ES2234288T3 - Realizacion de un horno de reduccion de solera movil. - Google Patents
Realizacion de un horno de reduccion de solera movil.Info
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Abstract
Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil incluyendo: alimentar pelets o briquetas de aglomerados de óxido de hierro a los que se ha incorporado un material carbonoso sobre una solera móvil de un horno reductor de solera móvil; reducir los aglomerados de óxido de hierro para formar aglomerados de hierro reducido; y caracterizado por los pasos de: disponer un intervalo entre un aparato de descarga verticalmente móvil y la superficie de la solera móvil, donde el aparato de descarga verticalmente móvil es para descargar los aglomerados de hierro reducido del horno reductor de solera móvil; y regular el intervalo moviendo el aparato de descarga.
Description
Realización de un horno de reducción de solera
móvil.
La presente invención se refiere a un método para
el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil, en el que se
reducen a hierro aglomerados de óxido de hierro a los que se ha
incorporado un material carbonoso.
Un método típico para preparar hierro reducido es
un proceso MIDREX. En este método se sopla un gas reductor, tal como
gas natural, a un horno de cuba mediante una tobera. El gas reductor
entra y llega a contacto con mineral de hierro o pelets de óxido de
hierro introducidos en el horno. Así, se reduce óxido de hierro en
una atmósfera reductora en el horno para formar hierro reducido. Sin
embargo, este método, que usa una gran cantidad de gas natural caro,
da lugar inevitablemente a altos costos de producción.
Procesos para hacer hierro reducido usando carbón
barato en lugar del gas natural han atraído recientemente la
atención. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos número
3.443.931, que se incorpora aquí por referencia en su totalidad,
describe un proceso para hacer hierro reducido incluyendo peletizar
una mezcla de mineral de hierro en polvo y carbón y reducir óxido de
hierro en una atmósfera caliente. Este proceso tiene algunas
ventajas: uso de carbón como un agente reductor, uso directo de
mineral en polvo, una alta tasa de reducción, y fácil control del
contenido de carbono en un producto.
En este proceso se alimenta una cantidad dada o
profundidad de pelets o briquetas de aglomerados de óxido de hierro
a los que se ha incorporado un material carbonoso (denominados más
adelante simplemente "aglomerados") a un horno reductor de
solera móvil, tal como un horno de solera rotativa. El contenido es
movido y calentado por calor radiante en el horno. Así, se reduce
óxido de hierro con el material carbonoso incorporado para formar
hierro reducido. El hierro reducido es descargado de la solera móvil
del horno por un tornillo de un aparato de descarga. Como se
representa en la figura 12, el tornillo 1 del aparato de descarga se
soporta por un elevador 3 y un soporte 4, entra en contacto con una
solera móvil 2 por su propio peso, y gira para descargar el hierro
reducido por un orificio de descarga 25.
Cuando los aglomerados son alimentados al horno
de solera móvil, partes de los aglomerados son pulverizados por
laminación, rozamiento o choque de caída, y el polvo de óxido de
hierro se deposita sobre la solera móvil. Como se representa en la
figura 13, el polvo de óxido de hierro se mueve hacia el tornillo 1
y se reduce a polvo de hierro metálico 26. El polvo de hierro
metálico en la solera rotativa se comprime a la cara del horno por
el tornillo y se deforma a metal en polvo alargado 28 (véase
"Etapa de formación inicial de lámina de hierro" en la figura
13). El metal en polvo alargado 28 comprimido en el horno apenas se
oxida en una atmósfera reductora. Así, el metal en polvo alargado
crece gradualmente por la presión del tornillo 1 y se convierte en
una hoja de hierro (véase "Etapa de formación de lámina de
hierro" en la figura 13).
En una superficie de solera del horno de solera
rotativa hay una diferencia de temperatura de al menos 300ºC entre
la región de calentamiento y reducción y la región de alimentación
en el horno. Esta diferencia de temperatura se transfiere a la hoja
de hierro 29 por la rotación de la solera rotativa, y así la hoja de
hierro 29 se expande y contrae repetidas veces. Como resultado, se
forman fisuras en la hoja de hierro 29. Cuando el tornillo 1 aplica
presión a las fisuras de la hoja de hierro 29, se forma alabeo en la
hoja de hierro 29. La hoja de hierro 29 que tiene un alabeo grande
captura el tornillo 1 y se separa de la solera (véase "Separación
de lámina de hierro" en la figura 13). Una hoja de hierro
separada crecida 29 inhibe la descarga de hierro reducido 10 por el
tornillo 1 y produce problemas tal como parada (véase "Parada
debida a separación de hierro" en la figura 13).
Además, se forman agujeros en la solera móvil
durante la formación y separación de la hoja de hierro. Dado que los
aglomerados se depositan en los agujeros, la profundidad de los
aglomerados alimentados no es estable, y los aglomerados no se
calientan uniformemente. Por consiguiente, se deteriora la calidad
del hierro reducido.
Por consiguiente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un método para el funcionamiento de un
horno reductor de solera móvil para reducir aglomerados de óxido de
hierro a los que se ha incorporado un material carbonoso, método que
no forma sustancialmente una hoja de hierro en una solera móvil,
quita polvo de óxido de hierro de los aglomerados, y permite una
operación continua estable.
Un método para el funcionamiento de un horno
reductor de solera móvil según la presente invención incluye:
alimentar pelets o briquetas de aglomerados de
óxido de hierro a los que se ha incorporado un material carbonoso
sobre una solera móvil de un horno reductor de solera móvil;
reducir los aglomerados de óxido de hierro para
formar aglomerados de hierro reducido; y
caracterizado por los pasos de:
disponer un intervalo entre un aparato de
descarga verticalmente móvil y la superficie de la solera móvil,
donde el aparato de descarga verticalmente móvil es para descargar
los aglomerados de hierro reducido del horno reductor de solera
móvil; y
regular el intervalo moviendo el aparato de
descarga.
Dado que el polvo de hierro metálico formado por
reducción del aglomerado de óxido de hierro no se comprime a la
superficie de la solera móvil, no se forma hoja de hierro. La capa
de óxido de hierro formada en la solera móvil se puede raspar
fácilmente para renovar la superficie de la solera móvil de manera
que el horno pueda operar continuamente.
Preferiblemente, el aparato de descarga se eleva
continua o intermitentemente de la superficie de la solera móvil en
respuesta al grosor de una capa de óxido de hierro formada en la
solera móvil por oxidación de polvo de óxido de hierro incluido en
los aglomerados de óxido de hierro.
Dado que el polvo de óxido de hierro depositado
sobre la capa de óxido de hierro no se comprime a la capa de óxido
de hierro, no se forma hoja de hierro.
Preferiblemente, el aparato de descarga se pone
en contacto con el polvo de óxido de hierro depositado sobre la capa
de óxido de hierro en la solera móvil o polvo de hierro metálico
formado por reducción del polvo de óxido de hierro, durante la
operación.
Preferiblemente, se determina la cantidad del
polvo de óxido de hierro alimentado con los aglomerados de óxido de
hierro al horno reductor de solera móvil por unidad de tiempo, se
determina la cantidad de polvo de hierro metálico formado por
reducción del polvo de óxido de hierro, la cantidad del polvo de
hierro metálico se convierte en un volumen A, y el aparato de
descarga se eleva de manera que la relación A/B sea 50 o menos,
donde B es el volumen espacial definido por el producto del
incremento de la altura del aparato de descarga y el área de la
solera
móvil.
móvil.
Preferiblemente, se dispone un intervalo entre el
aparato de descarga y la superficie de la solera móvil o la capa de
óxido de hierro y el intervalo es 3/4 o menos del diámetro medio de
los aglomerados de óxido de hierro.
Preferiblemente, la capa de óxido de hierro en la
solera móvil es raspada periódicamente. Preferiblemente, la
superficie de la capa de óxido de hierro se oxida preliminarmente
usando un quemador oxidante y se raspa con una cuchilla
verticalmente móvil dispuesta detrás del quemador oxidante.
Preferiblemente, polvo de óxido de hierro
incluido en los aglomerados de óxido de hierro, polvo de hierro
metálico formado por reducción del polvo de óxido de hierro, y polvo
de hierro metálico formado cuando el hierro reducido es descargado
del horno son evacuados junto con gases de escape mediante un
conducto dispuesto cerca del aparato de descarga y un alimentador
para alimentar los aglomerados de óxido de hierro.
Preferiblemente, los aglomerados de hierro
reducido, polvo de hierro metálico formado por reducción de polvo de
óxido de hierro incluido en los aglomerados de óxido de hierro, y
polvo de hierro metálico formado cuando el hierro reducido es
descargado del horno se descargan simultáneamente del horno mediante
el aparato de descarga.
Preferiblemente, el aparato de descarga es un
colector que sopla un gas inerte o un gas reductor, y los
aglomerados de hierro reducido y el polvo de hierro metálico se
descargan simultáneamente del horno reductor de solera móvil
soplando el gas inerte o reductor en la dirección radial del horno
reductor de solera móvil mediante el colector.
Preferiblemente, el aparato de descarga es una
unidad de electroimán que se mueve alternativamente en la dirección
radial del horno reductor de solera móvil, y que atrae y descarga
simultáneamente los aglomerados de hierro reducido y el polvo de
hierro metálico del horno reductor de solera móvil.
Preferiblemente, polvo de óxido de hierro
incluido en los aglomerados de óxido de hierro, polvo de hierro
metálico formado por reducción del polvo de óxido de hierro, y polvo
de hierro metálico formado cuando el hierro reducido es descargado
del horno son evacuados junto con gases de escape mediante un
conducto dispuesto cerca del aparato de descarga y un alimentador
para alimentar los aglomerados de óxido de hierro. Dado que se
suprime la formación de la capa de óxido de hierro y una hoja de
hierro en la solera móvil, el horno puede operar continuamente y se
puede producir hierro reducido que tiene un alto contenido de
metal.
La figura 1 es una vista en sección transversal
de un tornillo de un aparato de descarga según la presente
invención.
La figura 2 es una vista esquemática de un método
para raspar la capa de óxido de hierro de una solera móvil según la
presente invención.
La figura 3 es una vista esquemática de un
proceso de formación de una capa de óxido de hierro y un método para
rasparla.
La figura 4 es una vista en sección transversal
de un aparato para descargar polvo, que se forma durante la
alimentación de una materia prima y durante la descarga de un
producto reducido, mediante una línea de gases de escape.
La figura 5 es una vista esquemática para
ilustrar la extracción de polvo de óxido de hierro de aglomerados
usando un tamiz de rodillos.
Las figuras 6A y 6B son una vista frontal en
parte en sección y una vista en sección transversal parcial,
respectivamente, para ilustrar la extracción de polvo de óxido de
hierro de aglomerados usando un separador inclinado.
La figura 7 es una vista esquemática para
ilustrar la extracción de polvo de óxido de hierro de aglomerados
usando un ángulo de reposo del polvo.
Las figuras 8A y 8B son una vista en sección
transversal y una vista longitudinal en sección transversal,
respectivamente, de un horno de solera rotativa provisto de un
aparato de descarga para descargar aglomerados reducidos por un gas
inerte o reductor soplado desde un colector.
Las figuras 9A y 9B son una vista en sección
transversal y una vista longitudinal en sección transversal,
respectivamente, de un horno de solera rotativa provisto de un
aparato de descarga para descargar aglomerados reducidos atrayendo
los aglomerados reducidos usando un electroimán.
La figura 10 es una vista en sección transversal
de un horno de solera rotativa provisto de un aparato de descarga
para descargar aglomerados reducidos usando una chapa verticalmente
móvil.
La figura 11 es una vista en sección transversal
de un horno de solera rotativa provisto de un aparato de descarga
para descargar aglomerados reducidos usando una chapa verticalmente
móvil.
La figura 12 es una vista esquemática en sección
transversal de un tornillo de un aparato convencional de
descarga.
Y la figura 13 es una vista esquemática para
ilustrar un proceso para formar una hoja de hierro en una solera
móvil de tecnología convencional.
Las realizaciones preferidas de la presente
invención se describirán con referencia a las figuras 1 a 11. Con
referencia a la figura 1, en la operación de un horno reductor de
solera móvil según la presente invención, se ha dispuesto un
intervalo entre un tornillo 1 para descargar aglomerados de hierro
reducido hacia una salida 25 y la superficie de una solera móvil 2.
El polvo de óxido de hierro 11, que se alimenta junto con
aglomerados de óxido de hierro y se deposita sobre la solera móvil
2, no se comprime a la solera móvil 2 por la punta del tornillo 1.
Así, no se forma hoja de hierro en la solera móvil 2. Un elevador 3
y un soporte 4 soportan el tornillo 1. El tornillo 1 tiene una celda
de carga 5 para detectar el contacto del tornillo 1 con la solera
móvil 2.
Con referencia a la figura 3, el polvo de óxido
de hierro 11 depositado sobre la solera móvil 2 se reduce para
formar polvo de hierro metálico 26, y posteriormente se reoxida en
el horno para formar una capa de óxido de hierro 9 en la solera
móvil. La altura del tornillo 1 se regula continua o
intermitentemente en respuesta a la profundidad de la capa de óxido
de hierro 9 de manera que el polvo de óxido de hierro 11 no sea
comprimido a la capa de óxido de hierro 9 por el tornillo 1. Por
consiguiente, no se forma placa de hierro.
Cuando la operación se continúa con la capa de
óxido de hierro 9 formada sobre la solera móvil restante, el polvo
de hierro metálico 26 y óxido de hierro 27 en la solera móvil 2
aumentan y producen un aumento del grosor de la capa porosa de óxido
de hierro 9. El polvo de hierro metálico 26 y el óxido de hierro 27
entran contacto con el tornillo 1 y son comprimidos a poros de la
capa porosa de óxido de hierro 9. Dado que el nivel del tornillo 1
se regula a una posición superior, la capa porosa de óxido de hierro
9 no forma una hoja de hierro.
El nivel del tornillo 1 se puede ajustar en
respuesta al volumen del polvo de óxido de hierro 11 alimentado al
horno reductor de solera móvil. Es decir, el peso del polvo de óxido
de hierro 11 incluido en el horno por unidad de tiempo se calcula a
partir de la relación del polvo de óxido de hierro 11 a los
aglomerados alimentados, el peso del polvo de hierro metálico 26
formado por reducción se determina a partir del peso del polvo de
óxido de hierro 11 en vista de datos de operaciones pasadas, y
finalmente el peso del polvo de hierro metálico 26 se convierte en
un volumen A por su densidad volumétrica aparente. Por otra parte,
el producto del incremento del nivel del tornillo 1 y el área de la
solera se define como el volumen espacial B. El tornillo 1 se eleva
dentro de la unidad de tiempo de manera que la relación A/B sea 50 o
menos. Con respecto a la relación del polvo de óxido de hierro 11 a
los aglomerados, se puede usar los datos de la operación pasada.
Cuando la relación A/B es mayor que 50, no se
mantiene un intervalo suficiente entre el tornillo 1 y la solera
móvil 2. Así, la capa formada de óxido de hierro 9 entrará
fácilmente en contacto con el tornillo 1 y el polvo de óxido de
hierro se comprimirá apretadamente a la capa de óxido de hierro 9.
Como resultado, se formará una hoja de hierro en la capa de óxido de
hierro 9. Es preferible que la relación A/B sea 20 o menos para
evitar con mayor seguridad el contacto de la capa de óxido de hierro
9 formada en la solera móvil 2 con el tornillo 1. Alternativamente,
el nivel del tornillo 1 se puede ajustar de manera que el intervalo
entre el tornillo 1 y la superficie de la solera móvil 2 o la capa
de óxido de hierro 9 sea 3/4 o menos del diámetro medio de los
aglomerados. Este nivel también puede evitar la compresión del polvo
de óxido de hierro 11 a la capa de óxido de hierro 9 y así la
formación de la hoja de hierro. A una relación de más de 3/4, el
tornillo 1 inhibe la descarga del hierro reducido 10. Además, el
intervalo se establece de manera que el polvo de óxido de hierro 11
pueda pasar a su través.
Como se ha descrito anteriormente, el intervalo
entre el tornillo 1 y la superficie de la solera móvil se regula en
respuesta al volumen del polvo de óxido de hierro 11 del aglomerado.
Dado que el polvo de hierro metálico 26 no se comprime a la capa de
óxido de hierro 9, no se forma hoja de hierro.
Cuando la operación continúa más a la vez que se
regula el intervalo entre el tornillo 1 y la superficie de la solera
móvil 2, el polvo de óxido de hierro 11 incluido en los aglomerados
alimentados produce un incremento gradual del grosor de la capa de
óxido de hierro 9 en la solera móvil 2. La capa de óxido de hierro 9
se debe quitar antes de la aparición de un obstáculo operativo. Dado
que la capa de óxido de hierro 9 es porosa, se puede raspar usando
una cuchilla. Además, la capa porosa de óxido de hierro 9 se separa
de la superficie de la solera móvil 2 como pequeños grumos. Así, el
horno puede funcionar de forma estable y continua.
Preferiblemente, la capa porosa de óxido de
hierro 9 en la solera móvil 2 es raspada periódicamente de manera
que se renueve la superficie de la solera móvil 2. Este proceso
permite la operación continua del horno sin mantenimiento de la
solera móvil 2. Con referencia a la figura 2, la superficie de la
capa porosa de óxido de hierro 9 se puede oxidar preliminarmente
usando un quemador oxidante 7 (Fe \rightarrow FeO, FeO
\rightarrow Fe_{2}O_{3}) de manera que una cuchilla
verticalmente móvil 8 dispuesta detrás del quemador oxidante 7 pueda
raspar la capa de óxido de hierro 9. Tal oxidación se puede realizar
en una atmósfera oxidante que se formará suspendiendo el suministro
de los aglomerados, o usando el quemador oxidante 7 dispuesto hacia
abajo del tornillo 1, como se representa en la figura 2. Dado que el
quemador oxidante 7 puede oxidar localmente la superficie, la
cuchilla 9 puede raspar continuamente la capa de óxido de hierro 9
durante la operación.
La superficie de la solera móvil 2 también puede
ser raspada por la cuchilla 8 dentro de una banda permisible para
quitar agujeros y fisuras formados en la solera móvil 2 durante la
operación. Este proceso puede prolongar la duración de la operación
del horno hasta el mantenimiento siguiente del horno móvil 2, y
puede producir hierro reducido de calidad uniforme. El período para
raspado se determina en vista de la escala de la facilidad y las
condiciones operativas de manera que el horno opere
continuamente.
Con referencia a la figura 4, el polvo de óxido
de hierro 11, polvo de hierro metálico 26 formado por reducción del
polvo de óxido de hierro 11, y polvo formado cuando el hierro
reducido es descargado del horno son evacuados junto con los gases
de escape mediante un conducto dispuesto cerca del tornillo y un
alimentador 13 para aglomerados. Dado que el polvo de óxido de
hierro 11 no se deposita sobre la solera móvil 2, no se forma capa
de óxido de hierro ni hoja de hierro en el horno, dando lugar a una
operación estable y continua.
El hierro reducido 10 puede ser descargado del
horno por un gas inerte o reductor soplado mediante un colector 21,
como se representa en las figuras 8A y 8B, o siendo atraído con un
electroimán 23, como se representa en las figuras 9A y 9B. En este
proceso, el polvo de óxido de hierro 11 alimentado al horno y el
polvo de hierro metálico 26 formado por reducción del polvo de óxido
de hierro 11 también son descargados del horno. Así, no se forma
capa de óxido de hierro ni hoja de hierro en el horno móvil 2, dando
lugar a operación estable y continua.
Preferiblemente, el polvo de óxido de hierro 11
se quita antes de que los aglomerados sean alimentados al horno
reductor de solera móvil. Dado que el polvo de óxido de hierro 11 no
se alimenta al horno, se suprimirá la formación de la capa de óxido
de hierro 9 y la hoja de hierro en la solera móvil, dando lugar a
operación estable y continua.
La presente invención se describirá con más
detalle con referencia a los Ejemplos siguientes usando hornos de
solera rotativa.
La Tabla 1 muestra operaciones en las que un
aparato de descarga, es decir, un tornillo 1, se reguló
continuamente hacia arriba. Aglomerados de tamaños de partícula de
14 a 20 mm y un tamaño medio de partícula de 18 mm se redujeron en
un horno reductor de solera móvil. El tornillo 1 se elevó a una
velocidad de 1 mm por 72 horas durante la pasada 1 según la presente
invención, 1 mm por 24 horas durante la pasada 2 según la presente
invención, y 1 mm por 12 horas durante la pasada 3 según la presente
invención, como se muestra en la Tabla 1. En pasadas comparativas 1
y 2, el tornillo 1 no se elevó de la solera móvil 2 durante la
operación.
Ahora se describirá el ajuste hacia arriba del
tornillo 1 en la pasada 1. En la pasada 1, se produjo hierro
reducido a una velocidad de 2 toneladas/hora mientras que los
aglomerados se alimentaron a una velocidad de 2,8 toneladas/hora. Si
el porcentaje del polvo de óxido de hierro 11 se supone que es 1,5%,
la velocidad alimentada en el horno es 0,042 toneladas/hora y así se
alimentan 3 toneladas de polvo de óxido de hierro al horno en 72
horas. Si 72% del polvo de óxido de hierro 11 se reduce a polvo de
hierro metálico 26, se producen 2,16 toneladas de polvo de hierro
metálico 26. Cuando la densidad volumétrica aparente del polvo de
hierro metálico 26 es 5 toneladas/m^{3}, el volumen A del polvo de
hierro metálico 26 es 0,432 m^{3}. Por otra parte, el horno
reductor de solera móvil tiene un área de solera de 28,5 m^{2}, y
el tornillo 1 se eleva a una velocidad de 1 mm en 72 horas. Así, el
volumen espacial B es 0,0285 m^{3}. La relación A/B es 15,2 y está
en el rango preferible (20 o menos) en la presente invención.
Dado que el tornillo se elevó en las pasadas 1 a
3 según la presente invención, se formó una capa de óxido de hierro
9 en la solera móvil, el tornillo 1 comprimió una cantidad muy
pequeña de polvo de hierro metálico 26 a la solera móvil 2, y no se
formó hoja de hierro. La solera móvil 2 tenía un pequeño número de
agujeros en la superficie y así tenía alta lisura después de la
operación durante 100 horas. Como resultado, el horno operó
continuamente durante 250 horas. Dado que la cantidad del polvo de
hierro metálico 26 descargado por el tornillo 1 era pequeña, el
hierro reducido 10 contenía de 0 a 6% de polvo de hierro metálico 26
que tiene un diámetro de partícula de 3 mm o menos.
En la pasada comparativa 1, el tornillo 1
comprimió el polvo de hierro metálico 26 a la superficie de la
solera móvil para formar una hoja de hierro. Así, se deterioró la
lisura de la superficie de la solera móvil 2. Como resultado, no se
llevó a cabo una operación continua en 150 horas. Dado que la solera
móvil 2 estaba compuesta de FeO \cdot SiO_{2} que se ablanda a
alta temperatura, se separó una hoja de hierro de un área grande de
la solera móvil 2. Así, la solera móvil 2 requería mantenimiento
después de 24 horas de operación. En las pasadas comparativas 1 y 2,
el tornillo 1 descargó una gran cantidad de polvo de hierro metálico
26, y el hierro reducido descargado 10 contenía de 8 a 18% de polvo
de hierro metálico 26 con tamaños de partícula de 3 mm o menos.
En la Tabla 1, la lisura (%) de la solera móvil 2
después de 100 horas de operación se definió como ({(área general -
área de agujeros)/( área general)) x 100.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
El horno funcionó a la vez que se regulaba hacia
arriba el nivel del tornillo y se raspaba periódicamente la capa de
óxido de hierro formada en la solera móvil.
Con referencia a la figura 3, en la fase inicial
de la operación hay en la solera móvil 2 polvo de hierro metálico 26
formado por reducción del polvo de óxido de hierro incluido en
aglomerados alimentados al horno, óxido de hierro 27 formado por
oxidación del polvo de hierro metálico 26, y óxido de hierro no
reducido 27. El polvo de hierro metálico 26 y el óxido de hierro no
reducido 27 aumentaron durante la operación, y después se formó una
capa porosa de óxido de hierro 9 conteniendo el polvo de hierro
metálico 26 en la solera móvil 2 (véase Etapa de formación inicial
de capa de óxido de hierro). A continuación, el tornillo 1 llegó a
contacto con el polvo de hierro metálico 26 y lo comprimió a poros
en la capa de óxido de hierro 9. Dado que no se combinó el polvo
hierro metal 26, no se formó hoja de hierro (véase Etapa de
formación de capa de óxido de hierro). El tornillo 1 se elevó
durante la operación siguiente para formar un nuevo intervalo entre
el tornillo 1 y la capa de óxido de hierro 9. Así, la capa de óxido
de hierro 9 creció (véase Etapa de crecimiento de la capa de óxido
de hierro). Como se muestra en la Tabla 2, la operación se continuó
hasta que el grosor de la capa de óxido de hierro 9 llegó a 30 mm. A
continuación, la superficie de la capa de óxido de hierro 9 se
calentó y oxidó en una atmósfera oxidante. Por lo tanto, se oxidó la
superficie de 3 mm de la capa de óxido de hierro 9 y se formaron
fisuras en la superficie de la capa de óxido de hierro 9. La capa
superficial de 3 mm se raspó con un tornillo 1 después de que la
solera rotativa girase una vuelta (véase Renovación de la superficie
de la solera). La oxidación y el raspado se repitieron para quitar
completamente la capa de óxido de hierro 9 que tenía un grosor de 30
mm en la solera móvil. El tiempo operativo mostrado en la Tabla 2
incluye los tiempos requeridos para calentar y oxidar la superficie
de la capa de óxido de hierro 9.
| Profundidad de raspado (mm) | 30 |
| Tiempo operativo cuando se realiza raspado (h) | 420 |
| Tiempo requerido para raspado (min) | 120 |
| Tasa (%) de hierro metálico en polvo en aglomerados de hierro reducido | 89 a 96 |
Como se representa en la figura 2, la superficie
se oxidó usando un quemador oxidante 7, y la capa de óxido de hierro
9 se raspó usando una cuchilla 8. Los resultados se muestran en la
Tabla 3.
| Profundidad de raspado (mm) | 5 |
| Tiempo operativo cuando se realiza raspado (h) | 75 |
| Tiempo requerido para raspado (min) | 60 |
| Tasa (%) de hierro metálico en polvo en aglomerados de hierro reducido | 89 a 96 |
Como se muestra en la Tabla 3, la capa de óxido
de hierro de 5 mm 9 se raspó después de 75 horas de operación.
Treinta de los 60 minutos requeridos para raspado se utilizaron para
operaciones preliminares. Así, la capa de óxido de hierro de 5 mm 9
se raspó mientras la solera rotativa giró tres vueltas. La capa de
óxido de hierro 9 se oxidó localmente por el quemador oxidante 7 y
se raspó sin parada. Por lo tanto, se renovó la superficie de la
solera móvil y se continuó la operación estable.
Se dispuso un conducto para gases de escape cerca
del aparato de descarga del hierro reducido y el alimentador de los
aglomerados para evacuar el polvo de óxido de hierro alimentado con
los aglomerados y el polvo de hierro reducido formado por la etapa
de reducción y la etapa de descarga, así como los gases de
escape.
Con referencia a la figura 4, se dispuso un
conducto 12 para evacuar gases de escape entre un aparato de
descarga 6 y un alimentador 13 de un horno de solera rotativa. El
polvo de óxido de hierro 11 de aglomerados y el polvo formado a
partir de hierro reducido 10 en la etapa de reducción y la etapa de
descarga se evacuaron junto con los gases de escape mediante el
conducto 12, y los gases de escape se quemaron en una cámara de
combustión 14. Los gases de escape quemados y el polvo se enfriaron
en un enfriador de gas y separaron. El polvo se recogió en un
colector de polvo.
Como se ha descrito anteriormente, el polvo no se
depositó sobre la solera móvil 2, y así no se formó capa de óxido de
hierro ni hoja de hierro en la solera móvil. En este ejemplo, el
aparato de descarga puede ser el tornillo 1 utilizado en los
Ejemplos 1 y 2, o una placa de descarga 24 representada en la figura
10 o 11.
El polvo de óxido de hierro se extrajo antes de
alimentar aglomerados de óxido de hierro a los que se ha incorporado
un material carbonoso a un horno reductor de solera móvil.
Con referencia a la figura 5, se alimentaron
aglomerados 16 con polvo de óxido de hierro 11 desde una cinta
transportadora de alimentación sobre un tamiz de rodillos 18. El
polvo de óxido de hierro 11 cayó a una cinta transportadora de
escape mediante intervalos del tamiz de rodillos 18, mientras que
los aglomerados 16 avanzaron en el tamiz de rodillos y se
alimentaron al horno reductor de solera móvil mediante un
alimentador 13.
La figura 6A es una vista frontal, en parte en
sección, que ilustra la extracción del polvo de óxido de hierro 11
de los aglomerados 16 usando un separador 20, y la figura 6B es una
vista en sección transversal parcial del separador 20 a lo largo de
la flecha A en la figura 6A. Se ha dispuesto un intervalo entre una
pendiente 19 y un separador 20. El polvo de óxido de hierro incluido
en los aglomerados 16 pueda pasar por el intervalo. Los aglomerados
16 y el polvo de óxido de hierro 11 son alimentados sobre el
separador 20, es decir, la parte superior de la cara de cheurón
mostrada en la figura 6B. Los aglomerados 16 caen a lo largo del
separador 20 y son alimentados al alimentador 13, mientras el polvo
de óxido de hierro 11 pasa por el separador 20 y el intervalo, y se
quitan por una cinta transportadora de escape. La pendiente 19 se
hace vibrar preferiblemente de manera que el polvo de óxido de
hierro 11 no se deposite sobre la pendiente 19.
La figura 7 muestra la extracción del polvo de
óxido de hierro 11 de los aglomerados 16 usando una cinta
transportadora de alimentación y una cinta transportadora de escape.
La cinta transportadora de escape está inclinada en este caso. Los
aglomerados 16 con el polvo de óxido de hierro 11 son alimentados
sobre la cinta transportadora de alimentación. Los aglomerados 16 y
el polvo de óxido de hierro 11 caen a la cinta transportadora de
escape inclinada. Los aglomerados 16 ruedan por la cinta
transportadora de escape en la dirección opuesta a la dirección de
movimiento, mientras el polvo de óxido de hierro 11 es transportado
en la dirección de movimiento. El ángulo de inclinación de la cinta
transportadora de escape inclinada se determina por el ángulo de
reposo del polvo de óxido de hierro 11. Al ángulo optimizado, los
aglomerados ruedan por la cinta transportadora de escape, pero el
polvo de óxido de hierro no rueda.
Se descargaron simultáneamente hierro reducido de
aglomerados de óxido de hierro y polvo de hierro metálico de polvo
de óxido de hierro de un horno reductor de solera móvil.
La figura 8A es una vista en sección transversal
de un aparato de descarga para descargar aglomerados de hierro
reducido 10 por un gas inerte o un gas reductor soplado desde un
colector 21, y la figura 8B es su vista longitudinal en sección
transversal. Un gas inerte o un gas reductor procedente de boquillas
de un colector 21 sopla los aglomerados de hierro reducido 10 y el
polvo de hierro metálico 26 en la solera rotativa hacia una canaleta
de descarga 22. Se puede usar cualquier gas que no oxide hierro a
una temperatura de 1.000 a 1.200ºC. Un gas inerte típico es
nitrógeno y un gas reductor típico es metano.
La figura 9A es una vista en sección transversal
de un aparato de descarga que descarga hierro reducido 10 atrayendo
el hierro reducido 10 usando una unidad de electroimán 23, y la
figura 9B es una vista longitudinal en sección transversal del
aparato de descarga. La unidad de electroimán 23 consta de dos pares
de electroimanes, un par está dispuesto en el lado interior del
aparato de descarga y el otro par está dispuesto en el lado exterior
del aparato. Cada par se puede mover verticalmente. Los
electroimanes interiores atraen el hierro reducido 10 y polvo de
hierro metálico 26 y los transfieren al centro de una solera
rotativa 17. Los electroimanes exteriores atraen el hierro reducido
10 y el polvo de hierro metálico 26 en el centro, los transfieren a
la canaleta de descarga 22, y los descargan a la canaleta de
descarga 22. Por lo tanto, el hierro reducido 10 y el polvo de
hierro metálico 26 se descargan simultáneamente.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención proporciona un método para el funcionamiento de un horno
reductor de solera móvil para reducir aglomerados de óxido de hierro
a los que se ha incorporado un material carbonoso, método que no
forma sustancialmente una hoja de hierro en una solera móvil, quita
el polvo de óxido de hierro de los aglomerados, y permite una
operación continua estable.
Un método para el funcionamiento de un horno
reductor de solera móvil según la presente invención incluye
alimentar aglomerados de óxido de hierro a los que se ha incorporado
un material carbonoso sobre una solera móvil de un horno reductor de
solera móvil, reducir los aglomerados de óxido de hierro para formar
aglomerados de hierro reducido, y disponer un intervalo entre un
aparato de descarga para descargar los aglomerados de hierro
reducido del horno reductor de solera móvil y la superficie de la
solera móvil.
Claims (12)
-
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1. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil incluyendo:alimentar pelets o briquetas de aglomerados de óxido de hierro a los que se ha incorporado un material carbonoso sobre una solera móvil de un horno reductor de solera móvil;reducir los aglomerados de óxido de hierro para formar aglomerados de hierro reducido; ycaracterizado por los pasos de:disponer un intervalo entre un aparato de descarga verticalmente móvil y la superficie de la solera móvil, donde el aparato de descarga verticalmente móvil es para descargar los aglomerados de hierro reducido del horno reductor de solera móvil; yregular el intervalo moviendo el aparato de descarga. - 2. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 1, donde el aparato de descarga se eleva continua o intermitentemente de la superficie de la solera móvil en respuesta al grosor de una capa de óxido de hierro formada en la solera móvil por oxidación de polvo de óxido de hierro incluido en los aglomerados de óxido de hierro.
- 3. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 2, donde el aparato de descarga se pone en contacto con el polvo de óxido de hierro depositado sobre la capa de óxido de hierro en la solera móvil o polvo de hierro metálico formado por reducción del polvo de óxido de hierro, durante la operación.
- 4. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 2 o 3, donde se determina la cantidad del polvo de óxido de hierro alimentado con los aglomerados de óxido de hierro al horno reductor de solera móvil por unidad de tiempo, se determina la cantidad de polvo de hierro metálico formado por reducción del polvo de óxido de hierro, la cantidad del polvo de hierro metálico se convierte en un volumen A, y el aparato de descarga se eleva de manera que la relación A/B sea 50 o menos, donde B es el volumen espacial definido por el producto del incremento de la altura del aparato de descarga y el área de la solera móvil.
- 5. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 2 o 3, donde se ha previsto un intervalo entre el aparato de descarga y la superficie de la solera móvil o la capa de óxido de hierro y el intervalo es 3/4 o menos del diámetro medio de los aglomerados de óxido de hierro.
- 6. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, donde la capa de óxido de hierro en la solera móvil es raspada periódicamente.
- 7. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 6, donde la superficie de la capa de óxido de hierro se oxida preliminarmente usando un quemador oxidante y se raspa con una cuchilla verticalmente móvil dispuesta detrás del quemador oxidante.
- 8. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 1, donde polvo de óxido de hierro incluido en los aglomerados de óxido de hierro, polvo de hierro metálico formado por reducción del polvo de óxido de hierro, y polvo de hierro metálico formado cuando el hierro reducido es descargado del horno son evacuados junto con gases de escape mediante un conducto dispuesto cerca del aparato de descarga y un alimentador para alimentar los aglomerados de óxido de hierro.
- 9. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 1, donde los aglomerados de hierro reducido, polvo de hierro metálico formado por reducción de polvo de óxido de hierro incluido en los aglomerados de óxido de hierro, y polvo de hierro metálico formado cuando el hierro reducido es descargado del horno, se descargan simultáneamente del horno mediante el aparato de descarga.
- 10. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 9, donde el aparato de descarga es un colector que sopla un gas inerte o un gas reductor, y los aglomerados de hierro reducido y el polvo de hierro metálico se descargan simultáneamente del horno reductor de solera móvil soplando el gas inerte o reductor en la dirección radial del horno reductor de solera móvil mediante el colector.
- 11. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 9, donde el aparato de descarga es una unidad de electroimán que se mueve alternativamente en la dirección radial del horno reductor de solera móvil, y que atrae y descarga simultáneamente los aglomerados de hierro reducido y el polvo de hierro metálico del horno reductor de solera móvil.
- 12. Un método para el funcionamiento de un horno reductor de solera móvil según la reivindicación 11, donde se quita el polvo de óxido de hierro incluido en los aglomerados de óxido de hierro y los aglomerados de óxido de hierro son alimentados posteriormente al horno reductor de solera móvil.
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