ES2199599T3 - Procedimiento de produccion de hierro en un horno de solera giratoria y horno mejorado. - Google Patents
Procedimiento de produccion de hierro en un horno de solera giratoria y horno mejorado.Info
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Abstract
Un método de producción de producto de carbono y de hierro sólido del material de óxido de hierro que contiene compuestos de carbono, que comprende las etapas de: (a) proporcionar un horno de solera giratorio que tiene una superficie de capa de solera; (b) alimentar los aglomerados que contienen materiales de carbono y de óxido de hierro sobre dicha superficie de capa de solera; (c) calentar dichos aglomerados que contienen materiales de carbono y de óxido de hierro; (d) reducir dichos aglomerados que contienen materiales de carbono y de óxido de hierro; (e) formar los glóbulos de carbono y de hierro líquidos y partículas de escoria sobre dicha superficie de capa de solera, separando dichos glóbulos de dichas partículas de escoria; (f) refrigerar dichos glóbulos de hierro líquido y de carbono con una superficie de refrigeración, creando botones de hierro sólido y de carbono; (g) descargar botones de hierro sólido y de carbono de dicho horno; y (h) eliminar dichas partículas de escoria de dicho horno.
Description
Procedimiento de producción de hierro en un horno
de solera giratoria y horno mejorado.
Esta invención se refiere a un método para el
funcionamiento de un horno de procesamiento de minerales para el
procesamiento mejorado de reducción de óxido de hierro. Más
particularmente, esta invención se refiere al método de
funcionamiento del horno para la producción de hierro de alta
pureza.
El documento
GB-A-1.153.782 describe un proceso
para la metalización de gránulos que contienen una mezcla de óxido
de hierro dividida finamente y un agente de reducción carbonoso.
Los gránulos son alimentados dentro de un horno de solera y una
porción substancial del óxido es metalizada debido al calor
radiante.
En 1987, Midrex recibió la Patente de los Estados
Unidos Nº 4.701.214, que mostró la reducción en un horno de solera
giratorio y un método de funcionamiento que necesitó menos energía
y un horno con punto de fundición más pequeño introduciendo gases
reductores y combustible dentro del horno de solera giratorio.
Todos los procesos de fabricación de acero
principales requieren la entrada de materiales que llevan hierro
como productos brutos del producto. Para un método de fabricación
de acero que utiliza un horno de oxígeno básico, los materiales que
llevan hierro son normalmente chatarras de metal y acero caliente
del alto horno normalmente. Una fuente de hierro utilizada en gran
medida es un producto conocidos como Direct Reduced Iron
("DRI") que se produce por la reducción del estado sólido del
mineral de hierro sin la formación de hierro líquido. Se utilizan
también chatarra DRI y/o de acero para la fabricación de acero
utilizando el horno de arco eléctrico.
Las mejoras son observadas dentro de la industria
para las modificaciones del horno y métodos mejorados de
funcionamiento que proporcionan producción eficiente de hierro de
alta pureza con material de carbono bajo (<5%) en el que los
óxidos de hierro son reducidos de forma eficiente en hierro
purificado sobre una superficie de solera, mientras que los
componentes de escoria están separados del hierro purificado a
temperaturas incrementadas.
En 1998, Midrex International recibió la Patente
de los Estados Unidos Nº 5.730.775, que muestra un método mejorado
conocido por el nombre comercial o marca FASTMET™, y el aparato
para la producción del hierro reducido directo a partir de
compactos de óxido de hierro y carbono secos que están formados en
capas con no más de dos capas de profundidad sobre una solera
giratoria, y son metalizados por el calentamiento de los compactos
a las temperaturas de aproximadamente 1316º a 1427ºC, durante un
periodo de tiempo corto. Para un entendimiento general de la
técnica reciente, la Patente de los Estados Unidos Nº 5.730.775 es
incorporada aquí por referencia.
En la reducción directa de óxido de hierro en los
hornos, esta invención mejora la utilización de un horno de solera
giratorio que utiliza un método para la producción de producto de
hierro de alta pureza a partir de material de alimentación de óxido
de hierro que contiene compuestos de carbono, incluyendo las etapas
de proporcionar un horno de solera giratorio que tiene una capa de
solera que consta de una capa refractaria o una capa de solera
vítrea formada por la colocación de compuestos de óxido de hierro,
carbono y sílice sobre la capa de subsolera; calentar los
compuestos de óxido de hierro, carbono y sílice que forman una capa
de solera vítrea; colocar los materiales de revestimiento sobre la
superficie de solera para formar una capa de solera revestida;
alimentar el material de óxido de hierro dentro del horno y sobre la
capa de solera revestida; calentar el material de óxido de hierro
sobre la capa de solera revestida; reducir los materiales de óxido
de hierro sobre la capa de solera revestida; formar glóbulos de
hierro y carbono líquidos sobre la capa de solera revestida, con
materiales de escoria separados; refrigerar los glóbulos de hierro
y carbono con una superficie de refrigeración, crear un botón sólido
del producto de hierro y carbono; y descargar el producto de hierro
y carbono y el material de escoria del horno. Un aparato mejorado
incluye un horno de solera giratorio que tiene una placa de
refrigeración que está colocada en proximidad estrecha con la capa
de solera o la superficie refractaria, la placa de refrigeración
refrigera los glóbulos de hierro para formar el hierro sólido de
alta pureza y los botones de bajo contenido en carbono que son
eliminados de la capa de solera vítrea. Las mejoras debidas al
presente método de funcionamiento están proporcionando botones de
hierro de alta pureza y bajo contenido en carbono que son separados
de partículas de escoria, descargando los botones desde el horno
sin pérdida significativa de hierro de alta pureza en el horno de
solera, y generando botones de hierro con alto contenido de hierro
de aproximadamente 95% o mayor, y contenido de carbono de
aproximadamente 5% o menor en los botones descargados de material
de hierro.
El objeto principal de la presente invención es
proporcionar un método para alcanzar la producción eficiente de
hierro de alta pureza que tiene concentraciones de carbono de 1% a
5%, a temperaturas elevadas en un horno de solera giratorio con la
separación de componentes de escoria procedentes del hierro
purificado sobre la superficie de solera a altas temperaturas.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
método para alcanzar la reducción eficiente de óxido de hierro a
temperaturas elevadas en un horno de procesamiento y reducción.
Los objetos de la invención se cumplen por un
método para la producción de hierro purificado reducido directo a
temperaturas elevadas dentro de un horno, incluyendo la etapa de
proporcionar un horno de solera giratorio que tiene una capa de
subsolera, e introduciendo los materiales de acondicionamiento de
los compuestos de óxido de hierro, carbono y sílice con el
calentamiento de los materiales de acondicionamiento para formar
una capa vítrea sobre la que se colocan los aglomerados de óxido de
hierro que contiene carbono. La etapa de calentamiento de los
materiales de acondicionamiento procede de la etapa de reducción
mediante el calentamiento del óxido de hierro y carbono aglomerados
a una temperatura especificada, y la reducción del óxido de hierro.
Los glóbulos fundidos de hierro purificados son separados de los
componentes de escoria sobre la superficie de capa de solera dentro
del horno. Una etapa de refrigeración sigue la etapa de separación,
donde los glóbulos de hierro purificado son refrigerados dentro del
horno por la colocación de un aparato de refrigeración en
proximidad estrecha con la capa de solera, con la etapa resultante
de solidificación de hierro purificado dentro del horno, y la etapa
restante de descarga de hierro purificado desde el horno libre de
escoria solidificada, que puede descargarse de forma separada del
horno.
Se cumplen también los objetos de la invención
por un aparato para la producción de hierro reducido directo a
temperaturas elevadas dentro de un horno de solera giratorio que
tiene una superficie de solera no reactiva formada por la
colocación de materiales de revestimiento y aglomerados de óxido de
hierro y carbono sobre la superficie de la capa de solera. La capa
de solera puede incluir una capa vítrea de compuestos de óxido de
hierro y sílice formados antes de que los aglomerados de óxido de
hierro y carbono se coloquen sobre la capa vítrea o refractaria.
Los materiales de revestimiento y los aglomerados de óxido de
hierro y carbono son calentados a una temperatura específica. El
óxido de hierro es reducido siguiendo la separación en los glóbulos
de hierro purificados desde los componentes de escoria y
revistiendo los materiales sobre la capa de solera. El hierro
purificado es solidificado por el paso de los glóbulos de hierro
líquido en proximidad estrecha con respecto a los medios para
refrigerar por encima la capa de solera que consta de la exposición
al aparato refrigerado colocado próximo a la capa de solera o
superficie refractaria. Después del paso, pasados los medios para
la refrigeración sobre la capa de solera o superficie refractaria,
son eliminados los botones de hierro y carbono bajo purificados y
solidificados de la capa de solera para la recogida fuera del horno
de solera giratorio separado de las partículas de escoria formadas
dentro del horno.
Los objetos precedentes y otros objetos serán más
evidentes fácilmente haciendo referencia a la siguiente descripción
detallada y los dibujos adjuntos en los que:
La figura 1 es una vista superior de un horno de
solera giratorio para la reducción de óxido de hierro y la
producción de glóbulos de hierro fundido que utiliza una superficie
de capa de solera y medios para refrigerar los glóbulos de hierro y
de bajo contenido de carbono bajo purificados dentro del horno.
La figura 2 es una vista superior de la
introducción de pulverización del material de revestimiento sobre
una superficie de solera, formando una capa de solera revestida,
con aglomerados de óxido de hierro y carbono colocados sobre la
capa de solera revestida, específico de la presente invención.
La figura 3 es una vista superior de una
colocación de sólidos de material de revestimiento sobre una
superficie de capa de solera, formando una capa de solera revestida
con óxido de hierro y aglomerados de carbono colocados sobre la
capa de solera revestida, específico de la presente invención.
La figura 4 es una vista isométrica de una
pluralidad de materiales de revestimiento pulverizados encima y
formando un una superficie de capa de solera revestida, sobre la
que se colocan los aglomerados de óxido de hierro y carbono y se
nivelan, específico de la presente invención.
La figura 5 es una vista isométrica de una
pluralidad de materiales de revestimiento sólidos que contienen una
pluralidad de capas colocadas encima y formando una superficie
revestida, sobre la que se colocan y nivelan los aglomerados de
óxido de hierro y carbono, específico de la presente invención.
La figura 6 es una vista lateral isométrica de
los glóbulos de hierro y de bajo contenido de carbono purificados
líquidos sobre la superficie de la capa de solera, separados de las
partículas de escoria, específico de la presente invención.
La figura 7 es una vista lateral isométrica de
medios para refrigerar los glóbulos de hierro y de bajo contenido
de carbono purificados líquidos, con medios para refrigerar en
proximidad estrecha con la superficie de capa de solera, especifica
de la presente invención; y
La figura 8 es una vista isométrica de un
mecanismo de descarga para eliminar los botones de carbono bajo y
de hierro purificado de la superficie de capa de solera,
específico de la presente invención.
Haciendo referencia ahora a los dibujos, y más
particularmente a la figura 1, se utiliza un horno de reducción
directo 10 para reducir el material de alimentación de óxido de
hierro. El horno, tal como un horno de solera giratorio (RHF) 10
tiene dimensiones de un horno de solera típico utilizado en la
industria de producción de hierro con una anchura de solera activa
de aproximadamente 1 m a aproximadamente 7 m de anchura, o más
ancho. El RHF 10 tiene una superficie de capa refractaria o
superficie de capa de solera vítrea 30 que es giratoria desde una
zona de material de alimentación 12, a través de aproximadamente
dos o tres zonas de quemador 14, 16, 17, una zona de reacción 17 y
zona de descarga 18 (ver figura 1). La superficie de capa
refractaria o superficie de capa de solera vítrea 30 está girando
de una manera repetitiva desde la zona de descarga 18 hasta la zona
del material de alimentación 12, y a través de las zonas 12, 14,
16, 17, 18 para el funcionamiento continuo. Las zonas del quemador
14, 16, 17 son encendidas cada una por una pluralidad de quemadores
de aire/combustible, encendido con aceite, encendido con carbón, o
quemadores enriquecidos con oxígeno 20, 22.
La zona del material de alimentación 12 incluye
una abertura 24 y un mecanismo de alimentación 26 por el que son
cargados los aglomerados de óxido de hierro y carbono 28,
denominados también "bolas verdes" de óxido de hierro. Una
capa inicial de óxido de hierro, materiales de carbono, y sílice
(óxido de sílice) pueden colocarse sobre la subsolera refractaria
para formar una capa vítrea 30 sobre la que se colocan los
aglomerados de óxido de hierro 28. Los materiales de revestimientos
36 colocados sobre la superficie de capa refractaria o superficie
de capa de solera vítrea 30 pueden incluir compuestos de óxido de
hierro, compuestos de sílice y compuestos de carbono. Los materiales
pueden estar colocados por el inyector de pulverización 32, o por
el transportador del material sólido 34. Los aglomerados 28 son
nivelados a una altura preferida por encima de la superficie del
refractario o la superficie de capa de solera 30 por un nivelador
29 que extiende la anchura de la superficie 30. Los aglomerados 28
son alimentados continuamente al RFH 10 por el mecanismo de
alimentación 26, a medida que la superficie 30 gira alrededor del
RHF 10, por un accionamiento de velocidad variable (no mostrado).
Por tanto, el tiempo de retención del aglomerado de hierro dentro
del RFH 10, y dentro de cada zona 14, 16, 18 es controlado por el
ajuste del accionamiento de la velocidad variable.
Situados en el área de la zona del material de
alimentación 12, y aguas arriba del mecanismo de alimentación 16
desde la tolva de alimentación 27 para aglomerados 28, están los
medios para la introducción 32, 34 de materiales de revestimiento
36, tales como polvo de carbón, sílice, compuestos de óxido de
hierro, grafito, y finos generados a partir de materiales de óxido
de hierro en bruto. Al menos un transportador de material sólido
24, (figura 3) puede introducir estos materiales de revestimiento
36, y los compuestos de revestimiento adicionales 38 en una capa
separada sobre la superficie de capa refractaria o superficie de
capa de solera vítrea 30. Si los materiales 36, 38 son partículas
finas, los materiales 36, 38 pueden mezclarse con un soporte
líquido y aplicarse por un inyector de pulverización 32. El inyector
32 puede refrigerarse internamente para permitir la introducción de
los materiales de revestimiento como partículas finas en una
pulverización líquida para la aplicación sobre la superficie 30
(figura 2). Si los materiales 36, 38 están colocados en el RFH 10
sin el soporte de líquido, el transportador 34 coloca los
materiales de revestimiento 36, y los materiales de revestimiento
adicionales 38 tan próximos a, y a través de la anchura de, la capa
refractaria o capa de solera vítrea 30
(figura 3).
(figura 3).
Los materiales de revestimiento 36, pueden
incluir compuestos de óxido de hierro, compuestos de sílice, y
compuestos de carbono. Los compuestos de revestimiento adicionales
38 pueden incluir cualquiera de los siguientes compuestos: óxido de
hierro, sílice, óxido de magnesio (MgO), óxido de aluminio
(Al_{2}O_{3}), y óxido de silicio (SiO_{2}), partículas
generadas a partir de reducción y fundición de óxidos de hierro y
materiales carbonosos. Los materiales de revestimiento 36, y los
compuestos 38 pueden tener un tamaño de material variable de menos
de 10 mm, o preferentemente de aproximadamente 1 mm o menos. La
densidad de volumen de los materiales de revestimiento 36, 38 puede
ser aproximadamente 0,5 g/cm^{3}, o mayor. El espesor de los
materiales de revestimiento 36, 38 puede ser aproximadamente 0,1 mm
o mayor.
La superficie de capa refractaria o superficie de
capa de solera vítrea 30 del RFH, con los materiales de
revestimiento 36, y los compuestos 38 introducidos sobre la
superficie 30, pueden tratarse con calor a temperaturas con
temperaturas de solera de aproximadamente 1500ºC a aproximadamente
1600ºC. La temperatura de solera preferida es aproximadamente
1530ºC aproximadamente 1550ºC. Después de la rotación a través de
las zonas de calentamiento 14, 16, son refrigerados los materiales
de revestimiento 36, 38. El dispositivo de refrigeración puede ser
una placa 48 que tiene líquido de refrigeración que fluye
internamente con la placa 48 colocada antes de la zona de descarga
18. La placa 48 está en proximidad estrecha y se extiende en la
anchura de la superficie 30, para proporcionar una zona de
temperaturas más frías próximas a la superficie 30.
La temperatura de combustión preferida en la zona
17 (ver figura 1) es aproximadamente 1450ºC a aproximadamente
1600ºC. Los aglomerados de óxido de hierro y carbono 28 pueden
mantenerse a un intervalo de temperatura de aproximadamente 1400ºC
a aproximadamente 1500ºC. La temperatura preferida para mantener
los aglomerados de óxido de hierro 28 es aproximadamente 1410ºC a
aproximadamente 1480ºC.
Los medios para calentar la superficie 30, y los
materiales de revestimiento 36, y los compuestos adicionales 38
encima, pueden incluir o bien quemadores de combustible u otros
dispositivos para el calentamiento de un RFH 10, situado en el
recinto del horno de las zonas del quemador 14, 16 ó 17. El
combustible del quemador incluye mezclas de combustible utilizadas
comúnmente en la industria de procesamiento del hierro, tales como
gas de horno de coca, gas natural, aceite de combustible, y/o
carbón pulverizado quemado con aire o aire enriquecido con
oxígeno.
Después de que los materiales de revestimiento 36
y/o los compuestos de revestimiento 38 son introducidos en la
superficie 30, la colocación de los aglomerados óxido de hierro t
carbono 28 y el carbono sobre las capas superficies de la
superficie 30, 36, 38 se produce por los medios para colocar los
aglomerados de óxido de hierro y carbono 28 y otros materiales de
alimentación por mecanismo de alimentación 26, u otra correa
continua o intermitente estándar, o transportador en espiral de los
materiales de tamaño de aglomerado (figura 1).
Los aglomerados de óxido de hierro y carbono 28
son calentados y se mueven desde la primera zona 14, hasta una
segunda zona 16, o un tercera zona si es necesario (no mostrada),
sobre la capa giratoria 30. La reducción de los aglomerados de
óxido de hierro 28 se produce en las zonas de quemador 14, 16, y 17,
la formación de los glóbulos de hierro fundido y la solidificación
de los glóbulos se produce en una zona de reacción que tiene
también un dispositivo de refrigeración 48, a temperaturas como se
especifica anteriormente. Durante la fase de reducción, los
materiales de revestimiento 36, 38, reducen el ataque de la capa de
solera 30. Los compuestos de revestimiento 38 proporcionan una
barrera para el hierro líquido purificado y muy reactivo liberado
por los aglomerados de óxido de hierro 28 que fuerzan el hierro
líquido para permanecer sobre la capa revestida de la capa de
solera 30.
La fase intermedia óptima del metal fundido que
se crea en el método de funcionamiento de un RHF es la formación de
glóbulos líquidos 41 del carbono de metal fundido y hierro que
tiene aproximadamente 85% de hierro y aproximadamente 5% de carbono
en solución. La fase intermedia preferida de carbono de metal
fundido y hierro es aproximadamente 95,5% a 97,5% de hierro y
aproximadamente 2,5% a 4,5% de carbono en glóbulos de líquido 41
sobre la superficie de solera 30.
Una ventaja específica de los compuestos de
revestimiento 38 introducidos en la superficie 30, incluye la
creación de glóbulos líquidos separados físicamente 41 de
hierro/carbono, formados como el óxido de hierro y los aglomerados
de carbono 28 se reducen, funden y separan en glóbulos de
hierro/carbono 41 y separan la escoria y regímenes de ganga (no
mostrado). Los glóbulos de hierro/carbono 41 forman dentro los
aglomerados 28 o fuera los aglomerados sobre la superficie de la
capa de solera 30, y forman glóbulos de carbono/hierro purificado
fundido 41 dentro de las zonas del quemador 14, 16, y/o la zona de
reacción 17. Los glóbulos fundidos 41 de hierro/carbono permanecen
aislados de la escoria y regímenes de ganga sobre la superficie de
capa de solera 30, y los glóbulos 41 no son absorbidos en la
superficie de capa de solera 30 debido al revestimiento de la
técnica anterior de la superficie 30. Por tanto, los botones
solidificados 42 del producto de hierro sólido muy purificado
(mayor de 95% de hierro) pueden recuperarse de la zona de descarga
18, sin contaminación por otra partícula de ganga o materiales de
escoria sobre la superficie de solera 30 o sobre otras superficies
interiores
del RHF 10.
del RHF 10.
La capa revestida de materiales 36, y los
compuestos de revestimiento 38 pueden ser rejuvenecidos por la
introducción periódica o continua de materiales de revestimiento
adicionales 36, 38, durante los ciclos de procesamiento del RHF 10
cuando los botones de hierro fundido 42 son descargados, y antes de
que los aglomerados de óxido de hierro y carbono 28 sean colocados
sobre la superficie de capa de solera 30.
El material de hierro reducido y purificado en la
forma de botones de hierro 42 que contienen bajas concentraciones
de carbono es eliminado de la zona de descarga 18 por medio de la
eliminación de materiales procedentes de una superficie giratoria
por un mecanismo de descarga estándar, tal como un transportador de
descarga 50, tal como una cinta continua o intermitente, tornillo,
o transportador espiral, situados por encima de la superficie 30
(figura 8). Los botones de metal de hierro purificados 42, después
de la separación por la refrigeración de escoria residual es de una
pureza más alta y un contenido de carbono más alto que el producido
por las tecnologías del horno de solera anterior, tal como
FASTMET™.
En la operación alternativa del RHF 10, una capa
de sílice y óxido de hierro vítrea 36, y la capa del material de
acondicionamiento 38 puede haberse formado previamente como capa de
solera 30. La capa de solera de sílice y óxido de hierro vítrea 30
contribuye en la inhibición del ataque de los glóbulos de hierro 41
sobre la capa de solera.
En una forma de realización alternativa, los
materiales de revestimiento 38, tales como el óxido de hierro,
sílice, óxido de magnesio (MgO), óxido de aluminio
(Al_{2}O_{3}), y óxido de silicio (SiO_{2}), el polvo de
carbón, y las partículas de carbono generadas a partir de la
reducción y fundición de óxidos de hierro, pueden añadirse a la
superficie 30. Después de la rotación a través de las zonas de
calentamiento 14, 16, 17, se refrigeran los compuestos de
revestimiento 38. El dispositivo de refrigeración puede ser una
placa 48 que tiene líquido de refrigeración que fluye de forma
interna, con la placa 48 colocada antes de la zona de descarga 18.
La placa 48 está en proximidad estrecha y se extiende en la anchura
de la superficie de capa de solera 30 para proporcionar una zona de
temperaturas más frías próximas a la superficie de la capa de
solera.
En otra forma de realización alternativa, el
material de revestimiento carbonoso 38 puede colocarse en la
superficie de capa de solera 30 para formar una capa de carbono
separada (no mostrada). El material carbonoso 38 sirve como una capa
de carbono sacrificial no reactiva que promueve la formación de los
glóbulos de hierro fundido 41 (ver figura 6), y los botones de
hierro solidificados 42 sin los glóbulos 41 o los botones 42 que
atacan en la capa de solera 30. Manteniendo los glóbulos 41 o los
botones 42 separados de las partículas de escoria y la capa de
solera 30, puede producirse el hierro de alta pureza de
aproximadamente 95% de contenido, y carbono residual de
aproximadamente 5%.
A partir de lo precedente, es evidente fácilmente
que hemos inventado un método de funcionamiento para producir de
forma eficiente volúmenes incrementados y una pureza superior de
producto de hierro sólido y de bajo contenido de carbono a partir
de hornos de solera giratorios sin aumentos significativos de coste;
tiempo de procesamiento, o temperaturas de horno excesivas. La
invención consigue mayor calidad significativamente de producto de
hierro sólido y de bajo contenido de carbono purificado añadiendo
los materiales de revestimiento especificados para formar o bien
una capa de solera protectora 30 de óxido de hierro, sílice,
aluminio, MgO o compuestos de silicato, y/o compuestos de carbono
sobre la superficie de la capa de solera 30. Las capas de materiales
de composiciones variadas 36, 38 se forman añadiendo los materiales
de revestimiento antes de añadir el óxido de hierro y los
aglomerados de carbono sobre la superficie de solera refractaria
giratoria 30 (ver
figura 7).
figura 7).
Las mejoras observadas debido a la invención
descrita son provocadas por las condiciones que, a temperaturas de
horno normal, los materiales de revestimiento pueden formar una
capa protectora 38 fijada sobre o en una capa refractaria o vítrea
30, previniendo así que el producto de hierro sólido y de bajo
contenido de carbono purificado sea revestido en la superficie de
la capa refractaria o capa de solera vítrea 30. Una condición de
revestimiento o adhesión de este tipo hace difícil eliminar o
descargar el producto de hierro sólido o de bajo contenido de
carbono purificado desde el horno. La presente invención, como se
indica anteriormente, resuelve este problema de la pérdida del
producto de hierro purificado y bajo contenido de carbono dentro
del RFH 10.
Claims (21)
1. Un método de producción de producto de carbono
y de hierro sólido del material de óxido de hierro que contiene
compuestos de carbono, que comprende las etapas de:
(a) proporcionar un horno de solera giratorio que
tiene una superficie de capa de solera;
(b) alimentar los aglomerados que contienen
materiales de carbono y de óxido de hierro sobre dicha superficie
de capa de solera;
(c) calentar dichos aglomerados que contienen
materiales de carbono y de óxido de hierro;
(d) reducir dichos aglomerados que contienen
materiales de carbono y de óxido de hierro;
(e) formar los glóbulos de carbono y de hierro
líquidos y partículas de escoria sobre dicha superficie de capa de
solera, separando dichos glóbulos de dichas partículas de
escoria;
(f) refrigerar dichos glóbulos de hierro líquido
y de carbono con una superficie de refrigeración, creando botones
de hierro sólido y de carbono;
(g) descargar botones de hierro sólido y de
carbono de dicho horno; y
(h) eliminar dichas partículas de escoria de
dicho horno.
2. El método según la reivindicación 1, donde
dicha etapa de proporcionar un horno de solera giratorio comprende
adicionalmente aplicar compuestos de óxido de hierro, carbono y
sílice a dicha superficie de capa de solera formando una capa
vítrea sobre dicha superficie de capa de solera.
3. El método según la reivindicación 1, donde
dicha etapa de proporcionar un horno de solera giratorio comprende
adicionalmente introducir materiales de revestimiento sobre dicha
superficie de capa de solera, dichos materiales de revestimiento
seleccionados del grupo que consta esencialmente de compuestos de
óxido de magnesio, compuestos de óxido de silicio, compuestos de
óxido de aluminio, compuestos de óxido de hierro, y compuestos de
carbono.
4. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, donde dicha etapa de calentamiento
comprende adicionalmente calentar dichos materiales de óxido de
hierro y carbono con una pluralidad de fuentes de calor radiante a
temperaturas de al menos 1450ºC a 1600ºC, dentro de dicho
horno.
5. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, donde dicha etapa de reducción comprende
adicionalmente reducir dichos materiales de carbono y de óxido de
hierro con una pluralidad de fuentes de calor radiante a
temperaturas de al menos 1450ºC a 1540ºC, dentro de dicho
horno.
6. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, donde dicha etapa de reducción comprende
adicionalmente calentar dichos materiales con una pluralidad de
fuente de calor radiante a temperaturas de al menos 1400ºC a
1500ºC, en dicha superficie de capa de solera.
7. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, donde dicha etapa de reducción comprende
adicionalmente calentar dichos materiales de óxido de hierro y
carbono con una pluralidad de fuentes de calor radiante a
temperaturas de al menos 1410ºC hasta 1480ºC, en dicha superficie
de capa de solera.
8. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, donde dicha etapa de alimentación comprende
adicionalmente introducir dichos materiales óxido de hierro y de
carbono sobre dicha capa vítrea que tiene compuestos de óxido de
hierro, carbono y sílice.
9. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, donde dicha etapa de refrigeración
comprende adicionalmente proporcionar una superficie de
refrigeración próxima a dicha superficie de capa de solera,
refrigerando dicha superficie los glóbulos de hierro y de carbono
líquidos, creando un botón sólido de hierro y carbono sobre dicha
superficie de solera antes de dicha etapa de descarga.
10. Un método para la producción de producto de
hierro y carbono sólido desde el material de óxido de hierro que
contiene compuestos de carbono, comprendiendo las etapas de:
(a) proporcionar un horno, proporcionando dicho
horno una superficie de capa de subsolera;
(b) introducir los materiales de
acondicionamiento incluyendo compuestos de óxido de hierro,
compuestos de carbono, y compuestos de sílice sobre dicha
superficie de capa de subsolera;
(c) calentar dichos materiales de
acondicionamiento, formando una capa vítrea que incluye al menos
compuestos de óxido de hierro y sílice;
(d) colocar aglomerados que contienen materiales
de óxido de hierro y carbono sobre dicha capa vítrea;
(e) reducir dichos aglomerados que contienen
materiales de óxido de hierro y carbono mediante calentamiento;
(f) formar glóbulos de hierro y carbono líquidos
y partículas de escoria sobre dicha capa vítrea, separando dichas
partículas de escoria sobre dicha capa vítrea;
(g) refrigerar dichos glóbulos de hierro y
carbono líquidos, formando botones de hierro y carbono sólidos
sobre dicha capa vítrea;
(h) descargar dichos botones de hierro y carbono
sólidos desde dicho horno; y
(i) eliminar dichas partículas de escoria de
dicho horno.
11. El método según la reivindicación 10, donde
dicha etapa de realización comprende adicionalmente proporcionar un
horno de solera giratorio que tiene una superficie de solera
giratoria.
12. El método según la reivindicación 10 u 11,
donde dicha etapa de introducción de los materiales de
acondicionamiento comprende adicionalmente proporcionar materiales
de acondicionamiento adicional seleccionados del grupo que consta
esencialmente de compuestos de óxido de magnesio, compuestos de
óxido de silicio, compuestos de óxido de aluminio, compuestos de
óxido de hierro, y compuestos carbonosos.
13. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, donde dicha etapa de calentamiento
comprende adicionalmente calentar dichos materiales de
revestimiento con una pluralidad de fuentes de calor radiante que
proporcionar calor a un intervalo de temperatura de al menos 1450ºC
a 1600ºC.
14. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, donde dicha etapa de reducción comprende
adicionalmente la exposición de materiales de óxido de hierro y
carbono a una pluralidad de fuentes de calor radiante que
proporcionan calor a un intervalo de temperatura de al menos 1410ºC
a 1480ºC, dentro de dicho horno.
15. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 14, donde dicha etapa de refrigeración de
dichos glóbulos de hierro y carbono líquidos comprenden
adicionalmente proporcionan una superficie de refrigeración próxima
a dicha capa vítrea, refrigerando dicha etapa de refrigeración
dichos glóbulos de hierro y carbono líquidos, creando botones
sólidos de hierro y carbono sobre dicha capa vítrea.
16. Un método para la producción de producto de
hierro de material de óxido de hierro que contiene compuestos de
carbono, que comprende las etapas de:
(a) proporcionar un horno, proporcionando dicho
horno una superficie de capa de subsolera;
(b) introducir compuestos de óxido de hierro,
compuestos de carbono, y compuestos de sílice sobre dicha
superficie de capa de subsolera;
(c) calentar dichos compuestos formando una capa
de solera vítrea que incluye al menos compuestos de óxido de hierro
y sílice;
(d) colocar los materiales de revestimiento sobre
dicha capa de solera vítrea formando una capa de solera vítrea
revestida;
(e) colocar aglomerados que contienen materiales
de óxido de hierro y carbono sobre dicha capa de solera vítrea
revestida;
(f) reducir dichos aglomerados que contienen
materiales de óxido de hierro y carbono sobre dicha capa de solera
vítrea;
(g) formar glóbulos de hierro líquido y carbono,
y partículas de escoria sobre dicha capa de solera vítrea
revestida;
(h) refrigerar dichos glóbulos de hierro y
carbono líquidos formando dichos botones sólidos de hierro y
carbono sobre dicha capa de solera vítrea revestida, separada de
dichas partículas de escoria;
(i) descargar dichos botones de hierro y carbono
sólidos de dicho horno, y
(j) eliminar dichas partículas de dicho
horno.
17. El método según la reivindicación 16, donde
dicha etapa de realización comprende adicionalmente proporcionar un
horno de solera giratorio que tiene una superficie de solera
giratoria.
18. El método según la reivindicación 16 ó 17,
donde dicha etapa de colocar los materiales de revestimiento
comprende adicionalmente seleccionar dichos materiales de
revestimiento desde el grupo que consta esencialmente de compuestos
de óxido de magnesio, compuestos de óxido de silicio, compuestos de
óxido de aluminio, compuestos carbonosos, y compuestos de óxido de
hierro.
19. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18, donde dicha etapa de calentamiento
comprende adicionalmente calentar dichos compuestos con una
pluralidad de fuentes de calor radiante que proporcionan el calor a
un intervalo de temperatura de al menos 1450ºC hasta 1600ºC.
20. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 19, donde dicha etapa de reducción comprende
adicionalmente exponer dicho material de carbono y óxido de hierro
a una pluralidad de fuentes de calor radiante que proporcionan el
calor a un intervalo de temperatura de al menos 1410ºC hasta 1480ºC,
dentro de dicho horno.
21. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 20, donde dicha etapa de refrigeración de
dichos glóbulos de hierro y carbono líquidos comprende
adicionalmente proporcionar una superficie próxima a dicha
superficie de solera vítrea, refrigerando dicha superficie dichos
glóbulos de hierro y carbono líquidos, creando dichos botones de
hierro y carbono sólidos sobre dicha capa de solera vítrea
revestida antes de dicha etapa de descarga.
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