BRPI0915703B1

BRPI0915703B1 - Método de produção de pelotas de minério de ferro

Info

Publication number: BRPI0915703B1
Application number: BRPI0915703-4A
Authority: BR
Inventors: Takeshi Maki; Nobuhiro Hasegawa; Nobuyuki Iwasaki; Mitsuru Sakamoto
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.)
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2021-05-04
Also published as: CN102066587B; AU2009272126A1; UA101209C2; TWI396750B; JP2010024477A; BRPI0915703A2; TW201005101A; AU2009272126B2; CN102066587A; WO2010007849A1

Abstract

"método de produção de pelotas de minério de ferro" trata-se de um método de produção de pelotas em que a ruptura na câmara de pré-aquecimento de um forno de grelha pode ser certamente impedida em um sistema de peletização de forno de grelha. as condições operacionais atuais (por exemplo, ao menos uma entre a capacidade de queima de um queimador de câmara de desidratação (31), a capacidade de queima de um queimador de câmara de pré-aquecimento (21), a velocidade de movimento de uma grelha, ou a espessura de uma camada de pelota) são reguladas de modo que a diferença de temperatura llt = t2-t1 entre a temperatura atmosférica (t2) no espaço superior de uma câmara de pré-aquecimento (5) medida por meio de um termômetro (43) fornecido separadamente na entrada da câmara de pré-aquecimento (5) e a temperatura de gás (t1) na saída de uma câmara de desidratação (4) medida por meio de um termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação (42) fornecido diretamente sob uma grelha (2); se torne menor do que uma diferença de temperatura admissível ll t max que é anteriormente determinada com base no desempenho operacional real anterior.

Description

Campo da Técnica

A presente invenção refere-se a uma técnica de produção de pelotas de minério de ferro usadas como, por exemplo, uma matéria-prima em um alto-forno, sendo que a técnica emprega um sistema de forno de grelha.

Antecedentes da Invenção

As etapas de produção de pelotas de minério de ferro incluem uma etapa de secagem, uma etapa de pré-aquecimento, uma etapa de combustão, e uma etapa de resfriamento. Os aparelhos de sistema de forno de grelha para produzir pelotas de minério de ferro (mais adiante simplesmente referido como “aparelhos de combustão de sistema de forno de grelha”), sendo que o aparelho é usado para realizar essas etapas de produção, são conhecidos. Em aparelhos de sistema de forno de grelha para produzir pelotas de minério de ferro, técnicas para suprimir, nos fornos rotativos, a geração de anéis de forno (pelotas em pó sob a forma de pedras que se aderem às superfícies das paredes internas de tijolo de fornos), que causam a instabilidade de operação, são conhecidas (referir-se às Literaturas de Patente 1 e 2).

Para lidar com o crescimento na demanda de aço recentemente, vem tendo uma demanda de um aumento adicional na produção de pelotas. Ademais, com a degradação de material de minério de ferro nos últimos anos, também há a demanda de um aumento na proporção de alto teor de água combinada e minério misturado com pelotas. Entretanto, para satisfazer essas demandas, quando a taxa de produção de pelotas for simplesmente aumentada ou o teor de água combinada em pelotas cruas GP for simplesmente aumentado enquanto a taxa de produção de pelotas é mantida, a água combinada não é suficientemente decomposta ou removida das pelotas na etapa de desidratação. Assim, as pelotas onde a água combinada restante passa pela etapa de pré-aquecimento realizada em uma temperatura mais alta do que a etapa de desidratação. A temperatura de pelotas que passaram pela etapa de pré-aquecimento é rapidamente aumentada; a água combinada restante nas pelotas é rapidamente decomposta; a pressão de vapor nas pelotas é rapidamente aumentada; e ocorre a ruptura das pelotas. O pó gerado pela ruptura degrada a permeabilidade de uma camada de pelota, que impede o aquecimento uniforme da camada de pelota. Assim, por exemplo, a perda pressão da camada de pelota é aumentada e a operação se torna instável. Ademais, a resistência das pelotas pré-aquecidas é reduzida. Como resultado, o pó gerado é colocado no forno e as pelotas pré-aquecidas que possuem uma baixa resistência produzem pó pela rotação no forno. Assim, os anéis de forno são formados e a operação não pode ser continuada. Consequentemente, até hoje, para evitar tal ruptura, não há outra opção a não ser reduzir a taxa de produção de pelotas.

Literatura de Patente 1: Publicação de Pedido de Patente japonesa Não-Examinada N° 11-325740

Literatura de Patente 2: Publicação de Pedido de Patente japonesa Não-Examinada N° 2005-60762

Descrição da Invenção Problemas que Serão Solucionados pela Invenção

Consequentemente, um objetivo da presente invenção é proporcionar um método para produzir pelotas em que a ocorrência de ruptura em uma câmara de pré-aquecimento de um forno de grelha pode ser impedida com segurança em um aparelho de sistema de forno de grelha de produção de pelotas.

Meios para Resolver os Problemas

A presente invenção fornece um método para produzir pelotas de minério de ferro de acordo com um sistema de forno de grelha, sendo que o método compreende aquecer sequencialmente as pelotas de minério de ferro em uma câmara de secagem, uma câmara de desidratação, e uma câmara de pré-aquecimento enquanto as pelotas de minério de ferro estão sendo movidas com uma grelha; e subsequentemente aquecer as pelotas de minério de ferro com um forno rotativo que inclui um queimador, em que uma condição de uma operação atual é ajustada de modo que uma diferença de temperatura ΔT = T2-T1 entre uma temperatura atmosférica T2 medida com um termômetro de entrada de câmara de pré-aquecimento adicionalmente instalado em um espaço superior da câmara de pré-aquecimento e em uma região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento e uma temperatura de gás T1 medida com um termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação e imediatamente abaixo da grelha, seja menor do que uma diferença de temperatura admissível ΔTmax determinada com antecedência sobre a base de um desempenho de operação anterior.

No método de produção de pelotas de minério de ferro, a condição da operação atual é, de preferência, ajustada ao ajustar ao menos uma entre uma quantidade de combustão de um queimador de câmara de desidratação instalado em uma porção superior da câmara de desidratação, uma quantidade de combustão de um queimador de câmara de pré-aquecimento instalado em uma porção superior da câmara de pré-aquecimento, uma taxa na qual a grelha é movida, e uma espessura de uma camada das pelotas.

Vantagens

De acordo com a presente invenção, ao ajustar uma condição de uma operação atual de modo que uma diferença de temperatura ΔT = T2-T1 entre uma temperatura de entrada de câmara de pré-aquecimento T2 e uma temperatura de grelha de camada de desidratação T1 seja menor do que uma diferença de temperatura admissível ΔTmax determinada com antecedência sobre a base de um desempenho de operação anterior, a taxa de elevação de temperatura de pelotas em uma região de entrada de camada de pré-aquecimento é suprimida e, como resultado, a ocorrência de ruptura na câmara de pré-aquecimento pode ser impedida de forma segura.

Como resultado, ao aplicar a presente invenção, um aumento na produção de pelotas e um aumento na proporção de alto teor água combinada e minério podem ser certamente obtidos.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é uma vista em corte longitudinal de um exemplo de um aparelho de sistema de forno de grelha para produzir pelotas de minério de ferro de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 2 é um gráfico que ilustra o estado de variação em uma pressão de caixa de ar da câmara de pré-aquecimento ao longo do tempo.

A Figura 3 é um gráfico que ilustra a relação entre a taxa de elevação de temperatura de pelotas e a proporção em pó de pelotas pré-aquecidas.

A Figura 4 é uma vista em corte vertical que ilustra a relação posicional na direção da altura entre um termopar para operação de termopar e um termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação.

A Figura 5 é um gráfico que ilustra a relação entre uma diferença de temperatura ΔT entre uma temperatura de entrada de camada de pré-aquecimento T2 e uma temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 e uma pressão de caixa de ar da câmara de pré-aquecimento PPHWB. Referências Numéricas 1 - forno de grelha 2 - grelha móvel 3 - câmara de secagem 4 - câmara de desidratação 5 a - parede superior de câmara de desidratação 6 b - entrada de câmara de desidratação 7 c - saída de câmara de desidratação 8 - câmara de pré-aquecimento 9 - grupo de caixas de ar da câmara de pré-aquecimento 10 - ventilador de aspiração 11 - forno rotativo 12 - queimador de forno 13 - resfriador anular 16 - grupo de caixas de ar de câmara de desidratação 17 - ventilador de aspiração de câmara de desidratação 21 - queimador de câmara de pré-aquecimento 31 - queimador de câmara de desidratação 41 - manómetro de caixa de ar de câmara de pré-aquecimento 42 - termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação 43 - termômetro de entrada de câmara de pré-aquecimento 44 - termômetro de câmara de pré-aquecimento A - gás de escape de câmara de pré-aquecimento (gás de aquecimento) GP - pelotas cruas

Melhores Modos para Realizar a Invenção

A Figura 1 ilustra um aparelho de combustão de sistema de forno de grelha em que realiza-se um método de produção de pelotas de minério de ferro de acordo com a presente invenção. Como ilustrado na Figura 1, esse aparelho de combustão de sistema de forno de grelha inclui um forno de grelha 1, um forno rotativo (mais adiante, também simplesmente referido como “forno”) 9, e um resfriador anular 11.

No forno de grelha 1, à medida que uma grelha móvel (mais adiante, simplesmente referido como “grelha”) 2 que possui uma configuração sem fim move sequencialmente as pelotas cruas GP colocadas na grelha 2 através de uma câmara de secagem 3, uma câmara de desidratação 4, e uma câmara de pré-aquecimento 5 na direção longitudinal dessas câmaras, as pelotas cruas GP são submetidas à secagem, desidratação, e pré-aquecimento através de uma tiragem descendente de um gás de aquecimento que irá se transformar em pelotas (mais adiante, referida como “pelotas pré-aquecidas”) que possui resistência suficiente para suportar a rotação no forno 9.

As pelotas cruas GP são preparadas ao misturar o minério de ferro que serve como um material principal com calcário, dolomita, e similares que servem como materiais auxiliares, ainda ao misturar a mistura com água, e peletizar a mistura.

Na câmara de secagem 3, as pelotas cruas GP que possuem um teor de água de cerca de 8 a 9% de massa são secas a uma temperatura atmosférica de cerca de 250°C. Então, na câmara de desidratação 4, a temperatura das pelotas cruas secas é aumentada para cerca de 450°C de modo que a água combinada no minério de ferro seja essencialmente decomposta e removida. Ademais, na câmara de pré-aquecimento 5, a temperatura das pelotas é aumentada para cerca de 1100°C de modo que o carbonato contido no calcário, dolomita e similares seja decomposto e CO2 seja removido e a magnetita no minério de ferro seja oxidada. Ao realizar tais etapas, as pelotas pré-aquecidas que possuem resistência suficiente para suportar a rotação no forno 9 são preparadas. Como resultado, a produti-vidade de um aparelho de combustão de sistema de forno de grelha possa ser aumentada.

O forno rotativo 9, que é diretamente conectado ao forno de grelha 1, é um forno rotativo cilíndrico posicionado para ser inclinado. No forno rotativo 9, as pelotas que foram submetidas à secagem, desidratação, e pré-aquecimento e introduzidas no forno rotativo 9 através da câmara de pré-aquecimento 5 do forno de grelha 1 são aquecidas por combustão com um queimador de forno 10 instalado sobre o lado de saída do forno rotativo 9. Ademais, o forno rotativo 9 é configurado para alimentar o gás de escape de combustão de alta temperatura a partir da combustão das pelotas dentro da câmara de pré-aquecimento 5 onde o gás serve como um gás de aquecimento. Até hoje, o combustível como carvão em pó ou gás de coqueria foi soprado para dentro do forno rotativo 9 e submetido à combustão juntamente com ar para combustão com o queimador de forno 10.

Em uma porção superior da câmara de pré-aquecimento 5, são fornecidos queimadores de câmara de pré-aquecimento 21 que servem como meio de elevação de temperatura de gás de escape de combustão do forno para elevar a temperatura de gás de escape de combustão do forno. O gás de coqueria (mais adiante, abreviado como “COG”) ou carvão em pó é usado como combustível para os queimadores de câmara de pré-aquecimento 21. Tal COG ou carvão em pó é submetido à combustão na câmara de pré-aquecimento 5 com oxigênio restante no gás de escape de combustão do forno para elevar a temperatura do gás de escape de combustão do forno. Como resultado, a resistência das pelotas pré- aquecidas pode ser aumentada e a geração de anéis de forno (pelotas em pó sob a forma de pedras que se aderem às superfícies da parede interna de tijolo de um forno) que causam a instabilidade de operação, no forno rotativo 9, é suprimida (referir-se às Literaturas de Patente 1 e 2).

A referência numérica 6 denota um grupo de caixas de ar da câmara de pré- aquecimento. O espaço sob a grelha 2 é dividido em uma pluralidade de câmaras na direção na qual as pelotas são movidas. Essas câmaras são referidas como caixas de ar. Ou seja, o grupo de caixas de ar 6 da câmara de pré-aquecimento inclui uma pluralidade de caixas de ar. Por exemplo, nove caixas de ar são dispostas em uma linha na direção longitudinal da câmara de pré-aquecimento 5 (na direção na qual as pelotas são movidas). A referência numérica 7 denota um ventilador de aspiração da câmara de pré-aquecimento. O ventilador de aspiração 7 inclui um amortecedor de ventilador (omitido na figura) para ajustar o volume de tiragem de aspiração (o volume de tiragem descendente).

O ventilador de aspiração 7 é configurado para aspirar o gás de escape de forno que serve como um gás de aquecimento descendente através de uma camada de pelota sobre a grelha 2 e o grupo de caixas de ar 6 e então para alimentar o gás de escape de forno na câmara de desidratação 4.

A referência numérica 16 denota um grupo de caixas de ar da câmara de desidratação. Por exemplo, cinco caixas de ar são dispostas em uma linha na direção longitudinal da câmara de desidratação 4 (na direção na qual as pelotas são movidas). A referência numérica 17 denota um ventilador de aspiração da câmara de desidratação. O ventilador de aspiração 17 inclui um amortecedor de ventilador (omitido na figura) para ajustar o volume de tiragem de aspiração (o volume de tiragem descendente). O ventilador de aspiração 17 é configurado para guiar o gás de escape A de câmara de pré-aquecimento até a câmara de desidratação 4, sendo que o gás de escape A serve como um gás de aquecimento; para aspirar esse gás de aquecimento A para baixo através da camada de pelota sobre a grelha 2 e o grupo de caixas de ar 16; e então para alimentar o gás de aquecimento A na câmara de secagem 3.

A técnica de controlar a temperatura atmosférica da câmara de pré-aquecimento com os queimadores de câmara de pré-aquecimento 21 instalados é muito eficaz para aumentar a resistência de pelotas pré-aquecidas quando a taxa de produção de pelotas for constante e o teor de água combinada de pelotas cruas GP também for constante.

Na câmara de desidratação 4, para remover suficientemente a água combinada das pelotas na câmara de desidratação 4 mesmo em produção aumentada, queimadores (mais adiante, referidos como “queimadores de câmara de desidratação”) 31 para elevar a temperatura de gás de escape da câmara de pré-aquecimento 5 são instalados (referir-se ao Pedido de Patente japonês N° 2008-84178). Entretanto, mesmo após os queimadores de câmara de desidratação 31 serem instalados, a ocorrência de ruptura na câmara de pré- aquecimento 5 não pode ser impedida.

Aqui, os inventores descobriram que a ocorrência de ruptura na câmara de pré- aquecimento 5 pode ser detectada com variação na pressão PPHWB (mais adiante, referida como “pressão de caixa de ar de câmara de pré-aquecimento”) da caixa de ar que fica posicionada na região de saída de pelota da câmara de pré-aquecimento 5 e mais próxima ao forno 9. A Figura 2 é um exemplo que ilustra o estado de variação na pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré-aquecimento ao longo do tempo sob determinadas condições de operação. Embora a pressão de caixa de ar de câmara de pré-aquecimento PPHWB geralmente varia entre -340 a -380 mmAq (pressão manométrica; mais adiante, a mesma definição. Nota: 1 mmAq = 9,80665 Pa), há casos onde a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré-aquecimento cai bruscamente a uma pressão menor do que -400 mmAq. Tal queda da pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré-aquecimento a uma pressão consideravelmente menor do que as pressões comuns é provavelmente causada devido à ocorrência de ruptura na camada de pelota na câmara de pré-aquecimento 5 e a permeabilidade da camada de pelota é degradada e a perda de pressão da camada de pelota aumenta bruscamente.

Assim, descobriu-se que a ocorrência de ruptura na câmara de pré-aquecimento 4 pode ser detectada monitorando continuamente a variação na pressão de caixa de ar PPHWB. Entretanto, tal detecção é realizada após a ocorrência. Então, uma medida com a qual a ocorrência de ruptura pode ser seguramente impedida foi desenvolvida.

Os inventores consideraram que a ocorrência de ruptura na câmara de pré- aquecimento 5 é mais influenciada pela taxa de elevação de temperatura de pelotas que foram trazidas da câmara de desidratação 4 para dentro da câmara de pré-aquecimento 5. Os inventores examinaram essa influência através dos seguintes testes laboratoriais.

A matéria-prima misturada que é usada em um aparelho de peletização instalado em Kakogawa Works do requerente foi usada e peletizada com um peletizador do tipo em camadas formando pelotas cruas que possuem um tamanho de 10 a 12 mm e um teor de água de cerca de 8,5% de massa. Então, com referência ao padrão de temperatura de uma porção de camada inferior de pelota determinado por operação de termopar (referir à descrição abaixo) na grelha do aparelho de peletização, as pelotas cruas foram secas com um aparelho de secagem pequeno a 105°C durante 20 minutos formando pelotas secas que possuem um teor de água de cerca de 0,2% de massa (equivalente à câmara de secagem) e então as pelotas secas foram adicionalmente aquecidas com o aparelho de secagem pequeno a 300°C durante 5 minutos formando pelotas desidratadas (equivalentes à câmara de desidratação). Então, as pelotas desidratadas foram carregadas em um forno de aquecimento pequeno ajustado para possuir uma temperatura atmosférica predeterminada e foram mantidas durante 2 minutos para se transformarem em pelotas pré-aquecidas (equivalentes à câmara de pré-aquecimento). Uma transição de temperatura medida com um termopar imediatamente ajustado acima das pelotas foi submetida à aproximação linear para determinar a taxa de elevação de temperatura das pelotas. Ademais, a proporção de massa das pelotas pré-aquecidas que possuía um tamanho de 5 mm ou menos foi determinada e definida como a proporção em pó das pelotas pré-aquecidas.

A Figura 3 ilustra a relação entre a taxa de elevação de temperatura das pelotas e a proporção em pó das pelotas pré-aquecidas. Como ilustrado na Figura 3, descobriu-se que, quando a taxa elevação de temperatura das pelotas possuir um determinado valor (6 a 7°C/s) ou menos, a proporção em pó das pelotas pré-aquecidas é sempre suprimida para menos que 0,5% de massa, enquanto, quando a taxa de elevação de temperatura das pelotas exceder o determinado valor, a proporção em pó das pelotas pré-aquecidas aumenta bruscamente e começa a ocorrer ruptura.

Consequentemente, a partir dos resultados dos testes laboratoriais, foi confirmado que, controlando a taxa de elevação de temperatura de pelotas que foram trazidas da câmara de desidratação para dentro da câmara de pré-aquecimento para que essa possua um determinado valor ou menor, a ocorrência de ruptura na câmara de pré-aquecimento pode ser impedida.

Entretanto, nos aparelhos de peletização atuais, não é fácil medir diretamente a taxa de elevação de temperatura de uma camada de pelota sobre uma grelha que está se movendo. Por exemplo, uma técnica (mais adiante, referida como “operação de termopar”) de posicionar, sobre uma grelha, um cesto de arame carregado com pelotas cruas em que um termopar longo é inserido na camada carregada de pelotas cruas e mede a transição de temperatura da camada de pelotas com o movimento da grelha realizado por pontos. Entretanto, essa técnica acarreta grandes custos e exige muito esforço e, consequentemente, não pode ser continuamente realizada.

Então, os inventores conceberam, em vez da medida direta da taxa de elevação de temperatura de uma camada de pelota, como um parâmetro correspondente à taxa de elevação de temperatura de uma camada de pelota, o uso da diferença de temperatura ΔT = T2-T1 entre uma temperatura de entrada de câmara de pré-aquecimento T2 e uma temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 que pode ser contínua e facilmente medida. Aqui, a temperatura de entrada de câmara de pré-aquecimento T2 é uma temperatura atmosférica medida com um termômetro de entrada de câmara de pré-aquecimento instalado na região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento 5. A temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 é uma temperatura de gás medida com um termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação instalado na região de saída de pelota da câmara de desidratação e imediatamente abaixo da grelha.

Os inventores examinaram a relação entre a temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 e a temperatura da porção de camada inferior de pelota medida por operação de termopar (Nota-se que, visto que uma camada de pelota é aquecida por uma tiragem descendente, a temperatura da porção de camada inferior de pelota é posteriormente elevada e a ruptura tende a ocorrer na porção de camada inferior de pelota. Assim, a operação de termopar é geralmente usada para medir a temperatura da porção de camada inferior de pelota). Como ilustrado na Figura 4, um termopar 42 que serve como um dispositivo de medida de temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação foi ajustado em uma posição que está mais próxima possível à porção de camada inferior de pelota na direção da altura, ou seja, em uma posição 200 mm imediatamente abaixo da grelha 2. O termopar para operação de termopar foi ajustado em uma posição central na porção de camada inferior de pelota na direção da altura, ou seja, em uma posição 35 mm imediatamente acima da grelha 2. Então, quando o termopar para operação de termopar atingir uma posição imediatamente acima do termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação 42, as temperaturas medidas com os dois termopares (termômetros) foram comparadas uma com a outra. Como descrito na Tabela 1 abaixo, a temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 estava um pouco abaixo da temperatura da porção de camada inferior de pelota medida por operação de termopar, e a diferença de temperatura entre essas estava sempre em torno de 25°C e era substancialmente constante. Consequentemente, foi confirmado que a temperatura da porção de camada inferior de pelota pode ser avaliada sobre a base da temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1. Tabela 1

Então, a relação entre a diferença de temperatura ΔT entre a temperatura de entrada de câmara de pré-aquecimento T2 e a temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 e a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré-aquecimento em um aparelho de peletização instalado em Kakogawa Works do requerente foi examinada. Como resultado, a relação ilustrada na Figura 5 foi proporcionada.

Como ilustrado na Figura 5, embora a diferença de temperatura ΔT geralmente possua uma forte correlação com a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré- aquecimento (a linha na figura é uma linha de regressão), o número de casos (correspondente à ocorrência de ruptura) onde a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré- aquecimento é consideravelmente baixa em relação à linha de regressão aumenta à medida que a diferença de temperatura ΔT aumenta.

Consequentemente, descobriu-se que, mantendo a diferença de temperatura ΔT a uma temperatura predeterminada (por exemplo, 850°) ou menos, a probabilidade de tal queda considerável na pressão PPHWB pode ser suficientemente reduzida e há a possibilidade de impedir a ocorrência de ruptura).

Como ilustrado na Figura 1, para elevar a temperatura do gás de escape A de câmara de pré-aquecimento, a pluralidade de queimadores de câmara de desidratação 31 é instalada na câmara de desidratação 4, para soprar o combustível gasoso como COG para dentro da câmara de desidratação 5. O combustível gasoso em vez de carvão em pó é empregado como o combustível dos queimadores de câmara de desidratação 31. Isso se deve ao fato de o gás de escape A de câmara de pré-aquecimento soprado para dentro da câmara de desidratação 4 possuir uma baixa temperatura de cerca de 400°C a 450°C e, consequentemente, a combustão de carvão em pó não continua sem uma fonte de ignição. Em contrapartida, a combustão de combustível gasoso continua espontaneamente sem uma fonte de ignição. Ademais, no caso de instalar os queimadores de câmara de desidratação 31 sobre uma parede superior 4a como ilustrado na Figura 1 como um exemplo, quando queimadores de carvão em pó forem usados, as chamas do queimador são longas e, consequentemente, as pelotas na superfície mais superior da camada de pelota são supera- quecidas e tende a ocorrer ruptura. Em vista disso, o combustível gasoso, que fornece chamas de queimador curtas é, de preferência, usado.

Nas descrições abaixo, a “entrada” e a “saída” da “entrada de câmara de desidratação” e da “saída de câmara de desidratação” se baseiam na direção na qual as pelotas são movidas. A pluralidade de queimadores 31 é, de preferência, instalada na faixa a partir de uma posição correspondente a (1/3)LDH até uma posição correspondente a 0,98 LDH (LDH: todo o comprimento da câmara de desidratação) em relação a uma entrada de câmara de desidratação 4b que serve como o ponto de partida de LDH. A razão para isso será descrita a seguir. Quando os queimadores 31 forem instalados em posições correspondentes a menos que (1/3)LDH em relação à entrada de câmara de desidratação 4b que serve como o ponto de partida, a temperatura atmosférica próxima à entrada de câmara de desidratação 4b é elevada. Assim, quando as pelotas não forem suficientemente secas na câmara de secagem 3 e as pelotas nas quais a água permanece são colocadas na câmara de desidratação 4, tende a ocorrer ruptura. Quando os queimadores 21 forem instalados em posições correspondentes a mais que 0,98LDH em relação à entrada de câmara de desidratação 4b que serve como o ponto de partida (ou seja, em posições correspondentes a menos que 0,02LDH em relação a uma saída de câmara de desidratação 4c que serve como ponto de partida), os queimadores 21 estão muito próximos a uma parede de divisão na saída de câmara de desidratação 4c. Assim, o calor de radiação das chamas de queimador tende a danificar o refratário da parede de divisão. A pluralidade de queimadores 31 é, mais de preferência, instalada na faixa de uma posição correspondente a (1/2)LDH até uma posição correspon-dente a 0,95LDH com a entrada de câmara de desidratação 4b que serve como o ponto de partida e, em particular, de preferência, na faixa de uma posição correspondente a (1/3)LDH até uma posição correspondente a 0,92LDH.

O termopar 42 que serve como um termômetro de grelha de saída de câmara de desidratação é instalado na região de saída de pelota da câmara de desidratação 4 (por exemplo, em uma posição central), na direção na qual a grelha se movimenta, na caixa de ar da câmara de desidratação 4 que está mais próxima ao forno 9) e imediatamente abaixo da grelha 2. Ademais, à margem de um termômetro de câmara de pré-aquecimento 44, um termopar 43 que serve como um termômetro de entrada de câmara de pré-aquecimento é instalado na região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento 5 (por exemplo, em uma posição central, na direção na qual a grelha se movimenta, na caixa de ar da câmara de pré-aquecimento 5 que está mais próxima à entrada) e em um espaço acima da camada de pelota. Aqui, o motivo de se instalar o termopar 42 na posição que está na saída de pelota da câmara de desidratação 4 e imediatamente abaixo da grelha 2 é que, como descrito acima, a temperatura que está em estreita correlação com a temperatura da camada inferior de pelota na região de saída da câmara de desidratação 4 é medida com a maior precisão possível. O motivo de se instalar o termopar 43 na região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento 5 e no espaço acima da camada de pelota é que a temperatura do gás atmosférico que aquece a camada de pelota imediatamente após ser colocada na câmara de pré-aquecimento 5 é medida com a maior precisão possível das temperaturas, a “região de saída de pelota da câmara de desidratação 4” se refere à faixa a partir da saída 4c da câmara de desidratação 4 até uma posição correspondente a 0,2LDH (de preferência, 0,1LDH), e a “região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento 5” se refere à faixa a partir da entrada da câmara de pré-aquecimento 5 até uma posição correspondente a 0,2LDH (de preferência, 0,1LDH; nota-se que LDH representa todo o comprimento da câmara de pré-aquecimento).

A temperatura de grelha de saída de câmara de desidratação T1 e a temperatura de entrada de câmara de pré-aquecimento T2 são continuamente medidas com os termopares 42 e 43.

Como descrito acima, a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré- aquecimento é continuamente medida com um manômetro (manômetro de caixa de ar de câmara de pré-aquecimento) 41 instalado na caixa de ar da câmara de pré-aquecimento 5 que está mais próxima ao forno 9. Nota-se que o motivo de se medir a pressão na caixa de ar da câmara de pré-aquecimento 5 que está mais próxima ao forno 9 é que a variação na pressão causada pela ocorrência de ruptura em qualquer posição da câmara de pré- aquecimento 5 pode ser detectada.

A relação entre a diferença de temperatura ΔT e a pressão de caixa de ar PPHWB de câmara de pré-aquecimento como resultado da coleta em uma operação anteriormente realizada é representada em um diagrama de dispersão, por exemplo, na Figura 5. A diferença de temperatura admissível ΔT é determinada com o diagrama. Por exemplo, quando houver uma relação ilustrada na Figura 5, como descrito acima, 850°C em que o número de gráficos que se desvia consideravelmente da linha de regressão é relativamente pequeno é determinado como a diferença de temperatura admissível ΔTmax.

Então, a diferença de temperatura ΔT (=T2-TI) é calculada a partir de TI e T2 que são medidas em uma operação atual. Uma condição da operação atual é ajustada de modo que a diferença de temperatura ΔT seja menor do que a diferença de temperatura admissível ΔTmax anteriormente determinada como descrito acima.

Como uma técnica específica de ajustar uma condição da operação atual, uma técnica de ajustar a quantidade de combustão dos queimadores de câmara de desidratação 31, a quantidade dos queimadores de câmara de pré-aquecimento 21, a taxa na qual a grelha se movimenta, a espessura da camada de pelota, ou similares pode ser empregada. Essas técnicas podem ser empregadas individualmente ou em combinação. Mais adiante, essas técnicas serão descritas.

(Quantidade de combustão de queimadores de câmara de desidratação 31)

Quando ΔT for maior do que ΔTmax, o ajuste é realizado de modo que a quantidade de combustão dos queimadores de câmara de desidratação 31 seja aumentada. Desse modo, Ti é aumentada e, como resultado, ΔT pode ser reduzida.

A quantidade de combustão é ajustada ao ajustar a quantidade de combustível fornecida aos queimadores de câmara de desidratação 3i.

Entretanto, quando a quantidade de combustão dos queimadores de câmara de desidratação 3i aumentar muito, a temperatura da câmara de desidratação é elevada e algumas regiões na camada de pelota atingem a temperatura na qual a água combinada em minério é decomposta, podendo causar ruptura. Consequentemente, a técnica de aumentar a quantidade de combustão dos queimadores de câmara de desidratação 3i possui uma limitação.

(Quantidade de combustão de queimadores de câmara de pré-aquecimento 21).

Quando ΔT for maior do que ΔTmax, o ajuste é realizado de modo que a quantidade de combustão dos queimadores de câmara de pré-aquecimento 2i seja reduzida. Desse modo, T2 é reduzida e, como resultado, ΔT pode ser reduzida.

A quantidade de combustão é ajustada ao ajustar a quantidade de combustível fornecida à quantidade de combustão dos queimadores de câmara de pré-aquecimento 2i.

(taxa de movimento de grelha)

Quando ΔT for maior do que ΔTmax, o ajuste é realizado de modo que a taxa de movimento de grelha seja aumentada. Desse modo, o tempo no qual a camada de pelota é movida a partir da posição de medida Ti até a posição de medida T2 é reduzida e a quantidade de calor recebida pela camada de pelota durante o tempo é reduzida e, como resultado, ΔT pode ser reduzida.

(Espessura de camada de pelota)

Quando ΔT for maior do que ΔTmax, o ajuste é realizado de modo que a espessura da camada de pelota seja aumentada. Desse modo, mesmo quando a quantidade de calor fornecida à camada de pelota não for alterada, o tempo para que a temperatura da camada de pelota seja elevada aumenta e um aumento na temperatura da camada de pelota que é movida a partir da posição de medida Ti até a posição de medida T2 é reduzido e, como resultado, ΔT pode ser reduzida.

A espessura da camada de pelota é ajustada no estado de pelotas cruas imediatamente antes de serem colocadas na câmara de secagem 3.

A camada de pelota possui uma distribuição de temperatura na direção de espessura. Quanto maior for a espessura da camada de pelota, maior será a distribuição de temperatura na direção de espessura da camada. Tal aumento na distribuição de temperatura pode causar ruptura em algumas regiões. Consequentemente, a técnica de aumentar a espes- sura da camada de pelota também possui uma limitação.

Como descrito acima, ao ajustar uma condição da operação atual de modo que a diferença de temperatura ΔT seja menor do que a diferença temperatura admissível ΔTmax, a probabilidade de uma queda considerável na pressão de caixa PPHWB de ar de câmara de 5 pré-aquecimento é reduzida e a ocorrência de ruptura na câmara de pré-aquecimento 5 pode ser seguramente impedida.

Como resultado, uma permeabilidade satisfatória da camada de pelota é mantida e um aquecimento uniforme da camada de pelota é garantido e a resistência das pelotas pré- aquecidas é aumentada. Então, essas pelotas pré-aquecidas que possuem uma alta resis- 10 tência são menos prováveis de produzir pó sob rotação no forno 9 e, consequentemente, a geração de anéis de forno é suprimida. Portanto, a produção de pelotas que possuem alta qualidade pode ser realizada com mais estabilidade e alta produtividade.

Claims

1. Método de produção de pelotas de minério de ferro de acordo com um sistema de forno de grelha, o método compreendendo aquecer sequencialmente as pelotas de minério de ferro em uma câmara de secagem (3), uma câmara de desidratação (31), e uma câmara de pré-aquecimento (21) enquanto as pelotas de minério de ferro estão sendo movidas com uma grelha; e subsequentemente aquecer as pelotas de minério com uma grelha rotatória incluindo um queimador de grelha, o método incluindo: uma etapa de investigar uma relação entre a diferença de temperatura ΔT e uma pressão de caixa de ar da câmara de pré-aquecimento PPHWB, onde ΔT = T2-T1 é uma diferença de temperatura entre uma temperatura atmosférica T2 medida com um termômetro instalado em um espaço superior da câmara de pré-aquecimento (21) e em uma região de entrada de pelota da câmara de pré-aquecimento (21), e uma temperatura de gás T1 medida com um termômetro em uma região de saída de pelota da câmara de desidratação (31) e imediatamente abaixo da grelha, a pressão de caixa de ar da câmara de pré-aquecimento PPHWB sendo a pressão na caixa de ar que é posicionada em uma região de saída de pelota da câmara de pré-aquecimento (21) e mais próxima da grelha rotatória, uma etapa de determinar uma diferença de temperatura admissível ΔTmax que é um valor admissível para a diferença de temperatura ΔT, com base na relação entre a diferença de temperatura ΔT e a pressão de caixa de ar da câmara de pré-aquecimento PPHWB, após a etapa de investigar a relação; uma etapa para medição da temperatura do gás T1 e a temperatura de atmosfera T2, uma etapa para calcular a diferença de temperatura ΔT com base na temperatura de gás T1 e na temperatura de atmosfera T2, uma etapa de ajustar uma condição de uma operação atual de modo que a diferença de temperatura ΔT seja menor do que a diferença de temperatura admissível ΔTmax após a etapa para calcular a diferença de temperatura ΔT e a etapa para determinar uma diferença de temperatura admissível ΔTmax CARACTERIZADO pelo fato de que uma taxa de elevação da temperatura das pelotas dentro da câmara de pré-aquecimento (21) possui um valor inferior 6 a 7° C/s.

2. Método de produção de pelotas de minério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma condição da operação atual é ajustada ao ajustar ao menos uma entre a quantidade de combustão de um queimador de câmara de desidratação (31) instalado em uma porção superior da câmara de desidratação (31), quantidade de combustão de um queimador de câmara de pré-aquecimento (21) instalado em uma porção superior da câmara de pré-aquecimento (21), uma taxa na qual a grelha se movimenta, e uma espessura de uma camada das pelotas.