BRPI0908190B1 - Iron ore pellet production method - Google Patents
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Description
“MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE PELOTA DE MINÉRIO DE FERRO" CAMPO DA TÉCNICA A presente invenção refere-se a uma técnica destinada à produção de uma pelota de minério de ferro usada, por exemplo, como matéria prima em um alto forno, sendo que a técnica emprega um sistema de fornalha de grelha.FIELD OF THE TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for producing an iron ore pellet used, for example, as a raw material in a blast furnace, the technique being employs a grill furnace system.
TÉCNICA ANTERIORPREVIOUS TECHNIQUE
Os estágios de produção de pelotas de minério de ferro incluem um estágio de secagem, um estágio de desidratação, um estágio de pré-aquecimento, um estágio de cozimento, e um estágio de resfriamento. No que diz respeito a um aparelho do sistema de fornalha de grelha para produção de pelotas de minério de ferro (daqui por diante simplesmente denominado “aparelho para cozimento do sistema de fornalha de grelha”), em que o aparelho é usado para a execução destes estágios de produção, há um aparelho cuja seção longitudinal encontra-se ilustrada na Figura 4. Como ilustra a Figura 4, o aparelho do de cozimento do sistema de fornalha de grelha inclui um forno de grelha 1, uma fornalha rotativa (daqui por diante simplesmente denominado “fornalha”) 9, e um resfriador anular 11.Iron ore pellet production stages include a drying stage, a dehydration stage, a preheat stage, a cooking stage, and a cooling stage. With regard to an iron ore pellet grate furnace system apparatus (hereinafter simply referred to as the "grate furnace system cooking apparatus"), the apparatus is used for the execution of these In the production stages, there is an appliance whose longitudinal section is illustrated in Figure 4. As illustrated in Figure 4, the grill oven cooking appliance includes a grill oven 1, a rotary oven (hereinafter simply “furnace”) 9, and an annular cooler 11.
No forno de grelha 1, enquanto uma grelha móvel (daqui por diante simplesmente denominada “grelha”) 2, as quais têm uma configuração sem fim, move em sequência as pelotas cruas GP dispostas sobre a grelha 2 através de uma câmara de secagem 3, uma câmara de desidratação 4, e uma câmara de pré-aquecimento 5 na direção longitudinal de tais câmaras, as pelotas cruas GP são submetidas à secagem, desidratação e pré-aquecimento através de um fluxo descendente de um gás de aquecimento para que sejam transformadas em pelotas (pelotas pré-aquecidas) dotadas de resistência suficiente para suportar a rotação na fornalha 9.In the grid oven 1, while a movable grid (hereinafter simply referred to as the "grid") 2, which have an endless configuration, moves the raw pellets GP arranged on the grid 2 through a drying chamber 3 in sequence. a dewatering chamber 4, and a preheating chamber 5 in the longitudinal direction of such chambers, the raw GP pellets are subjected to drying, dehydration and preheating by a downward flow of a heating gas to be transformed into pellets (preheated pellets) with sufficient strength to withstand rotation in the furnace 9.
As pelotas cruas GP são preparadas misturando-se o minério de ferro, que atua como matéria principal, com calcário, dolomita e outros do gênero, que atuam como materiais auxiliares, e posteriormente misturados com água, sendo então peletizadas.GP raw pellets are prepared by mixing iron ore, which acts as the main material, with limestone, dolomite and the like, which act as auxiliary materials, and then mixed with water, which is then pelletized.
Na câmara de secagem 3, as pelotas cruas GP com teor de água de aproximadamente 8 a 9 % da massa são submetidas à secagem em uma temperatura ambiente de cerca de 250°C. Em seguida, na câmara de desidratação 4, a temperatura das pelotas cruas secas é majorada para cerca de 450°C, de modo que a água associada ao minério de ferro é preponderantemente separada e removida. Além disso, na câmara de pré-aquecimento, a temperatura das pelotas é majorada até cerca de 1100°C, de modo que o carbonato contido no calcário, dolomita e outros do gênero, é decomposto, o C02 é removido e a magnetita no minério de ferro é oxidada. Com a execução destes estágios, preparam-se pelotas pré-aquecidas com resistência suficiente para suportar a rotação na fornalha 9. Em consequência disso, é possível intensificar a produtividade do aparelho de cozimento do sistema de fornalha de grelha. A fornalha rotativa 9, que está diretamente conectada ao forno de grelha 1, é uma fornalha rotativa cilíndrica posicionada de modo a permitir sua inclinação. Na fornalha rotativa 9, as pelotas que foram submetidas à secagem, desidratação e pré-aquecimento e foram introduzidas na fornalha rotativa 9 através da câmara de pré-aquecimento 5 do forno de grelha 1 são cozidas pela combustão com um queimador de fornalha 10 instalado na lateral de entrada da fornalha rotativa 9. Além disso, a fornalha rotativa 9 é configurada para alimentar um gás de exaustão de combustão de alta temperatura proveniente do cozimento das pelotas na câmara de pré-aquecimento 5, onde o gás atua como gás de aquecimento. Até a presente data, o combustível, por exemplo, moinha de carvão ou gás do forno de coque, é ventilado no interior da fornalha rotativa 9 e submetido à combustão junto com o ar para combustão com o queimador da fornalha 10.In drying chamber 3, GP raw pellets with water content of approximately 8 to 9% by mass are dried at an ambient temperature of about 250 ° C. Then, in the dehydration chamber 4, the temperature of the dried raw pellets is increased to about 450 ° C, so that the water associated with the iron ore is predominantly separated and removed. In addition, in the preheating chamber, the temperature of the pellets is increased to about 1100 ° C, so that carbonate contained in limestone, dolomite and the like is decomposed, CO2 is removed and magnetite in ore. Iron is oxidized. By performing these stages, preheated pellets of sufficient strength to withstand rotation in the furnace 9 are prepared. As a result, it is possible to increase the productivity of the grate furnace system cooking apparatus. The rotary furnace 9, which is directly connected to the grill oven 1, is a cylindrical rotary furnace positioned to allow its inclination. In rotary furnace 9, pellets which have been dried, dehydrated and preheated and introduced into rotary furnace 9 through preheating chamber 5 of grate oven 1 are fired by combustion with a furnace burner 10 installed in the furnace. Inlet side of the rotary furnace 9. In addition, the rotary furnace 9 is configured to supply a high temperature combustion exhaust gas from the pellet cooking in the preheating chamber 5, where the gas acts as the heating gas. To date, the fuel, for example coal or coke oven gas, is vented within the rotary furnace 9 and combusted with the combustion air with the furnace burner 10.
Na câmara de pré-aquecimento 5 são fornecidos queimadores da câmara de pré-aquecimento 21, que atuam como um meio de aumento da temperatura do gás de exaustão da combustão da fornalha 21 para aumentar a temperatura do gás de exaustão da combustão da fornalha. O gás do forno de coque (daqui por diante denominado “GFC”) ou moinha de carvão é usado como combustível para os queimadores da câmara de pré-aquecimento 21. Tal GFC ou moinha de carvão é submetido à combustão na câmara de pré-aquecimento 5 com o oxigênio remanescente no gás de exaustão da combustão da fornalha para majorar a temperatura desse último. Como consequência, é possível aumentar a resistência das pelotas pré-aquecidas (daqui por diante denominadas “pelotas pré-aquecidas”) e suprimir a geração de nacos da fornalha (moinha de pelotas na forma de pedras aderidas à superfície da parede interna de tijolos de uma fornalha), os quais conferem Instabilidade à operação, na fornalha rotativa 9 (consulte as Literaturas de Patente 1 e 2). O símbolo de referência 16 denota um grupo de caixa de vento para a câmara de desidratação. O espaço sob a grelha 2 é seccionado em uma pluralidade de câmaras na direção de deslocamento das pelotas. Essas câmaras são denominadas caixas de vento. Ou seja, o grupo de caixas de vento 16 para a câmara de desidratação inclui uma pluralidade de caixas de vento. Por exemplo, cinco caixas de vento são dispostas linearmente na direção longitudinal da câmara de desidratação 4 (na direção do deslocamento das pelotas). O símbolo de referência 17 denota um ventilador de sucção para a câmara de desidratação. O ventilador de sucção 17 inclui um abafador do ventilador (omitido na figura) para ajustar o volume do fluxo de sucção (o volume do fluxo descendente). O ventilador de sucção 17 é configurado para guiar o gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A até a câmara de desidratação 4, assumindo o gás de exaustão A a função de gás de aquecimento; aspirar esse gás de aquecimento A descendentemente através de uma camada de pelota sobre a grelha 2 e grupo de caixa de vento 16; e alimentar a câmara de secagem 3 com esse gás de aquecimento A. A técnica de controle da temperatura ambiente da câmara de pré-aquecimento com os queimadores da câmara de pré-aquecimento 21 instalados é bastante eficaz em termos de aumento da resistência das pelotas pré-aquecidas, quando a taxa de produção das pelotas é constante e o teor de água associado das pelotas cruas GP também é constante.In the preheating chamber 5 are provided burners of the preheating chamber 21, which act as a means of increasing the temperature of the furnace combustion exhaust gas 21 to increase the temperature of the furnace combustion exhaust gas. Coke oven gas (hereinafter referred to as “GFC”) or coal mill is used as fuel for preheating chamber burners 21. Such GFC or coal mill is combusted in the preheating chamber 5 with the oxygen remaining in the furnace combustion exhaust gas to increase the furnace combustion temperature. As a result, it is possible to increase the strength of preheated pellets (hereinafter referred to as “preheated pellets”) and to suppress the generation of furnace chunks (pellet mill in the form of stones adhered to the surface of the inner brick wall. furnace), which give instability to the operation in the rotary furnace 9 (see Patent Literatures 1 and 2). Reference symbol 16 denotes a windbox group for the dewatering chamber. The space under the grid 2 is sectioned into a plurality of chambers in the direction of pellet travel. These chambers are called windboxes. That is, the windbox group 16 for the dewatering chamber includes a plurality of windboxes. For example, five windboxes are arranged linearly in the longitudinal direction of dehydration chamber 4 (in the direction of pellet travel). Reference symbol 17 denotes a suction blower for the dewatering chamber. The suction fan 17 includes a fan damper (omitted in the figure) for adjusting the suction flow volume (the downflow volume). The suction fan 17 is configured to guide the exhaust gas from the preheating chamber A to the dewatering chamber 4, the exhaust gas A assuming the heating gas function; sucking that heating gas A downwardly through a layer of pellet over the grid 2 and windbox group 16; and feeding the drying chamber 3 with this heating gas A. The ambient temperature control technique of the preheating chamber with the preheating chamber burners 21 installed is quite effective in terms of increasing the pre-pellet strength. -heated, when the pellet production rate is constant and the associated water content of the raw GP pellets is also constant.
Para lidar com a crescente demanda de aço dos últimos anos, há necessidade de se aumentar ainda mais a produção de pelotas. Ademais, com a degradação da matéria do minério de ferro nos últimos anos, tem havido ainda uma demanda pelo aumento da proporção elevada de água associada-minério misturado às pelotas. No entanto, para satisfazer essas demandas, quando a taxa de produção de pelotas é simplesmente aumentada ou o teor da água associada às pelotas cruas GP é simplesmente aumentado, ao mesmo tempo em que se mantém a taxa de produção de pelotas, no caso de se executar a operação enquanto a temperatura ambiente na câmara de desidratação 4 é mantida como nas técnicas existentes, a água associada não é separada ou removida das pelotas de forma satisfatória (em particular, pelotas na camada mais inferior) na câmara de desidratação 4. Desse modo, as pelotas onde subsiste a água associada são alimentadas à câmara de pré-aquecimento 5, tendo essa uma temperatura mais alta que a câmara de desidratação 4. Em consequência disso, a rápida separação da água combinada na câmara de pré-aquecimento 5 induz à explosão das pelotas. O pó gerado pela explosão degrada a ventilação da camada de pelota, o que dificulta o aquecimento uniforme da camada de pelota. Desse modo, por exemplo, a perda de pressão da camada de pelota é maior e a operação torna-se instável. Ademais, diminui a resistência das pelotas pré-aquecidas. Como consequência, o pó gerado na câmara de pré-aquecimento 5 é conduzido à fornalha 9, e as pelotas pré-aquecidas com baixa resistência produzem pó pela rotação na fornalha 9. Desse modo, nacos da fornalha 9 são formados e a operação é impedida de prosseguir. Consequentemente, até o presente momento, não há opções outras, a não ser a redução da taxa de produção de pelotas.To cope with the increasing demand for steel in recent years, pellet production needs to be further increased. Moreover, with the degradation of iron ore matter in recent years, there has also been a demand for increasing the high proportion of ore-associated water mixed with pellets. However, to meet these demands, when the pellet production rate is simply increased or the water content associated with GP raw pellets is simply increased, while the pellet production rate is maintained, if perform the operation while the ambient temperature in the dewatering chamber 4 is maintained as in the existing techniques, the associated water is not satisfactorily separated or removed from the pellets (in particular lower pellets) in the dewatering chamber 4. Thus , the pellets in which the associated water remains are fed to the preheating chamber 5, which has a higher temperature than the dehydration chamber 4. As a result, the rapid separation of the combined water in the preheating chamber 5 induces the pellet explosion. The dust generated by the explosion degrades the ventilation of the pellet layer, which makes it difficult to evenly heat the pellet layer. Thus, for example, the pressure loss of the pellet layer is greater and the operation becomes unstable. In addition, the resistance of the preheated pellets decreases. As a result, the dust generated in the preheating chamber 5 is fed to the furnace 9, and the low strength preheated pellets produce dust by spinning in the furnace 9. In this way, furnace 9 loops are formed and operation is prevented. to go on. Accordingly, to date, there are no options other than a reduction in the rate of pellet production.
Quando se aumenta a taxa de produção de pelotas ou quando se aumenta a proporção elevada de água associada-minério misturada às pelotas, a quantidade de água associada remanescente na saída da câmara de desidratação 4 pode ser reduzida aumentando-se a quantidade de combustível ventilado a partir dos queimadores da câmara de pré-aquecimento 21 no interior da câmara de pré-aquecimento 5 para aumentar a temperatura do gás do ambiente na câmara de pré-aquecimento 5, de modo que há um aumento da temperatura do gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A e da temperatura do ambiente na câmara de desidratação 4. Contudo, o uso de queimadores da câmara de pré-aquecimento 21 aumenta a temperatura do gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A, quando comparado aos casos onde queimadores da câmara de pré-aquecimento 21 não são usados. Portanto, é complexo aumentar a temperatura do gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A a partir da temperatura da corrente devido à constrição da temperatu- ra de resistência térmica da grelha 2 formada de metal. Mesmo que o material da grelha 2 seja aprimorado e haja aumento da temperatura de resistência térmica da grelha 2, ocorre um aumento do custo do equipamento e do custo de manutenção. Quando a temperatura do ambiente na câmara de desidratação 4 é simplesmente aumentada, em particular, no caso em que a produção de pelotas é aumentada, a câmara de desidratação 4 é alimentada com as pelotas cruas GP, enquanto a água aderida às pelotas cruas GP (em particular, as pelotas na porção da camada mais inferior) não é removida de forma satisfatória na câmara de desidratação 3. Sendo assim, a água de adesão evapora rapidamente devido à elevada temperatura do ambiente na câmara de desidratação 4, quando comparado às técnicas existentes, havendo propensão à ocorrência de explosões, o que é problemático.When the pellet production rate is increased or when the high proportion of ore-associated water mixed with the pellets is increased, the amount of associated water remaining at the outlet of the dehydration chamber 4 may be reduced by increasing the amount of vented fuel to from the preheating chamber 21 burners within the preheating chamber 5 to increase the ambient gas temperature in the preheating chamber 5, so that the exhaust gas preheating A and ambient temperature in the dewatering chamber 4. However, the use of preheating chamber 21 burners increases the temperature of the preheating chamber A exhaust gas when compared to cases where preheating chamber 21 are not used. Therefore, it is complex to increase the exhaust gas temperature of the preheating chamber A from the stream temperature due to the constriction of the heat resistance temperature of the metal-formed grid 2. Even if the grid material 2 is improved and the thermal resistance temperature of grid 2 increases, the equipment cost and the maintenance cost increase. When the ambient temperature in the dewatering chamber 4 is simply increased, in particular where pellet production is increased, the dehydration chamber 4 is fed with the raw GP pellets, while water adhered to the raw GP pellets ( in particular, the pellets in the lower layer portion) are not satisfactorily removed in the dehydration chamber 3. Thus, the adhesion water evaporates rapidly due to the high ambient temperature in the dehydration chamber 4 when compared to existing techniques , with a propensity for explosions to occur, which is problematic.
Portanto, em tais circunstâncias, a demanda pelo aumento da produção de pelotas e a demanda pelo aumento da proporção elevada de água associada-minério misturada às pelotas não são atendidas de forma suficiente.Therefore, in such circumstances, the demand for increased pellet production and the demand for increasing the high proportion of ore-associated water mixed with the pellets is not sufficiently met.
Literatura de Patente 1: Publicação do Pedido de Patente Não Examinada do Japão N° 11-325740.Patent Literature 1: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-325740.
Literatura de Patente 2: Publicação do Pedido de Patente Não Examinada do Japão N° 2005-60762.Patent Literature 2: Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-60762.
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
PROBLEMA TÉCNICOTECHNICAL PROBLEM
Portanto, um dos objetivos da invenção é fornecer um método de produção de pelota onde haja garantia do aumento da produção de pelotas e do aumento da proporção elevada da mistura de água combinada-minério.Therefore, it is an object of the invention to provide a pellet production method where there is a guarantee of increased pellet production and increased high proportion of the combined water-ore mixture.
Solução do Problema A presente invenção fornece um método para a produção de uma pelota de minério de ferro de acordo com um sistema de fornalha de grelha, sendo que o método inclui aquecer sequencialmente uma pelota de minério de ferro em uma câmara de secagem, uma câmara de desidratação e uma câmara de pré-aquecimento, enquanto a pelota de minério de ferro está sendo movida com uma grelha móvel; e subsequentemente cozer a pelota de minério de ferro com uma fornalha rotativa que inclui uma queimador da fornalha, em que o combustível gasoso é ventilado em uma câmara de desidratação através de uma pluralidade de queimadores instalados em uma faixa que abrange desde uma posição correspondente a 1/3 de todo o comprimento da câmara de desidratação até uma posição correspondente a 0,98 vezes o comprimento total da câmara de desidratação em relação a uma entrada da câmara de desidratação, sendo que a entrada atua como um ponto a partir do qual todo o comprimento é medido; e o combustível gasoso é queimado com o oxigênio remanescente no gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento introduzido no interior da câmara de desidratação, de modo a aumentar a temperatura do ambiente da câmara de desidratação, à exceção de uma região nas proximidades da entrada da câmara de desidratação. É preferencial que a direção de ventilação do combustível gasoso seja substancialmente ortogonal à direção em que o gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento é introduzido na câmara de desidratação. É preferencial que o combustível gasoso seja um gás do forno de coque, gás natural, gás de petróleo ou uma mistura gasosa de dois ou mais gases entre um gás do forno de coque, gás natural e gás de petróleo.Solution of the Problem The present invention provides a method for producing an iron ore pellet according to a grate furnace system, which method includes sequentially heating an iron ore pellet in a drying chamber, a chamber dehydration and a preheating chamber while the iron ore pellet is being moved with a movable grate; and subsequently baking the iron ore pellet with a rotary furnace including a furnace burner, wherein the gaseous fuel is vented into a dehydration chamber through a plurality of burners installed in a range spanning from a position corresponding to 1. / 3 of the entire length of the dehydration chamber to a position corresponding to 0,98 times the total length of the dehydration chamber with respect to an inlet of the dehydration chamber, the inlet acting as a point from which all length is measured; and the gaseous fuel is flared with the remaining oxygen in the preheat chamber exhaust gas introduced into the dehydration chamber to increase the ambient temperature of the dehydration chamber, except for a region near the inlet. of the dehydration chamber. It is preferred that the vent direction of the gaseous fuel is substantially orthogonal to the direction in which the preheat chamber exhaust gas is introduced into the dehydration chamber. It is preferred that the gaseous fuel be a coke oven gas, natural gas, petroleum gas or a gas mixture of two or more gases between a coke oven gas, natural gas and petroleum gas.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃOADVANTABLE EFFECTS OF THE INVENTION
De acordo com a presente invenção, o combustível gasoso é ventilado em uma câmara de desidratação através de uma pluralidade de queimadores instalados de modo a evitar uma zona pré-determinada que começa com a entrada da câmara de desidratação. Desse modo, ocorre um aumento da temperatura do ambiente da câmara de desidratação, somente além da zona pré-determinada. Como consequência, mesmo quando as pelotas nas quais subsiste a água de adesão são conduzidas para o interior da câmara de desidratação, é possível suprimir a ocorrência de explosão na câmara de desidratação. Além disso, pelo fato de a água associada ser separada e removida de forma satisfatória na câmara de desidratação, a ocorrência de explosão na câmara de pré-aquecimento também pode ser suprimida.In accordance with the present invention, the gaseous fuel is vented into a dehydration chamber through a plurality of burners installed to prevent a predetermined zone beginning with the entry of the dehydration chamber. Thus, there is an increase in the ambient temperature of the dehydration chamber, just beyond the predetermined zone. As a result, even when pellets in which the adhesion water remains are driven into the dehydration chamber, it is possible to suppress the occurrence of explosion in the dehydration chamber. In addition, because the associated water is satisfactorily separated and removed in the dehydration chamber, the occurrence of explosion in the preheat chamber may also be suppressed.
Portanto, de acordo com a presente invenção, é possível obter a garantia de aumento da produção de pelotas ou de aumento na proporção de uma mistura elevada de água combinada-minério.Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain the guarantee of increased pellet production or increased proportion of a high combined water-ore mixture.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS (Figura 1) A Figura 1 é uma vista em seção longitudinal de um exemplo de um aparelho do sistema de fornalha de grela para produção de pelotas de minério de ferro de acordo com uma modalidade da presente invenção. (Figura 2) A Figura 2 é uma vista plana que ilustra uma porção principal do aparelho do sistema de fornalha de grelha para produção de pelotas de minério de ferro ilustrado na Figura 1. (Figura 3) A Figura 3 é uma vista em seção transversal que ilustra uma câmara de desidratação na Figura 2. (Figura 4) A Figura 4 é uma vista em seção longitudinal de um aparelho do sistema de fornalha de grelha que produz pelotas de minério de ferro.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (Figure 1) Figure 1 is a longitudinal sectional view of an example of an iron ore pellet grate furnace system apparatus according to one embodiment of the present invention. (Figure 2) Figure 2 is a plan view showing a major portion of the iron ore pellet grate furnace system apparatus shown in Figure 1. (Figure 3) Figure 3 is a cross-sectional view illustrating a dehydration chamber in Figure 2. (Figure 4) Figure 4 is a longitudinal sectional view of an apparatus of the grate furnace system producing iron ore pellets.
Lista dos Símbolos de Referência: 1 fornalha de grelha 2 grelha móvel 3 câmara de secagem 4 câmara de desidratação 4a parede do teto da câmara de desidratação 4b entrada da câmara de desidratação 4c saída da câmara de desidratação 5 câmara de pré-aquecimento 9 fornalha rotativa 10 queimador da fornalha 11 resfriador anular 16 grupo de caixa de vento para a câmara de desidratação 17 ventilador de sucção para a câmara de desidratação 21 queimador da câmara de pré-aquecimento 31 queimador da câmara de desidratação A gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento (gás de aquecimento) GP pelotas cruas DESCRIÇÃO DAS MODALIDADESList of Reference Symbols: 1 grate furnace 2 movable grate 3 drying chamber 4 dehydration chamber 4a dehydration chamber ceiling wall 4b dehydration chamber inlet 4c dehydration chamber outlet 5 preheating chamber 9 rotary furnace 10 furnace burner 11 annular cooler 16 windbox group for dehydration chamber 17 suction fan for dehydration chamber 21 preheating chamber burner 31 dehydration chamber burner Exhaust chamber exhaust gas heating (heating gas) GP raw pellets MODE DESCRIPTION
Daqui por diante, será descrita em detalhes uma modalidade da presente invenção em alusão aos desenhos. (Modalidade) A Figura 1 ilustra um exemplo de um aparelho do sistema de fornalha de grelha para a produção de pelotas de minério de ferro de acordo com uma modalidade da presente invenção. Este aparelho para a produção de pelotas de minério de ferro tem uma configuração idêntica à configuração do aparelho existente ilustrado na Figura 4, salvo pelo fato de os queimadores estarem adicionalmente instalados na câmara de desidratação. Consequentemente, componentes semelhantes são denotados com o mesmo número de referência da Figura 4, omitindo-se suas descrições, e descrevendo-se a característica diferencial.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail in reference to the drawings. (Modality) Figure 1 illustrates an example of a grid furnace system apparatus for producing iron ore pellets according to one embodiment of the present invention. This iron ore pellet production apparatus has a configuration identical to the existing apparatus configuration shown in Figure 4, except that the burners are additionally installed in the dewatering chamber. Accordingly, similar components are denoted with the same reference numeral of Figure 4, omitting their descriptions, and describing the differential feature.
Conforme ilustrado nas Figuras 1 a 3, para aumentar a temperatura do gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A, uma pluralidade de queimadores (doravante também mencionados como “queimadores da câmara de desidratação”) 31 são instalados na câmara de desidratação 4, para ventilar o combustível gasoso, como o GFC, na câmara de desidratação 4. O combustível gasoso, em lugar da moinha de carvão, é empregado como combustível para os queimadores da câmara de desidratação 31. Isto se deve ao fato de o gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento A ventilado no interior da câmara de desidratação 4 ter uma baixa temperatura de cerca de 40° a 450° e, portanto, a combustão da moinha de carvão não prossegue na ausência de uma fonte de ignição. Em contrapartida, a combustão do combustível gasoso prossegue espontaneamente sem uma fonte de ignição. Além disso, conforme descrito abaixo, quando os queimadores da câmara de desidratação 31 são instalados em uma parede do teto 4a e os queimadores da moinha de carvão 31 são usados, as chamas do queimador são longas. Portando, as pelotas na superfície superior da camada de pelota são super aquecidas e há propensão à ocorrência de explosão. Em vista disso, é usado o combustível gasoso, que fornece chamas curtas de queimador. A pluralidade de queimadores 31 é instalada na faixa que varia de uma posição correspondente à (1/3) L até uma posição correspondente a 0,98L (L representa o comprimento total da câmara de desidratação) em relação à entrada da câmara de desidratação 4b que serve como um ponto de partida de L. A razão para isso é relatada adiante. Quando os queimadores 31 são instalados em posições correspondentes a menos de (1/3) L em relação à entrada da câmara de desidratação 4b com função de ponto de partida, a temperatura do ambiente próximo à parede da entrada da câmara de desidratação é aumentada. Assim, quando as pelotas não estão suficientemente secas na câmara de desidratação 3, e as pelotas onde subsiste a água de adesão são conduzidas para o interior da câmara de desidratação 4, há tendência de ocorrer explosão. Quando os queimadores 31 são instalados em posições que correspondem a mais de 0,98L em relação à entrada da câmara de desidratação 4b, que tem a função de ponto de partida (ou seja, em posições correspondentes a menos de 0,02L em relação à saída da câmara de desidratação 4c que atua como ponto de partida), os queimadores 31 estão suficientemente próximos a uma parede de separação na saída da câmara de desidratação 4c. Sendo assim, o calor de radiação das chamas provenientes do queimador tende a danificar o refratário da parede de separação. A pluralidade de queimadores 31 é preferencialmente instalada na faixa que abrange uma posição correspondente a (1/2)L até uma posição correspondente a 0,95L, servindo a entrada da câmara de desidratação 4b como ponto de partida, mais preferencialmente, na faixa que abrange desde uma posição correspondente a (1/3) L até uma posição correspondente a 0,92L.As shown in Figures 1 to 3, to increase the exhaust gas temperature of the preheat chamber A, a plurality of burners (hereinafter also referred to as "dehydration chamber burners") 31 are installed in the dehydration chamber 4, to vent gaseous fuel, such as GFC, in the dehydration chamber 4. Gaseous fuel, instead of coal mill, is used as fuel for dehydration chamber burners 31. This is due to the fact that the exhaust gas of the preheating chamber A ventilated inside the dehydration chamber 4 have a low temperature of about 40 ° to 450 ° and therefore the combustion of the coal mill does not proceed in the absence of an ignition source. In contrast, the combustion of the gaseous fuel proceeds spontaneously without an ignition source. Furthermore, as described below, when the dehydration chamber burners 31 are installed in a ceiling wall 4a and the coal mill burners 31 are used, the burner flames are long. Therefore, the pellets on the upper surface of the pellet layer are overheated and are prone to explosion. In view of this, gaseous fuel is used, which provides short burner flames. The plurality of burners 31 are installed in the range ranging from a position corresponding to (1/3) L to a position corresponding to 0.98L (L represents the total length of the dehydration chamber) relative to the inlet of the dehydration chamber 4b. which serves as a starting point for L. The reason for this is given below. When the burners 31 are installed in positions corresponding to less than (1/3) L relative to the inlet of the dehydration chamber 4b with starting point function, the ambient temperature near the inlet wall of the dehydration chamber is increased. Thus, when the pellets are not sufficiently dry in the dehydration chamber 3, and the pellets in which the adhesion water remains are driven into the dehydration chamber 4, there is a tendency for explosion to occur. When burners 31 are installed in positions corresponding to more than 0.98L relative to the inlet of the dewatering chamber 4b, which has the starting point function (ie at positions corresponding to less than 0.02L relative to the outlet of the dehydration chamber 4c acting as a starting point), the burners 31 are sufficiently close to a partition wall at the outlet of the dehydration chamber 4c. Thus, the radiation heat of the flames coming from the burner tends to damage the separation wall refractory. The plurality of burners 31 is preferably installed in the range covering a position corresponding to (1/2) L to a position corresponding to 0.95L, the dehydration chamber 4b serving as the starting point, more preferably in the range corresponding to It ranges from a position corresponding to (1/3) L to a position corresponding to 0.92L.
Conforme ilustrado nas Figuras 2 e 3, a pluralidade de queimadores 31 é preferencialmente instalada na parede de teto 4a da câmara de desidratação 4, de modo que a direção em que GFC (combustível gasoso) é ventilado (a direção tem sentido vertical e descendente na presente modalidade) é substancialmente ortogonal à direção em que o gás de aquecimento (gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento) é introduzido na câmara de desidratação 4 (essa direção é horizontal na presente invenção). Nesse caso, o GFC (combustível gasoso) ventilado a partir da pluralidade de queimadores 31 é suficientemente misturado ao gás de aquecimento. Portanto, a temperatura do ambiente na região onde a pluralidade de queimadores 31 é instalada passa a ser uniforme. Consequentemente, a camada de pelota é aquecida de forma uniforme e a água associada é uniformemente separada e removida.As shown in Figures 2 and 3, the plurality of burners 31 is preferably installed on the ceiling wall 4a of the dewatering chamber 4, so that the direction in which GFC (gaseous fuel) is vented (the direction is vertical and downward in the present embodiment) is substantially orthogonal to the direction in which the heating gas (preheating chamber exhaust gas) is introduced into the dehydration chamber 4 (that direction is horizontal in the present invention). In this case, the GFC (gaseous fuel) vented from the plurality of burners 31 is sufficiently mixed with the heating gas. Therefore, the ambient temperature in the region where the plurality of burners 31 is installed becomes uniform. Consequently, the pellet layer is uniformly heated and the associated water is uniformly separated and removed.
Conforme ilustrado na Figura 2, no que diz respeito à pluralidade de queimadores 31, por exemplo, um total de oito queimadores é instalado em uma disposição de quatro queimadores por dois queimadores, ou seja, quatro queimadores (dispostos na direção da largura da câmara de desidratação 4 em um espaçamento pré-determinado) por dois quei- madores (na direção longitudinal da câmara de desidratação 4 em um espaçamento predeterminado). Desse modo, através da disposição de uma pluralidade de queimadores, é possível encurtar as chamas do queimador e há maior garantia de supressão da explosão de pelotas na superfície mais alta da camada de pelota e, em acréscimo, a temperatura do ambiente pode se tornar mais uniforme.As shown in Figure 2, with respect to the plurality of burners 31, for example, a total of eight burners is installed in a four burner arrangement by two burners, ie four burners (arranged in the direction of the width of the burner chamber). dehydration 4 at a predetermined spacing) by two burners (in the longitudinal direction of the dehydration chamber 4 at a predetermined spacing). In this way, by arranging a plurality of burners, it is possible to shorten the flames of the burner and the pellet explosion is better suppressed on the higher surface of the pellet layer and, in addition, the ambient temperature may become higher. uniform.
Conforme descrito acima, a temperatura do ambiente da câmara de desidratação 4, salvo pela região próxima à entrada da câmara de desidratação 4b, é aumentada com a pluralidade de queimadores 31 instalada na câmara de desidratação 4. Assim sendo, mesmo quando a produção de pelotas é aumentada ou a proporção da mistura elevada de água associada-minério com pelotas é aumentada, a água associada é separada e removida das pelotas de forma suficiente, sem produzir explosão na câmara de desidratação 4. Consequentemente, a introdução de pó no interior da câmara de pré-aquecimento 5 e a ocorrência de explosão na câmara de pré-aquecimento 5 são certamente suprimidas, havendo maior resistência das pelotas pré-aquecidas. Tais pelotas pré-aquecidas altamente resistentes têm menor probabilidade de produzir pó, quando submetidas à rotação na fornalha 9 e, assim, suprime-se a geração de nacos da fornalha. (Modificação) Na modalidade descrita acima, o GFC é usado como exemplo de combustível gasoso. Como alternativa, além do GFC, o gás natural (GNL) gás de petróleo (GPL), ou uma mistura gasosa com dois ou mais gases entre GFC, gás natural e gás de petróleo também pode ser usada.As described above, the ambient temperature of the dehydration chamber 4, except for the region near the inlet of the dehydration chamber 4b, is increased with the plurality of burners 31 installed in the dehydration chamber 4. Thus, even when pellet production is increased or the proportion of the high associated water-ore-pellet mixture is increased, the associated water is sufficiently separated and removed from the pellets without producing an explosion in the dehydration chamber 4. Consequently, the introduction of dust into the chamber The preheating chamber 5 and the occurrence of explosion in the preheating chamber 5 are certainly suppressed, with greater resistance of the preheated pellets. Such highly resistant preheated pellets are less likely to produce dust when rotated in the furnace 9 and thus the generation of furnace loops is suppressed. (Modification) In the embodiment described above, GFC is used as an example of gaseous fuel. Alternatively, in addition to GFC, natural gas (LNG) petroleum gas (LPG), or a gas mixture with two or more gases between GFC, natural gas and petroleum gas may also be used.
Na modalidade descrita acima, descreve-se um exemplo em que a pluralidade de queimadores 31 é instalada na parede do teto 4a da câmara de desidratação 4. Entretanto, quando um duto de introdução do gás de aquecimento (gás de exaustão da câmara de pré-aquecimento) A na câmara de desidratação 4 é conectado à parede do teto 4a, ou seja, quando a direção em que o gás de aquecimento A é introduzido é verticalmente descendente, a pluralidade de queimadores 31 é preferencialmente instalada em uma parede lateral da câmara de desidratação 4, de modo que a direção em que combustível gasoso é ventilado é substancialmente ortogonal à direção em que o gás de aquecimento A é introduzido, ou seja, uma direção substancialmente ortogonal.In the embodiment described above, an example is described in which the plurality of burners 31 are installed in the ceiling wall 4a of the dehydration chamber 4. However, when a heating gas inlet duct (pre-exhaust chamber exhaust gas) A) in the dehydration chamber 4 is connected to the ceiling wall 4a, i.e. when the direction in which the heating gas A is introduced is vertically descending, the plurality of burners 31 is preferably mounted on a side wall of the heating chamber 4a. dehydration 4, so that the direction in which gaseous fuel is vented is substantially orthogonal to the direction in which heating gas A is introduced, i.e. a substantially orthogonal direction.
Na modalidade mencionada acima, descreve-se um exemplo em que um total de oito queimadores, que atuam como a pluralidade de queimadores 31, é instalado em uma disposição de quatro queimadores por dois queimadores, ou seja, quatro queimadores (dispostos na direção da largura da câmara de desidratação 4) por dois queimadores (na direção longitudinal da câmara de desidratação 4). Contudo, essa configuração não é limitante e a configuração pode ser modificada de forma apropriada pela consideração geral, por exemplo, do tamanho (largura e comprimento) da câmara de desidratação 4 e do custo de insta- lação dos queimadores da câmara de desidratação 31.In the above-mentioned embodiment, an example is described in which a total of eight burners acting as the plurality of burners 31 are installed in a four burner arrangement by two burners, ie four burners (arranged in the width direction). dehydration chamber 4) by two burners (in the longitudinal direction of the dehydration chamber 4). However, this configuration is not limiting and the configuration may be appropriately modified by general consideration, for example, of the size (width and length) of the dehydration chamber 4 and the cost of installing the dehydration chamber burners 31.
EXEMPLOEXAMPLE
Para demonstrar as vantagens da presente invenção, assim como na modalidade descrita acima, na câmara de desidratação (largura: 4,7 m, comprimento: 15,25 m) de um aparelho efetivo para a produção de pelotas de minério de ferro, foi instalado um total de oito queimadores para ventilar um GFC (taxa de ventilação de GFC máxima por queimador: 125 Nm3/h) em posições próximas à câmara de pré-aquecimento e a 9,25 m de distância da parede de entrada da câmara de desidratação em direção à parede de saída da câmara de desidratação, em uma disposição de quatro queimadores por dois queimadores, ou seja, quatro queimadores (dispostos na direção da largura da câmara de desidratação em um espaçamento de 1,2m) por dois queimadores (na direção longitudinal da câmara de desidratação em um passo de 3,05 m). A operação foi realizada enquanto a composição da mistura dos materiais das pelotas não era alterada (ou seja, o teor de água associada nas pelotas cruas foi mantido constante). As taxas de produção das pelotas antes e depois da instalação dos queimadores da câmara de desidratação foram comparadas entre si.To demonstrate the advantages of the present invention, as in the embodiment described above, the dehydration chamber (width: 4.7 m, length: 15.25 m) of an effective iron ore pellet production apparatus has been installed. a total of eight burners to ventilate one GFC (maximum burner GFC ventilation rate: 125 Nm3 / h) in positions near the preheat chamber and 9.25 m away from the dehydration chamber inlet wall towards the outlet wall of the dehydration chamber in a four burner arrangement by two burners, ie four burners (arranged in the direction of the width of the dehydration chamber at a spacing of 1.2m) by two burners (in the longitudinal direction of the dehydration chamber in a step of 3.05 m). The operation was performed as long as the composition of the pellet material mixture was not changed (ie the associated water content in the raw pellets was kept constant). The pellet production rates before and after the installation of the dehydration chamber burners were compared with each other.
Como consequência, antes de os queimadores da câmara de desidratação serem instalados, a taxa de produção máxima era de 100000 t/d. Em contrapartida, demonstrou-se que, depois que os queimadores da câmara de desidratação foram instalados, a taxa de produção das pelotas pode ser aumentada para 10650 t/d, ao mesmo tempo em que explosões não são produzidas na câmara de pré-aquecimento, a resistência das pelotas pré-aquecidas é mantida, e os nacos da fornalha não são gerados. Portanto, comprovou-se que a produção de pelotas pode ser aumentada em 6,5% pela aplicação da presente invenção. REIVINDICAÇÕES:As a consequence, before the dewatering chamber burners were installed, the maximum production rate was 100000 t / d. In contrast, it has been shown that after the dehydration chamber burners have been installed, the pellet production rate can be increased to 10650 t / d, while explosions are not produced in the preheat chamber, The strength of the preheated pellets is maintained, and the furnace chunks are not generated. Therefore, it has been found that pellet production can be increased by 6.5% by the application of the present invention. CLAIMS:
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