BR112020019958A2

BR112020019958A2 - Material granulado, método para produção de material granulado, e método para produção de minério sinterizado

Info

Publication number: BR112020019958A2
Application number: BR112020019958-3A
Authority: BR
Inventors: Masato Kuroiwa; Kenta Takehara; Naoto Kobayashi; Tetsuya Yamamoto; Tetsuya JINNO; Yasukazu Hayasaka; Kazuki Oda
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-01-05
Also published as: EP3778935A4; WO2019188668A1; US20210087652A1; JP6973627B2; CN111918974A; KR102498593B1; JPWO2019188668A1; KR20200123832A; EP3778935A1; EP3778935B1

Abstract

é provido um material granulado que permite uma redução na quantidade de adesão do material granulado a uma junção da transportadora. um material granulado inclui lodo em uma quantidade maior que 30% em massa e 90% em massa ou menor e pó de minério sinterizado em uma quantidade de 10% em massa ou maior e menor que 70% em massa. o material granulado inclui partículas granuladas nas quais pelo menos uma porção do lodo adere a pelo menos uma porção do pó de minério sinterizado.

Description

MATERIAL GRANULADO, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MATERIAL GRANULADO, E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MINÉRIO SINTERIZADO CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção diz respeito a um material granulado, incluindo lodo gerado em um processo de fabricação de ferro, tendo o material granulado melhor transportabilidade de transportadora. A presente invenção também diz respeito a um método para produzir o material granulado e diz respeito adicionalmente a um método para produzir minério sinterizado usando o material granulado.

ANTECEDENTES TÉCNICOS

[002] Vários processos de fabricação de ferro, como fabricação de ferro- gusa, fabricação de aço e laminação, geram grandes quantidades de poeira e lodo. O pó e o lodo têm alto teor de ferro e carbono e, portanto, é preferível que a poeira e o lodo sejam reciclados como fonte de ferro e uma fonte de calor, ao invés de serem descartados. Normalmente, o pó e o lodo são usados em processos de alta temperatura na fabricação de ferro-gusa e aço. A poeira e o lodo são reciclados como fonte de ferro, sendo novamente fundidos e dissolvidos em ferro-gusa fundido em processos de alta temperatura.

[003] A poeira é um pó fino que contém ferro e tem um teor de umidade de 0 a 20% em massa ou, em muitos casos, um teor de umidade de 0 a 5% em massa. Como a poeira tem baixo teor de umidade, quando a poeira é transportada em uma esteira transportadora, ocorre a emissão de poeira. O lodo é um pó fino que contém ferro e tem um teor de umidade maior ou igual a 20% em massa. Como o lodo tem um alto teor de umidade e, portanto, tem uma alta propriedade de adesão, quando o lodo é transportado em uma esteira transportadora, ocorre a adesão à uma junção da transportadora, o que causa entupimento. Os pós finos têm um diâmetro médio de partícula menor ou igual a 0,5 mm e, portanto, apresentam problemas particularmente significativos associados à adesão e à emissão de poeira. Conforme descrito, quando o pó e o lodo são transportados em uma esteira transportadora, ocorre entupimento devido à adesão e/ou emissão de poeira. No processo de transporte, embora a emissão de poeira seja um problema que pode ser mitigado por meio do provimento de equipamento de coleta de poeira, a adesão do lodo é um problema particularmente significativo.

[004] Em conexão com esse problema, a Literatura Patentária 1 divulga um método para produzir um material granulado. O método usa um aparelho de produção de material granulado que inclui um impulsor de agitação, que revolve dentro de um tambor, e um rotor de agitação, que revolve com o rotor de agitação e rotaciona. Com o aparelho, o lodo resultante da fabricação de ferro e na forma de um bolo é triturado e, após a adição de um agente de solidificação e da poeira resultante da fabricação de ferro no mesmo, é desempenhado um processo de granulação. De acordo com a divulgação, o uso do método permite que a granulação adequada seja alcançada sem desempenhar um processo de secagem particular, para formar um material granulado adequado para uso em um processo de alta temperatura.

[005] A Literatura Patentária 2 divulga um método de granulação de uma matéria-prima de sinterização. No método, moinha de coque e grãos grosseiros são misturados com poeira e/ou lodo, e a mistura é granulada em um granulador de amassamento por vibração e, adicionalmente, granulação de revestimento exterior é desempenhada para aplicar moinha de coque.

[006] A Literatura Patentária 3 divulga um método para reter lodo em uma porção recuada de minério sinterizado, o que é alcançado ao garantir que uma mistura na qual o minério sinterizado de partículas finas seja misturada com lodo contendo água tendo um teor de umidade dentro de uma faixa de 3 a 15 %.

LISTA DE CITAÇÕES Literatura Patentária

[007] Literatura Patentária 1: Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Publicação Nº 2012-97295.

[008] Literatura Patentária 2: Publicação Internacional No. 2007/63603.

[009] Literatura Patentária 3: Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Publicação Nº 49-38811.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problema Técnico

[010] No entanto, uma vez que o material granulado divulgado na Literatura Patentária 1 tem um alto teor de umidade, o transporte do material granulado em uma esteira transportadora resulta em uma grande quantidade de adesão do material granulado à uma junção da transportadora. Em particular, nas indústrias siderúrgicas, uma esteira transportadora é instalada ao ar livre e, portanto, sob tempo chuvoso, a chuva também cai sobre a esteira transportadora. Assim, houve um problema em que, em tempo chuvoso, o material granulado apresentou um teor de umidade aumentado, o que aumentou a quantidade de adesão do material granulado à uma junção da transportadora e, consequentemente, a adesão resultou em entupimento devido ao material granulado.

[011] Na Literatura Patentária 2, o teor de umidade do lodo não foi considerado e, portanto, houve um problema no qual a adesão do material granulado durante o transporte não pode ser superado pelo método. No método da Literatura Patentária 3, o lodo é aderido ao minério sinterizado, o que reduz um impedimento ao transporte associado a um processo de transporte. No entanto, o método da Literatura Patentária 3 não inclui uma etapa de granulação e é, portanto, sujeito à exigência de que o teor de umidade após a mistura seja de 3 a 15%. Por conseguinte, houve um problema em que se a quantidade de lodo misturada fosse maior ou igual a 30% em massa, resultados favoráveis não poderiam ser obtidos e, portanto, o método tinha uma faixa de aplicações estreita.

[012] A presente invenção foi feita tendo em vista os problemas com as tecnologias do estado da técnica, e um objetivo da presente invenção é prover um material granulado que permita uma redução na quantidade de adesão do material granulado a uma junção da transportadora.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[013] Um resumo da presente invenção, que resolve os problemas descritos acima, é o seguinte. (1) Um material granulado, incluindo: lodo em uma quantidade maior que 30% em massa e 90% em massa ou menor; e pó de minério sinterizado em uma quantidade de 10% em massa ou maior e menor que 70% em massa, o material granulado incluindo partículas granuladas nas quais pelo menos uma porção do lodo adere a pelo menos uma porção do pó de minério sinterizado. (2) O material granulado de acordo com (1), em que as partículas granuladas incluem adicionalmente poeira. (3) O material granulado de acordo com (1) ou (2), em que o lodo tem um teor de umidade de 20% em massa ou maior e menor que 30% em massa. (4) Um método para produzir um material granulado, o método incluindo: uma etapa de desidratação do lodo de desidratação em um bolo desidratado; e uma etapa de granulação para misturar e granular o bolo desidratado e o pó de minério sinterizado juntos.

(5) O método para produzir um material granulado de acordo com (4) em que, na etapa de granulação, a poeira é adicionalmente misturada. (6) O método para produzir um material granulado de acordo com (4) ou (5), em que o bolo desidratado tem um teor de umidade de 20% em massa ou maior e menor que 30% em massa. (7) Um método para produzir minério sinterizado, o método incluindo: uma etapa de combinação em que se combina um material granulado produzido usando o método para produzir um material granulado de acordo com qualquer um de (4) a (6), uma matéria-prima contendo ferro, uma matéria-prima contendo CaO e combustível sólido para formar uma matéria de sinterização; uma etapa de granulação em que se adiciona água à matéria-prima de sinterização e granulação da matéria-prima de sinterização; e uma etapa de sinterização em que se sinteriza uma forma granulada da matéria-prima de sinterização em uma máquina de sinterização para formar minério sinterizado.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[014] Usar um material granulado da presente invenção permite uma redução na quantidade de adesão do material granulado a uma junção da transportadora. Como resultado, a ocorrência de entupimento devido ao material granulado durante o transporte em uma esteira transportadora é controlada.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[015] A Fig. 1 apresenta uma fotografia ampliada de uma seção transversal de um material granulado 10.

[016] A Fig. 2 é uma vista em perspectiva interna de um dispositivo de agitação 30, que é usado na produção de um material granulado de acordo com a presente modalidade.

[017] A Fig. 3 é uma vista de cima do dispositivo de agitação 30.

[018] A Fig. 4 é uma vista lateral de um dispositivo de avaliação de propriedade de adesão 50.

[019] A Fig. 5 é um gráfico que ilustra os resultados de uma avaliação de uma quantidade de adesão.

[020] A Fig. 6 é um gráfico que ilustra os resultados de uma avaliação de uma quantidade de adesão.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[021] A presente invenção, será descrita agora com referência a uma modalidade da presente invenção. De acordo com a presente modalidade, um material granulado inclui lodo em uma quantidade maior que 30% em massa e 90% em massa ou menor e pó de minério sinterizado em uma quantidade de 10% em massa ou maior, e menor que 70% em massa. O lodo é lodo gerado em um processo de fabricação de ferro. O material granulado é um material granulado para incluir partículas granuladas nas quais pelo menos uma porção do lodo adere a pelo menos uma porção do pó de minério sinterizado. O material granulado pode incluir poeira gerada em um processo de fabricação de ferro.

[022] A Fig. 1 apresenta fotografias ampliadas de seções transversais de materiais granulados. A Fig. 1(a) é uma fotografia ampliada de uma seção transversal de um material granulado 10, de acordo com o estado da técnica, e a Fig. 1(b) é uma fotografia ampliada de uma seção transversal de um material granulado 20, de acordo com a presente modalidade. O material granulado 10 de acordo com o estado da técnica é um material granulado obtido pela granulação de uma matéria-prima de granulação em um granulador do tipo tambor, a matéria-prima de granulação incluindo lodo gerado em um processo de fabricação de ferro. O material granulado 20 de acordo com a presente modalidade é um material granulado obtido pela granulação de uma matéria-

prima de granulação que inclui lodo gerado em um processo de fabricação de ferro e pó de minério sinterizado.

[023] Como mostrado na Fig. 1(a), foi observada uma região preta no meio do material granulado 10 do estado da técnica. A região preta é um vazio 12, que ocorreu da seguinte maneira. Para observação microscópica, o material granulado 10 foi fixado com uma resina e, posteriormente, quando o material granulado 10 foi polido para observação em seção transversal, o meio do material granulado 10 caiu, formando o vazio 12. Acredita-se que o material granulado 10 do estado da técnica tem uma porção fraca, que tem um alto teor de umidade no meio, e como resultado do polimento, a porção caiu, formando o vazio 12 no meio do material granulado 10.

[024] O material granulado 10, que tem uma porção tão fraca no meio, quebra facilmente quando ocorre um impacto durante o transporte em uma esteira transportadora e, como resultado, é gerado pó fino e a umidade no interior é liberada. A geração de pó fino e a liberação de umidade a partir do material granulado 10 aumenta a quantidade de adesão do material granulado 10 para uma junção da transportadora.

[025] Como mostrado na Fig. 1(b), o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade inclui partículas granuladas 22, nas quais o lodo 28 adere ao pó de minério sinterizado 24 de uma maneira tal que o lodo 28 reveste o pó de minério sinterizado 24. O pó de minério sinterizado 24 tem poros e tem baixo teor de umidade pois, no processo de produção do minério sinterizado, o minério sinterizado a quente é resfriado com gás. Por conseguinte, quando uma matéria-prima de granulação incluindo o pó de minério sinterizado 24 e o lodo 28 é granulada, o pó de minério sinterizado 24 serve como um núcleo para formar as partículas granuladas 22, enquanto a umidade no lodo 28 é absorvida pelo pó de minério sinterizado 24. Como um resultado, uma porção fraca que tem um alto teor de umidade e, portanto, tem baixa resistência, não é formada no meio das partículas granuladas 22. Por conseguinte, as partículas granuladas 22 não quebram mesmo quando sujeitas a um impacto durante o transporte em um esteira transportadora. Mesmo que a partícula granulada 22 se quebre, a umidade não é liberada. Como descrito, o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade inclui as partículas granuladas 22, que dificilmente rendem pó fino e não liberam uma grande quantidade de umidade, o que pode ser uma causa de adesão e, portanto, a adesão do material granulado 20 a uma junção da transportadora que ocorre durante o transporte em uma esteira transportadora é reduzido em comparação com o material granulado 10 do estado da técnica.

[026] No material granulado 20, de acordo com a presente modalidade, um teor do pó de minério sinterizado 24 precisa ser maior ou igual a 10% em massa. Quando o material granulado 20 inclui o pó de minério sinterizado 24 em uma quantidade maior ou igual a 10% em massa, a quantidade de adesão do material granulado 20 a uma junção da transportadora é reduzida. O teor do pó de minério sinterizado 24 é mais preferencialmente maior ou igual a 25% em massa e ainda mais preferencialmente maior ou igual a 50% em massa. A medida em que o teor do pó de minério sinterizado 24 aumenta, a quantidade de adesão à uma junção da transportadora diminui, até que o teor atinja 50% em massa. Quando o teor do pó de minério sinterizado 24 é de 50% em massa, a quantidade de adesão a uma junção da transportadora é substancialmente 0. Por conseguinte, aumentar adicionalmente o teor do pó de minério sinterizado 24 não produz nenhum efeito adicional de redução da quantidade de adesão à uma junção da transportadora e resulta em uma redução na quantidade de processamento da lodo 28. Por conseguinte, o limite superior do teor do pó de minério sinterizado 24 pode ser definido como inferior a 70% em massa do ponto de vista de reduzir a quantidade de adesão à uma junção da transportadora. No entanto, do ponto de vista de aumentar a quantidade de processamento do lodo 28, é preferível que o teor do pó de minério sinterizado 24 seja inferior ou igual a 50% em massa. No material granulado de acordo com a presente modalidade, o teor do lodo 28 é maior a 30% em massa e 90% em massa ou menor, o que corresponde ao teor do pó de minério sinterizado 24.

[027] Um método para produzir o material granulado 20, de acordo com a presente modalidade, será agora descrito. Primeiramente, é realizada uma etapa de desidratação, na qual o lodo 28, que foi gerado em um processo de fabricação de ferro, é desidratado em um bolo desidratado usando um aparelho de desidratação do tipo prensa. Em seguida, uma etapa de granulação é realizada em que o bolo desidratado e o pó de minério sinterizado 24 são misturados e granulados juntos em um dispositivo de agitação. Na presente modalidade, as massas das matérias-primas para alimentarem um granulador são todas as massas das matérias-primas, incluindo o teor de umidade. No processo, a poeira gerada no processo de fabricação de ferro pode ser adicionada, e as matérias-primas podem ser misturadas e granuladas juntas. Desta maneira, o material granulado de acordo com a presente modalidade é produzido. Exemplos de aparelho de desidratação do tipo prensa incluem filtros prensa e filtros a vácuo. Qualquer aparelho de desidratação, diferente de um aparelho de desidratação do tipo prensa, pode ser usado sem limitação, desde que o lodo possa ser desidratado a um estado adequado para alimentar um dispositivo de agitação. É preferível que o lodo desidratado tenha um teor de umidade de aproximadamente 20 a 40% em massa. É mais preferível que o grau de desidratação do lodo seja aumentado, de modo que o teor de umidade do lodo (bolo desidratado) possa ser de 20% em massa ou maior e menor que 30%

em massa. Com tal teor de umidade, a eficiência de processamento de lodo e granulabilidade podem ser aprimoradas.

[028] O lodo usado na presente modalidade é o lodo gerado em um processo de fabricação de ferro, como uma etapa de fabricação de ferro-gusa, uma etapa de fabricação de aço, uma etapa de laminação, uma etapa de revestimento ou uma etapa de decapagem. Antes de ser desidratado, o lodo tem um alto teor de umidade. O teor de umidade é de aproximadamente 40 a 70% em massa.

[029] O material granulado 20 de acordo com a presente modalidade pode incluir poeira. A poeira usada na produção do material granulado 20 é a poeira gerada em um processo de fabricação de ferro, como uma etapa de fabricação de ferro-gusa, uma etapa de produção de sinterização ou uma etapa de fabricação de aço. A poeira é coletada usando um método como a coleta de poeira seca e tem um baixo teor de umidade. O teor de umidade é de aproximadamente 0 a 20% em massa ou, em muitos casos, aproximadamente 0 a 5% em massa.

[030] O pó de minério sinterizado usado na presente modalidade é minério sinterizado tendo diâmetros de partículas menores ou iguais a 5 mm, que é obtido a partir de peneiração em um processo de produção ou um processo de transporte de minério sinterizado ou em um processo de carregamento para carregar minério sinterizado em um alto-forno; o pó de minério sinterizado é pó de minério sinterizado que passou por uma peneira tendo uma abertura de peneira de 5 mm. O minério sinterizado, que é produzido por sinterização, tem baixo teor de umidade. O teor de umidade é de 0% em massa ou maior e 5% em massa ou menor. Para a produção do material granulado 20 no qual o lodo reveste o pó de minério sinterizado que serve como núcleo, é preferível que o pó de minério sinterizado tenha diâmetros de partículas maiores ou iguais a 2 mm. O pó de minério sinterizado com diâmetros de partícula menores ou iguais a 5 mm, que passou por uma peneira tendo uma abertura de peneira de 5 mm, contém um grande número de partículas tendo um diâmetro de partícula de 0,1 a 5 mm e, portanto, não é necessário remover trabalhosamente o pó fino com diâmetros de partículas inferiores ou iguais a 2 mm. Os diâmetros de partícula do pó de minério sinterizado podem ser controlados de modo que o pó de minério sinterizado tenha um diâmetro de partícula médio maior ou igual a 2 mm, para garantir que o pó de minério sinterizado tendo um certo grau de tamanhos seja incluído.

[031] A Fig. 2 é uma vista em perspectiva interna de um dispositivo de agitação 30, que é usado na produção de um material granulado 20 de acordo com a presente modalidade. A Fig. 3 é uma vista de cima do dispositivo de agitação 30. O dispositivo de agitação 30 é um dispositivo para triturar finamente um bolo desidratado resultante da desidratação do lodo 28, misturando o pó de minério sinterizado 24 com o bolo desidratado triturado finamente, adicionando opcionalmente e misturando poeira com o mesmo, e granulando a mistura.

[032] O dispositivo de agitação 30 inclui um recipiente cilíndrico 32, no qual um bolo desidratado e/ou poeira devem ser carregados, um impulsor de agitação 34 e uma barragem 36. Prover a barragem 36 é preferível com a finalidade de raspar a matéria-prima de granulação; no entanto, a barragem 36 pode não ser provida. O recipiente cilíndrico 32 inclui um cilindro 38 e uma placa de fundo 40, que tem uma forma circular. O recipiente cilíndrico 32 tem uma abertura (não ilustrada) provida para a alimentação e descarga de um bolo desidratado e/ou poeira. A placa de fundo 40 é provida integralmente com o cilindro 38. A placa de fundo 40 rotaciona com o cilindro 38 ao receber uma força de acionamento. O recipiente cilíndrico 32 pode incluir uma placa de topo que veda um lado superior do recipiente cilíndrico 32.

[033] O impulsor de agitação 34 inclui uma haste rotativa 42 e uma pluralidade de lâminas de agitação 44. A haste rotativa 42 é provida em uma posição deslocada de um centro do recipiente cilíndrico 32. O impulsor de agitação 34 rotaciona ao receber uma força de acionamento de uma unidade de acionamento (não ilustrada) provida acima do recipiente cilíndrico 32. Assim, o recipiente cilíndrico 32 e o impulsor de agitação 34 rotacionam ao receber forças de acionamento de diferentes unidades de acionamento respectivas, isto é, rotacionam independentemente uma do outro. A haste rotativa 42 pode ser provida no centro do recipiente cilíndrico 32.

[034] As lâminas de agitação 44 são providas para projetar radialmente para fora a partir da haste rotativa 42. Em duas localizações da haste rotativa 42 em relação a uma direção vertical do mesmo, as lâminas de agitação 44 são providas em intervalos de 60°, em seis direções. As localizações em relação a uma direção vertical na qual as lâminas de agitação 44 devem ser providas e o número das lâminas de agitação 44 podem ser apropriadamente variados de acordo com as quantidades do bolo desidratado e da poeira a ser preenchida no recipiente cilíndrico 32.

[035] Em um estado em que um bolo desidratado é carregado no recipiente cilíndrico 32, a placa de fundo 40 rotaciona no sentido horário e o impulsor de agitação 34 rotaciona no sentido anti-horário, por exemplo. A rotação no sentido horário da placa de fundo 40 faz com que o bolo desidratado carregado no recipiente cilíndrico 32 rotacione no sentido horário ao longo da direção de rotação da placa de fundo 40. O bolo desidratado rotacionado no sentido horário colide com o impulsor de agitação 34, que rotaciona no sentido anti-horário, e é triturado consequentemente. As direções de rotação da placa de fundo 40 e do impulsor de agitação 34 podem ser no sentido horário ou anti-

horário. Os sentidos de rotação da placa de fundo 40 e do impulsor de agitação 34 podem ser diferentes ou idênticos um do outro.

[036] No exemplo ilustrado na Fig. 2 e Fig. 3, o dispositivo de agitação 30 é instalado horizontalmente. No entanto, o dispositivo de agitação 30 pode ser usado em um estado inclinado em relação a um plano horizontal. O dispositivo de agitação 30 pode ser usado em um estado no qual o impulsor de agitação 34 permaneça rotativamente suportado em uma direção vertical, e o recipiente cilíndrico 32 sozinho esteja inclinado em relação ao plano horizontal.

[037] Com o uso do dispositivo de agitação 30 ilustrado na Fig. 2 e Fig. 3, o bolo desidratado é triturado finamente, e o bolo desidratado triturado e o pó de minério sinterizado 24 são misturados. Por conseguinte, a umidade presente no bolo desidratado é absorvida eficientemente pelo pó de minério sinterizado 24 e, assim, o material granulado 20, que inclui as partículas granuladas 22 nas quais o lodo 28 adere ao pó de minério sinterizado 24, pode ser produzido. Como a poeira tem um teor de umidade menor que o do lodo, a adição de poeira melhora a granulabilidade em muitos casos. Por conseguinte, em um caso em que é necessário reciclar a poeira gerada em um processo de fabricação de ferro, é preferível granular a poeira juntamente com lodo e minério sinterizado.

[038] No dispositivo de agitação ilustrado na Fig. 2 e Fig. 3, o impulsor de agitação 34 é incluído. Essa característica é particularmente preferível do ponto de vista da formação eficiente do material granulado 20. Adicionalmente, o recipiente cilíndrico 32 e o impulsor de agitação 34 rotacionam independentemente um do outro. Essa característica também é preferível do ponto de vista da formação eficiente do material granulado 20. Além disso, as direções de rotação do impulsor de agitação 34 e da placa de fundo 40 são opostas uma à outra, e o impulsor de agitação 34 inclui uma haste rotativa em uma posição deslocada do centro da placa de fundo 40. Essas características também são preferíveis do ponto de vista da formação eficiente do material granulado 20.

[039] O material granulado 20 de acordo com a presente modalidade pode ser usado na produção de minério sinterizado. Por exemplo, o minério sinterizado é produzido da seguinte maneira. Numa etapa de combinação em que uma matéria-prima contendo ferro, uma matéria-prima contendo CaO e combustível sólido são combinados para formar uma matéria-prima de sinterização, o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade é combinado. Em uma etapa de granulação, a água é adicionada para granular a matéria-prima de sinterização. Em uma etapa de sinterização, uma forma granulada da matéria prima de sinterização é sinterizada em uma máquina de sinterização.

[040] Em vez de combinar o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade na etapa de combinação, o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade pode ser combinado em um momento posterior na etapa de granulação, de modo que uma camada externa da forma granulada da matéria prima de sinterização pode ser formada do material granulado 20 de acordo com a presente modalidade. Como descrito, o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade pode ser usado na produção de minério sinterizado e pode ser reciclado como uma fonte de ferro e uma fonte de calor na produção de minério sinterizado.

EXEMPLOS

[041] Exemplos serão agora descritos. Nos exemplos, o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade foi produzido, e as propriedades de transporte dos materiais granulados foram avaliadas. Para produzir o material granulado 20 de acordo com a presente modalidade, foram usados dois métodos de granulação diferentes para a produção dos materiais granulados. Em um dos métodos de granulação, os materiais granulados foram produzidos usando um misturador intensivo do tipo R02, fabricado pela Eirich, que tem a mesma configuração do dispositivo de agitação 30, ilustrado na Fig. 2. No outro dos métodos de granulação, os materiais granulados foram produzidos usando um granulador do tipo tambor. Primeiro, um bolo desidratado obtido por desidratação de lodo e tendo um teor de umidade de 25% em massa e poeira com um teor de umidade de 5% em massa foi carregado com uma razão de massa de 4:1 em cada um dos dispositivos. Em seguida, uma quantidade predeterminada de pó de minério sinterizado com um teor de umidade de 1,5% em massa foi adicionada ao mesmo. Assim, os materiais granulados foram produzidos. A Tabela 1 mostra os componentes da poeira, lodo e pó de minério sinterizado usados em um teste. A Tabela 2 mostra as condições de produção dos materiais granulados. Na Tabela 1, "T-Fe" é uma abreviatura para Fe total e indica uma proporção da massa dos átomos de ferro presentes na poeira ou no lodo. Na Tabela 1, a soma dos teores dos componentes da poeira ou do lodo não é igual a 100. Isso se deve ao fato de que outros componentes não listados na tabela, como CaO, estavam presentes. Na Tabela 2, "Velocidade periférica do impulsor de agitação" é uma velocidade periférica de uma porção da ponta do impulsor, e "Velocidade de rotacional do recipiente" é uma velocidade de rotacional por minuto do recipiente cilíndrico 32, sendo a direção de rotação oposta àquela do impulsor de agitação.

[042] [Tabela 1] Fe T-Fe SiO2 Al2O3 C Metálico Poeira 31,9 6,7 3,3 13,2 0,3 Lodo 60,5 1,6 0,6 10,7 31,9 Pó de minério sinterizado 57,0 5,5 1,8 0,2 0,0 Unidade : % em massa

[043] [Tabela 2] Dispositivo de Tipo de Método de granulação agitação tambor Tempo de granulação 60 60 (s) Velocidade periférica de impulsor de agitação 6,3 N/A (m/s) Velocidade rotacional do recipiente 50 20 (rpm)

[044] Uma propriedade de adesão dos materiais granulados produzidos como descrito acima foi avaliada. A Fig. 4 é uma vista lateral de um dispositivo de avaliação de propriedade de adesão 50. O dispositivo de avaliação de propriedade de adesão 50 é um dispositivo que inclui uma esteira transportadora 52 e uma calha 54. A calha 54 foi provida para simular uma junção da transportadora. Uma avaliação de uma quantidade de adesão de cada um dos materiais granulados foi feita como se segue. 8 kg do material granulado foram carregados no dispositivo de avaliação de propriedades de adesão 50 a partir de uma posição indicada por uma seta 56 e, em seguida, o material granulado foi transportado na esteira transportadora 52 e foi despejado na calha

54. A quantidade de adesão, isto é, adesão à calha 54, foi medida. A quantidade de carga do material granulado e a velocidade da esteira transportadora 52 foram ajustadas de modo que a taxa sob a qual o material granulado foi transportado fosse de 0,8 kg/s. A quantidade de adesão foi avaliada conduzindo o mesmo teste quatro vezes e usando a soma das quantidades de adesão.

[045] A Fig. 5 é um gráfico que ilustra os resultados da avaliação da quantidade de adesão. Na Fig. 5, o eixo horizontal representa o teor do pó de minério sinterizado (a porcentagem de massa em relação à massa total dos materiais carregados no dispositivo) e o eixo vertical representa a quantidade (g)

de adesão à calha 54. Os pontos de plotagem triangulares representam os resultados da avaliação da propriedade de adesão dos materiais granulados produzidos usando o misturador intensivo. Os pontos de plotagem circulares representam os resultados da avaliação da propriedade de adesão dos materiais granulados produzidos usando o granulador do tipo tambor.

[046] Conforme mostrado na Fig. 5, em relação aos materiais granulados produzidos pelo uso do misturador intensivo, quando o teor do pó de minério sinterizado era de 10% em massa, a quantidade de adesão à calha 54 foi reduzida em comparação com a do material granulado não contendo pó de minério sinterizado. Além disso, quando o teor do pó de minério sinterizado era de 25% em massa, a quantidade de adesão à calha 54 foi reduzida em comparação com a do material granulado tendo um teor de pó de minério sinterizado de 10% em massa.

[047] Na avaliação do material granulado tendo um teor de pó de minério sinterizado de 50% em massa, verificou-se que a quantidade de adesão à calha 54 foi substancialmente 0. Assim, mesmo quando o teor do pó de minério sinterizado era de 70% em massa, o resultado foi que a quantidade de adesão à calha 54 não foi reduzida enquanto a quantidade de processamento de pó e lodo foi reduzida. Estes resultados indicam que o teor do pó de minério sinterizado é preferencialmente maior que, ou igual a 10% em massa, mais preferencialmente maior que, ou igual a 25% e ainda mais preferencialmente maior que, ou igual a 50% em massa. Com tal teor, a quantidade de adesão à calha 54 durante o transporte na esteira transportadora pode ser reduzida. Um experimento semelhante foi conduzido; no experimento, no entanto, nenhuma poeira foi adicionada e um bolo desidratado e pó de minério sinterizado foram usados na razão de 1:1 (teor de pó de minério sinterizado = 50% em massa). O resultado foi que a quantidade de adesão foi de 1,5 g. Assim, foi confirmado que uma redução na quantidade de adesão à calha 54 também poderia ser alcançada em condições nas quais nenhuma poeira fosse adicionada. A propriedade de adesão de um material granulado foi medida; o material granulado incluiu lodo em uma quantidade de 75% em massa e pó de minério sinterizado em uma quantidade de 25%, e o lodo havia sido desidratado para ter um teor de umidade de 21% em massa. A quantidade de adesão foi de 2,1 g e, assim, foi confirmado que uma redução na quantidade de adesão também foi alcançada sob essa condição.

[048] Além disso, em relação aos materiais granulados produzidos pelo uso do granulador do tipo tambor, quando o teor do pó de minério sinterizado era de 10% em massa, a quantidade de adesão à calha 54 foi reduzida em comparação com a do material granulado não contendo pó de minério sinterizado. Além disso, quando o teor do pó de minério sinterizado era de 25% em massa, a quantidade de adesão à calha 54 foi reduzida em comparação com a do material granulado tendo um teor de pó de minério sinterizado de 10% em massa.

[049] No entanto, granuladores do tipo tambor têm menor capacidade de agitação do que misturadores intensivos e, portanto, não conseguem triturar bolos desidratados tanto quanto os misturadores intensivos conseguem. Assim, presumivelmente, no caso em que o granulador do tipo tambor foi usado para produzir um material granulado, foi produzido um número maior de materiais granulados tendo uma porção fraca no meio, sendo a porção fraca uma porção tendo um alto teor de umidade, no caso em que o misturador intensivo foi usado para produzir um material granulado; consequentemente, a quantidade de adesão à calha 54 foi aumentada.

[050] Agora, os resultados de uma confirmação serão descritos a respeito de uma relação entre a velocidade rotacional e o tempo de rotação do impulsor de agitação do misturador intensivo e a quantidade de adesão. Um bolo desidratado obtido por desidratação de lodo, que era o mesmo que o lodo mostrado na Tabela 1, e tendo um teor de umidade de 25% em massa, poeira tendo um teor de umidade de 5% em massa, e pó de minério sinterizado tendo um teor de umidade de 1,5 % em massa foram carregados em um misturador intensivo em uma razão de massa de 12:3:5 (lodo: 60% em massa, poeira: 15% em massa e pó de minério sinterizado: 25% em massa). Em seguida, os materiais granulados foram produzidos empregando várias velocidades rotacionais e vários tempos de rotação. A propriedade de adesão dos materiais granulados produzidos como descrito acima foi avaliada usando o dispositivo de avaliação de propriedade de adesão 50, ilustrado na Fig. 4. Também neste teste, a quantidade de adesão foi avaliada conduzindo o mesmo teste quatro vezes e usando a soma das quantidades de adesão.

[051] A Fig. 6 é um gráfico que ilustra os resultados da avaliação da quantidade de adesão. Na Fig. 6, o eixo horizontal representa o tempo de rotação (s) do impulsor de agitação, isto é, o tempo de granulação, e o eixo vertical representa a quantidade (g) de adesão à calha 54. Os pontos de plotagem circular representam os resultados com os materiais granulados produzidos ajustando a velocidade periférica da porção da ponta do impulsor de agitação para 2,3 m/s. Os pontos de plotagem em formato de diamante representam os resultados com os materiais granulados produzidos ajustando a velocidade periférica da porção da ponta do impulsor de agitação para 4,7 m/s. Os pontos de plotagem triangulares representam os resultados com os materiais granulados produzidos ajustando a velocidade periférica da porção da ponta do impulsor de agitação para 6,3 m/s.

[052] Como mostrado na Fig. 6, foi observado que a quantidade de adesão à calha 54 tendeu a diminuir à medida que o tempo de rotação do impulsor de agitação foi estendido, independentemente da velocidade periférica da porção da ponta do impulsor de agitação. Observou-se que a quantidade de adesão à calha 54 tendeu a diminuir à medida que a velocidade periférica da porção da ponta do impulsor de agitação foi aumentada. A partir desses resultados, acredita-se que os tempos de rotação estendidos do impulsor de agitação ou velocidades periféricas aumentadas dos mesmos resultaram em quantidades aumentadas do bolo desidratado triturado e, como resultado, o número de materiais granulados tendo uma porção fraca no meio foi reduzido, sendo a porção fraca uma porção tendo alto teor de umidade e partículas granuladas nas quais a poeira e o lodo aderidos ao pó de minério sinterizado aumentaram; consequentemente, a quantidade de adesão à calha 54 foi reduzida. Em uma comparação associada à condição da velocidade periférica do impulsor de agitação de 6,3 m/s, verificou-se que um tempo de rotação preferencial (tempo de granulação) é maior ou igual a 30 s. Por outro lado, tempos de granulação mais longos resultam em desempenho reduzido do dispositivo de agitação. Por conseguinte, em termos de desempenho, é preferível que o tempo de rotação (tempo de granulação) seja menor ou igual a 180 segundos. Com base nos resultados com 60 segundos, que é considerado um tempo de rotação suficiente, uma velocidade periférica preferencial do impulsor de agitação é maior ou igual a 4,7 m/s.

[053] Lista de Sinais de Referência 10 Material granulado 12 Vazio 20 Material granulado 22 Partícula granulada 24 Pó de minério sinterizado 28 Lodo 30 Dispositivo de agitação

32 Recipiente cilíndrico 34 Impulsor de agitação 36 Barragem 38 Cilindro 40 Placa de fundo 42 Haste rotativa 44 Lâmina de agitação 50 Dispositivo de avaliação de propriedade de adesão 52 Esteira transportadora 54 Calha 56 Seta

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Material granulado, caracterizado pelo fato de que compreende: lodo em uma quantidade maior que 30% em massa e 90% em massa ou menor; e pó de minério sinterizado em uma quantidade de 10% em massa ou maior e menor que 70% em massa, o material granulado incluindo partículas granuladas nas quais pelo menos uma porção do lodo adere a pelo menos uma porção do pó de minério sinterizado.

2. Material granulado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas granuladas incluem adicionalmente poeira.

3. Material granulado, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o lodo tem um teor de umidade de 20% em massa ou maior e menor que 30% em massa.

4. Método para produção de um material granulado, caracterizado pelo fato de que o método compreende: uma etapa de desidratação para desidratar lodo em um bolo desidratado; e uma etapa de granulação de mistura e granulação do bolo desidratado e do pó de minério sinterizado juntos.

5. Método para produção de um material granulado, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, na etapa de granulação, poeira é adicionalmente misturada.

6. Método para produção de um material granulado, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o bolo desidratado tem um teor de umidade de 20% em massa ou maior e menor que 30% em massa.

7. Método para produção de minério sinterizado, caracterizado pelo fato de que o método compreende: uma etapa de combinação para combinar um material granulado produzido usando o método para produção de um material granulado, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 4 a 6, uma matéria-prima contendo ferro, uma matéria-prima contendo CaO, e combustível sólido para formar uma matéria-prima de sinterização; uma etapa de granulação para adicionar água à matéria-prima de sinterização e de granulação da matéria-prima de sinterização; e uma etapa de sinterização para sinterizar uma forma granulada da matéria- prima de sinterização em uma máquina de sinterização para formar minério sinterizado.