be determined. . The average value of the CO gas utilization ratio is an arithmetic average of the CO gas utilization ratios of all measurement locations.
[0064] Em um caso onde o dispositivo de carregamento bell-less 1a da Fig. 1 e da Fig. 2 é comparado com um dispositivo de carregamento bell-less 1b da Fig. 3 e Fig. 4, no dispositivo de carregamento bell-less 1a da Fig. 4 e 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 de 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 da 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 a partir das tremonhas principais 2 e da matéria-prima descarregada a partir da tremonha auxiliar 3 são iguais com relação às tremonhas principais 2 e, portanto, uma diferença na posição na qual o fluxo de matéria-prima cai tal como aquela descrita acima não ocorre. Portanto, 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 tremo- nha auxiliar 3 para a tremonha de coleta 5 e, por exemplo, o momento no qual a descarga deve ser iniciada pode ser facilmente ajustado.[0064] In a case where the bell-less charging device 1a of Fig. 1 and Fig. 2 is compared with a bell-less charging device 1b of Fig. 3 and Fig. 4, in the bell-less charging device 1b of Fig. 3 and Fig. 4, in the bell-less charging device 1b of Fig. 3 and Fig. 4, in the bell-less charging device 1b of Fig. less 1a of Fig. 4 and Fig. 2, in which the auxiliary hopper 3 is arranged offset from the central axis of the blast furnace, a difference occurs in the position in which the raw material flow falls, between a case in which a position of rotation of the rotary chute 4 is on an auxiliary hopper side and a case where the rotation position is on a non-auxiliary hopper side, with respect to the central axis of the blast furnace. In contrast, in the bell-less loading device 1b of Fig. 3 and Fig. 4, in which the central axes of the body and the outlet of the auxiliary hopper 3 coincide with the central axis of the furnace body, the absolute values of the vectors rate of raw material discharged from main hoppers 2 and raw material discharged from auxiliary hopper 3 are equal with respect to main hoppers 2 and therefore a difference in the position at which the raw material flow falls such as the one described above does not occur. Therefore, the position at which raw materials fall can be easily controlled with high precision. Since the auxiliary hopper 3 is arranged directly above the collection hopper 5, there is no need to provide a raw material flow path passing from the auxiliary hopper 3 to the collection hopper 5 and, e.g. , the moment at which the discharge should start can be easily adjusted.
[0065] Na presente invenção, uma quantidade de coque de tamanho pequeno para uma pluralidade de cargas é carregada na tremo- nha auxiliar 3 e, a partir da tremonha auxiliar 3, uma quantidade do coque de tamanho pequeno por carga é descarregada em bateladas. Desta maneira, o tempo de ajuste de pressão associado com o descarregamento de matérias-primas pode ser reduzido, e como resultado, o volume de produção do 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.[0065] In the present invention, a small-sized quantity of coke for a plurality of loads is loaded into the auxiliary hopper 3 and, from the auxiliary hopper 3, a small-sized quantity of coke per load is discharged in batches. In this way, the pressure adjustment time associated with the unloading of raw materials can be reduced, and as a result, the blast furnace production volume can be maintained even in a case where a small quantity of raw materials must be loaded into the blast furnace using a different auxiliary hopper.
[0066] Um teste de carga para minério e coque foi conduzido usando um dispositivo de teste 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 descarga de coque de tamanho pequeno. Nos Exemplos da Invenção, minério foi carregado nas tremo- nhas principais, e coque de tamanho pequeno foi carregado na tremo- nha auxiliar. O coque de tamanho pequeno foi descarregado a partir da tremonha auxiliar durante uma porção do período de tempo durante o qual o minério 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 e coque de tamanho pequeno foram carregados nas tremonhas principais de modo que uma condição predeterminada foi obtida, e o minério e o coque de tamanho pequeno foram descarregados das tre- monhas principais.[0066] A load test for ore and coke was conducted using a 1/20 scale model test device. Fig. 9 is a schematic diagram of a model test device used in the Examples. A flow regulating valve (not illustrated) was disposed at an outlet of an auxiliary hopper of the model test device to control the discharge rate of small size coke. In the Examples of the Invention, ore was loaded into the main hoppers, and small-sized coke was loaded into the auxiliary hopper. The small size coke was discharged from the auxiliary hopper during a portion of the time period during which the ore was discharged from the main hoppers. On the other hand, in the Comparative Examples, only main hoppers were used, in accordance with a method of the related art, that is, small-sized ore and coke were loaded into the main hoppers so that a predetermined condition was obtained, and the ore and The small size coke were discharged from the main hoppers.
[0067] 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 das matérias-primas. Portanto, as matérias-primas descarregadas foram coletadas em porções. As matérias-primas descarregadas que foram coletadas foram submetidas à separação por gravidade especifica, que utilizou a diferença em gravidade específica entre o minério e o coque, para determinar a razão do coque de tamanho pequeno nas matérias- primas descarregadas.[0067] Fig. 10 is a diagram illustrating how discharged raw materials, which were discharged from the model test device, were collected in portions. As illustrated in Fig. 10, in this test, the rotating chute was removed from the model test device, a plurality of sample boxes were mounted on a feed conveyor, and the sample boxes were moved at a constant speed synchronously with the unloading of the sample boxes. raw material. Therefore, the discharged raw materials were collected in portions. The unloaded raw materials that were collected were subjected to specific gravity separation, which used the difference in specific gravity between the ore and coke, to determine the reason for the small size coke in the unloaded raw materials.
[0068] 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 coque de tamanho pequeno nas matérias-primas descarregadas (taxa de coque misto) foi medida da maneira descrita acima. A Fig. 11 é um gráfico ilustrando uma relação entre a taxa de coque misto 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.[0068] With the model test device, a load test was conducted in association with a case in which raw materials are sequentially loaded from the center side of the furnace toward the wall side of the furnace using a rotating chute, and the ratio of small size coke in the discharged raw materials (mixed coke ratio) was measured in the manner described above. Fig. 11 is a graph illustrating a relationship between the mixed coke rate and the charge ratio associated with the case in which raw materials were sequentially charged from the center side of the furnace toward the wall side of the furnace.
[0069] Como pode ser visto a partir da Fig. 11, no Exemplo Comparativo 1, em que um método da técnica relacionada foi usado, o coque de tamanho pequeno não foi descarregado durante um estágio inicial do descarregamento de matérias-primas; o coque de tamanho pequeno foi descarregado quando ou após a razão de carga ter atingido 0,1. Uma vez que segregação do coque de tamanho pequeno tinha uma influência dentro das tremonhas principais, a taxa de coque misto aumentou rapidamente durante um estágio final do descarregamento em que a razão de carga era 0,9 a 1,0 e, portanto, a taxa de coque misto em um período intermediário do descarregamento estava em um nível baixo.[0069] As can be seen from Fig. 11, in Comparative Example 1, in which a method of related art was used, small-sized coke was not discharged during an initial stage of raw material unloading; the small size coke was discharged when or after the charge ratio reached 0.1. Since segregation of the small size coke had an influence within the main hoppers, the mixed coke rate increased rapidly during a final stage of unloading in which the charge ratio was 0.9 to 1.0 and therefore the rate of mixed coke in an intermediate period of unloading was at a low level.
[0070] Em contraste, nos Exemplos da Invenção 1 a 3, o coque de tamanho pequeno foi descarregado quando ou após a razão de carga atingir 0,15 e, ainda, a quantidade de coque de tamanho pequeno descarregada a partir da tremonha auxiliar poderia ser controlada; desta maneira, no Exemplo Inventivo 1, a taxa de coque misto era substancialmente uniforme durante todo o período de tempo durante o qual o coque de tamanho pequeno era descarregado. Nos Exemplos da Invenção 2 e 3, a taxa de coque misto foi aumentada particularmente em um período intermediário do descarregamento, o que foi associado com uma espessura de camada de minério grande.[0070] In contrast, in Invention Examples 1 to 3, the small size coke was discharged when or after the load ratio reached 0.15, and further, the amount of small size coke discharged from the auxiliary hopper could be controlled; Thus, in Inventive Example 1, the mixed coke rate was substantially uniform throughout the period of time during which the small size coke was discharged. In Invention Examples 2 and 3, the mixed coke rate was increased particularly in an intermediate period of unloading, which was associated with a large ore layer thickness.
[0071] Um teste de carga, tal como aquele descrito acima, 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 do forno usando uma calha rotativa, e a razão do coque de tamanho pequeno nas matérias-primas descarregadas (taxa de coque misto) foi medida da maneira descrita acima. A Fig. 12 é um gráfico ilustrando uma relação entre a taxa de coque misto 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.[0071] A load test, such as that described above, was conducted in association with a case in which raw materials are sequentially loaded from the wall side of the oven toward the center side of the oven using a rotating chute, and the ratio of small size coke in the discharged raw materials (mixed coke ratio) was measured in the manner described above. Fig. 12 is a graph illustrating a relationship between the mixed coke rate and the charge ratio associated with the case in which raw materials were sequentially charged from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace.
[0072] Como pode ser visto a partir da Fig. 12, no Exemplo Comparativo 2, em que um método da técnica relacionada foi usado como com Exemplo Comparativo 1 da Fig. 11, uma influência de segregação do coque de tamanho pequeno e similar existia nas tremonhas principais e, portanto, foi difícil mudar drasticamente a taxa de coque misto. No Exemplo Comparativo 3, o carregamento de minério a partir das tremonhas principais e o carregamento de coque de tamanho pequeno a partir da tremonha auxiliar foram realizados simultaneamente, e o coque de tamanho pequeno foi misturado com o minério substancialmente uniformemente na faixa a partir do lado da parede do forno para o lado do centro do forno. Em contraste, nos Exemplos da Invenção 4 e 5, o descarregamento do coque de tamanho pequeno foi parado antes da razão de carga atingir 0,9 e, ainda, a quantidade do coque de tamanho pequeno descarregado a partir da tremonha auxiliar poderia ser controlada; portanto, no Exemplo da Invenção 4, a taxa de coque misto era substancialmente uniforme em todo o período de tempo durante o qual o coque de tamanho pequeno foi descarregado. No Exemplo da Invenção 5, a taxa de coque misto foi aumentada particularmente em um período intermediário do descarregamento, que foi associado com uma espessura de camada de minério grande.[0072] As can be seen from Fig. 12, in Comparative Example 2, in which a method of related art was used as with Comparative Example 1 of Fig. 11, a similar small-sized coke segregation influence existed in the main hoppers and therefore it was difficult to drastically change the mixed coke rate. In Comparative Example 3, loading of ore from the main hoppers and loading of small-sized coke from the auxiliary hopper were carried out simultaneously, and the small-sized coke was mixed with the ore substantially uniformly in the strip from the side from the oven wall towards the center of the oven. In contrast, in Invention Examples 4 and 5, the unloading of small-size coke was stopped before the loading ratio reached 0.9, and further, the amount of small-size coke discharged from the auxiliary hopper could be controlled; Therefore, in Invention Example 4, the mixed coke rate was substantially uniform throughout the period of time during which the small size coke was discharged. In Invention Example 5, the mixed coke rate was increased particularly in an intermediate period of unloading, which was associated with a large ore layer thickness.
[0073] A Tabela 1 sumariza os resultados de uma avaliação das condições de operação dos 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 5 tinham uma taxa de agente de redução menor e uma queda de pressão menor da camada carregada do que os Exemplos Comparativos 1 a 3. Esses resultados demonstram que carregamento de minério e coque de tamanho pequeno como em qualquer um dos Exemplos da Invenção 1 a 5 resulta em características de mistura aperfeiçoadas de coque de tamanho pequeno, que por sua vez melhora a permeabilidade a gás e redutibilidade e, consequentemente, diminui a taxa de agente de redução de um alto-forno.[0073] Table 1 summarizes the results of an evaluation of the operating conditions of the Examples and Comparative Examples, which was conducted using a blast furnace operation prediction model. As shown in Table 1, Invention Examples 1 to 5 had a lower reducing agent ratio and a lower loaded layer pressure drop than Comparative Examples 1 to 3. These results demonstrate that ore and coke loading of size small size as in any of the Invention Examples 1 to 5 results in improved mixing characteristics of small size coke, which in turn improves gas permeability and reducibility and consequently decreases the rate of reducing agent to a high degree. oven.
[0074] Todos os Exemplos da Invenção 1 a 3, em que matérias- primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado do centro do forno em direção ao lado da parede do forno usando uma calha rotativa, têm permeabilidade a gás e redutibilidade aperfeiçoadas comparado com o Exemplo Comparativo 1. Em particular, o efeito de melhoria de permeabilidade a gás e redutibilidade foi acentuado nos Exemplos da Invenção 2 e 3. Nesses exemplos, uma quantidade grande de coque de tamanho pequeno foi carregada em uma região definida por razões de carga de aproximadamente 0,3 a 0,7, que foi associada com uma espessura de camada de minério grande, e uma quantidade do coque de tamanho pequeno foi mantida também em uma região definida por uma razão de carga de aproximadamente 1,0, em que as matérias-primas foram carregadas em uma porção próximo da periferia do alto-forno. Em particular, a taxa de agente de redução foi a mais baixa no Exemplo da Invenção 3, em que a quantidade maior de coque de tamanho pequeno foi carregada em uma região definida por razões de carga de 0,27 a 0,46, em que a espessura da camada de minério era grande.[0074] All Examples of the Invention 1 to 3, in which raw materials were sequentially charged from the center side of the furnace toward the wall side of the furnace using a rotating chute, have improved gas permeability and reducibility compared to Comparative Example 1. In particular, the effect of improving gas permeability and reducibility was accentuated in Inventive Examples 2 and 3. In these examples, a large amount of small-sized coke was loaded into a region defined by charge ratios of approximately 0.3 to 0.7, which was associated with a large ore layer thickness, and a small-sized amount of coke was also maintained in a region defined by a charge ratio of approximately 1.0, in which the Raw materials were loaded into a portion near the periphery of the blast furnace. In particular, the rate of reducing agent was the lowest in Invention Example 3, in which the largest amount of small size coke was loaded into a region defined by load ratios of 0.27 to 0.46, wherein the thickness of the ore layer was large.
[0075] Ambos os Exemplos da Invenção 4 e 5, em que matérias- primas foram sequencialmente carregadas a partir do lado da parede do forno em direção ao lado do centro do forno usando uma calha rotativa, tinham permeabilidade a gás e redutibilidade aperfeiçoadas comparado com os Exemplos Comparativos 2 e 3. É visto que comparado com o Exemplo Comparativo 2, em que era difícil mudar drasticamente a taxa de coque misto, nos Exemplos da Invenção 4 e 5, permeabilidade a gás e redutibilidade foram melhoradas, o que foi obtido misturando coque de tamanho pequeno em uma região entre o lado da parede do forno e uma região definida por uma razão de carga de 0,9 próximo do centro do forno. Em particular, a taxa de agente de redução era significantemente baixa no Exemplo da Invenção 5, em que a quantidade de coque de tamanho pequeno foi aumentada em uma região definida por razões de carga de 0,54 a 0,83, em que a espessura da camada de minério era grande. Por outro lado, no Exemplo Comparativo 3, em que coque de tamanho pequeno foi misturado consistentemente uniformemente a partir do lado da parede do forno para o lado do centro do forno, um pouco de coque de tamanho pequeno atingiu uma região central axial do alto-forno e, como resultado, um pouco de coque de tamanho pequeno permaneceu dentro do forno e, portanto, nenhum efeito de melhoria de permeabilidade a gás foi ob- servado.[0075] Both Invention Examples 4 and 5, in which raw materials were sequentially charged from the wall side of the furnace toward the center side of the furnace using a rotating chute, had improved gas permeability and reducibility compared to Comparative Examples 2 and 3. It is seen that compared with Comparative Example 2, in which it was difficult to drastically change the mixed coke rate, in Invention Examples 4 and 5, gas permeability and reducibility were improved, which was achieved by mixing small size coke in a region between the side of the furnace wall and a region defined by a charge ratio of 0.9 near the center of the furnace. In particular, the rate of reducing agent was significantly low in Invention Example 5, in which the amount of small size coke was increased in a region defined by load ratios of 0.54 to 0.83, in which the thickness of the ore layer was large. On the other hand, in Comparative Example 3, in which small-sized coke was consistently mixed evenly from the furnace wall side to the center side of the furnace, some small-sized coke reached a central axial region of the top. furnace and as a result, some small sized coke remained inside the furnace and therefore no gas permeability improvement effect was observed.
[0076] Os resultados descritos acima confirmam que carregamento de coque de tamanho pequeno em uma região apropriada dentro de um forno com alta precisão resulta em permeabilidade a gás e redutibi- lidade aperfeiçoadas dentro do alto-forno que, consequentemente, diminui a taxa de agente de redução do 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[0076] The results described above confirm that loading small sized coke into an appropriate region within a furnace with high precision results in improved gas permeability and reducibility within the blast furnace which consequently decreases the agent rate. blast furnace reduction. Table 1 List of Reference Signals 1a Bell-less loading device 1b Bell-less loading device 2 Main hopper 3 Auxiliary hopper 3a Hopper body 3b Outlet 4 Rotary chute 5 Collection hopper 6 Blast furnace body 7 Loading belt conveyor
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