BRPI1012529B1

BRPI1012529B1 - Método para produção de sínter

Info

Publication number: BRPI1012529B1
Application number: BRPI1012529-9A
Authority: BR
Inventors: Kasama Shunji; Nomura Seiji
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2018-01-23
Also published as: KR101409516B1; WO2010106756A1; BRPI1012529A2; JPWO2010106756A1; CN102348816A; KR20110115609A; JP4837799B2; CN102348816B

Description

(54) Titulo: MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SÍNTER (51) lnt.CI.: C22B 1/20; C22B 1/16 (30) Prioridade Unionista: 16/03/2009 JP 2009-063466 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): SHUNJI KASAMA; SEI Jl NOMURA

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SÍNTER.

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um método de produção de sínter (sínter de minério de ferro) usado como uma matéria-prima em alto-forno em um processo da fabricação de ferro.

Prioridade é reivindicada sobre o Pedido de Patente Japonesa No. 2009-063466, depositado em 16 de março de 2009, o conteúdo do qual é incorporado aqui por referência.

Descrição da Técnica Relacionada

A figura 1 mostra um processo esquemático de um método de produção de sínter no qual uma máquina de sinterização de Dwight-Lloyd é usada. Conforme mostrado na figura 1, sínter é fabricado sinterizando uma alimentação de sinterização 6 em uma máquina de sinterização 30. A alimentação de sinterização 6 é preparada por meio de granulação de uma mistura da matéria-prima principal de minério de ferro 1 e uma matéria-prima auxiliar de calcário 2a, coque 3a o qual é um combustível sólido e finos de retorno 4a. O minério de ferro 1a, o calcário 2a, o coque 3a e os finos de retorno 4a são alimentados a partir de um alimentador de minério de ferro 1, um alimentador de calcário 2, um alimentador de coque 3 e um alimentador de finos de retorno 4 em quantidades predeterminadas, respectivamente. As matérias-primas alimentadas são granuladas usando uma máquina de granulação 5, tal como um misturador a tambor, enquanto que a umidade é controlada de modo que a quantidade de umidade se torne cerca de 5,5% em massa a 8,5% em massa. Os grânulos são compostos principalmente de pseudopartículas nas quais finos de adesão tendo um diâmetro de partícula de 0,5 mm ou menor são aderidos às circunferências dos núcleos (partículas centrais) tendo um diâmetro de partícula de 1 mm ou maior. A permeabilidade na máquina de sinterização pode ser mantida usando os grânulos como a alimentação de sinterização 6.

A alimentação de sinterização 6 dos grânulos é carregada em um alimentador de compensação 7. A alimentação de sinterização 6 é corta2/21 da por um alimentador a tambor 8 e é alimentada sobre a pá na máquina de sinterização através de uma calha de transporte 8a, desse modo, formando um leito de alimentação (leito de matéria-prima) 9. O coque 3a sobre a porção de camada superficial do leito de alimentação 9 sofre queima por um agente de queima 10 e o coque 3a sobre combustão com a sucção a ar para o fundo do leito de alimentação 9 usando um ventilador de exaustão 20, desse modo, sinterizando sequencialmente a alimentação de sinterização 6 da camada superior em direção à camada inferior pelo calor de combustão do coque 3a. Um bolo de sínter 11 obtido por meio de sinterização da alimentação de sinterização 6 é descarregado em uma extremidade de descarga 12 e é esmagado e peneirado. Aglomerados peneirados de 5 mm ou mais são fornecidos a um alto-forno como sínter resultante. Enquanto isso, o sínter de 5 mm ou menor é reciclado como os finos de retorno 4a. Além disso, um pouco do sínter resultante é reciclado como um sínter para a camada central 46.

Em virtude de um aumento na demanda global de aço em anos recentes, há uma demanda por aprimoramento adicional na eficiência de produção de sínter como uma matéria-prima para a fabricação de ferro. Ao mesmo tempo, a partir do aspecto do ambiente, há uma forte demanda pela redução das emissões de poluentes no ar, tal como gás de exaustão NO_Xgerado pelo combustível sólido de combustão durante sinterização.

Por exemplo, a Citação de Patente 1 e a Citação de Patente 2 sugerem os métodos a seguir de fabricação de sínter como técnicas convencionais as quais aprimoram a produtividade do sínter e reduzem os poluentes no ar.

De forma a aprimorar a capacidade de um combustível sólido de combustão e a produtividade de sínter, a Citação de Patente 1 divulga um método de indução de uma reação de geração de hidrogênio mediante fornecimento de vapor de água gerado borrifando água sobre a superfície do sínter durante sinterização à reação de combustão do combustível sólido em um leito de sinterização.

De forma a aprimorar a capacidade de um combustível sólido de

3/21 combustão, aprimorar a produtividade de sínter e, além disso, reduzir o NO_X, a Citação de Patente 2 divulga um método de maximização do efeito de fornecimento de vapor de água mediante otimização da alocação da quantidade de umidade na mistura de sínter e da quantidade de água borrifada e fornecimento de vapor de água.

Citação de Patente

Citação de Patente 1 Pedido de Patente Japonesa Examinado, Segunda Publicação, No. S51-6002

Citação de Patente 2 Pedido de Patente Japonesa Examinado, Segunda Publicação, No. H7-78257 SUMÁRIO DA INVENÇÃO Problemas a Serem Resolvidos Pela Invenção

Contudo, existem dois problemas descritos abaixo nas tecnologias de sinterização da Citação de Patente 1 e Citação de Patente 2. O primeiro problema é que é necessário manter o calor necessário para a evaporação de umidade. Quando se considera o equilíbrio de calor macroscópico, é necessário fornecer o calor latente de vaporização correspondendo à quantidade de água borrifada ao leito de sinterização no método de borrifação de água sobre a superfície do leito de alimentação. Uma vez que a sinterização é realizada com um combustível sólido cuja fração de sangria é reduzida para próximo do limite mínimo da quantidade necessária em operações recentes que poupam energia, a margem em relação à quantidade de calor no leito de sinterização é extremamente pequena. Portanto, quando água é borrifada ao leito de sinterização, é necessário aumentar o combustível sólido separadamente para obter o calor correspondendo à quantidade de água borrifada.

Uma vez que o calor latente de vaporização é consumido em uma fábrica para produção de vapor no método de mistura de vapor com ar fornecido ao leito de sinterização e fornecimento de umidade, quando se considera o equilíbrio de calor macroscópico, é necessário inserir o calor correspondendo à quantidade de umidade fornecida.

O segundo problema é que uma unidade de borrifação de água

4/21 em larga escala deverá ser instalada sobre as tiras de sinterização de modo a fornecer umidade ao leito de sinterização. A área de sinterização em uma máquina de sinterização comum é de 200 m² a 600 m² e é necessário borrifar água uniformemente através da maioria da área de sinterização de modo a aprimorar a reação de um combustível sólido de combustão por todo o leito de sinterização. Para isso, é necessário instalar uma pluralidade de tubos e bocais para borrifação de água regularmente na porção superior da máquina de sinterização.

Em geral, uma operação de substituição, na qual uma pá de sinterização usada é levantada e levada para fora da máquina de sinterização por um guincho elevado e uma pá de sinterização reparada é levada para a máquina de sinterização na ordem inversa, é rotineiramente realizada nos reparos periódicos da máquina de sinterização. Quando uma grade de borrifação de água em larga escala e um aparelho de borrifação de água são instalados sobre as tiras na máquina de sinterização, uma vez que a operação de substituição das pás de sinterização precisa ser realizada sem impacto sobre a grade de borrifação de água e do aparelho de borrifação de água, efeitos adversos, tal como a extensão do tempo de reparo, são criados.

A presente invenção levou em consideração as circunstâncias acima e um objetivo da presente invenção é aprimorar substancialmente a capacidade de um combustível sólido de combustão e aprimorar a produtividade por meio de fornecimento de uma alimentação de sinterização a qual fornece vapor de água à reação de combustão do combustível sólido sem usar a borrifação de água e adição de vapor de água das técnicas convencionais na fabricação de sínter, o qual é uma matéria-prima carregada em um alto-forno em um processo de fabricação de ferro. Além disso, um objetivo da presente invenção é proporcionar uma nova tecnologia de sinterização na qual o consumo de energia por um ventilador de exaustão pode ser reduzido diminuindo-se o consumo específico da taxa de fluxo de gás por um sínter resultante e a carga de emissão de substâncias controladas para o ar ambiente pode ser reduzida diminuindo-se a quantidade total do gás de e5/21 xaustão e a quantidade de NO_X descarregado.

Métodos para Resolver o Problema

Os inventores realizaram pesquisa e desenvolvimento progressivo para aprimorar a capacidade de um combustível sólido de combustão em um leito de sinterização. Particularmente, os inventores realizaram uma variedade de estudos sobre a desidratação de água combinada em um minério de ferro que ocorre no leito de sinterização e combustível sólido de combustão ao mesmo tempo. Como um resultado, os inventores confirmaram a eficácia de um método de sinterização no qual minério de ferro com alto teor de água combinada e um combustível sólido que sofre combustão em uma temperatura relativamente baixa são usados.

A figura 2 é um diagrama esquemático da seção transversal vertical do leito de sinterização (leito de alimentação após queima). O leito de sinterização é classificado em uma pluralidade de zonas de acordo com cada estágio de sinterização. O leito de sinterização tem uma distribuição de temperatura mostrada na figura 2 e a reação do combustível sólido de combustão progride sequencialmente da camada superior em direção à camada inferior. Além disso, o leito de sinterização, em um tempo arbitrário, é configurado para formar sequencialmente uma zona de matéria-prima 9a, uma zona de secagem 9b, uma zona de calcinação 9c, uma zona de combustão de coque 9d e uma zona de resfriamento 9e a partir de baixo. As características de cada zona são como segue.

A zona de matéria-prima 9a é uma zona correspondendo a uma faixa de temperatura de menos de 100°C. A matéria-prima misturada (alimentação de sinterização) carregada na máquina de sinterização está em um estado úmido na zona de matéria-prima 9a.

A zona de secagem 9b é uma zona correspondendo a uma faixa de temperatura de 100°C a menos de 300°C. Secagem da matéria-prima misturada progride ativamente na zona de secagem 9b.

A zona de calcinação 9c é uma zona correspondendo a uma faixa de temperatura de 300°C a menos de 700°C. Reações, tais como desidratação da água combinada no minério de ferro ou descarbonação de cal6/21 cário, ocorrem na zona de calcinação 9c.

A zona de combustão de coque 9d é uma zona correspondendo a uma faixa de temperatura de 700°C a menos de 1300°C. O combustível sólido reage com oxigênio no fluxo de ar de modo a sofrer combustão e a fusão e sinterização em fase líquida do minério de ferro e da matéria-prima auxiliar progridem ao mesmo tempo na zona de combustão de coque 9d.

A zona de resfriamento 9e é uma zona correspondendo a uma faixa de temperatura de 1300°C até a temperatura ambiente. Uma série de estágios de sinterização são completados e o aglomerado sinterizado (bolo de sínter) gerado é esfriado na zona de resfriamento 9e.

Pó de coque e antracita, os quais são amplamente usados como os combustíveis sólidos comuns para sinterização, começam a reação de combustão na zona de combustão de coque 9d que atinge uma temperatura de 700°C ou maior. Por outro lado, a água combinada incluída no minério de ferro emite vapor de água por meio de desidratação na zona de calcinação 9c, cuja temperatura é menor do que aquela da zona de combustão de coque 9d.

Os inventores descobriram que é possível usar eficazmente o vapor de água gerado pela desidratação da água combinada no minério de ferro para aprimoramento na capacidade do combustível sólido de combustão usando um combustível sólido de combustão tendo uma baixa temperatura de início de combustão o qual sofre combustão na zona de calcinação 9c.

Mais especificamente, como um resultado de testes de sinterização realizados usando uma matéria-prima (alimentação de sinterização) na qual um combustível sólido de combustão tendo uma baixa temperatura de início de combustão e um minério de ferro com alto teor de água combinada são misturados, os inventores descobriram que a desidratação da água combinada e o combustível sólido de combustão de baixa temperatura de combustão ocorrem ao mesmo tempo na zona de calcinação 9c e vapor de água pode ser eficazmente fornecido à atmosfera do combustível sólido de combustão. Além disso, os inventores confirmaram que uma reação entre

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H₂O e C é acelerada, a produtividade é aprimorada e NO_X no gás de exaustão pela combustão é reduzido usando o combustível sólido de combustão (combustível sólido de combustão de baixa temperatura) tendo uma baixa temperatura de início de combustão.

A invenção foi feita baseado nas descobertas acima e, assim, emprega os métodos a seguir.

(1) um método de produção de sínter de acordo com a presente invenção inclui: mistura de um minério de ferro o qual inclui um minério de ferro com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada, uma matéria-prima auxiliar e um combustível sólido o qual inclui 10% em massa ou mais de um combustível sólido de combustão em baixa temperatura tendo uma temperatura de início de combustão de menos de 450°C de forma a preparar uma alimentação de sinterização de modo que a alimentação de sinterização inclua 30% em massa ou mais do minério de ferro com alto teor de água combinada; carregamento da alimentação de sinterização em uma máquina de sinterização de Dwight-Lloyd; queima da porção de camada superficial da alimentação de sinterização; e aspiração de ar de cima para baixo da alimentação de sinterização.

(2) no método de produção de sínter de acordo com (1), o combustível sólido de combustão em baixa temperatura pode ser carvão obtido por meio de carbonização de carvão sub-betuminoso, carvão marrom ou um carvão misto de carvão sub-betuminoso e carvão marrom.

Efeitos da Invenção

De acordo com a presente invenção, é possível proporcionar uma alimentação de sinterização a qual fornece vapor de água à reação de combustão de um combustível sólido sem usar a borrifação de água e adição de vapor de água das técnicas convencionais na produção de sínter, o qual é uma matéria-prima carregada em um alto-forno em um processo de fabricação de ferro. Além disso, é possível aprimorar a produtividade de sínter e reduzir o NO_X no gás de exaustão usando a alimentação de sinterização.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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A figura 1 é uma vista de processo mostrando o processo esquemático de um método de produção de sinter.

A figura 2 é um diagrama esquemático da seção transversal na direção vertical do leito de sinterização.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O método específico da presente invenção será descrito abaixo. No método de produção de sinter usando a máquina de sinterização de Dwight-Lloyd acima, um combustível sólido de combustão em baixa temperatura tendo uma temperatura de início de combustão de menos de 450°C é usado como o combustível sólido misturado na alimentação de sinterização.

Carvão (material carbonáceo) obtido por meio de carbonização de carvão sub-betuminoso, carvão marrom ou um carvão misturado de carvão sub-betuminoso e carvão marrom em uma temperatura relativamente baixa de cerca de 800°C pode ser usado como o combustível sólido de combustão em baixa temperatura. O carvão começa a combustão em uma faixa de temperatura baixa de 330°C a 450°C e atinge a combustão máxima (temperatura de redução de peso máxima) em uma faixa de temperatura de 530°C a 550°C. O carvão tendo uma baixa temperatura de combustão pode sofrer combustão suficiente na zona de calcinação 9c. Ao mesmo tempo, o efeito de fornecimento de vapor de água gerado a partir da água combinada no minério de ferro pode ser usado na zona de calcinação 9c.

Por outro lado, quando pó de coque comum e antracita são usados como o combustível sólido, uma vez que a temperatura de redução de peso máxima do pó de coque e antracita é alta, 700°C a 800°C, a quantidade do combustível sólido de combustão na zona de calcinação 9c está distante da quantidade total de combustível. Portanto, a reação de combustão ocorre principalmente na zona de combustão de coque 9d à qual o vapor de água não é fornecido. Em tal condição de combustão, o efeito de fornecimento de vapor de água esperado não pode ser obtido a despeito de quanto minério de ferro com alto teor de água combinada é misturado. Aqui, o pó de coque comum refere-se ao coque fino gerado no processo de fabricação de coque em alto-forno e a correia transportadora para o alto-forno ou coque

9/21 fino obtido por meio de esmagamento do coque. Além disso, carvão aglomerado e carvão ligeiramente aglomerado ou sem coque são usados como o carvão para fabricação de coque.

Aqui, o desempenho de combustão do combustível sólido de 5 combustão em baixa temperatura e do combustível sólido nas técnicas convencionais é mostrado na Tabela 1. As temperaturas de início de combustão e as temperaturas de redução de peso máximas na Tabela 1 foram medidas usando um analisador térmico diferencial.

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O combustível sólido usado no método de produção de sínter da presente invenção pode incluir apenas o combustível sólido de combustão em baixa temperatura. Além disso, o combustível sólido pode incluir o combustível sólido de combustão em baixa temperatura e um outro combustível sólido que não o combustível sólido de combustão em baixa temperatura (por exemplo, pó de coque, antracita, poeira contendo carbono e semelhantes). O combustível sólido de combustão em baixa temperatura pode ser carvão obtido por meio de carbonização de carvão sub-betuminoso, carvão marrom ou um carvão misto de carvão sub-betuminoso e carvão marrom (carvão de combustão em baixa temperatura). Quando apenas o carvão de combustão em baixa temperatura é usado como o combustível sólido, o efeito de combustão do combustível sólido pode ser aumentado para um grau máximo. De preferência, carvão obtido por meio de carbonização de carvão sub-betuminoso a 800°C responde pela quantidade total do combustível sólido. A temperatura de início de combustão do carvão obtido por meio de carbonização de carvão sub-betuminoso a 800°C (carvão preparado através de carbonização de carvão sub-betuminoso) é 330°C e a temperatura de redução de peso máxima é 530°C. Portanto, o carvão obtido a partir de carvão sub-betuminoso pode sofrer combustão em uma temperatura menor dentre os combustíveis sólidos de combustão em baixa temperatura. Contudo, mesmo quando carvão sub-betuminoso é usado, a textura do carvão carbonizado em uma alta temperatura maior do que 1000°C (carvão preparado por meio da carbonização em alta temperatura de carvão subbetuminoso) se torna densa e, portanto, a temperatura de início de combustão aumenta. Por exemplo, conforme mostrado na Tabela 1, a temperatura de início de combustão do carvão preparado pela carbonização em alta temperatura de carvão sub-betuminoso a 1100°C é de 540°C. Portanto, quando carvão preparado por meio da carbonização em alta temperatura de carvão sub-betuminoso é usado, a capacidade de combustão do combustível sólido não pode ser aprimorada. Portanto, mesmo quando carvão sub-betuminoso é usado, é preferível usar carvão carbonizado a 1000°C ou menor.

Além disso, finos contendo carbono gerados no processo de co12/21 que ou peças de ferro internas e externas podem ser usadas como o combustível sólido usando o combustível sólido obtido por meio de mistura do combustível sólido de combustão em baixa temperatura com um outro combustível sólido que não o combustível sólido de baixa temperatura. Contudo, a proporção de mistura do combustível sólido de combustão em baixa temperatura para o total do combustível sólido deverá ser de 10% em massa ou mais. A capacidade de combustão do combustível sólido pode ser suficientemente aprimorada incluindo 10% em massa ou mais do combustível sólido de combustão em baixa temperatura.

Em seguida, as condições de mistura do minério de ferro com alto teor de água combinada serão descritas. Minérios de ferro contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada são usados como o minério de ferro com alto teor de água combinada. Uma vez que a desidratação está completa na fase inicial da zona de calcinação 9c em minérios de ferro contendo menos de 4,0% em massa de água combinada, vapor de água não é suficientemente aplicado à reação de combustão do combustível sólido. É necessário usar um minério de ferro com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada de forma a fornecer continuamente vapor de água através de uma faixa de temperaturas na qual a combustão do combustível sólido ocorre. Para o minério de ferro com alto teor de água combinada usado para a alimentação de sinterização, não é necessário realizar um tratamento preliminar para remoção de umidade antes de mistura.

Exemplos do minério de ferro com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada que é preferivelmente usada inclui minério pisolita contendo 7% em massa a 9% em massa de água combinada, minério Marra Mamba contendo 4% em massa a 8% em massa de água combinada e minério Brockman contendo 4% em massa a 6% em massa de água combinada. Todos os minérios de ferro com alto teor de água combinada incluem fases minerais de hidróxido de ferro. Além disso, por exemplo, minério de ferro e refugos contendo goetita, a qual contém 4,0% em massa ou mais de água combinada, também podem ser usados

13/21 como a matéria-prima de sínter. Entretanto, conforme mostrado na Tabela 2, uma mistura de uma pluralidade de minérios de ferro com alto teor de água combinada pode ser usada.

Além disso, é mais preferível que minério pisolita contendo 8,0% em massa ou mais de água combinada (por exemplo, Yandicoogina na Tabela 2) seja usado. O minério pisolita (Yandicoogina) tem a maior quantidade de água combinada nos minérios de ferro distribuídos no mercado atual. O limite máximo da quantidade de água combinada do minério de ferro com alto teor de água combinada não está particularmente limitado. Contudo, uma vez que a água combinada é água combinada com compostos no minério de ferro, a quantidade de água combinada do minério de ferro com alto teor de água combinada não inclui 100% em massa.

A proporção de mistura do minério de ferro com alto teor de água combinada precisa ser de 30% em massa ou mais de toda a alimentação de sinterização. Quando a proporção de mistura do minério de ferro com alto teor de água combinada na alimentação de sinterização é menos de 30% em massa, uma quantidade suficiente de vapor de água não pode ser fornecida à zona de calcinação 9c. Isto é, vapor de água gerado pela desidratação de água combinada é seqüencialmente acompanhado por gás de aspiração e é descarregado como um gás de exaustão. Portanto, quando a quantidade de vapor de água gerado é pequena, a concentração de vapor de água na zona de calcinação 9c é diminuída.

Por outro lado, uma vez que a taxa de reação de carbono e vapor de água sobre a superfície do combustível sólido é significativamente dependente da concentração de vapor de água na atmosfera, é necessário aumentar a concentração de vapor de água de forma a desenvolver um efeito suficiente do vapor de água. De acordo com os estudos dos inventores, a proporção de mistura do minério de ferro com alto teor de água combinada na alimentação de sinterização precisa ser de 30% em massa ou mais de forma a obter uma taxa de reação suficiente de carbono e vapor de água. Entretanto, quando se considera a combinação da matéria-prima auxiliar e o combustível sólido, a proporção de mistura do minério de ferro com alto teor

14/21 de água combinada na alimentação de sinterização é, de preferência, de 80% em massa ou menos.

É preferível que a alimentação de sinterização inclua 35% em massa a 45% em massa de minério pisolita tendo 8,0% em massa ou mais de uma água combinada. Nesse caso, uma quantidade suficiente de vapor de água na zona de calcinação 9c do leito de sinterização deve ser assegurada. Usando o método acima, vapor de água é continuamente fornecido do minério de ferro com alto teor de água combinada pelo calor fornecido do combustível sólido de combustão em baixa temperatura na zona de calcinação 9c. O fornecimento de vapor de água acelera a reação gás/água (uma reação entre vapor de água e carbono) e a reação de desvio gás/água (uma reação entre vapor de água e monóxido de carbono) e, desse modo, hidrogênio é fornecido. Portanto, a taxa de transferência de calor na zona de calcinação 9c é aprimorada e a produtividade do sínter aumenta. Além disso, o hidrogênio reduz o NO_X e a quantidade de NO_X pode ser suprimida. Adicionalmente, a eficiência de combustão do combustível sólido é também aprimorada pela reação de desvio gás/água. Além disso, não é necessário considerar a geração de fusão excessiva porque a taxa de transferência de calor na zona de calcinação 9c é aprimorada e, assim, a produtividade (taxa de sinterização) de sínter aumenta. Os inventores confirmam que sínter pode ser fabricado usando o combustível sólido de combustão em baixa temperatura e o minério de ferro com alto teor de água combinada sem geração de fusão excessiva.

Especificamente, por exemplo, no processo de sinterização mostrado na figura 1, minério de ferro incluindo o minério de ferro com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada, matérias-primas auxiliares, combustível sólido incluindo 10% em massa ou mais do combustível sólido de combustão em baixa temperatura tendo uma temperatura de início de combustão de menos de 450°C são misturados de modo que 30% em massa ou mais do minério de ferro com alto teor de água sejam incluídos e a mistura resultante é usada como uma alimentação de sinterização. A alimentação de sinterização é carregada em uma máquina de

15/21 sinterização de Dwight-Lloyd e a porção de camada de superfície da alimentação de sinterização sofre queima. Ar é aspirado de cima (a zona de resfriamento 9e) em direção ao fundo (a zona de matéria-prima 9a) do leito de sinterização (alimentação de sinterização) na máquina de sinterização. Sinterização progride continuamente pelo fluxo de ar e sínter é fabricado.

De acordo com o método acima, a capacidade de combustão do combustível sólido pode ser significativamente aprimorada e a produtividade do sínter pode ser aprimorada. Além disso, a concentração de NO_X no gás de exaustão também pode ser significativamente reduzida.

Exemplos

Aqui depois, os exemplos da presente invenção serão descritos em detalhes.

Sínter foi fabricado experimentalmente a partir de uma mistura de sínter predeterminada (alimentação de sinterização) usando um aparelho de teste de sinterização tendo um diâmetro de 30 cm e uma altura de leito de 60 cm. Após a mistura de sínter ser carregada no aparelho de teste de sinterização até uma altura de 60 cm, o combustível sólido sobre a camada de superfície do leito de alimentação sofreu queima operando um bico de gás propano durante 90 segundos. Após o que, a sinterização foi realizada enquanto ar era aspirado para baixo em uma pressão negativa constante de 15 kPa. Após o aglomerado sintetizado feito com uma série de estágios de sinterização ter esfriado suficientemente, o aglomerado sinterizado foi deixado cair 4 vezes de uma altura de 2 m de modo a ser esmagado e sínter tendo um tamanho de partícula de 5 mm ou mais foi coletado para amostra. A produtividade de sínter e rendimento de sínter foram calculados a partir do equilíbrio de material do sínter e da mistura de sínter. Similarmente, a velocidade frontal de chama (Flame Front Speed - FFS) que mostra a taxa de sinterização também foi calculada. Além disso, a concentração de oxigênio e a concentração de NO_X no gás de exaustão foram também medidas.

As condições de mistura da alimentação de sinterização e os resultados de teste da alimentação de sinterização são mostrados nas Tabelas 2 e 3, respectivamente. Aqui, cada um dos combustíveis sólidos na Tabela 2

16/21 corresponde a cada um dos combustíveis sólidos na Tabela 1

17/21 (% em massa)

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Exemplo Comparativo 4	o	20,0	O CD	20,0	O o”	O oi	8‘0	2,5	LO x—	O	O	4,2
Exemplo Comparativo 3	o	O	16,0	40,0	o o	o oí X“	0,8	2,5	in X^-	o	O	4,2
Exemplo Comparativo 2	40,0	0,0	O cd” X“	0,0	o o”	12,0	CO o”	2,5	14,5	r^- oí	to	O
Exemplo Comparativo 1	20,0	0,0	16,0	20,0	o o X“	O oí X“	0,8	2,5	IO X^-	r- oí	LO x—	o
Exemplo 5	O	30,0	16,0	10,0	o o”	12,0	CO o”	2,5	14,5	2,2	IO X“	o
Exemplo 4	o	30,0	16,0	O o”	o o	12,0	0,8	2,5	14,5		LO_	o
Exemplo 3	o	30,0	16,0	10,0	o o” r~	O OÍ X“	0,8	2,5	14,5	2,2	O	o
Exemplo 2	20,0 I	20,0	16,0	o	O cf	O OÍ x—	CO o	2,5	14,5	o	o	o
Exemplo 1	40,0	O	16,0	O	o o	O OÍ	8‘0	2,5	14,5	O	o	4,2
Tipos misturados	Água combina- da	8,4	5,3		3,6		1	1	lo X“	•	Pó de coque	Antracita	Carvão preparado através de carbonização de carvão sub-betuminoso
	Yandicoogina	West Angelas	Rio Doce	Dempo	w ÕT CÕ O	Calcário	Quick Lime	Serpentina	Finos de retorno

18/21 ο

ICO

Ο co

Ζ3 c

£Ζ

Ο ο

J0 <υ co

Η

Ο	CM sf	100,0	0,0
0,2	O	100,0	4,8
Ο	O	100,0	100,0
ο	O	100,0	100,0
ο	O	100,0	0,0
σ	o	O o“ o	0,0
0,5	o	100,0	σ>
Ο	o	100,0	23,8
2,0	o	100,0	47,6
CM_ Μ⁷	o	100,0	100
Ο	o	100,0	100
Carvão preparado através de carbonização de carvão marrom	Carvão preparado através de carbonização em alta temperatura de carvão sub-betuminoso	Total da mistura de sínter	Proporção de combustível sólido de combustão em baixa temperatura no combustível sólido (% em massa)

19/21 [Tabela 3]

Exemplo i	Comparativo	CD	34,7	cm CM	82,4	st co	195
o	ro
CL E	ro CL	lO O	co”	CD_ X^-	st cm		st co		r- o
<D X	E	>	co	CM	00				CM
LU	o
O
O	,_L ro
CL E	1— ro CL	st O	co_ St	O cm	IO cm		X“ co		00 05
X	E	>	co	CM	co				x—
UJ	O
o
o	j_ ro
CL E	ro CL	CO o	o st	00	LO cm		T~ co		05 05
(D X	fc	>	CO	CM	co		*“		x—
LU	o
o
	o
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CL	ro		LO	r-	CD		co		O
E	ro	CM	co	T—”	T“		co		X“
cu X	E		co	CM	00				CM
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CL	ro		LO	CM	X“		co		xj-
E	ro	T“		cm	cm		co
φ X	E		co	CM	00				CM
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CL			CM	CO	r-		co		CD
E	St		h-	co	CM		CM		CD
<d			co	CM	co		V“
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CL			co	CO	co		σ>		05
E	CO		N·	m·	co		cm		CO
d>			co	CM	co		T-		xr·
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CL			CM	r-	co		st		CD
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Ί FFS é a Velocidade Frontal de Chama (velocidade da face frontal de combustão para sinterização).

'2 Concentração de NOx é a concentração (ppm) de óxidos de não-iônico convertidos a 15% da concentração de oxigênio.

20/21

Conforme mostrado na Tabela 2, minério de ferro incluindo o minério de ferro com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de água combinada e combustível sólido incluindo 10% em massa ou mais do combustível sólido de combustão em baixa temperatura tendo uma temperatura de início de combustão de menos de 450°C (por exemplo, o carvão na Tabela 2) foram usados como a mistura de sínter dos Exemplos 1 a 5. Além disso, o minério de ferro foi misturado de modo a incluir 30% em massa ou mais do minério de ferro com alto teor de água combinada na mistura de sínter (alimentação de sinterização) dos Exemplos 1 a 5. Portanto, conforme mostrado na Tabela 3, a taxa de alimentação (FFS) foi aprimorada sem diminuição do rendimento de sínter e a produtividade pôde ser significativamente aumentada. Além disso, a capacidade de combustão do combustível sólido também foi significativamente aprimorada e a concentração de oxigênio (proporção de ar em excesso) e a quantidade de NO_X no gás de exaustão foram diminuídas nos Exemplos a 1 a 5.

Por outro lado, o combustível sólido de combustão em baixa temperatura não foi usado na mistura de sínter dos Exemplos Comparativos 1, 2 e 6. O minério de ferro com alto teor de água combinada não foi usado na mistura de sínter do Exemplo Comparativo 3. Além disso, a mistura de sínter (alimentação de sinterização) do Exemplo Comparativo 4 não inclui 30% em massa ou mais do minério de ferro com alto teor de água combinada. O combustível sólido na mistura de sínter do Exemplo Comparativo 5 não inclui 10% em massa ou mais do combustível sólido de combustão em baixa temperatura. Entretanto, o carvão preparado por meio de carbonização em alta temperatura de carvão sub-betuminoso e tendo uma alta temperatura de início de combustão é misturado como o combustível sólido na mistura de sínter do Exemplo Comparativo 6. A produtividade e a FFS foram reduzidas, a capacidade de combustão do combustível sólido foi degradada e a concentração de oxigênio (taxa de ar em excesso) e a quantidade de NOx no gás de exaustão aumentaram nos Exemplos Comparativos 1 a 6. Aplicabilidade Industrial

É possível proporcionar um método de produção de sínter que

21/21 aprimora significativamente a capacidade de combustão do combustível só lido, aprimora a produtividade de sínter e reduz significativamente a concen tração de NO_X no gás de exaustão.

Lista de Símbolos de Referência 5 1 ALIMENTADOR DE MINÉRIO DE FERRO

1a MINÉRIO DE FERRO

ALIMENTADOR DE CALCÁRIO

2a CALCÁRIO

ALIMENTADOR DE COQUE

3a COQUE

ALIMENTADOR DE FINOS DE RETORNO

4a FINOS DE RETORNO

MÁQUINA DE GRANULAÇÃO

ALIMENTAÇÃO DE SINTERIZAÇÃO

7 ALIMENTADOR DE COMPENSAÇÃO

ALIMENTADOR A TAMBOR

8a CALHA DE TRANSPORTE

LEITO DE ALIMENTAÇÃO (LEITO DE SINTERIZAÇÃO)

9a ZONA DE MÁTERIA-PRIMA

9b ZONA DE SECAGEM

9c ZONA DE CALCINAÇÃO

9d ZONA DE COMBUSTÃO DE COQUE

9e ZONA DE RESFRIAMENTO

AGENTE DE QUEIMA

11 BOLO DE SÍNTER

EXTREMIDADE DE DESCARGA

VENTILADOR DE EXAUSTÃO

MÁQUINA DE SINTERIZAÇÃO

SÍNTER PARA CAMADA CENTRAL

1/1

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para produção de um sínter, caracterizado pelo fato de que compreende:

mistura de um minério de ferro o qual inclui um minério de ferro 5 com alto teor de água combinada contendo 4,0% em massa ou mais de uma água combinada, uma matéria-prima auxiliar e um combustível sólido o qual inclui 10% em massa ou mais de um combustível sólido de combustão em baixa temperatura tendo uma temperatura de início de combustão de menos de 450Ό de forma a preparar uma alimentação de sinterização, de modo que a

10 alimentação de sinterização inclui 30% em massa ou mais do minério de ferro com alto teor de água combinada;

carregamento da alimentação de sinterização em uma máquina de sinterização de Dwight-Lloyd;

queima de uma porção da camada de superfície da alimentação de 15 sinterização; e aspiração do ar de cima para baixo da alimentação de sinterização.
2. Método para produção do sínter de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o combustível sólido de combustão em baixa temperatura é um carvão obtido por meio de carbonização de um carvão sub20 betuminoso, um carvão marrom ou um carvão misto do carvão sub-betuminoso e do carvão marrom.

Petição 870170059695, de 17/08/2017, pág. 10/10

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CM

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