BR112021018309B1

BR112021018309B1 - Método para produzir pelotas de minérios de ferro

Info

Publication number: BR112021018309B1
Application number: BR112021018309-4A
Authority: BR
Inventors: Tsugunori KATO; Hitoshi TOYOTA
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.)
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2024-04-24

Abstract

A presente invenção refere-se a método para produzir pelota de minério de ferro que compreende: uma etapa de granular uma pelota bruta pela introdução de uma matéria-prima que inclui um minério de ferro e uma matéria-prima auxiliar e um ligante orgânico em um granulador, e laminar a matéria-prima e o ligante orgânico, em que na etapa de granulação a quantidade adicionada do ligante orgânico satisfaz a expressão 1, quando a matéria-prima e o ligante orgânico são introduzidos no granulador. Aqui, X [mPa^s] é a viscosidade de uma solução aquosa exibida quando o ligante orgânico na pelota bruta é dissolvido em água. Y [% em massa] é a porcentagem de mistura de um minério que contém água combinada com um teor de água combinada de pelo menos 5 % em massa na matéria- prima e é a quantidade representada pela expressão 2.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A presente invenção refere-se a um método para produzir pelotas de minério de ferro.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0002] Pelotas de minério de ferro são um produto obtido a partir de pó de minério de ferro na ordem de várias dezenas de μm, como matéria-prima, e feitas com características adequadas para um alto- forno (por exemplo, tamanho, força, redutibilidade e semelhantes) a fim de melhorar a qualidade. As pelotas de minério de ferro são produzidas por meio de três etapas contínuas na ordem de uma etapa de pelotização, uma etapa de cozimento e uma etapa de resfriamento.

[0003] Na etapa de pelotização, uma matéria-prima de minério de ferro na qual a umidade e o tamanho do grão foram ajustados é carregada em um pelotizador (por exemplo, um pelotizador de tabuleiro ou semelhante) e laminada para fazer pelotas verdes em formato de pelotas verdes de sujeira, cada uma com um diâmetro de cerca de 10 mm.

[0004] Na etapa de cozimento, um forno de grelha móvel e um forno de estufa são usados. No forno de grelha móvel, primeiro as pelotas verdes imediatamente após a pelotização são colocadas em um palete de metal para criar um leito compactado, seguido pelo transporte do leito compactado e sopram uma rajada quente sobre o leito compactado para secar as pelotas verdes. Em seguida, ao serem laminadas, as pelotas verdes são pré-cozidas até atingirem uma força em que a pulverização não ocorre no cozimento. Adicionalmente, no forno de estufa, as pelotas pré-cozidas são sinterizadas a uma temperatura de cerca de 1200 ° C.

[0005] Na etapa de resfriamento, as pelotas que foram sinterizadas na etapa de cozimento são colocadas no palete de metal e resfriadas por sopro com jato frio para produzir as pelotas de minério de ferro.

[0006] Como técnicas para a produção dessas pelotas de minério de ferro, por exemplo, existem técnicas divulgadas nos Documentos de Patente 1 a 4.

[0007] O Documento de Patente 1 revela um método no qual um minério de ferro com um alto teor de água combinada é usado para manter as operações de forma estável enquanto usa o equipamento de forno de grelha existente e para produzir pelotas que têm qualidade estável. Em particular, no pré-cozimento, o tratamento é conduzido a uma temperatura ambiente de pré-aquecimento e/ou por um período de tempo de pré-aquecimento que é aumentado em uma certa quantidade de acordo com a força que diminui devido as pelotas pré-aquecidas que contém água combinada.

[0008] O Documento de Patente 2 revela um método para produzir pelotas que evita o rompimento e melhora o rendimento e a produtividade das pelotas sinterizadas. Em particular, uma mistura na qual uma quantidade predeterminada de fibras orgânicas, uma substância argilosa e um material adesivo orgânico são dissolvidos em água e transformados em uma pasta fluida são adicionados e misturados com um material misturado para pelotas, e uma mistura assim obtida é pelotizada, seguida de sinterização por um procedimento convencional.

[0009] O Documento de Patente 3 revela um método de pré- tratamento que é eficaz para aumentar a espessura de um leito de material sinterizado e alcançar uma melhoria na produtividade de sinterização enquanto usa uma grande quantidade de minério de ferro Maramanba como uma matéria-prima combinada para sinterização. Em particular, no método de pré-tratamento: à matéria-prima para sinterização que contém o minério de ferro Maramanba são adicionados água e um ligante; a pelotização é realizada; e uma matéria-prima pelotizada assim obtida para sinterização é seca por aquecimento durante ou após a pelotização para obter uma matéria-prima pelotizada seca para sinterização.

[0010] O Documento de Patente 4 revela um método de pelotização para uma matéria-prima para sinterização que produz aglomerado e melhora uma propriedade de aglomeração. Em particular, ao adicionar água a uma matéria-prima misturada para sinterização e, em seguida, realizar a pelotização, um aditivo para pelotização que reduz a tensão superficial de umidade é adicionado para produzir pseudopartículas uniformes e um outro aditivo para pelotização que aumenta ainda mais a viscosidade de umidade é adicionado para melhorar a propriedade de aglomeração.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR DOCUMENTOS DE PATENTE

[0011] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Pedido No. 2000-087150

[0012] Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Pedido No. 2002-212646

[0013] Documento de Patente 3: Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Pedido No. 2010-138445

[0014] Documento de Patente 4: Pedido de Patente Japonesa Não Examinado, Pedido No. H11-181531

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

[0015] A fim de melhorar a produtividade das pelotas de minério de ferro no forno de grelha móvel na etapa de cozimento, é importante secar prontamente as pelotas verdes imediatamente após a pelotização. No entanto, quando as pelotas verdes, que contém umidade, são secas rapidamente, uma quantidade de umidade que se torna vapor de água dentro das pelotas verdes aumenta rapidamente em um curto período de tempo, por meio de que a pressão dentro das pelotas verdes aumenta e ocorre um rompimento das pelotas verdes.

[0016] Quando tal rompimento ocorre, as pelotas verdes tornam-se pulverizadas, por meio de que as partes quebradas das pelotas verdes bloqueiam a camada de pelotas carregadas, o que diminui a permeabilidade ao gás. Quando a permeabilidade do gás diminui, um volume de explosão que passa pela camada de pelotas carregada diminui, por meio de que a secagem é atrasada e a produtividade das pelotas de minério de ferro diminui. Portanto, para melhorar a produtividade das pelotas de minério de ferro, existe a necessidade de inibir a ocorrência de rompimento.

[0017] Em relação a isso, no Documento de Patente 1 até o Documento de Patente 3, nenhuma revelação ou sugestão é feita para quaisquer condições particulares de produção de pelotas verdes para inibir o rompimento. Além disso, em relação ao Documento de Patente 4 também, nenhuma revelação ou sugestão é feita para condições de uso particulares para um minério de ferro que contém água combinada ou um ligante.

[0018] A presente invenção foi feita tendo em vista as circunstâncias anteriores, e um objetivo da presente invenção é fornecer um método para produzir pelotas de minério de ferro, sendo que o método permite a produção de pelotas verdes nas quais, no momento da carga de uma matéria-prima, incluindo minério de ferro e pelo menos um material auxiliar em um pelotizador, a ocorrência de rompimento é inibida, permitindo assim que a produtividade das pelotas de minério de ferro seja melhorada.

MEIOS PARA SOLUCIONAR OS PROBLEMAS

[0019] Um método para produzir pelotas de minério de ferro de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui: uma etapa de pelotizar o carregamento em um pelotizador, um ligante orgânico e uma matéria-prima que inclui minério de ferro e pelo menos um material auxiliar, e laminar o ligante orgânico e a matéria-prima para fazer pelotas verdes, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que na etapa de pelotização, uma quantidade de mistura do ligante orgânico no momento de carregar o ligante orgânico e a matéria-prima no pelotizador satisfaz a seguinte inequação (1). Y < 1,70 x X - 1,70 (1)

[0020] Na inequação (1), X (mPa^s) representa uma viscosidade de uma solução aquosa que é gerada quando o ligante orgânico nas pelotas verdes é dissolvido em água; e Y (% em massa) representa uma porcentagem de mistura, na matéria-prima, de minério de ferro que contém água combinada em que um teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa (um teor de água combinada não é menor de 5 % em massa), sendo uma quantidade que satisfaz a seguinte fórmula (2). É de notar que se o "teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa" no minério de ferro que contém água combinada é avaliado a partir de um teor percentual médio de água combinada para cada marca de minério de ferro; e que, em um caso em que várias marcas de minério de ferro são adotadas, o "minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa" significa uma soma dos mesmos.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[0021] De acordo com a presente invenção, o ajuste de uma quantidade de carga do ligante orgânico de modo a satisfazer a inequação acima (1) no momento de carregar a matéria-prima que inclui o minério de ferro e o pelo menos um material auxiliar permite a produção de pelotas verdes nas quais a ocorrência de rompimento é inibida, permitindo assim que a produtividade das pelotas de minério de ferro seja melhorada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] A Figura 1 é uma vista que ilustra esquematicamente a planta de um forno elétrico vertical.

[0023] A Figura 2 é um gráfico que ilustra uma relação entre a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa e uma porcentagem de rompimento.

[0024] A Figura 3 é um gráfico que ilustra as relações entre as porcentagens de mistura do ligante orgânico e as porcentagens de rompimento.

[0025] A Figura 4 é uma vista que ilustra esquematicamente um esboço de um processo de secagem de pelotas verdes imediatamente após a pelotização.

[0026] A Figura 5 é um gráfico que ilustra uma relação entre a viscosidade X da solução aquosa nas pelotas verdes e a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % por massa.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0027] Doravante no presente documento, modalidades do método para produzir pelotas de minério de ferro da presente invenção são descritas com referência aos desenhos. Deve-se notar que as seguintes modalidades são meramente exemplos específicos da presente invenção e não se destinam a limitar as características da invenção de qualquer forma. Adicionalmente, na descrição a seguir, por exemplo, as pelotas que foram pelotizadas por meio de laminação de um pelotizador, por exemplo, um pelotizador de tabuleiro, ou seja, pelotas imediatamente após a pelotização, também são referidos como "pelotas verdes". Ademais, pelotas verdes que foram secas também são referidas como "pelotas secas" e pelotas secas que foram sinterizadas também são chamadas de "pelotas de minério de ferro."

[0028] Primeiro, será descrita uma visão geral do método de produção de pelotas de minério de ferro.

[0029] Pelotas de minério de ferro são um produto obtido a partir de finos de minério de ferro na ordem de várias dezenas de μm, como uma matéria-prima, e são feitas para ter características adequadas para um alto-forno (por exemplo, tamanho, força e semelhantes) a fim de melhorar a qualidade. As pelotas de minério de ferro são produzidas por meio de três etapas contínuas na ordem de uma etapa de pelotização, uma etapa de cozimento e uma etapa de resfriamento.

[0030] Na etapa de pelotização, uma matéria-prima de minério de ferro na qual a umidade e o tamanho do grão foram ajustados é carregada em um pelotizador (por exemplo, um pelotizador de tabuleiro ou semelhante) e laminada para fazer pelotas verdes em formato de pelotas verdes de sujeira, cada uma com um diâmetro em uma ordem de várias dezenas de mm.

[0031] Na etapa de cozimento, um forno de grelha móvel e um forno de estufa são usados. No forno de grelha móvel, primeiro as pelotas verdes imediatamente após a pelotização são colocados em um palete de metal para criar um leito compactado, seguido pelo transporte do leito compactado e pelo sopro de uma rajada quente no leito compactado para secar as pelotas verdes. Em seguida, ao serem laminadas, as pelotas verdes são pré-cozidas até atingirem uma força em que a pulverização não ocorre no cozimento. Adicionalmente, no forno de estufa, as pelotas pré-cozidos são sinterizados a uma temperatura de cerca de 1,200 ° C.

[0032] Na etapa de resfriamento, as pelotas que foram sinterizadas na etapa de cozimento são colocadas no palete de metal e resfriadas por sopro com jato frio para produzir as pelotas de minério de ferro.

[0033] A água combinada está contida no minério de ferro, que é uma substância natural. "Água combinada", conforme referido neste documento, significa água que está contida no minério de ferro por meio da combinação e existe como FeO • OH. Em relação ao teor percentual de água combinada no minério de ferro, a medição pode ser conduzida por um método como, por exemplo, JIS-M8211: 1995 (minério de ferro - método de determinação de água combinada).

[0034] A quantidade de água combinada presente no minério de ferro difere de acordo com o local de produção e/ou a marca. Por exemplo, de acordo com o “Iron and Steel Physical Property Value Handbook, Pig Iron Edition by The Iron and Steel Institute of Japan, page 40”, enquanto um teor de água combinada no minério de ferro de Carajás produzido no Brasil, que é um minério de ferro de alta qualidade, é tão baixo quanto menor ou igual a 3 % em massa, um teor de água combinada no minério de ferro produzido pela Austrália Robe River, que é um minério de ferro de qualidade inferior, é tão alto quanto maior ou igual a 5 % em massa.

[0035] Essa água combinada é conhecida por induzir o rompimento. Mais especificamente, no caso do uso de minério de ferro em que o teor percentual de água combinada é alto, existe o risco de prejudicar a produtividade das pelotas de minério de ferro. Por exemplo, “Iron and Steel Handbook (Fifth Edition) by The Iron and Steel Institute of Japan, página 72” revela que “é necessário ter cuidado em relação, por exemplo, a um conteúdo de água combinada, que é uma causa de rompimento”.

[0036] No entanto, nos últimos anos, combinado com o esgotamento de matérias-primas de alta qualidade, tem havido a necessidade de usar também, como matéria-prima para pelotas, minério de ferro que tem alta porcentagem de teor de água combinada.

[0037] O minério de ferro que contém água combinada e é usado na presente invenção (doravante no presente documento, também pode ser referido como "minério de ferro que contém água combinada") pelo menos inclui minério de ferro que contém água combinada em que um teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa. Este valor limite inferior do teor percentual de água combinada especifica matéria-prima de qualidade inferior. Em outras palavras, o minério de ferro usado na presente invenção inclui a matéria-prima de baixa qualidade. Deve-se notar que o valor limite superior do teor percentual de água combinada não é particularmente limitado, e um valor máximo teórico (valor limite teórico) é de 10,13 % em massa. Para explicar em detalhes adicionais: FeO^OH = 1/2 Fe2O3 - 1/2 H2O

[0038] Portanto, 1/2 moléculas de água podem afixar para cada átomo de Fe. Neste caso, o conteúdo percentual de água combinada para uma molécula de FeO • OH é 62,86 / 55,85 x 1/2 x (2 + 16) = 10,13 % em massa. Conforme o teor percentual de água combinada é máximo em um caso em que todos os átomos de Fe contêm água combinada, o valor máximo teórico do teor percentual de água combinada é de 10,13 % em massa.

[0039] Doravante no presente documento, o parâmetro Y é descrito. Y (% em massa) indica uma porcentagem de mistura do minério de ferro em que o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5% em massa e pode ser especificado pela seguinte fórmula (2). No presente documento, os subprodutos e semelhantes se enquadram na categoria de pelo menos um material auxiliar. Adicionalmente, em relação a uma massa de pelo menos um material auxiliar, um peso seco no qual a água adsorvida foi seca é adotado como padrão.

[0040] As pelotas verdes que foram assim produzidas por meio do aumento a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinado aumentam uma porcentagem de rompimento. Para efeito de verificação, foi realizado um experimento de pelotização e um teste de avaliação da porcentagem de rompimento.

[0041] Na Tabela 1, são apresentados os componentes das matérias-primas utilizadas no experimento. TABELA 1

[0042] Na Tabela 2, as condições de mistura de matéria-prima da Mistura de Matéria-prima No. 1 a 3 do experimento são mostradas. TABELA 2

[0043] Na Tabela 3, as condições de mistura d Mistura de Matéria-prima No. 4 a 9 do experimento e matéria-prima da são mostradas. TABELA 3

[0044] Na Tabela 4, são mostradas as conc matéria-prima para a Mistura de Matéria-prima ições de misl No. 10 até tura de 13 do experimento. TABELA 4

[0045] Na Tabela 2 até a Tabela 4, uma porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada é ajustada pela distribuição de uma porcentagem de mistura de cada minério de ferro D (um minério de ferro de alto grau em que um teor percentual de água combinada é inferior a 5 % em massa) e minério de ferro E (um minério que contém água combinado no qual um teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa). Deve-se notar que cada um dos minérios de ferro de A até C é um minério de ferro em que o teor de água combinada é inferior a 5 % em massa.

[0046] Adicionalmente, o material auxiliar A é dolomita, o material auxiliar B é calcário e o material auxiliar C é sílica. Ademais, a umidade foi feita para ser maior ou igual a 7 % em massa e menor ou igual a 10 % em massa.

[0047] O teste de pelotização foi realizado com o uso de um pelotizador de tabuleiro. As condições experimentais para o teste de pelotização são mostradas na Tabela 5. TABELA 5

[0048] Em relação ao teste de avaliação da porcentagem de rompimento, foi utilizado um forno elétrico vertical. Na Figura 1, um plano de um forno elétrico vertical 1 é mostrado esquematicamente. No teste de avaliação para a porcentagem de rompimento, as pelotas verdes (imediatamente após a pelotização) que foram produzidas no teste de pelotização foram reguladas para cada uma ter um diâmetro maior ou igual a 11,2 mm e menor ou igual a 13,2 mm, e então, como mostrado na Figura 1, foram colocadas em um cesto de malha 2, carregadas no forno elétrico 1 a uma velocidade predeterminada com o uso de um aparelho de elevação e abaixamento 3 e rapidamente aquecidas, em que o rompimento (um fenômeno no qual o vapor de água rompe) ocorreu.

[0049] Deve-se notar que, em relação ao cesto de malha 2, o material era SUS304, e um formato era cilíndrico, que tinha um diâmetro de 55 mm. Adicionalmente, uma velocidade de movimento do cesto de malha 2 no momento do carregamento foi ajustada para 34 mm/min. Em relação ao forno elétrico 1, um tubo central do forno tinha um diâmetro interno de 70 mm e um comprimento de 1000 mm, uma temperatura da zona de imersão do forno interna era de 1000 ° C e uma largura da zona de imersão era 60 mm. Deve-se notar que uma temperatura dentro do forno elétrico 1 foi controlada como no gráfico mostrado na Figura 1.

[0050] A Tabela 6 mostra o número de pelotas nas Misturas de Matéria-Prima No. 1 a 3 que têm um diâmetro maior ou igual a 11,2 mm e menor ou igual a 13,2 mm, antes e depois do experimento. TABELA 6

[0051] A porcentagem de rompimento foi determinada, com o uso da seguinte fórmula (3), em termos de uma porcentagem do número de pelotas no cesto de malha 2 após o teste, que têm um diâmetro superior ou igual a 11,2 mm e inferior ou igual a 13,2 mm. A Figura 2 mostra a relação entre a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa e a porcentagem de rompimento. porcentagem de rompimento (%) =

[0052] A partir da Figura 2, está provado que quando a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa é aumentada, a porcentagem de rompimento aumenta, ou seja, a produtividade piora. Com base no teste descrito acima, foi confirmado que no caso de aumento da porcentagem de mistura Y no método de produção de pelotas de minério de ferro, ocorre um problema de rompimento.

[0053] "Rompimento", conforme referido neste documento, significa um fenômeno no qual o vapor de água gerado nas pelotas verdes durante a secagem causa perda de pressão ao passar pelos poros nas pelotas verdes, isto é, um fenômeno que ocorre devido ao aumento da pressão interna das pelotas verdes. Consequentemente, é considerado que para inibir a ocorrência de rompimento, é eficaz aumentar a porosidade nas pelotas verdes, diminuindo assim a carga de difusão do vapor d'água.

[0054] Portanto, em relação à porosidade nas pelotas verdes, foi medida uma distribuição de tamanho de poro das pelotas verdes que foram secas (a seguir, também podem ser referidas como "pelotas secas"). Um porosímetro automático (“Autopore III 9400”, disponível pela Shimadzu Corporation) foi usado para medir a distribuição do tamanho dos poros. Um método de medição da distribuição de tamanho de poro estava de acordo com JIS-R1655: 2003 (métodos de teste para distribuição de tamanho de poro de corpo verde de cerâmica fina por porosimetria de mercúrio).

[0055] Como resultado, foi constatado que quando a porcentagem de mistura Y foi aumentada, a distribuição do tamanho dos poros das pelotas secas diminuiu, resultando em uma estrutura de poros que facilitou a ocorrência de rompimento. Em particular, tomando nota da difusão Knudsen, na qual uma velocidade de difusão do gás do vapor de água é lenta, e uma porosidade maior ou igual a 0,2 μm (porosidade aberta +0,2 μm), que é uma transição de difusão molecular zona com uma alta velocidade de difusão de gás, a porosidade aberta de +0,2 μm diminuiu combinado com o aumento na porcentagem de mistura Y.

[0056] Consequentemente, os presentes inventores consideraram que era importante aumentar a porosidade aberta de +0,2 μm das pelotas secas, a fim de controlar a ocorrência de rompimento, enquanto aumenta a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa. Como resultado de estudos intensivos, os presentes inventores descobriram, assim, que é possível controlar a porosidade aberta +0,2 μm das pelotas secas, o que é importante para controlar a porcentagem de rompimento, por meio da mistura de um ligante orgânico com a matéria-prima, que inclui o minério de ferro e pelo menos um material auxiliar. Mais especificamente, os presentes inventores descobriram que existe uma faixa de condições apropriadas que permitem controlar a ocorrência de rompimento de acordo com a porcentagem de mistura Y. Doravante no presente documento, os detalhes são descritos.

[0057] Como ligantes orgânicos que podem ser aplicados à presente invenção, por exemplo, uma substância natural como amido, ou uma substância quimicamente sintetizada como CMC (carboximetilcelulose), pode ser exemplificada. Na presente invenção, as experiências foram realizadas principalmente com o uso do ligante orgânico à base de amido.

[0058] Especificamente, como mostrado na Tabela 3 e na Tabela 4, três tipos de ligante orgânico (ligante orgânico A, ligante orgânico B e ligante orgânico C) foram preparados. A matéria-prima do ligante orgânico A foi misturada de modo a conter 60 % em massa de amido de milho, 30 % em massa de tapioca e 10 % em massa de batata, e bentonita foi adicionada a ela em um teor percentual de 10 % em massa, como uma quantidade excluída. A matéria-prima do ligante orgânico B era 100 % em massa de amido de milho, e bentonita foi adicionada a ela em um teor percentual de 20 % em massa, como uma quantidade excluída. A matéria-prima do ligante orgânico C era uma mistura de 80 % em massa de amido e 20 % em massa de bentonita. Os produtos nos quais essas matérias-primas foram secas, submetidas a um processo de alfarização e pulverizados a cerca de 200 μm foram chamados de ligantes orgânicos. Deve-se notar que os ligantes orgânicos A, B e C usados na presente invenção são meramente exemplos.

[0059] O ligante orgânico A, o ligante orgânico B ou o ligante orgânico C foram dissolvidos em água, aumentando assim a viscosidade de uma solução aquosa. Como aparelho para medir a viscosidade da solução aquosa, foi usado um viscosímetro (um viscosímetro TVB-15, disponível a partir de Toki Sangyo Co., Ltd.). Adicionalmente, um método para medir a viscosidade da solução aquosa estava de acordo com JIS-Z8803: 2011. A Tabela 7 mostra os resultados da medição das viscosidades de soluções aquosas nas quais cada um dentre o ligante orgânico A, o ligante orgânico B e o ligante orgânico C foram dissolvidos em água. TABELA 7

[0060] Como resultado dos testes de viscosidade acima descritos dos ligantes orgânicos A, B e C, os presentes inventores observaram que a viscosidade da solução aquosa pode ser ajustada pelo ligante orgânico. Por exemplo, uma viscosidade X da solução aquosa nas pelotas verdes produzidas pela mistura de cada um dos ligantes orgânicos A, B e C foi determinada pela seguinte fórmula (4) com o uso dos resultados descritos acima dos testes de viscosidade (valores medidos das viscosidades das soluções aquosas). Deve-se notar que uma unidade da viscosidade X da solução aquosa nas pelotas verdes é mPa•s. X = (resultado do teste de viscosidade (mPa•s)) x

[0061] No presente documento, as moléculas são equivalentes a uma porcentagem de mistura do ligante orgânico no teste de viscosidade (1,0 % em massa), resultando na seguinte fórmula (5).

[0062] Deve-se notar que a quantidade de mistura de cada um dos ligantes orgânicos A, B e C foi determinada pelo cálculo como uma quantidade excluída em relação à mistura de matéria-prima. Adicionalmente, em relação à viscosidade da solução aquosa nas pelotas verdes em um caso em que nenhum ligante orgânico foi misturado, a viscosidade da solução aquosa nas pelotas verdes foi definida como 1,0 mPa^s.

[0063] Em uma modalidade da presente invenção, na matéria-prima que serve como fonte das pelotas verdes (incluindo o minério de ferro e pelo menos um material auxiliar) foi misturado o ligante orgânico A, e as pelotas verdes foram produzidas de acordo com a teste de pelotização. Deve-se notar que em uma modalidade da presente invenção, antes de carregar no pelotizador, água foi adicionada à matéria-prima e o ligante orgânico foi misturado com (adicionado) à matéria-prima que contém a umidade.

[0064] A porcentagem de rompimento das pelotas verdes e a distribuição do tamanho dos poros das pelotas secos foram medidos. A Figura 3 mostra as relações entre as porcentagens de mistura do ligante orgânico e as porcentagens de rompimento.

[0065] Como mostrado na Figura 3, os presentes inventores descobriram que quando o ligante orgânico é misturado, mesmo no caso de usar o minério de ferro que contém água combinado em que o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa, a ocorrência de o rompimento pode ser inibida. Adicionalmente, quando o ligante orgânico foi misturado, a porosidade aberta de +0,2 μm das pelotas secas aumentou. Foi confirmado que o aumento da porosidade aberta de +0,2 μm possibilitou inibir a ocorrência de rompimento. Em particular, foi constatado que ajustar a porosidade aberta de +0,2 μm das pelotas secas para maior ou igual a 14 % permitiu limitar a porcentagem de rompimento para menor ou igual a um valor padrão.

[0066] O esboço da etapa de secagem das pelotas verdes imediatamente após a pelotização é descrito com o uso da vista esquemática na Figura 4. Como mostrado na Figura 4, os poros das pelotas são formados em uma região em que água e minério de ferro pulverizado (grãos finos) existem nas pelotas verdes imediatamente após a pelotização. Quando as pelotas verdes são secas, a água evapora e o minério de ferro pulverizado se move para pontos de contato entre partes de minério de ferro grosso e, em seguida, agregados, por meio dos quais os poros são formados. Em outras palavras, considera-se que na formação dos poros, a umidade e o minério de ferro pulverizado nas pelotas verdes atuam de forma significativa. Adicionalmente, é considerado que devido ao ligante orgânico nas pelotas verdes aumentar a viscosidade da solução aquosa, a movimentação do minério de ferro pulverizado é promovida durante a secagem.

[0067] Como resultado, quando o ligante orgânico é misturado no momento da pelotização das pelotas verdes, as pelotas verdes tornam- se pelotas secas com alta porosidade após a secagem, o que permite inibir a ocorrência de rompimento. A propósito, devido ao alto custo do ligante orgânico, em termos de operações reais, é preferível limitar uma quantidade de uso do ligante orgânico na medida do possível, a partir da perspectiva dos custos de produção. Portanto, na presente invenção, uma porcentagem de mistura apropriada do ligante orgânico de acordo com a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada era maior ou igual a 5 % em massa foi determinado pelo teste de pelotização e um teste de rompimento.

[0068] Deve-se notar que, a fim de indexar um efeito do tipo e porcentagem de mistura do ligante orgânico, que influencia o efeito de inibir o rompimento, ligantes orgânicos A, B e C foram usados e os resultados experimentais foram organizados pela viscosidade X da sua solução aquosa. A Figura 5 mostra uma relação entre os resultados experimentais organizados, isto é, a viscosidade X (mPa^s) da solução aquosa nas pelotas verdes e a porcentagem de mistura Y (% em massa) do minério de ferro que contém água combinada.

[0069] A Figura 5 é organizada da seguinte forma: uma porcentagem de rompimento das pelotas verdes pelotizadas sob uma condição em que nenhum dentre: o ligante orgânico ou o minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % por massa é misturado é definido como um valor padrão (■ símbolo na Figura 5); os casos em que a porcentagem de rompimento aumentou em relação ao valor padrão foram definidos como itens de piora (símbolo x na Figura 5); e os casos em que a porcentagem de rompimento diminuiu em relação ao valor padrão foram definidos como itens melhorados (símbolo o na Figura 5). A partir desses resultados experimentais, uma gama de condições sob as quais a ocorrência de rompimento pode ser limitada a menor ou igual ao valor padrão, enquanto aumenta a porcentagem de mistura Y do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa foi determinada, pelo que a seguinte inequação (1) foi obtida. Y < 1,70 x X - 1,70 (1)

[0070] A Tabela 8 mostra Exemplos conduzidos de acordo com o método para a produção de pelotas de minério de ferro da presente invenção e Exemplos Comparativos. TABELA 8 EXEMP LOS EXEMP LOS COMPARATIVE OS

[0071] O Exemplo 1 (Mistura de Matéria-Prima No. 1) é um valor padrão para avaliar os efeitos da presente invenção. Os Exemplos 5, 7, 8, 11 e 12 (Mistura de Matéria-Prima No. 5, 7, 8, 11 e 12) satisfazem a inequação acima (1) ("A" foi marcado na coluna de "adequação" na Tabela 8), e os Exemplos Comparativos 2, 3, 4, 6, 9, 10 e 13 (Mistura de Matéria-Prima No. 2, 3, 4, 6, 9, 10 e 13) não satisfazem a inequação acima (1) (“B” foi marcado na coluna de “adequação” na Tabela 8). Adicionalmente, em relação à "avaliação" da porcentagem de rompimento, itens menores que a porcentagem de rompimento do Exemplo 1, que é o padrão, foram avaliados como "A" e itens maiores ou iguais à porcentagem de rompimento do Exemplo 1 foram avaliados como “B.” Deve-se notar que a porcentagem de rompimento menor é melhor.

[0072] A Mistura de Matéria-Prima No. 1 a 3 não contém o ligante orgânico. Cada uma das Misturas de Matéria-Prima No. 4 a 9 contém o ligante orgânico A, cada uma das Misturas de Matéria-Prima No. 10 e 11 contém o ligante orgânico B, e cada uma das Misturas de Matéria- Prima No. 12 e 13 contém o ligante orgânico C.

[0073] A partir da Tabela 8, considera-se que, no caso dos Exemplos Comparativos que não satisfazem a inequação acima (1), a viscosidade da solução aquosa nas pelotas verdes é baixa e uma grande porcentagem de poros abertos das pelotas é baixa, resultando assim no agravamento da porcentagem de rompimento em relação às condições padrão.

[0074] Em relação ao ligante orgânico, como descrito acima, vários tipos podem ser exemplificados, tais como a substância natural, por exemplo, amido, e as substâncias quimicamente sintetizadas como CMC; portanto, o efeito de melhorar a viscosidade da solução aquosa varia de acordo com as características e porcentagem de mistura do ligante orgânico. No entanto, a partir da Tabela 8, pode-se supor que, em qualquer caso em que um dos vários tipos é adotado como o ligante orgânico, a ocorrência de rompimento pode ser inibida por meio do ajuste da quantidade de mistura do ligante orgânico de modo a satisfazer a inequação acima (1), mesmo no caso de uso da combinação de minério de ferro que contém água, o que possibilita a manutenção e melhoria da produtividade das pelotas verdes que servem como fonte das pelotas de minério de ferro.

[0075] Conforme descrito acima, o método para a produção de pelotas de minério de ferro de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui: a etapa de pelotizar o carregamento no pelotizador, o ligante orgânico e a matéria-prima que inclui o minério de ferro e o pelo menos um material auxiliar, e laminar o ligante orgânico e a matéria- prima para fazer as pelotas verdes, sendo que o método é distinguido pelo fato de que na etapa de pelotização a quantidade de mistura do ligante orgânico no momento de carregar o ligante orgânico e a matéria- prima no pelotizador satisfazem a seguinte inequação (1): Y < 1,70 x X - 1,70 (1)

[0076] em que X (mPa^s) representa a viscosidade da solução aquosa que é gerada quando o ligante orgânico nas pelotas verdes é dissolvido em água; e Y (% em massa) representa a porcentagem de mistura, na matéria-prima, do minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa, sendo a quantidade que satisfaz a seguinte fórmula (2):

[0077] De maneira geral, ao usar o minério de ferro que contém água combinada no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa, a ocorrência de rompimento aumenta, por meio da qual a produtividade das pelotas verdes diminui. No entanto, de acordo com a presente invenção, mesmo no caso da mistura do minério de ferro que contém água combinada, no qual o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa, ter a viscosidade X (mPa^s) da solução aquosa das pelotas verdes e a porcentagem de mistura Y (% em massa) do minério de ferro que contém água combinada satisfazer a inequação acima (1), permite inibir a ocorrência de rompimento para menos que ou igual à ocorrência sob a condição operacional em que o minério de ferro que contém água combinada não é usado.

[0078] A produtividade das pelotas de minério de ferro pode, portanto, ser mantida enquanto usa o minério de ferro que contém água combinada, sendo um material inferior. De acordo com a presente invenção, carregar o ligante orgânico em uma quantidade de mistura especificada no momento de carregar a matéria-prima que inclui o minério de ferro e o pelo menos um material auxiliar no pelotizador permite a produção de pelotas verdes que são superiores na propriedade de rompimento, mesmo no caso de uso do minério de ferro que contém água combinada, o que possibilita assim a melhoria da produtividade das pelotas de minério de ferro.

[0079] Deve-se notar que as modalidades reveladas no presente documento devem ser consideradas como exemplificativas em todos os aspectos e não devem ser interpretadas como limitadas. Em particular, nas modalidades reveladas no presente documento, os itens que não são claramente revelados, por exemplo, condições de funcionamento, condições de operação, vários parâmetros e dimensões, pesos e volumes de estruturas, não se afastam a partir das faixas que pertencem à execução geral por uma pessoa de habilidade comum na técnica, e valores que podem ser facilmente estimados por uma pessoa com habilidade comum na técnica foram empregados. EXPLICAÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 forno elétrico 2 cesto de malha 3 aparelho de elevação e abaixamento

Claims

1. Método para produzir pelotas de minério de ferro, o qual compreende: uma etapa de pelotizar o carregamento em um pelotizador, um ligante orgânico e uma matéria-prima que compreende minério de ferro e pelo menos um material auxiliar, e laminar o ligante orgânico e a matéria-prima para fazer pelotas verdes; e uma etapa de secagem consistindo em secar as pelotas verdes, o método caracterizado pelo fato de que o minério de ferro contém minério de ferro contendo água combinada em que o teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5% em massa, na etapa de pelotização, uma quantidade de mistura do ligante orgânico no momento de carregar o ligante orgânico e a matéria- prima no pelotizador satisfaz a seguinte inequação (1), e na etapa de secagem, faz-se com que pelotas secas, sendo as pelotas verdes que foram secadas, tenham uma porosidade aberta resultante de poros abertos maior ou igual a 0,2 μm, o que é maior ou igual a 14%, Y < 1,70 x X - 1,70 (1) no qual X (mPa^s) representa uma viscosidade de uma solução aquosa que é gerada quando o ligante orgânico nas pelotas verdes é dissolvido em água; e Y (% em massa) representa uma porcentagem de mistura, na matéria-prima, de minério de ferro que contém água combinada na qual um teor percentual de água combinada é maior ou igual a 5 % em massa, sendo que é uma quantidade que satisfaz a seguinte fórmula (2):