BR9704633B1 - método de operação de forno vertical com uma tubagem fornecida em uma superfìcie da parede do dito forno vertical. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM FORNO VERTICAL COM UMA TUBAGEM FORNE- CIDA EM UMA SUPERFÍCIE DA PAREDE DO DITO FORNO VERTICAL".

Campo Técnico

Essa invenção refere-se a um método de carregamento de com- bustível não beneficiado para um forno vertical que pode continuamente fun- dir um ferro gusa com alta eficiência de calor e uma baixa taxa de material e combustível sem levar em conta as propriedades de um combustível sólido pelo uso de uma Iimalha contendo ferro e/ou sucatas de ferro e/ou um ferro reduzido tendo um pequeno conteúdo de impureza como uma fonte de ferro, e também a um método de operação do forno vertical.

Técnica Anterior

Vários métodos de produção de ferro gusa a partir de um miné- rio não reduzido foram desenvolvidos até hoje, e um método para alto forno tem sido principalmente empregado no momento. De acordo com esse mé- todo de alto forno, um material não beneficiado carregado a partir do topo do forno é suficientemente pré-aquecido por um gás a alta temperatura fluindo de debaixo para cima enquanto o material não beneficiado desce, e o óxido de ferro é indiretamente reduzido por um monóxido de carbono (CO) em uma proporção de pelo menos 60%. Para assegurar uma tal proporção de redução indireta no método de alto forno, um espaço de canal adutor é dis- posto em frente de uma tubagem, e um gás de redução de ηCO (= C02/(C0 + CO2)) = 0 é produzido. Para elevar a temperatura do gás de combustão que serve como o gás de alta temperatura descrito acima, uma temperatura de sopro é ajustada para uma temperatura de não menos do que 1.000° C.

Em um forno de fundição usando a fonte de ferro tal como a li- malha contendo ferro e/ou a sucata de ferro como o material principal, entre- tanto, a necessidade para produção do gás de redução na porção da tuba- gem torna-se menor. É, portanto, julgado eficiente utilizar a combustão do coque em frente da tubagem como recurso para conseguir a fonte de calor para aquecer a fonte de ferro para fundição do material de mudança.

No caso do método de cúpula, por exemplo, que é principalmen- te direcionado para fundir a fonte de ferro tal como a sucata de ferro, a suca- ta de fundição, o ferro gusa, etc., mas não requer a função de redução, o material e combustíveis não beneficiados são geralmente carregados em mistura e a fundição da fonte de ferro é geralmente executada sob a condi- ção de nCO (proporção de utilização de gás) = 40 a 50%. Para obter uma tal composição de gás, o método de cúpula usa um coque de fundição que tem um tamanho de partícula de 100 a 150 mm, e evita a reação de perda de solução depois da combustão do coque. Porque o coque de maior diâmetro para fundição é caro, entretanto, é julgado eficaz usar um coque tendo um diâmetro de partícula menor, de forma a reduzir o custo de combustível. Nesse caso, entretanto, a taxa da reação de perda de solução, quando a reação endotérmica torna-se maior, e a taxa de utilização do gás ηΟΟ do coque caem, de forma que a caloria de fundição cai e uma operação estável torna-se difícil de praticar.

Por outro lado, não existem muitos exemplos de operação de um forno vertical que use um minério graúdo auto-redutível e a sucata de ferro como os materiais não beneficiados principais e requeira a função de redu- ção até a fundição. Ao contrário do alto forno, o canal adutor não está dis- posto em um tal forno vertical, e a operação é executada pelo ajuste da tem- peratura de sopro para não mais do que 600°C.

Goksel e outros (Transactions of the American Foundrymen1S Society, Vol. 85, AFS Des Plaines, III, (1977), pp. 327-332) relatam o expe- rimento de uma cúpula de sopro quente usando 5% em peso de um grão contendo C em uma temperatura de sopro de 450°C, mas em nenhuma téc- nica anterior foram encontradas referências que tratem da operação da cú- pula de sopro de temperatura normal ou da operação do forno vertical quan- do uma grande quantidade do grão contendo C é usada.

A Publicação da Patente Não Examinada Japonesa (Kokai) N° 1-501401 descreve um equipamento de produção de ferro gusa compreen- dendo um alto forno tendo uma tubagem secundária e uma soleira tendo um diâmetro maior do que aquele do alto forno e tendo uma tubagem primária. De acordo com esse forno, somente a fonte de ferro é carregada a partir do topo do forno, e o combustível é diretamente adicionado ao leito de combus- tível existente na junção entre o alto forno e a soleira. Portanto, devido ao interior do alto forno ser uma camada de minério na qual o combustível não existe, a reação de perda de solução devido ao combustível sólido não pros- segue, e a operação de alta eficiência pode ser esperada com uma compo- sição de gás de exaustão tendo um alto valor de C02/(C0 + CO2). Nesse forno, o minério auto-redutível como o material principal suporta a reação com o coque dentro do leito de coque na soleira, e ocorre a redução de fun- dição como a reação exotérmica. Entretanto, porque a reação endotérmica reexpressa pela fórmula seguinte, definida em (2), ocorre na porção de tu- bagem secundária, esse calor é usado para preaquecimento, aquecimento, ou fundição da fonte de ferro, e o ferro gusa pode ser presumivelmente obti- do:

CO + 1/202 ->· CO2 + 67590 kcal/kmol. CO.... (2)

Desde que o combustível não seja carregado a partir do topo do forno do alto forno, mas somente o minério sejaé carregado, o coque dentro do leito de coque é consumido indesejavelmente pela carburação do ferro com a passagem do tempo de operação, quando a operação contínua é e- xecutada por um longo tempo. Como é óbvio a partir do diagrama de equilí- brio Fe-C-O, a redução do gás de FeO para Fe não continua facilmente, mesmo no minério auto-redutível contendo C, quando uma composição de gás tem um alto grau de oxidação de ηCO ≥ 30% e a temperatura não é menor do que 1.000°C. Por conseqüência, a redução da fundição na porção inferior do forno torna-se inevitável, e o aumento da quantidade de consumo de coque, a queda do calor do forno, ou o aumento da pressão do sopro de- vido ao aumento da quantidade de líquido derretido são prováveis de pro- gredir. Além disso, quando sendo amolecido e derretido na zona de alta temperatura, o minério entra em contato com a parede do forno e transfor- ma-se em aderência, dessa forma resultando na assim chamada "estante".

Em adição aos problemas descritos acima, a forma do forno tor- na-se complicada, e o problema de resfriamento do corpo do forno ocorre na hora do aumento de escala. Portanto, um forno em escala maior é julgado difícil de implementar.

Por outro lado, a Publicação de Patente não Examinada Japo- nesa (Kokai) N0 1-501401 descrita acima não esclarece concretamente a correlação entre a posição da adição quando o combustível é adicionado a partir da porção de junção entre o alto forno e a soleira e a tubagem primá- ria. A tubagem primária é mostrada disposta entre as posições de adição de combustíveis adjacentes.

Se a tubagem primária existe na posição média entre as posi- ções adjacentes de adição de combustível como descrito acima em um forno tendo um diâmetro médio de soleira D > 1,00m, o complemento do coque queimado na porção de tubagem primária é efetuado pela carga que existe imediatamente acima dele. Nesse caso, portanto, o minério descendo da parte superior do forno substitui o coque queimado, e o combustível adicio- nado não é julgado diminuir suavemente, de forma que a possibilidade da parada da operação é grande.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Na operação do forno de fundição para a fonte de ferro de acor- do com a técnica anterior, o uso do coque de maior diâmetro, mais caro, tem sido inevitável. Em contraste, a Publicação de Patente não Examinada Ja- ponesa (Kokai) N0 1-501401 revela um forno de fundição tendo uma estrutu- ra de corpo de forno complicada, e propõe uma tecnologia direcionada para a obtenção de alta proporção de utilização de gás ηΟΟ e a redução da pro- porção de combustível quando o coque de pequeno diâmetro e grandes quantidades de blocos de minério auto redutíveis são usados. Entretanto, os problemas de que a assim chamada "estante" seja provável de ocorrer den- tro do forno e o leito de coque na parte inferior do forno seja consumido são ainda deixados insolúveis, esses problemas impedindo a operação estável do forno por um longo tempo. Além disso, o problema de instalação na hora do aumento de escala ainda permanece.

Quando o uso de grandes quantidades de combustível sólido de pequena partícula é suposto como a premissa, a operação estável a longo prazo direcionada para a pequena taxa de combustível tem sido julgada difí- cil, de acordo com a técnica anterior que funde o bloco de minério auto- redutível, a sucata de ferro, e assim por diante.

É o problema técnico da presente invenção tornar isso possível para eficientemente executar a operação do forno sem diminuir a taxa de utilização de gás ηΟΟ do combustível sólido e enquanto evitando a assim chamada "estante", mesmo quando um combustível sólido tendo um tama- nho de partícula menor do que o coque de fundição é usado.

Em um método de operação que carrega pelo menos uma fonte de ferro selecionada dessas fontes de ferro que não requerem uma função de redução, tais como bloco de Iimalha de minério, um bloco de minério au- to-redutível (bloco de minério contendo C), ferro reduzido tendo uma propor- ção de metalização baixa (inclusive de pó de ferro reduzido), etc., e aquelas que requerem somente uma função de fundição, tais como HBI, DRI, uma sucata de ferro, um ferro gusa de molde, um fragmento de retorno, etc., e um combustível sólido, dentro de um forno vertical, e que reduz e funde a fonte de ferro pelo sopro de um gás contendo oxigênio em uma temperatura a partir de uma temperatura normal até uma temperatura não maior do que 600°C de uma tubagem fornecida em uma superfície da parede do forno ver- tical, a presente invenção pode usar um combustível sólido tendo um pe- queno tamanho de partícula, controlar ηCO = (C02/(C0 + CO2)) como um índice de reação e rendimento de calor dentro do forno de acordo com o tipo da fonte de ferro, e reduzir e fundir eficientemente a fonte de ferro em uma baixa taxa de combustível.

O método de operação do forno vertical de acordo com a pre- sente invenção, que carrega pelo menos uma fonte de ferro selecionada dessas fontes de ferro que requerem uma função de redução, tais como blo- co de Iimalha de minério, um bloco de minério auto-redutível (bloco de miné- rio contendo C), ferro reduzido tendo uma proporção de metalização baixa (inclusive de pó de ferro reduzido), etc., e aquelas que requerem somente uma função de fundição, tais como HBI (ferro reduzido de briquete quente), DRI (redução produzida por redução direta), uma sucata de ferro, um ferro gusa de molde, um fragmento de retorno, etc., e um combustível sólido, den- tro de um forno vertical, tem o seu fundamento nos pontos seguintes.

Como o método de controle da proporção de utilização de gás ηCΟ dentro do forno, a presente invenção emprega os seguintes recursos:

ajustar a altura da carga (nível de estoque) da carga incluindo a fonte de ferro e o combustível sólido dentro do forno vertical;

ajustar pelo menos um entre a altura do leito de coque, a quanti- dade de sopro, o diâmetro da tubagem e a posição de projeção da tubagem de acordo com o tamanho da partícula do combustível sólido; e

fornecer dois ou mais estágios de tubagem na direção da altura do forno, e ajustar a proporção de sopro de cada tubagem disposta na dire- ção da altura de acordo com uma proporção média de metalização da fonte de ferro.

No método de carregamento, duas cargas e o acréscimo consti- tuem um ciclo, a proporção de peso da fonte de ferro/combustível sólido e/ou o tipo da fonte de ferro e/ou o tamanho da partícula do combustível sólido sendo mudada para cada carga em cada ciclo, e a mesma carga sendo re- petida na unidade de ciclo de forma a controlar o valor ηCΟ para o valor mais adequado para a redução/fundição da fonte de ferro descrita acima.

Quando a fonte de ferro e o combustível sólido são carregados dentro do forno a partir da parte superior do forno, a fonte de ferro tendo uma alta proporção de metalização é misturada com o combustível sólido e carregada dentro da porção central do forno vertical, enquanto a fonte de ferro tendo uma pequena proporção de metalização é misturada com o com- bustível sólido e carregada dentro da porção periférica do forno vertical. Nessa circunstância, a altura do leito de coque na parte inferior do forno ver- tical é ajustada para uma altura pré determinada de acordo com o tamanho da partícula do combustível sólido compreendendo o coque, que é para ser carregado dentro do forno vertical, e com a condição de sopro a partir da tubagem.

Além do mais, o tamanho da partícula do combustível sólido car- regado dentro da porção periférica do forno vertical é limitado a não mais do que 60 mm, enquanto que o tamanho da partícula do combustível sólido a ser carregado dentro da porção central do forno é ajustado para ser maior do que o tamanho da partícula da carga a ser carregada dentro da porção peri- férica, preferivelmente pelo menos 60 mm. Além disso, quando o combustí- vel sólido e a fonte de ferro são misturados e carregados dentro da porção central do forno vertical, a proporção de peso do C contido no combustível sólido em relação ao Fe contido na fonte de ferro é limitada a de 0,01 a 0,05.

Além do mais, a altura do carregamento da carga compreenden- do a fonte de ferro e o combustível sólido a serem carregados dentro da por- ção periférica do forno vertical com relação à porção central do forno (nível de estoque) é mudada de acordo com uma proporção média de metalização da fonte de ferro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1(a) mostra uma vista ilustrando um exemplo de um equipamento de reação e um equipamento de carregamento, a Figura 1(b) mostra uma carga dentro de uma porção central do forno, e a Figura 1(c) mostra uma carga dentro de uma porção periférica do forno.

A Figura 2(a) mostra um método de carregamento de grande proporção de metalização média, a Figura 2(b) mostra um método de carre- gamento de pequena proporção de metalização média, e a Figura 2(c) mos- tra uma vista explanatória da relação na Figura 2(a), na porção central e pe- riférica.

A Figura 3 mostra uma vista ilustrando a relação de uma propor- ção de metalização média de uma fonte de ferro e o nível ηΟΟ na qual a redução e fundição da fonte de ferro podem ser executadas sem problema.

A Figura 4(a) mostra uma vista ilustrando a relação entre uma altura de leito de coque e o ηΟΟ quando o tamanho da partícula de coque é variável na taxa de fluxo de gás em um forno: 0,35 Nm3/s, a Figura 4(b) mos- tra a mesma relação no tamanho de partícula de coque: 30mm, e a Figura 4(c) mostra a mesma relação quando a taxa de fluxo de gás em um forno é variável.

A Figura 5 mostra uma vista ilustrando a relação entre um nível de estoque e ηΟΟ. A Figura 6(a) mostra uma vista ilustrando a relação entre uma temperatura de forno e o ηΟΟ quando um ferro contendo limalha (bloco de minério auto-redutível) é misturado com o coque, e a Figura 6 (b) mostra uma vista ilustrando a relação entre uma temperatura de forno e o grau de redução dependendo da existência/ausência de um coque misturado.

As Figuras 7(a) - (d) são vistas ilustrando exemplos típicos do método de carregamento.

A Figura 8 mostra um exemplo de dados da operação.

A Figura 9 mostra um outro exemplo de dados da operação.

MELHOR MODO PARA EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

Primeiro, um equipamento e um método de uma operação de acordo com a presente invenção serão explicados.

O equipamento de reação da presente invenção é mostrado nas Figuras 1(a) a 1(c). As Figuras 1(b) e 1(c) mostram uma porção de topo do equipamento de carregamento mostrado na Figura 1(a). O equipamento de carregamento inclui uma cuba 1, um sino 2, uma blindagem móvel 3 e um guia de carregamento 4, e um tubo de gás de descarga 6 está disposto na porção de topo de um corpo de forno 5, e na porção inferior está disposta uma tubagem 7. Uma carga pode ser carregada de forma dividida em uma porção central 9 e uma porção periférica 8. Além do mais, um leito de coque 10 pode ser formado na porção inferior para ajustar a sua altura.

O equipamento de reação tem pelo menos dois estágios de tu- bagem na direção da altura, e uma máquina de carregamento, capaz de car- regamento dividido em uma direção radial, é fornecida no topo do forno (ver Figura 1). O sopro é um sopro de temperatura normal ou sopro quente em uma temperatura não maior do que 600°C, e quanto ao diâmetro da tuba- gem, o diâmetro da tubagem é ajustado de forma a não gerar uma passa- gem apertada em consideração ao enriquecimento do oxigênio. A posição projetante da tubagem secundária é mudada de acordo com os materiais não beneficiados carregados.

Os materiais não beneficiados são principalmente aquelas fontes de ferro que têm uma alta proporção de metalização, tais como a sucata de ferro, o ferro gusa, o fragmento de fundição, o ferro briquete quente (HBI)1 o ferro reduzido DRI, etc., e aquelas que têm uma baixa proporção de metali- zação, tais como o bloco de limalha de minério, o bloco de minério auto- redutível, o bloco de minério de ferro reduzido oxidado, pó de minério, etc., e o combustível é principalmente um combustível sólido, tal como o coque, o carvão sem fumaça, e assim por diante.

Um método de carregamento comum que carrega o coque de modo a formar a camada de leito do coque e depois carrega o combustível não beneficiado completamente, ou como uma mistura, ou na forma laminar, e um novo método de carregamento, que carrega de forma dividida o com- bustível não beneficiado na direção radial, são empregados como o método de carregamento.

A Figura 2(a) mostra uma carga na qual somente tipos de fonte de ferro são fundidos na porção central 16a, o coque mais os tipos de Iima- lha estão na porção periférica 17a, e as alturas do leito de coque 10 são 13a na porção central 16 e 14a na porção periférica. A Figura 2(b) mostra uma carga na qual o coque, a fonte de ferro e a limalha estão na porção central 16, os coques mais tipos de limalha estão na porção periférica 17b, e as al- turas do leito de coque 10 são 13b na porção central e 14b na porção perifé- rica. Nessas Figuras, gases, tal como o oxigênio, são fornecidos a partir da tubagem primária 11 e tubagem secundária 12, o fluxo de gás 15 no forno é formado e reduz/funde o material não beneficiado.

A Figura 2(c) mostra uma relação entre a proporção de utilização de gás dentro de um forno ηΟΟ e a distância da tubagem primária na porção central e a porção periférica na Figura 2(a).

O novo método de carregamento pode ser completamente divi- dido em um método que é direcionado a uma operação tendo alta eficiência de reação e um método direcionado para o uso de grandes quantidades de fontes de ferro granular fino. O método anterior divide os materiais não bene- ficiados carregados de acordo com uma proporção média de metalização obtida pela média ponderada da proporção de metalização de cada um dos materiais não beneficiados carregados, e carrega os materiais não benefici- ados tendo uma alta média de proporção de metalização para o lado central e os materiais não beneficiados tendo uma baixa média de proporção de metalização para o lado periférico, enquanto mistura-os com o coque granu- lar fino de forma a obter a operação tendo alta eficiência de reação. Esse método é representado nas Figuras 2(a) e 2(b). O último método mistura a fonte de ferro granular fino (- 5 mm) com o combustível sólido granular fino, e carrega essa mistura para o lado periférico e a fonte de ferro tendo um ta- manho de partícula maior para o lado central, de forma a conseguir o uso de grandes quantidades da fonte de ferro granular fino sob a condição onde o fluxo de gás está estabilizado.

A operação do forno de reação é controlada através do ajuste da altura do leito de coque e da posição do nível de estoque e através do em- prego do método de carregamento dividido e mudando a posição de proje- ção da tubagem secundária de acordo com o tipo do material não beneficia- do e combustível usados. A altura perfeita do leito de coque varia depen- dendo de se a operação é principalmente direcionada para a fundição da fonte de ferro ou para a redução da fonte de ferro, e a posição final superior do leito de coque é ajustada na posição correspondendo ao alvo ηΟΟ. A propósito, a reação de combustão do coque e a reação de perda de solução depois da combustão prossegue dentro do leito de coque, e as taxas de rea- ção de ambas as reações são ajustadas pelo tamanho da partícula do com- bustível sólido, da velocidade de fluxo do gás e da temperatura de sopro.

A posição do nível de estoque é associada com a taxa de eleva- ção de temperatura do combustível não beneficiado, e particularmente afeta a taxa de reação da perda de solução do combustível sólido. Portanto, a po- sição do nível de estoque é usada como meio de controle para não diminuir a eficiência da reação. Como para o método de carregamento dividido na direção radial, o interior do equipamento de reação é dividido dentro da por- ção na qual a proporção de metalização é alta e a porção na qual ela é bai- xa. O primeiro é usado para a operação principalmente direcionada para a fundição e o limite superior da proporção de utilização de gás ηΟΟ é visado como o objetivo. O último é principalmente direcionado para a redução. A operação tendo a mais alta proporção de eficiência pode ser obtida como um todo controlando-se a proporção de utilização necessária para a redução de acordo com a proporção de metalização média dos materiais não beneficia- dos e com o conteúdo de C. A tubagem secundária é efetivamente usada para a porção onde a proporção de metalização é alta e a fundição é de im- portância, e o limite superior da proporção de combustão secundária é visa- da pelo sopro secundário. Quando a porção onde a fundição é de importân- cia é colocada mais próxima ao lado central no método de carregamento dividido na direção radial, o efeito mais forte pode ser obtido pelo ajuste da posição de projeção da tubagem secundária na posição limite entre o centro e a periferia do forno.

A seguir, o método de controle da proporção de utilização de gás r|CO será explicado. Um exemplo do método de controle de ηΟΟ de acordo com a presente invenção envolve as etapas seguintes. A essência do fluxo de controle de ηΟΟ em um forno da presente invenção será explicada. O presente controle de ηΟΟ pode ser resumido como o seguinte de [1] a [5]:

[1] A proporção de metalização média (M.Fe médio/T.Fe) é de- terminada a partir dos componentes e das quantidades misturadas (quanti- dades usadas) da fonte de ferro carregada.

Quando uma operação mais eficiente é pretendida, uma carga dividida em uma direção radial é executada; no caso de aplicação desse mé- todo de carregamento, uma proporção de metalização média é calculada na fonte de ferro carregada dentro de uma porção central e porção periférica, respectivamente.

[2] A faixa do nível de ηΟΟ adequada para a operação é estipu- lada a partir da proporção de metalização média (M.Fe médio /T.F) dessa fonte de ferro carregada e a partir do conteúdo de C da fonte de ferro de a- cordo com a fórmula (1) (Figura 3):

No caso do método de carregamento dividido, um ηΟΟ adequa- do é determinado na porção central e porções periféricas, respectivamente, 1,5 χ C% < ηΟΟ - 0,7 χ (M.Fe médio /T.Fe) < 3,0 χ C%

fórmula (1) onde:

C: conteúdo de C contido na fonte de ferro, 0% ≤ C% ≤ 20%,

ηCO: proporção de utilização de gás (%) (M.Fe médio/T.Fe): proporção de metalização média (%) proporção de metalização:ferro metálico em fonte de ferro (M.Fe)/ferro total em fonte de ferro (T.Fe) proporção de metalização média:proporção de metalização obti- da por média ponderada de vários tipos da fonte de ferro.

[3] Desde que a velocidade média do fluxo de gás (Nm3/s) den- tro do forno é determinada pela condição de operação (critério da quantida- de de vazamento) do forno de fundição, a altura do leito de coque a partir da tubagem primária é determinada de acordo com o tamanho da partícula do combustível sólido usado a partir dos dados mostrados na Figura 4.

No caso do método de carregamento dividido, a altura do leito de coque adequada é determinada na porção central e porção periférica, respectivamente.

[4] Em conexão com o nível de estoque, o nível de estoque (altu- ra da superfície de carga da tubagem primária) H (m) correspondendo ao alvo r|CO é estipulado e ajustado de acordo com a fórmula (3) (Figura 5).

A expressão aproximada é uma linha aproximada pelo método dos mínimos quadrados, e presumivelmente varia até certo ponto depen- dendo do tipo da fonte de ferro e da proporção de metalização (3). Entretan- to, o nível de estoque H (m) é ajustado na base do alvo ηΟΟ. H = -0,02775η(Χ) + 4,755....(3)

No caso do método de carregamento dividido, o nível de estoque é preferivelmente determinado na porção central e porção periférica, respec- tivamente.

[5] Tal para a proporção de combustível, o nível da proporção de combustível (kg/t) pode ser determinado a partir do equilíbrio do material aquecido depois que o alvo ηΟΟ descrito acima é determinado, em adição à radiação de calor do corpo do forno (kcal/h) como as características do for- no, a quantidade de vazamento do alvo (t/d) e as condições de operação, inclusive do tipo da fonte de ferro, qualidade, etc. Eventualmente, a opera- ção é executada em uma tal maneira de forma a manter o nível do alvo ηΟΟ executando-se o ajuste fino do volume de sopro secundário e o ajuste fino do nível de estoque.

No caso do método de carregamento dividido, a proporção de combustível é determinada e carregada na porção central e porção periféri- ca, respectivamente.

A proporção porque o ηΟΟ dentro de um forno deve ser ajusta- do e controlado de acordo com uma proporção de metalização média (M.Fe/T.Fe) do ferro contido em uma fonte de ferro quando a fonte de ferro é reduzida e fundida será explicada.

A função de redução não é requerida em uma operação de fun- dição de fontes de ferro tendo uma alta proporção de metalização de pelo menos 90%, tais como a sucata de ferro, o ferro gusa, o fragmento de fundi- ção, HBI1 o ferro reduzido DRI, etc. Portanto, a condição tendo alto ηΟο é preferida, de forma a executar a operação de baixa taxa de combustível, e o valor r|CO > 80% é o alvo da operação.

Quando as fontes de ferro tendo uma baixa proporção de metali- zação, tais como o bloco de Iimalha de minério, o bloco de minério auto- redutível, ferro reduzido parcialmente oxidado, o pó de ferro reduzido, etc., são reduzidas e fundidas, por outro lado, é preferido permitir a redução pela reação de gás sólido para produzir grandes quantidades de ferro sólido e depois fundi-lo de forma a estabilizar a operação e melhorar a qualidade do ferro gusa. Para executar esse objetivo, uma condição de gás de ηΟΟ < a- prox. 30% é necessária na faixa de temperatura de pelo menos 1.000°C, por exemplo, como a condição termodinâmica (da teoria do equilíbrio) para re- dução da wustite pura (FeO) para ferro.

As fontes de ferro necessitando de uma tal condição são wustite (FeO) tendo uma proporção de metalização de 0%, a escória, o grão, os blo- cos de minérios como as cargas do alto forno, e assim por diante.

Foi confirmado, por outro lado, que no caso de blocos de miné- rios contendo C, tais como o bloco de minério auto-redutível contendo C u- sado na presente invenção ou o bloco de Iimalha de minério contendo C, por exemplo, a condição de r\CO < aprox. 30% pode ser estabelecida dentro do bloco de minério devido à existência de C dentro do bloco de minério, e a redução para o ferro reduzido continua mesmo sob a condição onde a at- mosfera de gás fora do bloco de minério é ηΟΟ > aprox. 30% e a redução do FeO para o ferro não provém do princípio da teoria do equilíbrio.

Na operação de 50% do bloco de minério auto-redutível conten- do 12% de C e 50% das sucatas de ferro, por exemplo, a operação prosse- gue suavemente mesmo sob a condição de gás do topo do forno ηΟΟ = a aproximadamente 50%, e isso sugere que a redução continua apropriada- mente dentro do forno.

Como descrito acima, um alto ηΟΟ não pode ser esperado sob a condição onde grandes quantidades das Iimalhas tendo uma baixa propor- ção de metalização são usadas, como no caso onde o processo de redução da fonte de ferro é de importância, mas no caso da operação de fundição das sucatas de ferro principalmente direcionadas para a fundição da fonte de ferro, ou a operação usando grandes quantidades das fontes de ferro tendo uma alta proporção de metalização, ou a operação usando uma pequena quantidade da limalha tendo uma baixa proporção de metalização, uma ope- ração com alto nCO pode ser tencionada.

Em outras palavras, é preferido administrar e controlar o nível de ηΟΟ dentro da faixa onde nenhum problema ocorra na reação de redução, de acordo com o tipo da fonte de ferro e com a proporção de M.Fe/T.Fe.

A seguir, o método de controle do ηΟΟ será descrito.

Como o método de controle de r|CO, a presente invenção pro- põe [1] controlar a posição da altura de carregamento da carga (nível de es- toque), [2] controlar a altura do leito de coque, etc., [3] usar uma tubagem de múltiplos estágios, e [4] dividir a carga em uma direção radial. Daqui em di- ante, essas tecnologias serão explicadas em série.

Primeiro, será explicado que a mudança da altura de carga (ní- vel de estoque) da carga consistindo na fonte de ferro e o combustível sólido dentro do forno vertical é eficaz para o controle do nCO.

Como para o nível de estoque, a proporção H/D da altura (H) da tubagem do estágio inferior para o nível de estoque para o diâmetro do forno (D) é geralmente ajustada de 4 a 5 na operação de cúpula para a fundição da sucata de ferro, do fragmento de fundição, etc., pelo uso do coque de fundição de diâmetro maior, por exemplo. Como para o forno vertical usando o coque de pequeno diâmetro, tal como o coque de alto forno, e requerendo a função de redução, tal como a redução da limalha, entretanto, os resulta- dos do exame sobre o nível de estoque não foram descobertos. Portanto, o teste de mudança de nível de estoque é executado sob a condição onde grandes quantidades da sucata de ferro são usadas, e a relação com o gás de exaustão nCO é separada e mostrada na Figura 5.

O resultado do experimento usando um forno vertical tendo um diâmetro de soleira de D = 1,4m revela que quando H/D é ajustada para uma proporção pequena de H/D = 2,0, um gás de exaustão de alto nCO, de ηΰΟ > 70%, pode ser mantido, e o gás de exaustão ηΟΟ pode ser diminuído ele- vando-se o nível de estoque.

Portanto, quando o nível de estoque é elevado, a transferência de calor do gás para o material não beneficiado e o combustível torna-se excelente, e o preaquecimento e a elevação da temperatura do combustível sólido provém de uma porção mais alta, de forma que a reação de perda de solução da fórmula (4) expande para a parte superior do forno. Como resul- tado, a quantidade de consumo de C torna-se maior e o tiCO diminui.

C + CO2 = 2CO ... (4)

Como descrito acima, a mudança do nível de estoque tem o pa- pel de controlar a taxa de elevação da temperatura do material não benefici- ado e o combustível dentro do forno, e serve como meio de controle para o gás de exaustão nCO.

A seguir, será explicado que a mudança da altura do leito de co- que na parte inferior do forno vertical, e que a mudança do volume de sopro, do diâmetro da tubagem, e a mudança da posição de projeção da tubagem, são eficazes para o controle do nCO. As Figuras 4(a) - 4 (c) mostram o resultado experimental do si- mulador fora de linha para pesquisar a altura do leito de coque da tubagem e o desvio do ηΟΟ nessa porção pela mudança do tamanho da partícula de coque e do volume de sopro (velocidade de fluxo de gás). De acordo com as Figuras 4(a) - 4(c), o oxigênio e oxigênio enriquecido no ar soprado da tuba- gem são queimados com o coque e formam CO2, e alcançam a completa combustão na porção na qual o O2 desaparece, de acordo com a seguinte fórmula (5):

<formula>formula see original document page 17</formula>

A temperatura do gás é a mais alta nessa porção, e a reação de perda de solução da fórmula (5) como uma reação endotérmica prossegue acima dessa porção, de forma que o ηΟΟ cai e a temperatura do gás cai, também.

Quando o tamanho da partícula de coque torna-se menor, a taxa de combustão da fórmula (5) torna-se mais rápida. Portanto, a porção tendo a mais alta temperatura de gás (O2 = O e ηΟΟ = 100%) torna-se mais próxi- ma da tubagem. Quando o volume de sopro é aumentado e a velocidade de fluxo de gás é elevada, a velocidade de fluxo do oxigênio, dentro do forno, soprado a partir da tubagem sobe e seu tempo de contato com C na proxi- midade da tubagem torna-se mais curto. Em conseqüência, a reação de combustão da fórmula (5) expande para a parte superior do forno. Portanto, quando a velocidade do fluxo é aumentada com o mesmo tamanho de partí- cula de coque, o ηΟΟ dentro do forno torna-se maior, como um todo, do que quando a velocidade do fluxo é baixa, como pode ser visto a partir das Figu- ras 4(a) - 4(c). O arranjo no qual a tubagem primária é possibilitada de proje- tar-se dentro do forno, ou o diâmetro da tubagem é encurtado para elevar a velocidade do fluxo da tubagem, corresponde à diminuição do contato entre o oxigênio de sopro e C, e proporciona o efeito similar de elevação da velo- cidade de fluxo dentro do forno. Nessa maneira, a mudança da altura do leito de coque na parte inferior do forno vertical, e as mudanças do volume de sopro, do diâmetro de tubagem e da posição de projeção da tubagem, são meios eficazes para controlar o ηΟΟ dentro do forno. A seguir, as razões porque o método de carregamento dividido da carga na direção radial é o meio eficaz para o controle do r|CO sem redu- ção da eficácia da combustão do forno vertical, mesmo quando o combustí- vel sólido de pequeno diâmetro é usado, e porque a disposição de uma plu- ralidade de tubagens de múltiplos estágios na parede da porção de cuba do forno vertical na direção longitudinal é mais eficaz para o controle de ηΟΟ serão explicadas.

O combustível sólido queima na porção de tubagem primária de acordo com a fórmula de reação (5) e depois forma o gás CO pela reação de perda de solução expressa pela fórmula (4). Por outro lado, o gás CO as- cendendo por debaixo é queimado pela reação da fórmula definida em (2) na porção de tubagem secundária posicionada acima da porção de tubagem primária. A fonte de ferro é pré-aquecida pela utilização dessa reação exo- térmica para conseguir alto ηΰΟ e para reduzir a taxa de combustível. De acordo com os experimentos, a melhora do r|CO de mais do que 15% pode ser atingida sob a condição da quantidade de sopro secundário/quantidade de sopro primário = 1/4, e o sopro do estágio superior pelo uso da tubagem de múltiplos estágios pode ser um recurso para o controle do r|CO dentro do forno.

Entretanto, a reação de perda de solução expressa pela fórmula (4) ocorre na porção de tubagem secundária também, e é o método de car- regamento de carga dividida na direção radial que reduz a proporção dessa reação de perda de solução tanto quanto possível e possibilita a operação do forno sem diminuir a proporção de utilização de gás do forno vertical mesmo quando o combustível sólido de pequena partícula é usado.

Esse método de carregamento é aquele que faz a quantidade de carregamento da fonte de ferro e o combustível sólido diferentes no lado central do forno e no lado periférico do forno. No caso do método que au- menta a proporção de peso da fonte de ferro/combustível sólido no centro do forno, isso é, diminui a proporção de peso da fonte de ferro/combustível sóli- do no lado periférico do forno, e carrega grandes quantidades do combustí- vel sólido de pequena partícula no lado periférico, por exemplo, o fluxo de gás pode ser direcionado para o centro porque o coque de partícula fina, tendo uma grande resistência ao sopro, é usado no lado periférico do forno, e a taxa da reação de perda de solução do coque no lado periférico do forno pode ser restrita porque a temperatura é mais baixa do que no centro do for- no devido, também, às influências do resfriamento pela água vaporizada pa- ra o corpo do forno. A quantidade de gás é maior no centro do forno, mas devido à quantidade de carga do coque ser pequena, a reação de perda de solução da fórmula (4) pode ser muito mais restrita do que no método de carregamento de mistura ordinária ou o método de carregamento laminar. Nessa maneira, o método de carregamento dividido da carga na direção ra- dial é um meio eficaz para o controle do ηΟΟ, sem diminuição da eficiência da combustão do forno vertical, mesmo quando o combustível sólido de par- tícula pequena é usado.

A seguir, serão explicados o fato de que o método de redu- ção/fundição da fonte de ferro empregando o método de carregamento divi- dido na direção radial é eficaz para estabilizar a operação em uma baixa ta- xa de combustível e pode conduzir uma operação eficiente sem levar em conta o tipo das fontes de ferro e seus tamanhos de partícula e o método de operação direcionado para a operação eficiente.

Como para o método de carregamento dividido na direção radial, existe um método de carregamento apropriado dependendo do tipo da fonte de ferro. Um de tais exemplos é um método de carregamento dividido que é direcionado para uma operação eficiente e depende do M.Fe/T.Fe da fonte de ferro, e um outro é um método de carregamento dividido dependendo do tamanho da partícula da fonte de ferro.

Primeiro, será explicada a proporção porque o método de carre- gamento dividido dependendo da proporção de metalização (M.Fe/T.Fe) da fonte de ferro contribui para a operação estável e pode proporcionar uma operação eficiente.

Quando a fonte de ferro usada para a redução/fundição são vá- rios tipos de fontes de ferro e podem ser classificadas de acordo com a pro- porção M.Fe/T.Fe, as fontes de ferro tendo uma alta proporção de metaliza- ção, tais como o ferro gusa (ferro gusa moldado), sucata de ferro, fragmento de fundição, ferro reduzido, HBI1 DRI, etc., são carregadas dentro do centro do forno, e as fontes de ferro tendo uma baixa proporção de metalização (bloco de Iimalha de minério, minério auto-redutível, ferro reduzido parcial- mente oxidado, grão, etc.) são carregadas dentro da porção periférica do forno. Esse é o método que proporciona a função de fundição para a porção central do forno e a função de redução para a porção periférica do forno. A proporção porque a fonte de ferro tendo uma alta proporção de metalização é carregada para a porção central do forno e a fonte de ferro tendo uma bai- xa proporção de metalização é carregada para a porção periférica do forno é para controlar facilmente a altura do leito de coque no centro do forno, para assegurar o fluxo de gás central, e para obter a operação com baixa taxa de combustível.

Quando essa operação é intencionada, a tubagem secundária tem a estrutura na qual a extremidade mais distante da tubagem projeta-se muito mais para dentro do forno do que a parede do forno, e isso é funda- mentalmente ideal para dispor a posição da extremidade mais distante da tubagem secundária no limite entre o centro do forno e a porção periférica do forno. Quando o fluxo de gás é o fluxo central e a função de redução da fon- te de ferro carregada dentro da porção periférica do forno é de importância, o combustível sólido na porção periférica preferivelmente consiste no com- bustível de pequena partícula, e o combustível sólido no centro preferivel- mente consiste no combustível de grande partícula.

A proporção porque a tubagem secundária é ajustada no limite entre o centro e a porção periférica do forno é para evitar que o sopro se- cundário seja usado para a combustão do combustível sólido existente na porção periférica, e o sopro secundário é direcionado para a combustão do gás CO expressa pela fórmula definida em (2). Desde que a porção central do forno é principalmente direcionada para a função de fundição, é mais efi- ciente direcionar a operação do ηΟΟ > 90% no centro do forno, e o combus- tível sólido no centro do forno pode ser reduzido para o teor para carburação na taxa de combustível mais baixo. Portanto, a mudança drástica da altura do leito de coque pode ser restrita e, além disso, porque o coque mantendo o diâmetro da partícula serve como o leito de coque, a operação com baixa taxa de combustível assegurando a permeabilidade gasosa e líquida pode ser executada.

Nessa operação, uma quantidade adequada de sopro secundá- rio é determinada dependendo da altura do leito de coque. Como descrito acima, a altura do leito de coque varia dependendo do tamanho da partícula de coque e da velocidade de fluxo do gás dentro do forno, etc., mas quando a extremidade superior do leito de coque é ajustada para a posição ótima (ηΟΟ > 90%), o sopro secundário torna-se desnecessário. Quando o ηΟΟ da posição extrema superior do leito de coque não é maior do que 90%, ηΟΟ > 90% pode ser ajustado pelo sopro secundário, e a operação ideal pode ser executada para a porção central do forno.

Como para o coque no centro do forno, a operação eficiente po- de ser esperada, em princípio, pelo ajuste da altura do leito de coque para um nível menor do que quando o coque de grande diâmetro é usado, ou pe- lo ajuste do volume de sopro sem mudança do r|CO, mesmo quando o co- que de fina partícula é usado, como mostrado nas Figuras 4(a) - 4(c).

Desde que a fonte de ferro é fundida na posição extrema superi- or do leito de coque, a posição ótima da altura do leito de coque na operação de fundição da sucata de ferro, etc., é preferivelmente ajustada para a posi- ção na qual a temperatura do gás alcança o nível mais alto, isto é, a posição na proximidade de nCO = 100% em O2 = 0%.

Na operação de teste do forno vertical no volume de sopro se- cundário/volume de sopro primário de 1/4, a melhora do nCO de mais do que 15% pode ser atingida pelo sopro descrito acima, e quando esse resul- tado experimental é levado em consideração, é preferido ajustar o leito de coque para a altura que satisfaz nCO > 65% pelo menos na posição extrema superior do leito de coque se a operação do nCO > 80% for pretendida.

Na porção periférica dentro da qual a fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização média é carregada, por outro lado, a redu- ção deve ser conduzida na posição mais alta do que a porção extrema supe- rior do leito de coque, sendo necessário controlar r|CO da porção extrema superior do leito de coque pelo ajuste da porção de ηCΟ = 100 em O2 = 0 como a posição de limite inferior e ajustar a altura do leito de coque em uma posição mais alta de acordo com o tipo da fonte de ferro, M.Fe/T.Fe, e assim por diante.

A altura do leito de coque é previamente ajustada para uma po- sição predeterminada antes do início da operação. A altura do leito de coque pode ser mantida durante a operação pelo carregamento, a partir do topo do forno, do coque na quantidade correspondente à quantidade de consumo de coque dentro do forno.

Quando a operação do ηΟΟ > 65% na porção extrema superior do leito de coque for pretendida pelo uso de um coque de grande diâmetro, de 80 mm, em uma velocidade de fluxo de gás de 1 Nm3/s dentro do forno, o nível adequado da altura do leito de coque está dentro da distância de 60 a 90 cm da tubagem de estágio inferior como pode ser visto a partir das Figu- ras 4(a) - 4(c). Quando a operação de r|CO < 30% na porção extrema supe- rior do leito de coque for pretendida, um nível adequado da altura do leito de coque está dentro da distância de mais do que 130 cm em coque grande de 80 mm, e mais do que 120 cm em coque de 30 mm para alto forno, da tuba- gem do estágio inferior.

A seguir, serão explicadas as razões porque o método de carre- gamento que mistura a fonte de ferro com o combustível sólido, quando car- regando a fonte de ferro tendo uma relação de baixa metalização dentro da porção periférica do forno, é eficiente.

Se a operação tendo alto t|CO for planejada, a operação com uma baixa taxa de combustível torna-se possível. Quando o experimento para redução da fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização sob a condição de r|CO > 30% é executado, foi verificado que quando a fon- te de ferro não é misturada com o coque, a reação de redução do wustite na fonte de ferro para ferro não continua quando o coque não é misturado, e a fundição/redução que exerce influências adversas na operação ocorre na porção de alta temperatura. Em contraste, o resultado do exame do simula- dor fora de linha revela que o efeito da melhora do grau de redução de pelo menos 20% pode ser atingido, mesmo no caso da fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização, pela mistura com o coque e carregamento da mistura, em comparação com o caso onde a fonte de ferro não é mistura- da com o coque, como demonstrado na Figura 6(b).

O fato fornecido acima demonstra que na operação para carre- gamento da fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização, o mé- todo de carregamento que mistura a fonte de ferro com o combustível sólido (coque) fornece um efeito de redução maior da fonte de ferro do que o mé- todo de operação que não a mistura com o combustível sólido (coque) e, como resultado, a quantidade de fundição da escória na hora da fundição pode ser reduzida, e a assim chamada "estante" também pode ser evitada.

Como um método de promoção da redução da fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização a ser carregada dentro da por- ção periférica do forno, e para aumentar o grau de redução da fonte de ferro antes da fundição, é eficaz adicionar C dentro da Iimalha contendo ferro e aumentar o teor de C. O limite superior do teor de C a ser adicionado é a- proximadamente 20% da limitação da resistência.

A Figura 3 mostra um exemplo do resultado do exame da rela- ção entre a proporção de metalização média da fonte de ferro e o nível ηΟΟ, no qual a redução/fundição da fonte de ferro pode ser suavemente executa- da. Embora o nível de ηΟΟ varie um pouco dependendo do conteúdo de C adicionado à Iimalha contendo ferro, o nível de ηΟΟ operável pode ser cal- culado a partir da proporção da metalização média da fonte de ferro carre- gada.

O coque é geralmente usado como o combustível sólido, mas materiais de carvão vegetal, tal como o carvão antracita, podem também ser usados.

A seguir, as Figuras 7(a) até (d) mostram exemplos típicos dos métodos de carregamento para carregamento do bloco de Iimalha de miné- rio, o bloco de minério auto-redutível, o bloco de ferro reduzido (HBI, DRI), a sucata de ferro, o fragmento de fundição, o ferro gusa (ferro gusa moldado), os minérios, grãos, o pó de ferro reduzido, etc. Esses métodos nas Figuras 7(a) e 7(b) carregam a fonte de ferro tendo uma alta proporção de metaliza- ção, isto é, o ferro gusa, a sucata de ferro e o bloco de ferro reduzido, e o coque de grande partícula para complementar o leito de coque e para a car- buração, dentro da porção central do forno, e carrega a fonte de ferro tendo uma baixa proporção de metalização (bloco de limalha de minério, bloco de minério auto-redutível, ferro reduzido parcialmente oxidado, grão) em mistu- ra com o coque de pequeno diâmetro dentro da porção periférica do forno. Eles intencionam uma operação tendo alta eficiência de combustão em uma baixa taxa de combustível, e é mais eficiente. Incidentalmente, como para o minério reduzido graúdo parcialmente oxidado, ele pode ser carregado den- tro da porção central do forno como também mostrado na Figura 7(c).

No caso onde grandes quantidades de pó de ferro reduzido ten- do um tamanho de partícula de -5 mm são carregadas a partir do topo do forno, por exemplo, a operação é direcionada para melhorar a proporção de produção de ferro no sacrifício da eficiência da reação dentro do forno até certo ponto. Por exemplo, pode ser possível misturar o pó de ferro reduzido e o combustível sólido de partícula fina e carregar a mistura dentro do lado periférico do forno, e carregar as fontes de ferro tendo uma baixa proporção de metalização, tais como bloco de Iimalha de minérios tendo um tamanho de partícula grande, o bloco de minério auto-redutível, etc., dentro do lado central do forno. Nesse caso, o combustível sólido necessário para a redu- ção deve ser carregado dentro do lado central do forno, e lá pode ser obtida a vantagem que grandes quantidades das fontes de ferro de partícula fina podem ser usadas, embora a taxa de reação dentro do forno seja de inferior a regular.

Nessa maneira, a operação tendo múltiplas funções pode ser executada de acordo com o tipo e propriedades das fontes de ferro pelo em- prego do método de carregamento dividido na direção radial.

A seguir, será explicado o porque da mudança da linha de esto- que de acordo com a porção de carregamento do material não beneficiado e o combustível a ser carregado na direção radial do forno vertical ser eficaz. Por exemplo, quando a sucata de ferro, o ferro gusa, o fragmen- to da fundição, etc., não necessitando da redução, são carregados dentro da porção central do forno, o valor ηΟΟ é preferivelmente tão alto quanto pos- sível. Quando o ηCΟ > pelo menos 70% é o alvo, um nível de estoque (altu- ra de carregamento H da tubagem primária)/(diâmetro da soleira D) adequa- do é < 2,0. Quando o bloco de limalha de minério, o bloco de minério auto- redutível e o ferro reduzido necessitando da redução são reduzidos e fundi- dos, é necessário diminuir nCO. Se ηΟΟ = 50% for o alvo nesse caso, por exemplo, o nível de estoque pode ser ajustado para H/D = aproximadamente 2,4. Nessa maneira, um valor apropriado do nível de estoque existe na dire- ção radial de acordo com o tipo das fontes de ferro carregadas.

A seguir, será descrito um método de controle para manter a altura do leito de coque.

As razões porque é difícil controlar a altura do leito de coque são como segue. Primeiro, o leito de coque existe na porção central inferior do forno. A menos que a taxa de coque seja apropriada, o conteúdo de FeO não reduzido é fundido e reduzido na parte inferior do forno e consome o leito de coque, de forma que ocorre um consumo anormal do leito de coque. Quando tal consumo anormal do coque ocorre particularmente na porção central inferior do forno, o problema ocorre na fundição da fonte de ferro, e existe a possibilidade da parada da operação devido à solidificação da escó- ria, e assim por diante.

Portanto, a fonte de ferro tendo uma alta proporção de metaliza- ção, isto é, o ferro gusa fundido, a sucata de ferro, o fragmento de fundição, ou similar, é principalmente carregada dentro da porção central do forno co- mo descrito acima, de forma que, a operação na qual a dificuldade de fundi- ção/redução ocorre na porção central do forno, é executada, e o consumo anormal do leito de coque no centro do forno é restrito.

De modo a reduzir tanto quanto possível a reação de perda de solução do coque, o combustível sólido carregado dentro da porção central do forno é diferenciado do combustível sólido carregado dentro da porção periférica do forno, e o coque de grande diâmetro é usado. Em conseqüên- cia, o consumo anormal do leito de coque na porção central do forno pode ser restrito, e a operação tendo alta proporção de utilização de gás ηCO na porção inferior do forno pode ser executada.

A posição de instalação da tubagem do estágio superior é apro- priadamente selecionada de acordo com várias dimensões, tais como o ta- manho da partícula do coque, o volume de sopro, etc., mas, fundamental- mente, o nível ηΟΟ na porção de tubagem secundária de 65% < ηΟΟ < 90% é uma escala.

A posição extrema superior do leito de coque varia de acordo com o tipo de fonte de ferro carregada, e como para a porção de carrega- mento da fonte de ferro não necessitando da função de redução, a posição extrema superior é controlada abaixo da tubagem secundária de forma a reduzir tanto quanto possível a combustão do coque. Na porção de carre- gamento da fonte de ferro necessitando da função de redução, por outro Ia- do, a posição extrema superior do leito de coque preferivelmente existe aci- ma da tubagem secundária. Assim, o ηΟΟ na posição extrema superior do leito de coque deve ser controlado de acordo com a proporção de M.Fe/T.Fe da fonte de ferro.

Um método simples para o controle ou monitoramento da altura do leito de coque é a inspeção visual da porção da tubagem secundária e julgamento por um valor da perda de pressão dentro do forno. A inspeção na porção de tubagem secundária pode julgar pelo menos se a porção de fun- dição existe acima ou abaixo da tubagem secundária. A posição extrema superior do leito de coque pode ser confirmada pela detecção da diferença de perda de pressão entre a tubagem primária e a tubagem secundária. De acordo com os exemplos de operação, a diferença de perda de pressão en- tre a tubagem primária e a tubagem secundária pode ser amplamente detec- tada quando a porção extrema superior do leito de coque existe abaixo da tubagem secundária. Assim, a existência da porção de fundição aumenta o valor de perda de pressão.

A altura do leito de coque pode ser precisamente aferida medin- do-se o comportamento do abaixamento de uma sonda vertical inserida a partir da parte superior do forno ou de um arame de ferro. No caso da sonda vertical, a porção na qual a temperatura interna do forno drasticamente ele- va-se e alcança pelo menos 1.200° C corresponde à porção extrema superi- or do leito de coque, e no caso do arame de ferro, a porção na qual a veloci- dade descendente pára corresponde à porção extrema superior do leito de coque.

A seguir, serão explicadas as razões porque o carregamento da fonte de ferro tendo uma proporção de metalização menor como uma mistu- ra com o combustível sólido dentro da porção periférica do forno, o uso do coque de pequena partícula como o coque a ser carregado dentro da porção periférica do forno, e o método de carregamento que muda a proporção de fonte de ferro/combustível sólido na direção radial, são eficazes para evitar a assim chamada "estante".

Geralmente, quando grandes quantidades de Iimalhas contendo ferro são usadas, são prováveis de serem formadas adesões na parede do forno. Por exemplo, a reação de redução torna-se lenta e, como resultado, escórias contendo grandes quantidades de FeO são formadas. As escórias são depois resfriadas por fundição/redução como uma reação endotérmica e aderem na parede do forno. Em um outro caso, grandes quantidades de es- córias contendo FeO entram no estado de inundação na parte inferior do forno, e são sopradas para cima e aderem na parede do forno. Em ainda um outro caso, o FeO não reduzido é fundido na parte superior do forno pelo gás ascendente de alta temperatura, duplo, ou é fundido, com a fonte de ferro adjacente, e adere na parede do forno. Em todos esses casos, grandes quantidades de soluções fundidas de escória são geradas na proximidade da parede do forno, aderem na parede do forno e transformam-se em ade- são, resultando portanto na assim chamada "estante".

De modo a evitar essa estante, é portanto necessário reduzir a quantidade de formação fundida na porção da periferia do forno, e evitar que as fontes de ferro adjacentes entrem em contato uma com a outra tanto quanto possível.

Para reduzir a quantidade de formação fundida na porção perifé- rica do forno, o grau de redução da fonte de ferro deve ser melhorado e, pa- ra esse fim, é eficaz misturar a fonte de ferro, que é para ser carregada den- tro da porção periférica do forno, com o combustível sólido, e carregar a mis- tura. O tamanho da partícula do combustível sólido nessa hora é preferivel- mente pequeno. Assim, se o mesmo peso do coque for carregado, o número de partículas carregadas é maior no combustível sólido tendo um tamanho de partícula menor, e o contato mútuo da fonte de ferro pode ser suficiente- mente evitado. Incidentalmente, o termo "combustível sólido com partícula pequena" aqui usado significa, por exemplo, o coque para alto forno (tendo um tamanho de partícula de não mais do que 60 mm), e um coque em peda- ço pequeno para alto forno tendo um tamanho de partícula de aproximada- mente 30 mm.

É também eficaz carregar um peso maior do combustível sólido carregado dentro da porção periférica do forno do que o peso do combustí- vel sólido carregado dentro da porção central do forno. Para conseguir esse objetivo, a proporção de peso da fonte de ferro/combustível sólido é dividida entre a porção central do forno e a porção periférica do forno, a fonte de fer- ro tendo uma alta proporção de metalização é carregada dentro da porção central do forno de forma a reduzir o peso do coque a ser carregado dentro da porção central, e a quantidade do coque carregado dentro da porção peri- férica é aumentada tanto quanto possível.

A proporção do combustível sólido a ser carregada dentro da porção periférica do forno varia até certo ponto, dependendo da proporção de metalização da fonte de ferro a ser carregada, tais como o bloco de Iima- lha de minério, o bloco de minério auto-redutível, o ferro reduzido, e assim por diante. No caso onde 75% do bloco de minério auto-redutível contendo 12% de C, 15% de ferro reduzido e 10% da sucata de ferro são usados, por exemplo, foi confirmado pela operação de teste que a estante pode ser evi- tada sob a condição onde a proporção da fonte de ferro diferente de sucata de ferro não necessita de redução para o combustível sólido, isto é, (minério graúdo auto-redutível + ferro reduzido)/combustível sólido não é maior do que 5. Essa condição corresponde ao caso de (peso de metal M.Fe na fonte de ferro carregado)/combustível sólido < 1,24.

Quando a fonte de ferro tendo uma proporção de metalização mais baixa é usada, a quantidade do combustível sólido a ser carregado dentro da porção periférica do forno deve ser aumentada ainda mais. Quan- do a fonte de ferro tendo uma alta metalização é usada, pelo contrário, o combustível sólido a ser carregado dentro da porção periférica do forno pode ser reduzido.

A seguir, no caso onde a fonte de ferro tendo uma baixa pro- porção de metalização, tais como o combustível sólido de pequena partí- cula, o ferro reduzido, o bloco de minério auto-redutível, o bloco de lima- lha de minério, etc., e o combustível sólido são carregados dentro da por- ção periférica do forno, enquanto que a fonte de ferro tendo uma alta pro- porção de metalização, tais como a sucata de ferro, o fragmento de fundi- ção, o ferro gusa, etc., e o combustível sólido são carregados dentro do centro do forno, será explicada a proporção porque o ajuste da proporção de peso do C contido no combustível sólido carregado dentro da porção central do forno e Fe contido na fonte de ferro para 0,01 < C/Fe < 0,05 é eficaz.

Quando a fonte de ferro carregada dentro da porção central do forno é a sucata de ferro, o fragmento de fundição ou o ferro gusa, as fontes de ferro diferentes da sucata de ferro contém C. Portanto, o conteúdo de C necessário para a carburação é complementado para somente a sucata de ferro, e em adição, o combustível sólido pode ser suplementado na quanti- dade correspondendo a quantidade consumida parcialmente pela combustão do leito de coque. A quantidade de carburação para a sucata de ferro dentro do forno é 2 a 4% em peso da sucata de ferro. O resultado experimental re- vela que a quantidade de consumo do leito de coque na porção central do forno é aproximadamente 10 kg/t (correspondendo a aproximadamente 0,01 em termos da proporção).

Uma grande quantidade de coque é necessária quando sucata de ferro é usada como fonte de ferro a ser carregada dentro da porção cen- trai do forno. Neste caso, C/Fe se torna de 0,03 a 0,05 quando o consurffo do leito de coque for levado em consideração, uma vez que C/Fe de 0,02 a 0,4 é necessário para a carburação. Quando fragmento de fundição ou o ferro gusa é usado como a fonte de ferro a ser carregada dentro da porção central do forno sem o uso de sucata de ferro, a quantidade de carregamen- to se torna mínima. Nesse caso, o coque para a carburação não é necessá- rio e o combustível sólido pode ser carregado em uma proporção de C/Fe = 0,01 correspondendo à quantidade de consumo do leito de coque na porção central do forno. Portanto, a proporção de carregamento do combustível só- lido e da fonte de ferro podem ser determinadas pelo ajuste da proporção de peso do C e Fe contidos no combustível sólido carregado dentro da porção central do forno para 0,01 < C/Fe < 0,05.

Como para o método de carregamento, foi confirmado que o car- regamento predeterminado pode ser executado usando-se uma blindagem em um equipamento de carregamento do tipo sino, por exemplo, mudando a proporção de peso da fonte de ferro/combustível sólido para cada carga, e conduzir a primeira carga para a porção central do forno e a segunda carga para a porção periférica do forno. Quando um equipamento de carregamento do tipo forno com topo aberto, que é freqüentemente observado em fornos de fundição, tal como uma cúpula, é usado, é um método eficaz carregar de forma dividida as cargas dentro da porção central do forno pelo equipamento de carregamento mostrado nas Figuras 1(a) - (c).

Como um método para evitar a assim chamada estante sem le- var em consideração a proporção de metalização da fonte de ferro, existe um método que carrega somente o combustível sólido perto da parede do forno e carrega a fonte de ferro e o combustível sólido como uma mistura para o lado interno quando o carregamento para a porção periférica do forno é feito, como mostrado na Figura 7(d), embora o método de carregamento torne-se um pouco complicado. Mais concretamente, um ciclo de carrega- mento compreende o carregamento de três cargas, somente o combustível sólido é carregado perto da parede da porção periférica do forno na primeira carga, a mistura da sucata de ferro e o combustível sólido é carregada den- tro da porção central do forno na segunda carga, e a mistura da fonte de fer- ro e do combustível sólido é carregada na terceira carga. Nessa maneira, o carregamento predeterminado torna-se possível.

A posição limite entre a porção central do forno e a porção peri- férica do forno na presente invenção move-se um pouco na direção radial do forno dependendo da proporção de metalização da fonte de ferro, do tama- nho da partícula do coque, e da proporção do uso da Iimalha contendo ferro.

Uma vez que as quantidades de fonte de ferro e de combustível sólido a serem carregados dentro de cada porção são determinadas, a posi- ção limite ri entre a porção central do forno e a porção periférica do forno pode ser determinada de acordo com a seguinte fórmula (6):

<formula>formula see original document page 31</formula>

onde

ri: raio de limite não-dimensional da porção central e porção peri- férica (-);

Wm(c): peso da fonte de ferro carregada dentro da porção central

(kg/carga)

Wc(c): peso do combustível sólido carregado dentro da porção central (kg/carga)

Wm(p): peso da fonte de ferro carregada dentro da porção perifé- rica (kg/carga)

Wc(p): peso do combustível sólido carregado dentro da porção periférica (kg/carga)

pm(c): densidade da massa da fonte de ferro carregada dentro da porção central (kg/m3)

pc(c): densidade da massa do combustível sólido carregado den- tro da porção central (kg/m3)

pm(p): densidade da massa da fonte de ferro carregada dentro da porção periférica (kg/m3)

pc(p): densidade da massa do combustível sólido carregado den- tro da porção periférica (kg/m3)

A propósito, esse ri é expresso pelo raio não-dimensional, e re- presenta a posição limite quando a velocidade descendente da carga é constante na porção central do forno e na porção periférica do forno.

Vários métodos podem ser possíveis como o método de carre- gamento para ajustar a posição limite expressa por esse valor ri. Quando o equipamento de carregamento do tipo sino é usado, também, o limite prede- terminado pode ser ajustado pelo uso da blindagem e executando alternativa e repetidamente a operação de carregamento para a porção central do forno e para a porção periférica do forno para cada carga, embora uma camada de mistura seja parcialmente formada.

EXEMPLOS

Daqui para a frente, os aspectos da presente invenção serão explicados mais concretamente com referência aos seus Exemplos.

Os Exemplos seguintes usaram um forno vertical do tipo de for- no com topo aberto tendo uma estrutura de tubagem de dois estágios do tipo de camada móvel, no qual o diâmetro da soleira era de 1,4 m, o número de tubagens primárias era de 6, o número de tubagens secundárias era de 6 e a posição limite superior do nível de estoque existia em uma posição 5,Om acima da tubagem primária. O equipamento de carregamento era do tipo que poderia dividir a posição de carregamento na direção radial do forno.

A propósito, a composição do gás de exaustão do topo do forno foi definida pela seguinte fórmula:

<formula>formula see original document page 32</formula>

Entre as dimensões de operação, a umidade do sopro foi ajusta- da para 15 g/Nm3 como a umidade atmosférica, e a unidade original do cal- cário carregado a partir do topo do forno foi ajustada para basicidade da es- cória = 1,0 como o alvo.

As fontes de ferro a serem carregadas foram um bloco de miné- rio auto-redutível contendo C (4 - 20%) (produzido pela mistura de uma cinza secundária de um alto forno e pó de coque para pó de ferro reduzido tendo um tamanho de não mais do que 3 mm e um tamanho de partícula de 40 mm χ 20 mm χ 30 mm), um bloco de Iimalha de minério obtido pela mistura da cinza secundária de um alto forno como um componente principal e um pó dentro de um moinho de ferragens e aglutinação da mistura, uma sucata de ferro comercialmente disponível, e pó de ferro reduzido tendo um tama- nho de partícula de 3 a 5 mm e 5 mm ou mais.

Um coque em pedaços pequenos para um alto forno, tendo um tamanho de partícula de aproximadamente 30 mm, foi usado como um com- bustível sólido para a porção periférica do forno, enquanto um coque em pe- daços grandes, tendo um tamanho de partícula de aproximadamente 80 mm, foi usado para complementar a carburação na porção central do forno.

A Tabela 1 mostra o detalhe dos resultados de exame.

Os Exemplos 1(a) e 1(b) e o Exemplo Comparativo 1 represen- tam as operações onde o bloco de minério auto-redutível (T.Fe = 59,5%, M.Fe/T.Fe = 0,19, C 4%): bloco de Iimalha de minério (T.Fe = 50,81%, M.Fe/T.Fe = 0,057) : sucata de ferro de picador de carro (T.Fe = 90%, M.Fe/T.Fe = 0,99): bloco de minério de ferro reduzido (T.Fe = 87%, M.Fe/T.Fe = 0,80) = 50:10:30:10 em termos de proporção de peso. A pro- porção média de metalização das fontes de ferro carregadas foi de 56%. Nos exemplos 1(a) e 1(b), o bloco de minério auto-redutível, o bloco de lima- lha de minério, o bloco de minério de ferro reduzido e o coque de pequena partícula foram misturados e carregados dentro da porção periférica, e a su- cata de ferro do picador de carro e o coque em pedaço grande para a carbu- ração foram carregados dentro do centro. No Exemplo Comparativo 1, a fon- te de ferro e o combustível sólido descritos acima foram completamente mis- turados e carregados. Entretanto, a proporção de utilização de gás dentro do forno estava em um baixo nível de nCO = 20% e a temperatura do metal quente estava mantendo-se baixa, e a exaustão da escória foi difícil. Em contraste, nos Exemplos 1(a) e 1(b), empregando o método de carregamen- to dividido, a proporção de utilização de gás ηΰΟ dentro do forno tornou-se alta, a temperatura do metal quente elevou-se para aproximadamente 1.500° C, e a operação estável tornou-se possível. Em comparação com o Exemplo 1(a), o Exemplo 1(b) representa o caso onde o coque em pedaço grande carregado dentro da porção central foi parcialmente substituído pelo coque de pequena partícula, e a operação tendo eficiência mais alta pôde ser exe- cutada mudando-se o nível da altura do leito de coque para a posição na proximidade da posição na qual a temperatura de combustão de gás passou a ser mais alta, isto é, para a posição a 40 cm da tubagem do estágio inferi- or.

O Exemplo 2 e o Exemplo Comparativo 2 representam os exem- plos do teste de redução/fundição usando-se 20 % em peso do bloco de Iimalha de minério e 80 % em peso da sucata de ferro de picador de carro. Visto que o combustível não beneficiado foi completamente misturado e car- regado no Exemplo Comparativo 2, o nível do estoque foi ajustado no E- xemplo 2. Os Exemplos 2(b) a 2(d) representam o caso onde 20 % em peso do bloco de Iimalha de minério e o coque de pequena partícula foram mistu- rados e carregados dentro da porção periférica, e 80 % em peso da sucata de ferro de picador de carro e o coque de partícula grande para carburação foram carregados dentro da porção central. Enquanto que o coque em peda- ço grande foi parcialmente substituído pelo coque de pequena partícula na operação do Exemplo 2(b), o Exemplo 2(c) representa o caso onde a tuba- gem do estágio inferior foi possibilitada de projetar-se aproximadamente 20 cm para dentro do forno e o diâmetro da tubagem foi mudado de 50 mm pa- ra 40 mm, e o Exemplo 2(d) representa o caso onde o sopro foi aumentado de forma a elevar a velocidade de fluxo do gás dentro do forno para 0,8 m/seg. Em comparação com o Exemplo Comparativo, uma maior quantidade do coque de pequena partícula podia ser usada nos Exemplos da presente invenção, e a operação podia ser executada mais eficientemente. Esses E- xemplos representam que as mudanças do nível de estoque e da estrutura da tubagem e a otimização da velocidade de fluxo do gás dentro do forno foram eficazes.

O Exemplo 3 e o Exemplo Comparativo 3 representam as ope- rações onde o bloco de minério auto-redutível (C 12%):bloco de limalha de minério (C 4%):sucata de ferro de picador de carro:pó de ferro reduzido (T.Fe = 87%, M.Fe/T.Fe = 0,80) = 50:10:30:10. O bloco de minério auto- redutível, o bloco de Iimalha de minério, o pó de ferro reduzido e o coque de pequena partícula foram misturados e carregados dentro da porção periféri- ca, e a sucata de ferro de picador de carro e o coque em pedaços grandes para carburação foram carregados dentro da porção central. A proporção de metalização média das fontes de ferro carregadas foi de 56%, e a proporção de metalização média das fontes de ferro carregadas dentro da porção peri- férica correspondeu a 29,6%.

O Exemplo Comparativo 3 representa o caso do nível de esto- que sob o estado de operação normal, isto é, o caso onde o nível de estoque foi ajustado para uma posição 4,2m acima da tubagem primária. O Exemplo 3(a) representa o caso onde o nível de estoque foi ajustado para 3,2 m de forma a atingir ηΟΟ = 55% com referência à fórmula (1) e Figura 3, o Exem- plo 3(b) representa o caso onde o nível de estoque foi mudado de acordo com a proporção de metalização em cada um dos lados central e periférico com referência à fórmula (1) e Figura 3, o Exemplo 3 (c) representa o caso onde a temperatura de sopro primário foi o sopro quente de 200°C e o enri- quecimento do oxigênio foi 0%, o Exemplo 3(d) representa o caso onde o sopro foi somente um sopro de um estágio do sopro quente de 550°C, o E- xemplo 3(e) representa o caso onde a fonte de ferro contendo C = 20% foi usada como o bloco de minério auto-redutível e a condição de sopro foi alte- rada, e o Exemplo 3(f) representa o caso onde o r|CO foi mudado com refe- rência a fórmula (1) e a Figura 3 quando o tipo da fonte de ferro carregada foi alterado. Em comparação com o Exemplo Comparativo, as operações seriam executadas mais satisfatoriamente em todos esses Exemplos, e foi esclarecido que maior eficiência de operação seria conseguida pelo controle do nível de estoque de acordo com a fonte de ferro na direção radial e pela mudança da temperatura de sopro.

O Exemplo 4 e o Exemplo Comparativo 4 representam os casos onde 80 % em peso da sucata de ferro do picador do carro e 20 % em peso da sucata de ferro moldada foram carregados com o coque em pedaços grandes dentro da porção central, enquanto que o coque de pequena partí- cula foi carregado dentro da porção periférica. O Exemplo Comparativo re- presenta o caso onde o nível de estoque foi ajustado para 4,2 m, e o Exem- plo representa o caso onde a operação com alta eficiência podia ser conse- guida pela mudança do nível de estoque.

O Exemplo 5 e o Exemplo Comparativo 5 representam o caso onde 80 % em peso da sucata de ferro do picador do carro e do coque em pedaço grande foram carregados dentro da porção central, enquanto que 20 % em peso do pó do minério graúdo e o coque com pequena partícula fo- ram carregados dentro da porção periférica. O nível de estoque foi ajustado para 4,2 m no Exemplo Comparativo 5, enquanto que a operação com alta eficiência podia ser conseguida pela mudança do nível de estoque no E- xemplo 5.

O Exemplo 6(b) representa o caso onde 100 % em peso da su- cata de ferro do picador de carro e do coque em pedaço grande foram car- regados dentro da porção central, enquanto que o coque com partícula pe- quena foi carregado dentro da porção periférica. Antes desse Exemplo 6(b) ser executado, a fonte de ferro e o coque foram completamente misturados por uma operação similar a operação de cúpula normal, a mistura resultante foi depois carregada, e a operação foi executada ajustando-se o leito de co- que para uma altura de aproximadamente 1m acima da tubagem primária e o nível de estoque para 4,2m, como na operação normal (Exemplo Compa- rativo 6). Em contraste, embora a mistura completa tenha sido carregada, a operação foi executada ajustando-se a altura do leito de coque para 60 cm acima da tubagem primária e o nível de estoque para 3,Om1 de forma a atin- gir o r|CO = 80 a 90% na posição extrema superior do leito de coque, em consideração que a velocidade média de fluxo de gás dentro do forno era 0,7 m/s (Exemplo 6(a)). No Exemplo Comparativo 6, a operação podia ser feita somente em um baixo nível de y\CO de aproximadamente 20%, a pro- porção de coque tinha que ser inevitavelmente elevada. No caso do Exem- plo 6(a), por outro lado, a operação seria executada com r)CO = 50% mes- mo se grandes quantidades do coque de pequena partícula fossem usadas. Isso então confirmou que o controle do leito de coque, bem como o nível de estoque, era eficaz. No Exemplo 6(b)A, um r|CO mais alto (> 90%) podia ser conseguido pelo carregamento de forma dividida na direção radial, e foi con- firmado que a operação com mais alta eficácia podia ser executada (ver Fi- gura 8).

O Exemplo 7 representa o caso onde as sucatas de ferro não foram usadas, mas grandes quantidades de pó de ferro reduzido de partícula fina foram usadas.

Para assegurar a permeabilidade do gás dentro do forno no caso onde 50% de um bloco de Iimalha de minério contendo C contendo 7% de C e 50% de pó de ferro reduzido tendo um tamanho de partícula de 3 a 5 mm foram carregados como a fonte de ferro, a Iimalha contendo C foi misturada com o coque de partícula fina e foi carregada dentro da porção central do forno, enquanto o pó de ferro reduzido foi também misturada com o coque de partícula fina tendo um tamanho de partícula de 30 mm e foi carregado dentro da porção periférica. Ambos o bloco de Iimalha de minério contendo C e o pó de ferro reduzido tinham uma proporção de metalização (M.Fe/T.Fe) de 60%. Para atingir a operação com o objetivo de ηΟΟ = 50%, o leito de coque foi ajustado para uma posição a 1,0 m acima da tubagem primária e o nível de estoque foi ajustado para uma posição a 3,0 m acima da tubagem primária.

Antes do Exemplo 7 ter sido iniciado, o bloco de Iimalha de mi- nério contendo C e o pó de ferro reduzido foram completamente misturados e a operação foi executada como tal, sem a manipulação do leito de coque e o nível de estoque como no Exemplo Comparativo 7. Nesse Exemplo Com- parativo 7, a pressão interna do forno excedeu a 24,5 KPa (2.500 mmAq) e a continuação da operação tornou-se difícil. No Exemplo 7, por outro lado, a pressão interna mudou em um nível de aproximadamente 17,6 KPa (1.800 mmAq), e a operação no valor do objetivo inicial de ηΰΟ = aprox. 50% podia ser executada de forma estável (Figura 9).

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

No método de operação utilizando o novo método de carrega- mento de combustível não beneficiado no método de fabricação de ferro gu- sa usando a Iimalha contendo ferro e/ou a sucata de ferro como o material não beneficiado principal, a presente invenção propõe o método de opera- ção tendo uma maior eficácia e, devido ao desenvolvimento desse método, a operação contínua pode ser executada, a eficácia da combustão torna-se maior, e combustíveis sólidos econômicos tendo tamanhos de partícula me- nores podem ser empregados. Conseqüentemente, a operação pode ser executada com uma maior produtividade e em um menor custo de combustí- vel. Tabela 1

<table>table see original document page 39</column></row><table> tabela 1

<table>table see original document page 40</column></row><table> tabela 1

<table>table see original document page 41</column></row><table> Tabela 1 - continuacao -

A: carragamento de forma dividida na direcao radial B: carragamento misturado

<table>table see original document page 42</column></row><table> tabela 1

<table>table see original document page 43</column></row><table> Tabela 1- continuacao

A: carregamento de forma dividida na direcao radialB: carregamento misturado

<table>table see original document page 44</column></row><table>

Claims (5)

1. Método de operação de um forno vertical com uma tubagem fornecida em uma superfície da parede do dito forno vertical, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: cálculo de uma proporção média de metalização (Fe metálico/Fe total) de fontes de ferro compreendendo uma primeira fonte de ferro a qual requer uma redução, a dita primeira fonte de ferro compreendendo pelo me- nos um entre bloco de Iimalha de minério, um bloco de minério auto-redutível incluindo bloco de minério contendo carbono, ferro reduzido tendo uma baixa proporção de metalização inclusive de pó de ferro reduzido, e uma segunda fonte de ferro que requer somente fundição, a dita segunda fonte de ferro compreendendo pelo menos uma fonte de ferro selecionada de ferro reduzi- do de briquete quente, ferro reduzido produzido por redução direta, uma su- cata de ferro, um ferro gusa moldado, um fragmento de retorno; fixação de uma proporção ótima para utilização de gás ηΟΟ pa- ra a redução/fundição com base na dita proporção média de metalização das ditas fontes de ferro; determinação de pelo menos uma de uma altura de leito de co- que, uma posição de uma altura de carregamento, e uma posição de proje- ção de tubagem com base no ηΟΟ ótimo; após a dita etapa de determinação, carregar as ditas fontes de ferro e o combustível sólido em um forno vertical de acordo com a dita de- terminação; e redução e fundição das ditas fontes de ferro pelo sopro de um gás contendo oxigênio a partir da tubagem a uma temperatura entre uma temperatura ambiente e uma não superior a 600°C, na qual pelo menos um entre a altura de um leito de coque, uma posição de uma altura da carga de uma carga compreendendo as ditas fontes de ferro e um combustível sólido, e uma posição de projeção de tubagem é ajustado de acordo com um tama- nho de partícula do dito combustível sólido.

2. Método de operação de um forno vertical de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito ηΟΟ ótimo é calculado através da fórmula: - 1,5 χ C% ≤ ηCΟ - 0,7 χ (M. Fe médio/T. Fe) <≤3,0 χ C% na qual: C: conteúdo de C em porcentagem de fonte de ferro, e 0% ≤ C% ≤ 20%, ηCΟ: proporção de utilização do gás (%), (M. Fe médio/T. Fe): proporção de metalização média (%).

3. Método de operação de um forno vertical de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois está- gios de tubagem são fornecidos em uma direção da altura do forno, e uma proporção de sopro de cada uma das ditas tubagens dispostas na direção da altura é ajustada de acordo com um tamanho de partícula do dito combustí- vel sólido e uma proporção de metalização média da dita fonte de ferro.

4. Método de operação de um forno vertical de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a dita fonte de ferro e combustível sólido são carregados dentro de um forno verti- cal, no qual pelo menos duas cargas constituem um ciclo, e a mesma carga é repetida na unidade de ciclo através do ajuste de pelo menos um entre a proporção de peso da dita fonte de ferro/dito combustível sólido, o tipo da dita fonte de ferro, o tipo do dito combustível sólido, e o tamanho de partícula do dito combustível sólido para cada carga em cada ciclo.

5. Método de operação de um forno vertical de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as fontes de ferro tendo uma alta proporção de metalização e o combustível sólido são misturados e a mistura resultante é carregada dentro da posição central do forno vertical, e as fontes de ferro tendo uma baixa proporção de metalização e o combus- tível sólido são misturados e a mistura resultante é carregada dentro da por- ção periférica do forno do forno vertical.