BRPI0902407A2

BRPI0902407A2 - process of using dephosphorous synthetic sintered slag, blast furnace dephosphorization and steel arc dephosphorization and the manufacture of the respective slag

Info

Publication number: BRPI0902407A2
Application number: BRPI0902407-7A
Authority: BR
Inventors: Paixao Geraldo Da
Original assignee: Paixao Geraldo Da
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2010-04-20

Abstract

PROCESSO DE UTILIZAçãO DE ESCóRIAS SINTéTICAS SINTERIZADAS DESFOSFORANTES, NA DESFOSFORAçãO DE GUSA NO ALTO FORNO E NA DESFOSFORAçãO DE AçOS VIA FORNO ELéTRICO A ARCO E A FABRICAçãO DAS RESPECTIVAS ESCóRIAS. A invenção trata da fabricação e aplicação de escórias sintéticas sinterizadas desfosforantes, na desfosforação do Gusa em alto forno a carvão vegetal e nos Fornos elétricos a arco, objetivando aperfeiçoar e minimizar condições que afetem negativamente a qualidade dos produtos ofertados, ou seja, Gusa baixo fósforo e Aços fundidos com baixo teor de fósforo, sendo ditas escórias sintéticas sinterizadas desfosforantes, que são compostos formados basicamente por óxidos em interação, com finalidade de proporcionar ao metalurgista uma escória ideal aos tratamentos, com alta capacidade de incorporação do elemento químico fósforo. A composição típica para as escórias sintéticas desfosforantes ficam definidas entre os seguintes teores: CaO entre 30 ~ 60; Fe~ 2~O~ 3~ entre 30 ~ 60; MgO entre 5 ~ 20; CaF~ 2~ entre 2 ~ 15.PROCESS FOR USING SYNTHESIZED SYNTHESIZED DEFORESTATORS, GUSA DEFORESTATION IN THE HIGH OVEN AND ACROSS DEFORESTATION BY ARC ELECTRIC OVEN AND THE MANUFACTURE OF THEIR SLOS. The invention is concerned with the manufacture and application of dephosphorous sintered synthetic slag, the charcoal blast furnace dephosphorization of Gusa and the electric arc furnaces, aiming to improve and minimize conditions that negatively affect the quality of the products offered, ie low phosphorus Gusa and Low phosphorus molten steels, being said dephosphorous sintered synthetic slag, which are composed basically of interacting oxides, in order to provide the metallurgist with an ideal treatment slag, with high incorporation capacity of the chemical element phosphorus. The typical composition for dephosphorizing synthetic slag is defined as follows: CaO 30-60; Fe ~ 2 ~ O ~ 3 ~ between 30 ~ 60; MgO between 5 ~ 20; CaF ~ 2 ~ between 2 ~ 15.

Description

PROCESSO DE UTILIZAÇÃO DE ESCÓRIAS SINTÉTICASSINTERIZADAS DESFOSFORANTES. NA DESFOSFORAÇÃO DEGUSA NO ALTO FORNO E NA DESFOSFORAÇÃO DE ACOS VIAFORNO ELÉTRICO A ARCO E A FABRICAÇÃO DASRESPECTIVAS ESCÓRIAS"PROCESS FOR USING SYNTHETIC SLAGSINTERIZED DEFOSTERS. DEFUSING DEGUSA IN THE HIGH OVEN AND DEFOSPHERING ACOS ELECTRIC ARC TRAVEL AND THE MANUFACTURE OF SLAG RESPECTIVE "

Trata o presente relatório descritivo da patentede invenção de um inédito processo de utilização de escóriassintéticas sinterizadas desfosforantes, notadamente processo utilizadona desfosforação de gusa no alto forno e na desfosforação de açosvia forno elétrico a arco e a fabricação das respectivas escóriassintéticas sinterizadas desfosforantes, de concepção inovadora edotado de importantes melhoramentos tecnológicos e funcionais,segundo os mais modernos conceitos de engenharia e de acordo comas normas e especificações exigidas, revestindo-se de característicaspróprias e dotadas com requisitos fundamentais de novidade eatividade inventiva, fazendo resultar uma série de reais eextraordinárias vantagens técnicas, práticas e econômicas.This report describes the patent for the invention of an unprecedented process of using dephosphorous sintered slag, especially the process used in the blast furnace dephosphorization and the electric arc furnace steel dephosphorization and the manufacture of the respective dephosphorous sintered slag, of innovative design important technological and functional improvements, in accordance with the most modern engineering concepts and in accordance with the required standards and specifications, having their own characteristics and endowed with fundamental requirements of novelty and inventive activity, resulting in a series of real and extraordinary technical, practical and practical advantages. economical.

A invenção trata da fabricação e aplicação deescórias sintéticas sinterizadas desfosforantes, na desfosforação doGusa em alto forno a carvão vegetal e nos Fornos elétricos a arco.The invention relates to the manufacture and application of dephosphorizing synthetic sintered slag, charcoal blast furnace dephosphorization and electric arc furnaces.

Para atender aos requisitos de desempenhocada vez maiores, frente a uma nova gama de produtos e ao aumentoda competição entre os metais e outros materiais compósitos, aindústria siderúrgica tem buscado novas tecnologias para otimizaçãodos processos, melhora na qualidade dos produtos e redução decustos, aumentando assim a competitividade.To meet the ever-increasing performance requirements in the face of a new product range and increasing competition between metals and other composite materials, the steel industry has been seeking new technologies for process optimization, product quality improvement and cost reduction, thereby increasing competitiveness.

Como o atendimento a tal nível denecessidades com o menor custo possível e o melhor aporteoperacional a principal meta das usinas; pode se dizer que o controledo processo de fabricação passa a ser o item mais crítico para aprodução, onde os controles voltados para o acerto da composiçãoquímica, passam a ser vitais para a qualidade e competitividade nomercado.As the service to such level needs the lowest possible cost and the best operational contribution the main goal of the plants; It can be said that the control of the manufacturing process becomes the most critical item for production, where the controls aimed at the correctness of the chemical composition become vital for the quality and competitiveness in the market.

A presença de fósforo no aço é considerada,na maioria dos casos como impureza, o fósforo tem efeito negativonas propriedades de tenacidade e particularmente na fragilização portempera. O aumento constante da demanda de aços compropriedades mais nobres, tem levado a redução do teor de fósforomáximo permitido, de acordo com o tipo de produto. Além de suainfluência nas propriedades do aço, o fósforo leva a segregação, noproduto final existe a possibilidade do excesso de fósforo se alojar noscontornos de grão.The presence of phosphorus in steel is considered, in most cases as impurity, the phosphorus has negative effect on the toughness properties and particularly on the brittleness. The constant increase in the demand for higher quality steel has led to a reduction in the maximum permitted phosphorus content, according to the type of product. In addition to its influence on the properties of steel, phosphorus leads to segregation, in the final product there is a possibility that excess phosphorus lodges in grain boundaries.

Para resolver este problema existe a opção detrabalhar com matérias primas com baixo teor de fósforo, comexceção do carvão vegetal que é uma fonte significativa de fósforo,mas essa opção é sempre a mais cara, ou ainda para os fabricantesde ferro gusa existe a opção de montagem de uma estação dedesfosforação por injeção profunda com lança refratária, que tambémé uma opção bastante cara, às vezes não sendo justificada pelaoscilação do mercado.To solve this problem there is the option of working with low phosphorus raw materials, with the exception of charcoal which is a significant source of phosphorus, but this option is always the most expensive, or for pig iron manufacturers there is the option of mounting of a deep injection dephosphorus station with refractory lance, which is also a very expensive option, sometimes not justified by the market oscillation.

Objetivando, portanto aperfeiçoar e minimizarcondições que afetem negativamente a qualidade dos produtosofertados, ou seja, Gusa baixo fósforo e Aços fundidos com baixo teorde fósforo. Diante disso, foi desenvolvida a escória sintéticasinterizada desfosforante objeto da presente patente, que sãocompostos formados basicamente por óxidos em interação, comfinalidade de proporcionar ao metalurgista uma escória ideal aostratamentos, com alta capacidade de incorporação do elementoquímico fósforo. E esta não exige investimentos com equipamentos eé uma opção barata comparando-se às matérias primas mais nobre(baixo P). Ademais, tem a possibilidade de utilização deste produtoem Fornos Elétricos a Arco (FEA) para fabricantes de aços fundidos,aços ligados, microligados, e aços hadfield com grandes exigênciasde limpidez.Therefore, aiming to improve and minimize conditions that negatively affect the quality of the products offered, ie low phosphorus pig iron and low phosphorus cast steels. In view of this, the dephosphorized synthetic slag object of the present invention was developed, which are composed basically of interacting oxides, with the purpose of providing the metallurgist with an ideal treatment slag, with high incorporation capacity of the phosphorus chemical element. And it does not require investment in equipment and is a cheap option compared to the noblest raw materials (low P). In addition, you are welcome to use this product in Electric Arc Furnaces (FEA) for manufacturers of cast steels, alloy steels, microalloys, and hadfield steels with high clarity requirements.

Na produção de ferro gusa em alto forno acarvão vegetal o fósforo é proveniente principalmente dos minérios deferro e das cinzas do carvão vegetal onde está sob a forma defosfatos. Pode-se considerar que todo fósforo da carga é transferidopara o gusa, pois as condições altamente redutoras reinantes na zonade gotejamento estabilizam os compostos de fósforo presentes naescória.In the production of pig iron in a charcoal blast furnace, the phosphorus comes mainly from iron ore and charcoal ashes where it is in the form of phosphates. All phosphorus of the charge can be considered to be transferred to pig iron, since the highly reducing conditions prevailing in the drip zone stabilize the phosphorus compounds present in the slag.

Nos fornos elétricos a arco voltaico, há atransformação de energia elétrica em energia térmica. A correntealternada, passa por transformadores que baixam as correntes paraos limites de trabalho e tal corrente é levada por cabos refrigeradosaté os eletrodos de grafite. Entre os eletrodos é formado um arcoelétrico de alta intensidade, sendo este arco elétrico, responsável pelafusão da carga metálica adicionada ao forno.In electric arc furnaces, there is the transformation of electrical energy into thermal energy. The alternating current passes through transformers that lower the currents to the working limits and such current is carried by refrigerated cables to the graphite electrodes. Between the electrodes a high intensity arc is formed, being this electric arc, responsible for the fusion of the metallic charge added to the furnace.

Durante a fusão, além do arco elétrico formadopelos eletrodos, ocorre ainda a adição de oxigênio por lanças paraacelerar a fusão e propiciar a desfosforação nesta fase do processo.During the fusion, in addition to the electric arc formed by the electrodes, there is also the addition of oxygen by spears to accelerate the fusion and provide dephosphoration in this phase of the process.

Os fornos elétricos estão sendo cada vez maisusados, inclusive em áreas nas quais tradicionalmente se dominava oprocesso de siderurgia integrada, como é o caso dos produtos longose planos de aço. No passado, os fornos elétricos eram utilizadosespecificamente para a produção de aços de maior valor agregado,como aços inoxidáveis e outros aços de alta liga. Atualmente com aredução do consumo e custo dos insumos, aumento da eficiênciaenergética dos fornos e menor tempo necessário para a elaboraçãode corridas e diversos tipos de matérias primas metálicas, uma grandevariedade de aços pode ser economicamente produzida.Electric furnaces are increasingly being used, even in areas where the integrated steelmaking process has traditionally dominated, such as long steel and flat steel products. In the past, electric furnaces were used specifically for the production of higher value-added steels, such as stainless steels and other high alloy steels. Currently with the reduction of consumption and cost of inputs, increased energy efficiency of the furnaces and less time required for the elaboration of races and various types of metallic raw materials, a great variety of steels can be economically produced.

Sua carga hoje se compõe basicamente desucata de aço, sucata de ferro gusa, ferro gusa lingote, sucata deferro fundido, produtos pré-reduzidos, ferro gusa líquido e briquetes deresíduos siderúrgicos como principais fornecedores de carga metálica,sendo ainda adicionados fundentes, desoxidantes e ferro-ligas.Its cargo today is basically made up of steel scrap, pig iron scrap, ingot pig iron, cast iron scrap, pre-reduced products, liquid pig iron and steel waste briquettes as the main suppliers of metal cargo, as well as fluxes, deoxidizers and iron. -alloys.

Dentre os materiais citados, as adições quesão mais significativas com relação ao teor de fósforo para o banhosão as sucatas de ferro gusa, ferro gusa líquido e ferro gusa lingote. Agrande vantagem do uso do ferro gusa em sua utilização no FEA, é asua menor temperatura de fusão, acelerando a fusão da carga. Amaior densidade aparente, que reduz o volume ocupado no forno,permitindo, em alguns casos, uma maior carga no forno. Seu teor decarbono é maior do que na sucata de aço, podendo gerar uma energiaadicional devido as reações de formação de CO e C02 e no caso doferro gusa líquido, tem-se a transferência de calor latente para a cargasólida, destacando-se a redução do tempo de elaboração do aço e aeconomia de energia elétrica.Among the cited materials, the most significant additions regarding the phosphorus content for the bath are the pig iron, liquid pig iron and ingot pig iron scraps. A major advantage of the use of pig iron in its use in FEA is its lower melting temperature, accelerating the melting of the load. Higher apparent density, which reduces the volume occupied in the oven, allowing in some cases a higher load in the oven. Its carbon content is higher than in steel scrap, which can generate an additional energy due to the formation reactions of CO and CO2 and in the case of liquid pig iron, there is the latent heat transfer to the solid charge, highlighting the reduction of the carbon dioxide. Steelmaking time and electric energy saving.

Em detrimento a estas vantagens ocorreapenas a incorporação de fósforo ao banho metálico, que é umcontaminante presente principalmente no ferro gusa, mascontaminante este que pode ser retirado por intermédio de umtratamento de desfosforação.To the detriment of these advantages is the incorporation of phosphorus into the metal bath, which is a contaminant present mainly in pig iron, which can be removed by dephosphoration treatment.

Existe um consenso na literatura que a reaçãode desfosforação ocorre na interface metal-escória da seguintemaneira:<table>table see original document page 6</column></row><table>There is a consensus in the literature that the dephosphorous reaction occurs at the metal-slag interface as follows: <table> table see original document page 6 </column> </row> <table>

Numa primeira etapa ocorre a formação deP205, oxido de baixa estabilidade, mas, em presença de CaO, forma-se o composto 3.CaO.P205, estável numa determinada condição deequilíbrio.The formation of low stability oxide P205 occurs in a first step, but in the presence of CaO the stable 3.CaO.P205 compound is formed under a certain equilibrium condition.

O grande diferencial da escória sintética objetoda presente patente, é que está sob a forma sinterizada, sendo que ooxigênio necessário ao equilíbrio da reação está embutido na escóriasintética sinterizada desfosforante e a reação é altamente facilitadapois tem baixo ponto de fusão e dissolução conseguindo captar oelemento químico fósforo e ainda estabilizar na escória, formando o 3CaO.P205.The major differential of the synthetic slag object of the present patent is that it is in sintered form, and the oxygen required for the equilibrium of the reaction is embedded in the dephosphorizing sintered synthetic slag and the reaction is highly facilitated because it has low melting point and dissolution being able to capture the chemical element phosphorus. and even stabilize in the slag, forming the 3CaO.P205.

A composição típica para as escórias sintéticasdesfosforantes ficam definidas entre os seguintes teores:The typical composition for synthetic phosphorous slag is defined as follows:

<table>table see original document page 6</column></row><table><table> table see original document page 6 </column> </row> <table>

Para a fabricação das escórias sintéticas,objetivando um produto de maior vida útil, resistência mecânica ehomogeneidade, entre outros benefícios, foram fabricados produtosatravés de um processo de sinterização de óxidos principalmentebásicos, com um sistema de sinterização específico para este fim,diferindo das sinterizações convencionais pelos compostossubmetidos à sinterização.For the manufacture of synthetic slag, aiming at a product with longer life, mechanical resistance and homogeneity, among other benefits, products were manufactured through a sintering process of mainly basic oxides, with a specific sintering system for this purpose, differing from conventional sintering by compounds subjected to sintering.

A presente invenção da escória sintéticasinterizada desfosforante, foi formulada com objetivo principal dedesfosforação do Ferro Gusa e dos aços fundidos, ligados,microligados e hadfield produzidos via Fornos Elétricos a Arco. Eainda em alguns casos devido ao MgO contido na escória sintéticasinterizada desfosforante minimizar o ataque químico por parte daescória, atenuando a tendência ao desgaste do refratário básico,pode-se adicionar certas proporções de MgO à escória, saturando-acom este oxido.The present invention of the dephosphorized interintered synthetic slag was formulated with the main purpose of dephosphorizing pig iron and cast, alloyed, microalloyed and hadfield steels produced via electric arc furnaces. And yet in some cases due to the MgO contained in the dephosphorized synthetic slag minimizing chemical attack by the slag, attenuating the wear tendency of the basic refractory, certain proportions of MgO may be added to the slag by saturating this oxide.

Como é de domínio público, a sinterização éum processo de aglomeração de partículas minerais numa massaporosa, pela fusão incipiente causada pelo calor resultante da queimade um combustível a ela adicionado. Há a interação entre aspartículas, sob condições em que a fusão ainda não ocorre, ou éimpedida pela fluidização de toda camada, pois o aquecimento atemperatura de fusão é muito curto.As is public domain, sintering is a process of agglomeration of mineral particles in a mass, by the incipient fusion caused by heat resulting from the burning of a fuel added to it. There is interaction between the particles, under conditions in which melting does not yet occur, or is prevented by fluidization of the entire layer, as the heating to melting temperature is too short.

O processo de sinterização consiste então emtransformar minérios finos, em um produto aglomerado, comgranulometria apropriada para o refino secundário. Onde o minério émisturado com finos de carvão ou coque, e água para controlar aumidade, em seguida a mistura é alimentada na máquina de sinter epassa por um forno de ignição em uma velocidade controlada. Com oaumento da temperatura até cerca de 1150°C as partículas se unemdevido a uma fusão parcial dando origem a um material resistente eporoso chamado sinter. O mecanismo de queima da mistura namáquina de sinter depende da permeabilidade do material para que afrente de chama iniciada no forno de ignição avance para interior dacamada de forma uniforme fazendo com que a maior parte possívelda carga se transforme em sinter produto.The sintering process then consists of converting fine ores into a sintered product with granulometry suitable for secondary refining. Where ore is mixed with coal or coke fines, and water to control moisture, then the mixture is fed into the sinter machine and passed through an ignition furnace at a controlled speed. As the temperature rises to about 1150 ° C the particles join together due to a partial fusion resulting in a porous resistant material called sinter. The firing mechanism of the sinter machine mixture depends on the permeability of the material so that the flame ignition initiated in the ignition furnace will advance into the bed evenly, causing most of the load to become sinter product.

O fortalecimento das ligações entre aspartículas resulta de processos de difusão na fase sólida ou por fusãoparcial. O calor para as reações provém da queima de carbonomisturado à carga depositada sobre a grelha e atravessada pelo ar decombustão. Conforme os teores de óxidos de cálcio enfornados, e oenxofre objetivado, os percentuais de combustível (coque),adicionados, variam entre 7,0 a 23,0%.The strengthening of the bonds between the particles results from solid phase or partial melt diffusion processes. The heat for the reactions comes from the burning of carbonomixed to the load deposited on the grid and through the combustion air. According to the levels of calcium oxides hanged and the target sulfur, the percentages of fuel (coke) added vary from 7.0 to 23.0%.

Todo o processo se inicia com a preparaçãodas matérias primas para o processo, lembrando que este é processomuito sensível se comparado a sinterização de minério de ferro, poisestão sendo sinterizados materiais de elevado ponto de fusão e querequerem técnicas especiais de controle.The whole process starts with the preparation of the raw materials for the process, remembering that this process is very sensitive compared to iron ore sintering, since high melting point materials are being sintered and want special control techniques.

Primeiramente deve acompanhar a composiçãogranulométrica dos materiais conforme tabela abaixo; onde sãopreparadas, através de peneiramento ou moagem, tendo umadistribuição granulométrica entre:First you must follow the granulometric composition of the materials according to the table below; where they are prepared by sieving or milling, having a particle size distribution between:

<table>table see original document page 8</column></row><table><table> table see original document page 8 </column> </row> <table>

Dentre as principais matérias primasdestinadas à fabricação das escórias sintéticas sinterizadasdesfosforantes pode-se destacar o calcário calcítico, o calcáriodolomítico, a fluorita, o minério de ferro e o coque.Among the main raw materials for the manufacture of synthetic sintered dephosphoric slag, we can highlight the calcitic limestone, the lolitic limestone, fluorite, iron ore and coke.

O calcário calcítico é uma rocha constituída emsua maior parte de carbonato de cálcio (CaC03), amplamentedistribuída na crosta terrestre. Seus depósitos têm origem, seja naprecipitação de carbonato de cálcio dissolvido nas águas ou pelaacumulação de microorganismos constituídos por cálcio. Na naturezaapresenta-se sob a forma de calcita e aragonita. Este material éadicionado à carga como principal fornecedor de oxido de cálcio noprocesso através de reações químicas. Tais reações vêm daCalcinação, que é o processo de aquecer uma substância a altastemperaturas, sem, contudo atingir seu ponto de fusão, de forma aconseguir sua decomposição química e conseqüente eliminação dosprodutos voláteis; o que facilita as reações entre o metal e a camadade escória. A reação deste processo é descrita a seguir:Calcitic limestone is a rock made up mostly of calcium carbonate (CaC03), widely distributed in the earth's crust. Its deposits originate either from precipitating calcium carbonate dissolved in water or by accumulating microorganisms composed of calcium. In nature it is presented as calcite and aragonite. This material is added to the cargo as the main supplier of calcium oxide in the process through chemical reactions. Such reactions come from Calcination, which is the process of heating a substance to high temperatures, without, however, reaching its melting point, in order to advise its chemical decomposition and consequent elimination of volatile products; which facilitates the reactions between the metal and the slag. The reaction of this process is described below:

O calcário dolomítico é uma rocha constituídaem uma boa parte de carbonato de magnésio (MgC03). Seusdepósitos têm origem, seja na precipitação de carbonato de magnésiodissolvido nas águas salgadas. Na natureza apresenta-se sob a formade dolomita. Este material é adicionado à carga como principalfornecedor de oxido de magnésio no processo através de reaçõesquímicas. Tais reações vêm da Calcinação, que é o processo deaquecer uma substância a altas temperaturas, sem, contudo atingirseu ponto de fusão, de forma a conseguir sua decomposição químicae conseqüente eliminação dos produtos voláteis; o que facilita asreações entre o metal e a camada de pó de cobertura. A reação desteprocesso é descrita a seguir:Dolomitic limestone is a rock consisting largely of magnesium carbonate (MgCO3). Its deposits originate from either magnesium carbonate precipitation dissolved in salt water. In nature it comes in the form of dolomite. This material is added to the filler as the main supplier of magnesium oxide in the process through chemical reactions. Such reactions come from Calcination, which is the process of heating a substance to high temperatures without, however, reaching its melting point, in order to achieve its chemical decomposition and consequent elimination of volatile products; which facilitates the reactions between the metal and the dust cover layer. The reaction of this process is described below:

MgC03 + Calor —► MgO + C02MgCO 3 + Heat —► MgO + CO 2

O Fluoreto de Cálcio, geralmente encontradona forma de fluorita com fórmula CaF2) é a principal fonte de obtençãode flúor, sendo que o flúor constitui cerca de 50% de sua composição,tendo ainda aproximadamente 40 a 50% de Ca e o restante dacomposição com predominância de Si02. Com densidade de 3,0 a3,25 tem brilho vítreo, dureza 4,0 na escala de mosh e ponto de fusãode 1392°C. Possui cristalografia isométrica de classe hexoctahedral eé usada diretamente como fundente em metalurgia; no caso dasescórias dessulfurantes é utilizada para proporcionar a fluidização daescória, abaixando assim seu ponto de fusão e melhorando asreações na interface metal escória.Calcium Fluoride, usually found in the form of fluorite with formula CaF2) is the main source of fluorine, with fluorine constituting about 50% of its composition, still having approximately 40 to 50% of Ca and the remaining predominantly composition. of Si02. With a density of 3.0 to 3.25 it has glassy brightness, hardness 4.0 on mosh scale and melting point of 1392 ° C. It has isometric hexoctahedral class crystallography and is used directly as a flux in metallurgy; In the case of desulphurizing slag it is used to provide the slag fluidization, thereby lowering its melting point and improving the reaction at the metal slag interface.

O minério de ferro é extraído de rochas a partirdas quais pode ser obtido ferro metálico de maneira economicamenteviável. O ferro encontra-se geralmente sob a forma de óxidos, como amagnetita e a hematita ou como um carbonato, a siderita, ou ainda naforma de sulfeto a pirita.Iron ore is extracted from rocks from which metal iron can be obtained economically. Iron is generally in the form of oxides such as amagnetite and hematite or as a carbonate, siderite, or in the form of sulfide to pyrite.

Hematita (Fe203)Hematite (Fe203)

Magnetita (Fe304)Magnetite (Fe304)

Siderita (FeC03)Siderite (FeC03)

Pirita (FeS2)Pyrite (FeS2)

O coque é obtido pelo processo de"coqueificação", que consiste, em princípio, no aquecimento a altastemperaturas, em câmaras hermeticamente (exceto para saída degases) fechadas, do carvão mineral. No aquecimento às temperaturasde coqueificação e na ausência de ar, as moléculas orgânicascomplexas que constituem o carvão mineral se dividem, produzindogases e compostos orgânicos sólidos e líquidos de baixo pesomolecular e um resíduo carbonáceo relativamente não volátil. Esteresíduo resultante é o "coque", que se apresenta como umasubstância porosa, celular, heterogênea, sob os pontos de vistaquímico e físico. A qualidade do coque depende muito do carvãomineral do qual se origina, principalmente do seu teor de impurezasele deve ter em media C. Fixo 75 -85% Enxofre 1,0% máximo. A suafunção no processo é de agente combustível, que irá gerar calor namicropelota após sua ignição, assim contribuindo para as reações desinterização; que somente ocorrem em presença de alta temperatura.Após preparadas as matérias primas sãoenviadas para um dos oito silos disponíveis para armazenamento edosagem.Coke is obtained by the "coking" process, which consists in principle of heating at high temperatures in hermetically sealed (except for degassed) chambers of coal. On heating at coking temperatures and in the absence of air, the complex organic molecules that make up the coal break down, producing low molecular weight solid and liquid organic gases and compounds and a relatively non-volatile carbonaceous residue. The resulting ester is coke, which is a porous, cellular, heterogeneous substance from the chemical and physical point of view. The quality of the coke depends very much on the mineral coal from which it originates, especially its impurity content and should be on average C. Fixed 75 -85% Sulfur 1.0% maximum. Its function in the process is a fuel agent, which will generate heat in the whole cell after ignition, thus contributing to the deinterization reactions; which only occur in the presence of high temperatures. After preparation the raw materials are sent to one of the eight silos available for storage and dosing.

De lá, são descarregadas por meio deguilhotinas pilotadas por sistema PLC, que conforme os pesosprogramados no set point do supervisorio controlam o carregamentoda carga a ser sinterizada, utilizando-se de células de cargalocalizadas na correia de transporte logo abaixo dos silos dearmazenamento.From there, they are discharged by means of PLC-piloted guillotines, which, according to the weights programmed in the supervisor's set point, control the loading of the load to be sintered, using cargo cells located on the conveyor belt just below the storage silos.

A correia transporta estes materiais até umelevador de canecas que os eleva até um piso superior onde estalocalizado o misturador planetário, responsável pela mistura ehomogeneização da massa a ser sinterizada.The belt conveys these materials to a tank lift that lifts them to a higher floor where the planetary mixer is located, responsible for mixing and homogenizing the mass to be sintered.

O misturador é um equipamento de construçãoreforçada, que utiliza um sistema de mistura obtida pela dupla rotaçãosimultânea das pás misturadoras, cujo movimento atinge o fundo dotanque, e pela rotação de uma pá periférica que devolve o material àspás misturadoras. Este sistema garante uma mistura homogênea paracompostos secos.The mixer is a reinforced construction equipment utilizing a mixing system obtained by the simultaneous double rotation of the mixing paddles, the movement of which reaches the bottom, and the rotation of a peripheral paddle that returns the material to the mixing paddles. This system ensures a homogeneous mixture for dry compounds.

Abaixo do misturador esta localizado o silo dedosagem, que é um ponto "pulmão" para o armazenamento edosagem da mistura a ser sinterizada, antes do processo depelotização. A dosagem é realizada por uma válvula rotativa,comanda por PLC e inversor de freqüência que dosa a entrada domaterial no pelotizador mantendo uma alimentação constante,uniforme e seguindo o ritmo de produção da esteira de sinterização.Below the mixer is located the finger silo, which is a "lung" point for the storage and dosing of the mixture to be sintered, prior to the depellotization process. Dosing is performed by a rotary valve, PLC controlled and frequency inverter that doses the material input into the pelletizer maintaining a constant, uniform feed and following the production rate of the sintering belt.

O pelotizador é um equipamento responsávelde promover a primeira agregação entre as partículas, através daformação de micro pelotas durante o rolamento da massa a sinterizarno interior do equipamento. Este agregamento é realizado pela adiçãocontrolada de umidade no pelotizador, que promove uma interaçãoentre as partículas fazendo pequenos bolos aglomerados, comcombustível inserido que se tornam quase auto redutores.The pelletizer is a device responsible for promoting the first aggregation between the particles by forming micro pellets during rolling of the mass to be sintered inside the equipment. This aggregation is accomplished by the controlled addition of moisture in the pelletizer, which promotes an interaction between the particles making small agglomerated, embedded fuel cakes that become almost self-reducing.

Depois de pelotizada a massa é enviadaatravés de correias transportadoras até o silo de abastecimento damaquina de sinterizar, silo este responsável pelo armazenamento damassa micropelotizada e da dosagem da massa e controle da alturada camada na maquina por meio de um rolo alimentador e alisadoresde camada.After pelletizing the mass is sent through conveyor belts to the sintering machine supply silo, this silo is responsible for the micropellotized bulk storage and dosing and control of the high layer in the machine by means of a feed roller and layer straighteners.

A máquina de sinterizar consiste num grandenúmero de grelhas móveis chamadas panelas, formando uma correiasem fim. As grelhas possuem vãos livres para a passagem do araspirado, são feitas de ferro fundido de alto teor de cromo e níquel, esão montadas sobre carrinhos com roletes deslizantes que corremsobre trilhos formando uma esteira contínua. O acionamento feito pormotores e redutores, que ligados a rodas dentadas, engrenam oscarros suporte de grelhas, com isso transmitindo o movimento.The sintering machine consists of a large number of movable grids called pans, forming an endless belt. The louvers have clearances for the passage of the trough, are made of high chrome and nickel cast iron, and are mounted on trolleys with sliding rollers that run on rails forming a continuous belt. The drive made by motors and reducers, which linked to sprockets, engage the grille support cars, thereby transmitting the movement.

Antes do enchimento das panelas com essamistura, sobre as grelhas é depositada uma camada de sinter(denominada de bedding), a fim de protegê-las durante o processo desinterização e evitar a perda de material por sucção. Após oenchimento total da panela, a mesma é posicionada sob a câmara ouforno de ignição, onde a superfície superior da mistura é devidamenteignitada, utilizando-se queimadores a gás - GLP.Before filling the pans with this mixture, a sinter layer (called bedding) is deposited on the racks to protect them during the deintering process and to prevent material loss by suction. After the pan has been completely filled, it is positioned under the ignition chamber, where the upper surface of the mixture is properly defined using LPG gas burners.

A câmara de ignição da mistura é dotada dequeimadores apropriados, devidamente instalados em umcompartimento metálico, revestido internamente de material refratário.A câmara garante uma ignição perfeita e uniforme de toda a camadasuperficial da mistura.The ignition chamber of the mixture is fitted with suitable burners, properly installed in a metal compartment, lined internally with refractory material. The chamber ensures a perfect and uniform ignition of the entire surface layer of the mixture.

O ar de processo é succionado através dacamada ignitada, pela parte inferior das panelas, ocorrendo asinterização progressiva de toda a mistura, no sentido de cima parabaixo.The process air is sucked through the ignited layer from the bottom of the pans, with progressive mixing of the entire mixture upwards and downwards.

O processo total de sinterização em cadapanela ocorre durante o período de transferência de posição damesma, sob a câmara de ignição, até o quebrador de sinter.The total process of sintering in the hood occurs during the period of position transfer from the ignition chamber to the sinter breaker.

Após o término do processo de sinterização, obolo é descarregado sobre o quebrador, que determina suagranulometria máxima.Upon completion of the sintering process, the core is discharged onto the breaker, which determines its maximum sizing.

O sinter quebrado é descarregado em umtransportador de correias, dotado de correias para altas temperaturas,que alimenta o sistema de resfriamento. Este sistema é responsávelpelo resfriamento do sinter previamente quebrado armazenagem até opróximo estagio que é o peneiramento primário e a britagem.The broken sinter is discharged into a high temperature belt conveyor that feeds the cooling system. This system is responsible for cooling the previously broken sinter storage to the next stage which is primary screening and crushing.

Depois de resfriado o material é retirado doresfriador por intermédio de uma calha vibratória e transportado porum sistema de correias transportadoras.After cooling the material is removed from the cooler by means of a vibrating rail and conveyed by a conveyor belt system.

Sob este sistema, está locada a estação depeneiramento, onde serão retirados os finos de retorno de primeiropeneiramento.Under this system, the screening station is located, where the first screening return fines will be removed.

Depois de peneirado o sinter passa por umbritador de rolo excêntrico que o coloca em sua granulometria idealpara o uso nos processos de refino secundário, podendo variar de 2,0mm a 25,00 mm ou normalmente entre 5,0 mm a 25,00mm.After sieving, the sinter passes through an eccentric roll breaker that puts it in its ideal grain size for use in secondary refining processes, ranging from 2.0mm to 25.00mm or typically 5.0mm to 25.00mm.

Em seguida o produto da britagem énovamente transportado por um sistema de correias transportadorasate a estação de peneiramento secundário onde são separados osinter produto, bedding e finos de retorno pós britagem; sendo entãoarmazenados em silos próprios para cada produto e subproduto.Then the crushing product is again conveyed by a conveyor belt system to the secondary screening station where the product, bedding and post crushing return fines are separated; They are then stored in their own silos for each product and by-product.

De lá a escória sintética sinterizadadesfosforante é então envasada em big bags de ráfia e enviados asusinas consumidoras.From there the phosphorous sintered synthetic slag is then packaged in raffia big bags and sent to the consuming consumers.

Não se tem conhecimento de nenhum processode utilização de escórias sintéticas desfosforantes, na desfosforaçãode gusa no alto forno e na desfosforação de aços via forno elétrico aarco e a fabricação das respectivas escórias que reúnaconjuntamente, todas as características construtivas e funcionaisacima relatadas, e que diretamente ou indiretamente, é ou foi tãoefetivo quanto o processo objeto da presente patente.It is not known of any process of using dephosphorous synthetic slag, blast furnace dephosphorization and steel dephosphorization by the electric arc furnace and the manufacture of the respective slag that together, all the above reported constructive and functional characteristics, and that directly or indirectly , is or was as effective as the process object of the present patent.

Tendo sido descrita e ilustrada a presenteinvenção, é para ser compreendido que a mesma pode sofrerinúmeras modificações e variações em sua forma de realização,desde que tais modificações e variações não se afastem a partir doespírito e escopo da invenção, tal como definidos nas reivindicaçõesanexas.Having described and illustrated the present invention, it is to be understood that it may undergo numerous modifications and variations in its embodiment, provided that such modifications and variations do not depart from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims

1. - "SYNTHESIZED SYNTHESTIC SLAGS", characterized in that the typical composition is defined between the following levels: <table> table see original document page 15 </column> </row> <table>

2. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC FRAMEWORK PROCESS", characterized by the fact that it starts with the preparation of the raw materials for the process, a very sensitive process compared to the iron ore sintering, since they are being sintered with high melting point and which require special control techniques, where they must first follow the particle size composition of the materials according to the table below, where they are prepared by sieving or grinding, having a particle size distribution between: <table> table see original document page 15 </column> </row> <table>

3. - "PROCESS FOR USING DEFOSTERING SYNTHETIC SYNTHESIS", characterized by the fact that, among the main raw materials for the manufacture of dephosphorous sintered slag, limestone, limestone, fluorite, iron ore and coke ;

4. - "PROCESS FOR USING SYNTHESIZED SYNTHESIZED DEFORESTATION SYNTHESIS", characterized by the fact that calcite limestone is a rock constituted mostly by calcium carbonate (CaC03), widely distributed in the earth's crust, where its deposits originate from precipitation of carbonate. calcium dissolved in water or by the accumulation of calcium microorganisms and that nanature is in the form of calcite and aragonite, where this material is added to the cargo as the main supplier of decalcium oxide in the process through chemical reactions, so that such reactions come from Calcination, which is the process of heating a substance at high temperatures without, however, reaching its melting point, in order to achieve its chemical decomposition and consequent elimination of volatile products, which facilitates the reactions between the metal and the slag layer, being the reaction this process described below: CaC0 3 + Heat —► CaO + C02

5. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCREENING PROCESS", characterized by the fact that dolomitic limestone is a rock composed of a large part of magnesium carbonate (MgC03), where its deposits originate from the precipitation of dissolved magnesium carbonate in salt water, where In nature it is in the form of dolomite, which is added to the filler as the main supplier of magnesium oxide in the process through chemical reactions, where such reactions come from Calcination, which is the process of heating a substance at high temperatures, without, however, reach its melting point in order to achieve its chemical composition and consequent elimination of volatile products; which facilitates the reactions between the metal and the powder coating layer, the reaction of this process being described below: MgC03 + Heat —► MgO + C02

6. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC FRAMEWORK PROCESS", characterized by the fact that Calcium Fluoride is usually found in the form of fluorite with formula CaF2) and is the main source of fluorine, with fluorine constituting about 50% of its content. approximately 40 to 50% Ca and the remainder of the predominantly Si02 composition, so that with a density of 3.0 to 3.25 it has a vitreous luster, a hardness of 4.0 at the mosh and a melting point of 1392 ° C, having hexoctahedral-class isometric crystallography and being used directly as a metallurgical source, so that in the case of desulphurizing slag it is used to provide slag fluidization, thereby lowering its melting point and improving reactions in the metal slag interface;

7.- "PROCESS FOR USING SYNTHESIZED DEFOSTERING SYNTHETIC SCRAP", characterized in that the iron ore is extracted from rocks from which it can be obtained economically viable metal, where the iron is usually in the form of oxides, such as magnetite and hematite or as a carbonate, siderite, or in the form of pyrite sulfide Hematite (Fe203) Magnetite (Fe304) Siderite (FeC03) Pyrite (FeS2)

8. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized in that the coke is obtained by the "coking" process, which consists, in principle, of heating at high temperatures, in hermetically sealed chambers where, upon heating at coking temperatures and in the absence of air, the complex organic molecules that make up the coal divide, producing solid and liquid low-molecular gases and organic compounds and a relatively non-volatile carbonaceous residue, this resulting residue is "coke", which appears as a porous, cellular, heterogeneous substance from the chemical and physical point of view, so that the quality of the coke depends largely on the mineral coal from which it originates, especially on its impurity content. C Fixed 75 ~ 85% Sulfur 1.0% maximum, the purpose of which is to be a combustion agent. which will generate heat in the micropellet upon ignition, thus contributing to sintering reactions; that only occur in the presence of high temperature;

9. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized by the fact that, after preparing the raw materials, they are sent to one of the eight storage and storage silos, where they are discharged by means of guillotines. the supervised noset point weights control the loading of the sintered load using load cells located on the conveyor belt just below the storage silos, where the conveyor carries these materials to a tank lift that lifts them to an upper floor where the planetary mixer is located, responsible for mixing and homogenizing the mass to be sintered;

10. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized by the fact that the mixer is a reinforced construction equipment, which uses a mixing system obtained by the simultaneous rotation of the mixing paddles, whose movement reaches the bottom of the tank, and by the rotation of a mixer. Peripheral shovel which returns the material to the mixing paddles, which is a homogeneous mixture for dry compounds and below the blender is the dosing silo, which is a "lung" point for the storage and dosing of the sintered mixture prior to the sintering process. Pelletizing, being the dosage performed by a rotary valve, controlled by PLC and frequency inverter that doses the input of the material in the pelletizer maintaining a constant, uniform feeding and following the production rate of the sintering mat;

11. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized by the fact that the pelletizer is an equipment responsible for promoting the first aggregation between the particles, through the formation of micro pellets during the rolling of the sintering mass inside the equipment, where this aggregation This is accomplished by the controlled addition of moisture in the pelletizer, which promotes an interaction between the particles by making small cake agglomerates with inserted fuel that become almost self-reducing, and after pelletizing the mass is sent through conveyor belts to the sintering machine's silo, the silo is responsible for the micropellotized damascus storage and mass dosing and control of the high layer in the machine by means of a feed roller and layer straighteners;

12. - "DEFROSTING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized by the fact that the sintering machine consists of a large number of movable grilles called pans, forming an end belt, and the grids have free spans for the intake of air. cast iron with high chromium nickel content, and are mounted on sliding roller trolleys that run on rails forming a continuous track, so that the drive is made by motors and reducers, which connected to toothed wheels, engage the grate support cars;

13. "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized by the fact that prior to filling the pans with the mixture, a sinter layer (called bedding) is deposited on the grids to protect them during the deintering process. and avoid loss of material by suction, where after the pan is completely filled, it is positioned under the ignition chamber, where the upper surface of the mixture is properly defined, using LPG gas burners, and the ignition chamber of the mixture with appropriate burners, properly installed in a metal compartment, lined internally with refractory material, so that this chamber guarantees a perfect and uniform ignition of the entire surface layer of the mixture;

14. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized in that the process air is suctioned through the ignited layer, through the bottom of the pots, with progressive mixing of the whole mixture upwards and downwards, so that the The total sintering process in a trap occurs during the transfer of the same position under the ignition chamber to the sinter breaker. After the sintering process is completed, the cake is discharged onto the breaker, which determines its maximum particle size. the broken sinter is unloaded into a high temperature belt conveyor that feeds the cooling system, which system is responsible for pre-broken sinter cooling storage to the next stage which is primary screening and crushing;

15. - "DEFOSTERING SYNTHESIZED SYNTHETIC SCRAPPING PROCESS", characterized in that after cooling the material is removed from the cooler by means of a vibrating chute and conveyed by a conveyor belt system; Under this system, the sieving station is located, where the fines of the first sieving will be removed; After sieving the sinter passes through an eccentric roll breaker which puts it in its ideal grain size for use in secondary refining processes, ranging from 2.0mm to 25.00mm or typically 5.0mm to 25.00mm, from then the crushing product is then conveyed again by a conveyor belt system to the secondary screening station where the sinter product, bedding and post crushing return fines are separated; They are then stored in their own silos for each product and by-product, and from there the dephosphorized sintered synthetic slag is then packed in raffia bigbags and sent to the consuming mills.