BRPI0918140B1 - Processo para a produção de aglomerados de condutores de ferro finamente particulados - Google Patents

Abstract

processo para produção de aglomerados de condutores de ferro finamente particulados a presente invenção refere-se a uma descrição de um processo para produção de aglomerados compostos de condutores de ferro finamente particulados e pelo menos um aglutinante como material de partida para um processo metalúrgico. os aglomerados são, em pelo menos uma outra etapa de aglomeração, revestidos com uma camada consistindo de condutores de ferro e pelo menos um aglutinante e aquecidos, de tal forma que apenas o aglutinante na região da superfície dos aglomerados é curado. em um processo para produção de ferro gusa líquido ou matérias-primas de aço líquido a partir de materiais de partida e, se adequado, aditivos e aglomerados, os aglomerados são preaquecidos em uma zona de redução que tem uma etapa de preaquecimento, de forma tal que os aglomerados curam totalmente na etapa de preaquecimento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE AGLOMERADOS DE CONDUTORES DE FERRO FINAMENTE PARTICULADOS”.

[001] A invenção refere-se a um processo para a produção de aglomerados de condutores de ferro finamente granulados, em particular minérios de ferro e/ou poeiras e/ou lamas contendo ferro, e pelo menos um aglutinador como material de carga para um processo térmico, em particular um processo metalúrgico, os condutores de ferro sendo misturados com o aglutinador e quaisquer adições e aglomerados.

[002] A invenção também se refere a um processo para produção de ferro gusa líquido ou produtos de aço primário líquidos de materiais de carga, em particular minérios de ferro, possivelmente adições e aglomerados, os materiais de carga sendo submetidos a uma redução substancial em uma zona de redução e então sendo alimentados a uma zona de fundição ou a uma unidade de fundição, em particular um gaseificador de fundidos, para fundir com a adição de condutores de carbono e de um gás contendo oxigênio para formar um leito fixo, um gás redutor sendo formado e introduzido na zona de redução.

[003] É conhecido da técnica anterior que minérios finos são inci-almente reduzidos em zonas de redução e então fundidos em uma zona de fundição para formar ferro gusa. Tais processos operam em uma faixa de operação que é caracterizada, por exemplo, pelo tamanho do grão dos materiais de carga. Em princípio, tamanhos de grão pequenos implicam em um problema de que quantidades consideráveis de poeira ocorrem no processo ou partículas pequenas podem ser descarregadas a partir das unidades de processamento juntamente com o gás de processo.

[004] É, portanto, um objetivo da invenção estender a faixa de operação de um processo para produção de um ferro gusa líquido até um ponto em que mesmo minérios extremamente finos com tamanhos de grão muito pequenos possam ser processados.

[005] Mesmo condutores de ferro muito finamente granulados, tais como, por exemplo, minérios de ferro e/ou concentrados de minério de ferro e/ou poeiras e/ou lamas contendo ferro, podem ser processados pelo processo conforme a invenção. Isto envolve evitar que, ou tornar mais difícil para, frações na forma de partículas finas, em particular na forma de poeira, ocorram por sua vez como resultado das cargas mecânicas que agem nos aglomerados antes e durante o processamento em uma unidade de redução. Essas cargas são causadas por pressão, fricção, cisalhamento e impacto, geralmente como resultado de uma interação entre os aglomerados.

[006] Para resolver esse problema, os condutores de ferro finamente granulados misturados juntamente com o aglutinante são aglomerados e subsequentemente aquecidos de forma tal que o aglutinan-te é curado na região da superfície dos aglomerados. O aquecimento pode ser usado para controlar especificamente a cura do aglutinante, e, dessa forma, as propriedades mecânicas, em particular a resistência na superfície do aglomerado podem ser ajustadas. O aquecimento pode, nesse caso, ocorrer em um equipamento de tratamento fora de um processo metalúrgico, em particular durante a operação de secagem ou imediatamente após a operação de secagem, ou dentro da primeira etapa do processamento metalúrgico.

[007] Nesse último caso, é alternativamente ou adicionalmente possível também usar aglutinantes que a baixas temperaturas, em particular a temperaturas ambientes, já desenvolvem resistência adequada para permitir que os aglomerados sejam introduzidos na primeira etapa de um processo metalúrgico grandemente intactos por cargas mecânicas sem aquecimento adicional, o endurecimento que é necessário para outros requisitos de serviço ocorrendo pelo aquecimento na mencionada primeira etapa do processo. A temperatura ambiente é, nesse caso, adequada para a cura do aglutinante.

[008] Como resultado, é possível processar os aglomerados em um processo metalúrgico, tal como, por exemplo, um processo de redução ou um processo de fusão-redução, sendo possível para a fração que é obtida na forma de partículas finas serem pelo menos significativamente reduzidas ou quase completamente evitadas. É particularmente vantajoso a esse respeito que, os aglomerados não tenham que ser completamente endurecidos; consequentemente, o aquecimento pode ser pelo menos cerceado e as despesas de energia consideravelmente reduzidas. Se necessário for, os aglomerados podem, entretanto, ser também totalmente endurecidos, quer dizer, não apenas a região externa.

[009] De acordo com um refinamento vantajoso do processo conforme a invenção, em pelo menos uma outra etapa de aglomeração, os aglomerados são revestidos com uma camada, compreendendo condutores de ferro e pelo menos um aglutinante. A camada adicional torna possível produzir aglomerados que tenham uma fração aglutinante diferente ou um tipo diferente de aglutinante no exterior do que no núcleo ou então consistir de um condutor de ferro finamente granulado no lado de fora diferente do lado de dentro. Isso torna possível que o aglomerado seja adaptado para um processo metalúrgico, em particular permitindo levar em consideração um processo metalúrgico de múltiplos estágios.

[0010] De acordo com um outro refino vantajoso do processo conforme a invenção, após a pelo menos uma outra etapa de aglomeração, os aglomerados são aquecidos de tal forma que o aglutinante da camada mais externa ou das camadas externas cura. O aquecimento pode ser controlado de forma tal que a cura ocorra apenas em uma certa região externa dos aglomerados. A região externa curada forne- ce proteção adequada para os aglomerados de cargas mecânicas durante o manuseio antes da alimentação em um processo metalúrgico e na primeira etapa de um processo metalúrgico. No decurso de um processo metalúrgico, em particular uma etapa de aquecimento e redução, a região de núcleo dos aglomerados também desenvolve sua resistência. Como resultado da transformação dos óxidos de ferro em ferro metálico pela redução (metalização) que procede da zona externa para o núcleo, os aglomerados assumem uma resistência máxima e são virtualmente indestrutíveis por cargas mecânicas normais até que a temperatura de amolecimento seja alcançada. É particularmente vantajoso a esse respeito que, as propriedades mecânicas, mas também a composição, na(s) camada(s) externa(s) possa ser feita se adequar ao processo metalúrgico. Por exemplo, é possível que, na camada externa dos aglomerados, a composição dos materiais de carga na forma de partículas finas seja escolhida de forma que a redução através da metalização já ocorra durante o aquecimento em uma atmosfera de gases oxidantes, produzindo ferro metálico ou seu precursor wustita. Como resultado, a formação de uma concha metálica estável em torno do núcleo ainda oxídico dos aglomerados é acelerada em comparação com a redução usual com gases (redução indireta).

[0011] Um refinamento adequado do processo conforme a invenção provê que os aglomerados sejam endurecidos antes da outra etapa de aglomeração. Consequentemente, o endurecimento é também alcançado na região do núcleo os aglomerados, com o que eles ganham resistência adicional. Por causa da formação de um perfil de temperatura com temperaturas crescentes de for a para dentro, maiores temperaturas de endurecimento sobre a concha externa dos aglomerados ou tempos de residência mais longos em uma zona de endurecimento devem ser aceitos alcançar uma dureza comparável desse aglomerado, em particular seu núcleo.

[0012] De acordo com um refinamento particular do processo conforme a invenção, o aglutinante da camada ou camadas mais externa tem uma menor temperatura de cura que o aglutinante no interior dos aglomerados. Nesse caso, é possível produzir aglomerados que a baixas temperaturas, em particular a temperaturas ambientes, também desenvolvem resistência na camada mais externa ou nas camadas externas adequadas para permitir que os aglomerados sejam introduzidos na primeira etapa de um processo metalúrgico grandemente não danificado pelas cargas mecânicas sem aquecimento prévio, o endurecimento que é necessário para outros requisitos de serviço ocorrendo pelo aquecimento na mencionada primeira etapa do processo. Isso permite que o aquecimento dos aglomerados após a aglomeração seja restrito ao endurecimento da camada mais externa ou das camadas externas, de modo que o tempo necessário para o endurecimento possa ser cortado e as despesas com energia possam ser reduzidas. A escolha do aglutinante no núcleo dos aglomerados, por outro lado, é feito na base de aspectos de custo ou mesmo na base do aspecto de resistência à redução, quer dizer, a resistência do aglomerado à desintegração do grão em uma atmosfera redutora de gás quente com exposição simultânea a cargas mecânicas sob dadas condições de processamento.

[0013] De acordo com outro refinamento vantajoso do processo conforme a invenção, os aglomerados são revestidos, em particular após o endurecimento, com um revestimento de materiais contendo carbono, cal, em particular calcário calcinado, ou poeiras da aglomeração. O revestimento torna possível fornecer auxílio de processo diretamente nos aglomerados, de forma que, por exemplo, a aglutinação juntamente com os aglomerados (aderência) durante o processo de redução possa ser evitada. Além disso, aglomerados crus podem ser revestidos, por exemplo, para evitar que se aglutinem quando forem armazenados em pilhas. Para esse propósito, substâncias pulverulen-tas, preferivelmente contendo ferro e/ou carbono, são aplicadas aos aglomerados como uma cobertura externa sem umedecimento ou adição de aglutinante em uma etapa final de aglomeração.

[0014] De acordo com um refinamento adequado do processo conforme a invenção, antes da operação de aglomeração, os condutores de ferro e os aglutinantes e quaisquer adições são misturados para melhorar a capacidade de aglutinação. Dependendo do aglutinante usado, a mistura pode ser condutiva para o inchaço do aglutinante, ajustar a consistência do material de carga que é desejada para a subsequente etapa de aglomeração, ou mesmo fornecer os tempos de residência que são necessários para as reações químicas que ocorrem no material de carga.

[0015] Um refinamento vantajoso do processo conforme a invenção prove que condutores de ferro compreendem não apenas minérios de ferro finamente granulados e/ou poeiras e/ou lamas, mas também frações granulares, em particular aglomerados reciclados, com um tamanho de grão de 0,1 a 3 mm, em particular 0,5 a 1,5 mm, as frações granulares servindo como nucleantes para a formação de aglomerados. No caso em que a aglomeração primeiramente toma a forma de granulação ou peletização, o uso de nucleantes tem o efeito de acelerar a formação dos aglomerados e de alcançar tamanho e forma mais uniformes do aglomerado. É vantajoso nesse aspecto usar aglomerados reciclados ou mesmo fragmentos de aglomerados reciclados que ocorrem durante o uso ou processamento de aglomerados. O tamanho da fração granular pode também ser especificamente ajustado por tri-turação, peneiração ou outras medidas adequadas. Em particular, no caso de aglomerados usando prensagem (extrusão, compactação, bri-quetagem), pode ser aconselhável não apenas misturar partículas de diferentes tamanhos, mas também partículas de diferentes formas entre si. Por exemplo, pela mistura de carepa de ferro, que tem uma forma escamosa, com minérios de ferro finamente granulados ou lamas contendo ferro, as resistências a frio e a quente dos aglomerados dela produzidos são melhoradas.

[0016] De acordo com a invenção, em particular durante ou após a aglomeração, os aglomerados são secados, em particular por secagem térmica e/ou armazenagem ao ar.

[0017] De acordo com um refinamento particular do processo conforme a invenção, entretanto, uma operação de desaguamento mecânico pode também ocorrer antes ou durante a aglomeração, em particular desaguamento mecânico durante a operação de conformação por prensagem.

[0018] O desaguamento mecânico permite que o tempo de secagem e também o período de preaquecimento no processo metalúrgico sejam reduzidos. Os métodos de redução do teor de umidade podem, nesse caso, ser escolhidos conforme necessário.

[0019] De acordo com um refinamento vantajoso do processo conforme invenção, os aglomerados são produzidos por granulação ou peletização. As vantagens da granulação/peletização sobre a compac-tação/briquetagem está no menor gasto com equipamentos ou desgaste do equipamento e menor necessidade de aglutinante. Por outro lado, métodos de granulação/peletização requerem um grão fino da matéria prima, de forma que os materiais de carga possivelmente terão de ser primeiramente preparados para o processo de aglomeração atual por moagem.

[0020] Entretanto, por conta de seu tamanho de grão fino, concentrados de minério de ferro que são obtidos, por exemplo, por meio de processos de flutuação e ferro contendo poeiras e lamas metalúrgicas de processos de fundição-redução tais como Corex® ou Finex® podem geralmente ser aglomerados sem adicional esforço de moagem por granulação/peletização. Sob algumas circunstâncias, entretanto, pode ser vantajoso executar a aglomeração enquanto se prensa ou comprime o material, em particular por compactação/briquetagem, se essa compressão for desejada para ajustar resistências aumentadas dos aglomerados e a desvantagem resultante da compressão de cinética de redução reduzida é de menor preocupação.

[0021] Processadas particularmente vantajosamente pelo processo conforme a invenção são poeiras e/ou lamas que contêm ferro e/ou carbono remanescentes da produção de aço ou condutores de carbono finamente moídos, em particular antracita, coque ou coque de petróleo. Isso torna possível também fazer uso de substâncias de valor que estão contidas em resíduos ultra finos, tais como poeiras ou lamas, por um processo metalúrgico sem ter que aceitar os efeitos desvantajosos na sequência do processo.

[0022] De acordo com a invenção, os condutores de ferro são minério sinterizado, concentrado de minério, material subdimensionado de minério de ferro, retornos ou poeiras d aglomeração. Essas substâncias de valor são distinguidas pelo alto teor de ferro, que até agora só tinham sido usadas cp, desvantagens, tais como, por exemplo, altas quantidades de poeira ou de frações de poeira no gás de processo de um processamento metalúrgico, ou mesmo convertido em uma forma usável apenas com altas despesas de energia. Retornos de uma aglomeração são entendidos como significando material subdi-mensionado dos aglomerados, fragmentos de aglomerados, ou aglomerados de resistência ou forma inadequados. Poeiras ocorrem no decurso da aglomeração e da preparação associada, em particular nas etapas de granulação e de secagem/endurecimento.

[0023] Um refinamento especial do processo conforme a invenção prove que as adições são adições metalúrgicas, em particular cal e/ou dolomita e/ou adições contendo carbono para ajustar pelo menos parcialmente aglomerados autorredutores. Incorporar adições diretamente no aglomerado torna possível dosar pelo menos parcialmente com adição separada de adições nos processos metalúrgicos.

[0024] Em um outro refinamento especial d processo conforme a invenção, poeiras ou lamas contendo carbono ou condutores de carbono finamente moídos são incorporados como adições nos aglomerados, enquanto os aglomerados são feitos ser pelo menos parcialmente auto-redutores sob as condições do processo metalúrgico. Poeiras e lamas contenco carbono dos processos COREX® e FINEX® são particularmente adequadas para esse processo.

[0025] Adições podem também servir para o propósito de o desenvolvimento da dureza de um aglutinante. Em particular, calcário calcinado é adequado como uma adição para acelerar a cura de aglu-tinante à base de melaço.

[0026] Particularmente vantajosamente, os aglomerados têm de acordo com a invenção um diâmetro de 0,5 a 8 mm, em particular 3 a 6 mm. Sob esse aspecto, é possível adaptar o diâmetro dos aglomerados às condições do processo metalúrgico. Por exemplo, o diâmetro pode ser escolhido na dependência das condições em um leito fluidi-zado em um processo metalúrgico.

[0027] De acordo com um refinamento especial do processo conforme a invenção, substâncias inorgânicas ou suas misturas, em particular calcário calcinado ou cal extinta ou bentonita, são usados como aglutinantes. Esses aglutinantes podem suportar altas temperaturas e a oxidação a quente de gases de redução, de forma que aglomerados particularmente estáveis sejam formados.

[0028] De acordo com um outro refinamento especial do processo conforme a invenção, substâncias orgânicas ou suas misturas, em particular melaço, produtos de fluidos usados da produção de celulose, amidos ou mesmo polieletrólitos de cadeia longa à base de celulose, são usados como aglutinantes. Isto permite que resistências particularmente altas dos aglomerados sejam alcançadas antes e durante o processo metalúrgico.

[0029] Um outro refinamento vantajoso do processo provê que os condutores de ferro são separados pela classificação em uma fração na forma de partículas finas e uma ou mais frações brutas e a fração na forma de partículas finas é passada para uma operação de aglomeração, possivelmente após a secagem, a classificação ocorrendo na forma de peneiração ou uma combinação de peneiração e triagem. Se necessário, a classificação pode ser precedida de uma operação de secagem.

[0030] De acordo com um refinamento especial do processo conforme a invenção, a uma ou mais frações brutas são trituradas, em particular finamente moídas, possivelmente após a secagem, e são passados para uma operação de aglomeração. Isto também permite que frações mais brutas sejam processadas em aglomerados.

[0031] Em um processo para produção de ferro gusa líquido ou produtos de aço primários líquidos a partir de materiais de carga, em particular minérios de ferro, possivelmente adições e os aglomerados conforme a invenção, os materiais de carga são submetidos a uma redução substancial em uma zona de redução e então alimentados a uma zona de fundição ou unidade de fundição, em particular um gasei-ficador de fundido, para fundir com a adição de condutores de carbono e gás contendo oxigênio para formar um leito fixo. Um gás de processo é, nesse caso, formado e introduzido na zona de redução. É também fornecida, em adição à zona de redução, uma zona de preaque-cimento, na qual os materiais de carga e/ou aglomerados são introduzidos, a temperatura da zona de preaquecimento e/ou da zona de redução sendo escolhida de forma tal que os aglomerados endureçam completamente na zona de preaquecimento ou altemativamente na zona de redução. Altemativamente, os aglomerados podem também ser introduzidos na zona de fundição.

[0032] Nesse caso, a zona de preaquecimento, a zona de redução e a zona de fundição podem ser formadas por um alto forno. Além disso, elas podem também ser formadas por unidades separadas, compreendendo unidades de redução e uma ou mais unidades de fundição, tais como, por exemplo, gaseificador de fundidos, com uma zona de preaquecimento comum ou um número de zonas de preaquecimento atribuídas a unidades de redução ou unidades de fundição individuais. Processos adequados para usar os aglomerados conforme a invenção são processos de redução direta, processos de fundição-redução, tais como Corex® ou Finex®, ou ainda o uso em um alto forno.

[0033] Isto transfere o endurecimento dos aglomerados pelo menos parcialmente para o processo, então ele é, portanto, executado na zona de preaquecimento. Tratamentos térmicos dos aglomerados previamente necessários podem ser grandemente cerceados ou executados a temperaturas mais baixas. Além disso, como resultado, problemas tais como remoção de gases absorvidos por aquecimento dos aglomerados durante o endurecimento são consideravelmente reduzidos, de forma que é também possível até certo ponto acabar com tratamentos complexos de substâncias gasosas ou vapores que escapam dos aglomerados.

[0034] De acordo com a invenção, a proporção dos aglomerados nos materiais de carga é de pelo menos 30%. Entretanto, é também concebível que a proporção possa ser significativamente aumentada até quase 100%, de forma que o processamento de materiais de carga muito finos em grandes quantidades seja também possível. Em contraste com a técnica anterior, onde apenas pequenas proporções de materiais de carga finos podem ser processadas, a faixa de operação ou a faixa de tamanhos de grão processáveis é significativamente aumentada pelo processo conforme a invenção. Isto torna possível um processo muito mais flexível, uma vez que os materiais de carga podem agora ser escolhidos conforme os requisitos e conforme as matérias primas disponíveis ou com os preços das matérias primas.

[0035] Um refinamento especial do processo conforme a invenção prove que a zona de redução tenha pelo menos uma, em particular 2 a 4, etapas de redução. Em adição, uma zona de preaquecimento pode também ser provida. Descobriu-se ser vantajoso o uso de um número de zonas de redução. As zonas de redução podem ser formadas pelas unidades de redução nas quais o material a ser reduzido é conduzido em contrafluxo ao gás de redução. O gás de redução é formado na zona de fundição ou na unidade de fundição e conduzido através das unidades de redução.

[0036] Um outro refinamento especial do processo conforme a invenção prove que sejam fornecidas duas zonas de redução arranjadas em paralelo com uma zona de preaquecimento comum ou cada uma com sua própria zona de preaquecimento. O uso de duas zonas de redução arranjadas em paralelo permite que a capacidade de redução seja aumentada ou adaptada conforme necessário. De acordo com a invenção, os materiais de carga são secados antes do carregamento na zona de preaquecimento.

[0037] A secagem é possivelmente seguida pelo endurecimento dos aglomerados, a temperatura ficando acima da temperatura de secagem. Em particular, se for usado melaço como aglutinante, pode ser executada uma caramelização, preferivelmente acima de 250°C. O calor sensível assumido durante a secagem e possível endurecimento dos aglomerados é preferivelmente alimentado à zoina de preaqueci-mento com os aglomerados, evitando perdas de resfriamento.

[0038] De acordo com um refinamento particular do processo conforme a invenção, para ajustar a temperatura na zona de preaqueci-mento, uma combustão parcial do gás de processo ocorre na zona de preaquecimento.

[0039] De acordo com outro refinamento do processo conforme a invenção, para ajustar a temperatura na zona de preaquecimento, ocorre uma combustão pelo menos parcial de um gás de combustão introduzido na zona de preaquecimento ou um gás quente é introduzido na zona de preaquecimento.

[0040] As medidas descritas permitem que a temperatura da zona de preaquecimento seja ajustada especificamente.

[0041] Um refinamento particular do processo prove que os materiais de carga sejam primeiramente classificados em uma fração na forma de partículas finas e uma fração bruta ou um número de frações brutas, a fração bruta ou as frações brutas sendo introduzidas diretamente na zona de redução, possivelmente após a secagem e/ou fragmentação, e a fração na forma de partículas finas sendo introduzida na zona de redução após passar através de um processo de aglomeração. Altemativamente ou em adição, frações brutas ou parte das frações brutas podem também ser introduzidas diretamente na zona de fundição. Isto permite que o esforço de aglomeração seja reduzido, uma vez que apenas a fração na forma de partículas finas tem que ser passada para uma operação de aglomeração. Ocorre uma fragmentação se as partículas forem de um tamanho tal que não possam ser processadas.

[0042] De acordo com a invenção, as uma ou mais frações brutas são fragmentadas, em particular moídas finamente, possivelmente após a secagem, e introduzidas na zona de redução após passarem através de um processo de aglomeração. Isto também permite que frações brutas sejam processadas como aglomerados e introduzidas na zone de redução.

[0043] De acordo com um refinamento vantajoso do processo conforme a invenção, antes da operação de aglomeração, os materiais de carga passam através de uma operação de classificação, sendo formada uma fração que é enriquecida com substâncias de valor e/ou isenta de substâncias prejudiciais e essa fração sendo alimentada a uma zona de redução como aglomerados. A classificação sozinha permite o enriquecimento de substâncias de valor e a isenção de substâncias prejudiciais, de forma que o processo de redução possa ser operado mais eficientemente e substâncias prejudiciais possam ser separadas previamente.

[0044] De acordo com um refinamento especial do processo conforme a invenção, a seleção é executada fazendo-se uso de diferentes densidades, tamanhos de partículas e formas de partículas, propriedades de superfície, propriedades magnéticas, e da condutividade elétrica de teores individuais de materiais de carga, em particular por meio de hidrociclone, máquinas de separação, mesa vibradora, meio denso, flutuação, separação magnética ou separação eletrostática. Com tais processos, concentrados de minério podem ser produzidos.

[0045] Um refinamento vantajoso do processo provê que a classificação ocorre na base de uma única etapa - ou de múltiplas etapas -de peneiração no caso de materiais de carga secos e na base de uma operação de peneiração úmida no caso de materiais de carga úmidos. Consequentemente, materiais de carga úmidos podem também ser processados sem problemas.

[0046] De acordo com um refinamento vantajoso do processo a invenção, os materiais de carga úmidos são secados mecanicamente e/ou termicamente antes de sua aglomeração. A invenção é descrita também por meio de um exemplo em relação a uma configuração exemplar não-restritiva da figura 1.

[0047] Figura 1: uma instalação para execução do processo conforme a invenção.

[0048] A figura 1 mostra uma unidade de fundição 1, que forma uma zona de fundição. A unidade de fundição pode ser formada como um gaseificador de fundido, mas também pode ser configurada como um forno de cuba ou um forno de banho líquido. O gás de redução formado na unidade de fundição 1 é introduzido nas zones de redução R1 - R4 e conduzido no contrafluxo para os materiais de carga que devem ser reduzidos. Os equipamentos para tratamento do gás de redução que estão representados na figura não são discutidos em deta-Ihes nesse momento.

[0049] Condutores de ferro finamente granulados 2, tais como, por exemplo, minérios de ferro e/ou poeiras e/ou lamas contendo ferro, são misturados juntamente com adições 3 e um aglutinante 4, possivelmente misturados e aglomerados em um equipamento de mistura e aglomeração 5, em particular granulados. Posteriormente, a mistura é alimentada a um equipamento 6 para endurecimento, no qual a cura do aglutinante ocorre por aquecimento, de modo que há um aumento na resistência dos aglomerados. Nesse caso, o aquecimento e o tempo de residência dos aglomerados no equipamento 6 são controlados de tal forma que apenas o aglutinante na região da camada externa dos aglomerados cura. O equipamento de mistura e aglomeração 5 pode ser também da forma de múltiplas etapas, de forma que os aglomerados produzidos possam ser revestidos com uma ou mais camadas. Isto permite que aglomerados que tenham uma estrutura do tipo de camadas sejam produzidos, sendo possível para cada camada diferir em relação à composição e ao aglutinante. É vantajoso escolher um aglutinante que tenha uma baixa temperatura de cura ou um tempo de cura para a camada mais externa, de forma que o endurecimento no equipamento 6 possa ocorrer a temperaturas menores e por meno- res tempos de endurecimento.

[0050] Após o tratamento no equipamento 6, o aglomerado pode, se necessário, também ser secado em um equipamento de secagem 7 e o seu teor de umidade pode ser ajustado especificamente. Posteriormente, os aglomerados são alimentados até uma unidade de redução R4, que pode ser operada como uma unidade de preaquecimento. O calor sensível contido nos aglomerados como resultado da secagem é, nesse caso, preferivelmente introduzido na unidade de redução. [0051] Na unidade de preaquecimento, o endurecimento dos aglomerados também ocorre no seu interior por conta das altas temperaturas de 400 a 900°C, de forma que uma alta resistência que é vantajosa para o processo posterior pode ser ajustada. Um endurecimento final do aglomerado pode também ocorrer na zona de redução.

[0052] Tais aglomerados podem ser passados não apenas para processos de redução, processos de fundição-redução e o processo de alto forno mas também para qualquer processo metalúrgico desejado que processe aglomerados. Os aglomerados reduzidos nas unidades de redução R1 - R4 são vantajosamente alimentados a um outro equipamento de aglomeração 8, de forma que por sua vez aglomerados possam ser introduzidos na unidade de fundição 1. Dessa forma, o manuseio dos materiais de carga para a unidade de fundição, que é o seu transporte ou armazenagem, pode ser melhorado.

Lista de denominações 1 Unidade de fundição 2 Condutores de ferro finamente granulados 3 Adições 4 Aglutinante 5 Equipamento de mistura e aglomeração 6 Equipamento para endurecimento 7 Equipamento de secagem 8 Equipamento de aglomeração R1-4 Unidades de redução RE Ferro gusa REIVINDICAÇÕES

Claims (31)

1. Processo para produção de aglomerados de condutores de ferro finamente particulados, em particular minérios de ferro e/ou concentrados de minério de ferro e/ou poeiras e/ou lamas contendo ferro, e pelo menos um aglutinante como material de carga para um processo térmico, em particular um processo metalúrgico, sendo que os condutores de ferro são misturados com o aglutinante e quaisquer adições e aglomerados, sendo que, em pelo menos uma outra etapa de aglomeração, os aglomerados são revestidos com uma camada, compreendendo condutores de ferro e pelo menos um aglutinante, caracterizado pelo fato de que os aglomerados são aquecidos de tal forma que o aglutinante é curado na região da superfície dos aglomerados, onde o aglutinante da camada mais externa ou das camadas externas tem uma temperatura de cura menor que o aglutinante no interior dos aglomerados.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, após a pelo menos uma outra etapa de aglomeração, os aglomerados são aquecidos de tal forma que o aglutinante da camada mais externa ou das camadas externas cura.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os aglomerados são endurecidos antes da outra etapa de aglomeração.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os aglomerados são revestidos, em particular após o endurecimento, com um revestimento de materiais contendo carbono, cal, em particular calcário calcinado, ou poeiras da aglomeração.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, antes da operação de aglomeração, os condutores de ferro e o aglutinante e quaisquer adi- ções são misturados para melhorar a capacidade de aglutinação.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que os condutores de ferro compreendem não apenas minérios de ferro finamente granulados e/ou poeiras e/ou lamas, mas também frações granulares, em particular aglomerados reciclados, com um tamanho de grão de 0,1 a 3 mm, em particular 0,5 a 1,5 mm, as frações granulares servindo como nu-cleantes para a formação de aglomerados.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que, em particular durante ou após a aglomeração, os aglomerados são secados, em particular por secagem térmica e/ou armazenagem ao ar.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma operação de desa-guamento mecânico ocorre antes ou durante a aglomeração, em particular desaguamento mecânico durante uma operação de conformação por prensagem.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os aglomerados são produzidos por granulação ou peletização.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as poeiras e/ou lamas são remanescentes da produção de aço contendo ferro e/ou carbono ou condutores de carbono finamente granulados, em particular antracita, coque ou coque de petróleo.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que os condutores de ferro são minério sinterizado, concentrado de minério, material subdimensiona-do de minério de ferro, retornos ou poeiras de aglomeração.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 1 a 11, caracterizado pelo fato de que as adições são adições metalúrgicas, em particular cal e/ou dolomita e/ou adições contendo carbono para ajustar pelo menos parcialmente os aglomerados auto-redutores.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os aglomerados têm um diâmetro de 0,5 a 8 mm, em particular 3 a 6 mm.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que substâncias inorgânicas ou suas misturas, em particular cal calcinada ou extinta ou bentonita, são usadas como aglutinantes.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que substâncias orgânicas ou suas misturas, em particular melaços, produtos fluidos da produção de celulose, amidos ou mesmo polieletrólitos de cadeia longa à base de celulose, são usados como aglutinantes.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que os condutores de ferro são separados por classificação em uma fração na forma de partículas finas e uma ou mais frações brutas e a fração na forma de partículas finas é passada para uma operação de aglomeração, possivelmente após a secagem, a classificação ocorrendo na forma de peneiração ou uma combinação de peneiração e triagem.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que uma ou mais frações brutas são trituradas, em particular granuladas finamente, possivelmente após a secagem, e são passadas para uma operação de aglomeração.

18. Processo para produção de ferro gusa líquido ou produtos de aço primário líquidos a partir de materiais de carga, em particular minérios de ferro, possivelmente adições e aglomerados, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, os materiais de carga sendo submetidos a uma redução substancial numa zona de redução e então alimentados a uma zona de fundição, em particular um gasei-ficador de fundido, para fundir com a adição de condutores de carbono e gás contendo oxigênio para formar um leito fixo, o gás de processo sendo formado e introduzido na zona de redução, caracterizado pelo fato de que é também fornecida, em adição à zona de redução, uma zona de preaquecimento, na qual os materiais de carga e/ou aglomerados são introduzidos, a temperatura da zona de preaquecimento e/ou zona de redução sendo escolhida de forma que os aglomerados endureçam completamente na zona de preaquecimento ou na zona de redução.

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a proporção dos aglomerados nos materiais de carga é de pelo menos 30%.

20. Processo de acordo com reivindicação 18 ou 19, caracterizado pelo fato de que a zona de redução tem pelo menos uma, em particular 2 a 4, etapas de redução.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 20, caracterizado pelo fato de que são fornecidas pelo menos duas zonas de redução arranjadas em paralelo com uma zona de preaquecimento comum ou cada uma com sua própria zona de prea-quecimento.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 21, caracterizado pelo fato de que os materiais de carga são secados antes do carregamento na zona de preaquecimento.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 22, caracterizado pelo fato de que para ajustar a temperatura na zona de preaquecimento, uma combustão parcial do gás de processo ocorre na zona de preaquecimento.

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 23, caracterizado pelo fato de que, para ajustar a temperatura na zona de preaquecimento, ocorre uma combustão pelo menos parcial de um gás de combustão introduzido na zona de preaqueci-mento ou um gás quente é introduzido na zona de preaquecimento.

25. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 24, caracterizado pelo fato de que os materiais de carga são inicialmente classificados em uma fração na forma de partículas finas e uma ou mais frações brutas, a fração bruta ou as frações brutas sendo introduzidas diretamente na zona de redução, possivelmente após secagem e/ou trituração, e a fração na forma de partículas finas sendo introduzida na zona de redução após passar por um processo de aglomeração, de acordo com uma das reivindicações 1 a 17.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais frações brutas são trituradas, em particular granuladas finamente, possivelmente após a secagem, e introduzidas na zona de redução após passarem por um processo de aglomeração, de acordo com uma das reivindicações 1 a 17.

27. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 26, caracterizado pelo fato de que, antes da operação de aglomeração como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, os materiais de carga passam através de uma operação de classificação, a fração que é enriquecida com substâncias de valor e/ou empobrecida de substâncias prejudiciais sendo formada e essa fração sendo alimentada à zona de redução como aglomerados.

28. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a zona de preaqueci-mento é separada da zona ou zonas de redução de forma tal que um fluxo de gás entre as zonas é evitado em grande extensão.

29. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracteri- zado pelo fato de que a classificação é executada fazendo-se uso de diferentes densidades, tamanhos de partícula, e forma de partícula, propriedades de superfície, propriedades magnéticas, e a condutivida-de elétrica dos teores individuais de materiais de carga, em particular por meio de um hidrociclone, uma máquina de separação, mesa vibra-dora, meio denso, flutuação, separação magnética ou separação ele-trostática.

30. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado pelo fato de que a classificação ocorre na base de uma operação de peneiração de uma única etapa ou de múltiplas etapas no caso de materiais de carga secos e na base de uma operação de peneiração úmida no caso de materiais de carga úmidos.

31. Processo de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que os materiais de carga úmidos são secados mecanicamente e/ou termicamente antes de sua aglomeração.