ES2291473T3 - Metodo para fabricar pepitas metalicas. - Google Patents
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Abstract
Un método para preparar pepitas metálicas, que comprende calentar un material que comprende una sustancia que contiene óxido metálico y un reductor carbonoso para reducir el óxido metálico contenido en el material y calentar adicionalmente el resultante de manera que el metal se funde permitiendo que el metal se separe de un componente de escoria subproducto y permitiendo que el componente de escoria subproducto experimente cohesión, en el que un acelerador de cohesión se mezcla en el material para acelerar la cohesión de la escoria subproducto, en el que el acelerador de cohesión está compuesto por al menos uno de fluoruro cálcico y óxido de boro y en el que el contenido del acelerador de cohesión en el material está el intervalo de 0, 2 al 2, 5% en masa.
Description
Método para fabricar pepitas metálicas.
La presente invención se refiere a métodos para
fabricar pepitas metálicas. En particular, la presente invención se
refiere a un método mejorado para fabricar pepitas metálicas de alta
pureza, tales como pepitas de hierro que tienen un gran diámetro y
cualidades superiores de transporte y manejo, incluyendo el método
calentar una mezcla de una sustancia que contiene óxido metálico y
un reductor carbonoso para reducir el óxido metálico, en el que se
añade un material auxiliar para aumentar la fluidez de y promover la
cohesión de la escoria subproducto fundida al material. El método
mejorado consigue un alto rendimiento y una alta productividad.
Esta memoria descriptiva describe principalmente
un método para fabricar pepitas de hierro a las que la presente
invención se aplica más eficazmente. Sin embargo, la presente
invención no está limitada a la fabricación de pepitas de hierro.
La presente invención puede aplicarse también eficazmente a la
fabricación de ferrocromo o ferroníquel calentando y reduciendo
mena que contiene cromo o mena que contiene níquel, por ejemplo. En
la presente invención, el término "pepitas" no necesariamente
significa que tengan forma esférica e incluye aquellas que tienen
forma elíptica, forma ovalada, y formas ligeramente deformadas de
las mismas.
Un ejemplo de un método conocido para fabricar
hierro metálico calentando y reduciendo una fuente de óxido de
hierro es un proceso directo de fabricación de hierro para obtener
hierro reducido reduciendo directamente mena de hierro o gránulos
de óxido de hierro usando un material carbonoso o un gas reductor.
En particular, un proceso en horno de cuba tal como el proceso
Midrex se conoce en la técnica. En el proceso directo de fabricación
de hierro, un gas reductor constituido por gas natural o similares
se sopla desde una tobera a la parte inferior del horno de cuba
para obtener hierro reducido reduciendo el óxido de hierro usando la
potencia reductora del gas reductor.
Recientemente, un proceso para fabricar hierro
reducido usando un material carbonoso tal como carbón como reductor
en lugar de gas natural ha recibido mucha atención. Por ejemplo, un
proceso denominado SL/RN de calentamiento y reducción de gránulos
sinterizados de mena de hierro o similar con carbón en polvo en un
horno de calcinación rotatorio ya se ha puesto en práctica.
La publicación USP 3.443.931 describe otro
proceso más para producir hierro reducido incluyendo el proceso la
fabricación de bloques a partir de una mezcla de material carbonoso
y óxido de hierro en polvo y calentar y reducir los bloques en un
hogar rotatorio. En este proceso, la reducción se realiza calentando
los bloques de una mezcla de material carbonoso y mena de hierro en
polvo en una atmósfera a alta temperatura.
El hierro reducido fabricado mediante el proceso
descrito anteriormente puede usarse directamente como una fuente de
hierro para un horno eléctrico o puede someterse a briquetación o
similar antes de usarlo como fuente de hierro. Con la recientes
tendencias hacia el reciclado de chatarra de hierro, se está
prestando mucha atención al hierro reducido fabricado por los
procesos anteriores como agente para disminuir la proporción de
impurezas metálicas en la chatarra, ya que el hierro reducido
resultante tiene un bajo contenido de metales distintos de
hierro.
Un proceso de reducción en estado fundido, tal
como el proceso directo de reducción de fundido de mena de hierro
(DIOS), para fabricar hierro reducido calentando y reduciendo
directamente la mena de hierro se conoce también en la técnica. En
este proceso, la mena de hierro se reduce previamente a
aproximadamente el 50 por ciento en masa (en lo sucesivo en este
documento denominado "%") o menos del hierro metálico, y el
hierro pre-reducido se deja entonces reaccionar
directamente con carbono en un baño de hierro para obtener hierro
metálico reducido. Sin embargo, como este proceso requiere dos
etapas, es decir, una pre-reducción y una reducción
final en un baño de hierro, la operación es complicada. Además, como
el óxido de hierro fundido (FeO) que existe en el baño de hierro
entra directamente en contacto con los refractarios, los
refractarios experimentan un desgaste significativo, lo cual es un
problema. Esto se debe a que el óxido de hierro en estado fundido
corroe significativamente el refractario tal como alúmina o
magnesia.
magnesia.
Las publicaciones USP 6.036.744, publicaciones
de solicitud de patente no examinada Japonesa Nº
09-256017, 2000-144224, y
11-131119, y similares describen procesos para
preparar pepitas o bloques de hierro metálico de alta pureza,
comprendiendo los procesos calentar y reducir una mezcla de polvos
de reductor carbonoso y un óxido de hierro en un hogar rotatorio
para preparar hierro reducido y calentar adicionalmente el hierro
reducido resultante para separar el hierro reducido de la escoria
subproducto utilizando la diferencia de sus gravedades específicas.
La mezcla puede pre-formarse en bloques antes de
calentarla en el hogar rotatorio, si fuera necesario.
De acuerdo con este proceso, el hierro reducido
fabricado principalmente por una reducción en fase sólida se
calienta, y el punto de fusión del hierro reducido se disminuyó por
carburación del hierro reducido para promover la fusión. De esta
manera, la productividad del hierro metálico puede mejorarse
mientras que se evita el problema del desgaste significativo de los
refractarios provocado por el óxido de hierro fundido (FeO).
Sin embargo, cuando las pepitas de hierro de
alta pureza se fabrican de acuerdo con este proceso a partir de una
sustancia tal como mena de hierro que tiene un alto contenido de
ganga, la cantidad de escoria subproducto aumenta, degradándose de
esta manera la propiedad de cohesión y disminuyendo la pureza del
hierro metálico resultante y el rendimiento. Además, cuando una
sustancia que contiene CaO (por ejemplo, CaCO_{3}) se añade al
material para ajustar la basicidad de un material que tiene un
contenido de SiO_{2} alto o para desulfurar un material que
contiene un reductor carbonoso que tiene un alto contenido de
azufre, la cantidad de escoria subproducto aumenta adicionalmente,
degradando adicionalmente de esta manera la propiedad de cohesión de
la escoria subproducto.
Cuando la propiedad de cohesión de la escoria
subproducto se degrada, la separación del hierro metálico, producido
por reducción, de la escoria subproducto se hace difícil, la
formación de pepitas o bloques de hierro metálico se inhibe, y se
produce escoria que encierra hierro metálico. Adicionalmente, se
produce una gran cantidad de pequeñas pepitas de hierro metálicas y
obstruyen la separación de la escoria subproducto. De esta manera,
la obtención de productos que tienen un tamaño dentro de un
intervalo adecuado disminuye.
Además, la degradación de la propiedad de
cohesión de la escoria subproducto frecuentemente ocurre incluso
cuando el contenido de ganga de la fuente de óxido de hierro es
bajo, dependiendo del tipo de fuente de óxido de hierro, el tipo de
componentes de la escoria, y la composición de la escoria.
Se ha realizado investigación para superar estos
problemas y se descubrió que las pepitas de hierro que tienen un
tamaño relativamente grande pueden fabricarse cuando se usa un
reductor carbonoso que tienen un contenido de carbono fijo en el
proceso que incluye la etapa de reducir el óxido metálico en estado
sólido incluido en un material que contiene un reductor carbonoso y
una sustancia que contiene óxido de hierro reduciendo en estado
fundido en un horno y la etapa de calentar adicionalmente el hierro
metálico resultante para fundir el hierro metálico mientras que se
permite que el hierro metálico se separe de la escoria subproducto y
forme pepitas por cohesión. Basándose en este hallazgo, se ha
presentado una solicitud de patente.
Aquí, se ha confirmado que las pepitas de hierro
relativamente grandes pueden fabricarse con un alto rendimiento
controlando el contenido fijo de carbono en el reductor carbonoso al
73% o mayor, el contenido de materia volátil en el material al 3,9%
o menor, y la cantidad de reductor carbonoso en el material al 45% o
menor de la del óxido de hierro en el material, y ajustando la
temperatura para la fusión del hierro metálico preparado por
reducción en estado sólido en el horno a 1.400ºC o mayor.
El proceso descrito anteriormente es valioso ya
que examina el efecto del reductor carbonoso sobre la propiedad de
cohesión de hierro metálico como factor para fabricar pepitas de
hierro metálicas relativamente grandes con un alto rendimiento. Sin
embargo, se impone un alto grado de limitación sobre los tipos de
reductor carbonoso aplicables.
Adicionalmente, puede añadirse CaCO_{3} al
material con propósito de ajustar la basicidad del componente
escoria cuando el contenido de ganga en el material, y
particularmente en la fuente del óxido de hierro, es alto, cuando
el contenido es SiO_{2} en el material es alto, o cuando se
requiere de desulfuración debido a que el reductor carbonoso tiene
un alto contenido de azufre. En estos casos la cantidad de escoria
subproducto aumenta, y la degradación de la propiedad de cohesión
para la escoria es inevitable, lo que supone un problema.
Además, la propiedad de cohesión de la escoria
subproducto puede disminuir también incluso cuando el contenido de
ganga en el material es bajo, dependiendo de los tipos de fuente de
óxido de hierro, los componentes de la escoria, y la composición de
la escoria. También se desea una mejora en este punto.
La presente invención se hace basándose en el
conocimiento anterior. Un objeto de la presente invención es
establecer un proceso para fabricar pepitas metálicas de alta
pureza, comprendiendo el proceso calentar y reducir un material que
contiene óxido metálico tal como óxido de hierro y un reductor
carbonoso tal como coque y calentar adicionalmente para fundir el
metal y permitir que la escoria subproducto experimente cohesión
mientras que se separa la escoria del metal, pudiendo mejorar el
proceso la propiedad de cohesión de la escoria subproducto
producida durante la cohesión y separación de la escoria fundida,
aumentar la pureza del metal granular resultante producido por
calentamiento y reducción, obtiene pepitas metálicas grandes que
tienen un tamaño uniforme y potencia de forma fiable el rendimiento
del producto final de las pepitas metálicas independientemente del
tipo y cantidad del componente de ganga, que varía de acuerdo con el
tipo de fuente de óxido metálico.
Un método para preparar pepitas metálicas de
acuerdo con la presente invención, supera estos problemas. El método
incluye calentar un material que contiene una sustancia que contiene
óxido metálico y un reductor carbonoso para reducir el óxido
metálico en el material, y posteriormente calentar adicionalmente el
metal producido para fundir el metal mientras que se permite que el
metal se separe de la escoria subproducto y forme hierro granular,
y está caracterizado por mezclar un acelerador de cohesión para la
escoria subproducto en el material anterior, en el que el
acelerador de cohesión consiste en al menos uno de fluoruro cálcico
y óxido de boro, y en el que el contenido del acelerador de
cohesión en el material está en el intervalo de 0,2 al 2,5% en masa,
y preferiblemente en el intervalo de 0,4 al 2,0% en masa.
El material descrito anteriormente es
preferiblemente una mezcla de polvos de la sustancia que contiene
óxido metálico, reductor carbonoso y el acelerador de cohesión. La
mezcla a usar es preferiblemente uniforme. Más preferiblemente, una
mezcla formada por gránulos, briquetas o similares, o en forma
comprimida en un compacto se usa preferiblemente.
Se usa fluoruro cálcico (CaF_{2}) u óxido de
boro (B_{2}O_{5}) como acelerador de cohesión. Estos pueden
usarse solos o en combinación, si fuera necesario. Entre estos
componentes, el fluorita que contiene CaF_{2} como componente
principal es particularmente preferible como acelerador de cohesión
en una visión global del coste y los efectos de aceleración y
cohesión.
Llevando a la práctica el método de la presente
invención, el material se calienta preferiblemente y se reduce
continuamente usando un horno de lecho móvil o un horno de hogar
rotatorio. Durante el proceso, una capa del material carbonoso
puede añadirse sobre el hogar por adelantado, y después el material
puede suministrarse para calentarlo y reducirlo en el hogar. De
esta manera, la atmósfera adyacente a los materiales en el hogar
puede mantenerse siempre a un potencial altamente reductor, y de
esta manera la reoxidación del hierro reducido debido al gas de
escape oxidativo (tal como ácido carbónico gaseoso y vapor) desde el
quemador que se usa para calentar el horno, puede evitarse de forma
fiable.
En este método, las pepitas metálicas pueden
fabricarse usando óxido de hierro como óxido metálico y usando
eficazmente al menos uno de mena de hierro, polvo de fabricación de
acero, materiales de desecho de la fabricación de acero y chatarra
metálica como sustancia que contiene óxido metálico. Aquí, el polvo
generado durante la producción de lingotes de acero inoxidable, en
lo sucesivo denominado "polvo de acero inoxidable" se usa
preferiblemente como polvo de fabricación de acero junto con una
fuente de óxido de hierro tal como mena de hierro y escamas de
molienda. De esta manera, los metales valiosos tales como Ni, Cr, y
Mo contenidos en el polvo pueden ser capturados por las pepitas de
hierro y de esta manera recuperarse eficazmente.
La Figura 1 incluye fotografías de productos que
muestran el estado inmediatamente después de la reducción en estado
fundido de acuerdo con un ejemplo y un ejemplo comparativo. La
Figura 2 incluye fotografías que muestran la apariencia de las
pepitas de hierro metálicas preparadas mediante el ejemplo y el
ejemplo comparativo. La Figura 3 incluye fotografías de productos
que muestran el estado inmediatamente después de la reducción en
estado fundido de acuerdo con otro ejemplo y otro ejemplo
comparativo. La Figura 4 incluye fotografías que muestran la
apariencia de pepitas de hierro metálicas preparadas por otro
ejemplo más y otro ejemplo comparativo más. La Figura 5 es un
gráfico que muestra distribuciones de masa acumulativas, por tamaño
de las pepitas metálicas preparadas mediante un ejemplo comparativo
y un ejemplo.
Como se ha descrito anteriormente, en la
presente invención, se añade al material un componente que promueve
la cohesión de la escoria fundida subproducto producida durante la
etapa de calentar y reducir la fuente de óxido metálico, y la
mezcla resultante se calienta adicionalmente después de la reducción
para promover la separación de la escoria subproducto del metal
fundido para formar pepitas metálicas relativamente grandes que
tienen un tamaño uniforme y una alta pureza a una alta productividad
y una alta velocidad de recuperación. La presente invención se
describe a continuación usando un proceso para fabricar pepitas
metálicas a partir de óxido de hierro que es un ejemplo
representativo de un óxido metálico, como ejemplo.
La presente invención usa los mismos procesos
para fabricar pepitas de hierro metálicas de alta pureza o bloques
descritos en las publicaciones tales como USP 6.036.744 y las
publicaciones de solicitud de patente no examinada Japonesa Nº
09-256017, 2000-144224 y
11-131119, comprendiendo los procesos preparar una
mezcla de polvos de un reductor carbonoso y una sustancia que
contiene óxido de hierro, formar la mezcla en bloques si fuera
necesario, calentar y reducir la mezcla en un hogar rotatorio y
calentar adicionalmente la mezcla para separar el hierro metálico
fundido de la escoria subproducto utilizando la diferencia de
gravedades específicas de los mismos. La presente invención es un
método mejorado basado en estos procesos.
En particular, en los procesos conocidos
descritos anteriormente, se añade CaCo_{3} o similares, si fuera
necesario, al material que esencialmente contiene un polvo de una
sustancia que contiene óxido de hierro y un reductor carbonoso para
ajustar la basicidad o para realizar la desulfuración. Cuando es
necesario formar un compacto con el material, se añade una cantidad
adecuada de aglutinante adicionalmente al material. La presente
invención se caracteriza porque un acelerador de cohesión que
contiene al menos un fluoruro cálcico (CaF_{2}) u óxido de boro
(B_{2}O_{5}), se añade al material para promover la cohesión de
la escoria fundida.
La mezcla de material en polvo anterior que
contiene el acelerador de cohesión puede suministrase directamente
a un horno tal como un horno de hogar rotatorio. Preferiblemente, el
material en polvo se forma en gránulos usando una planta de
granulación de tipo depósito, de tipo tambor o similares, en forma
prensada en briquetas, o formas ligeramente prensadas o un compacto
antes de que se suministre al horno de manera que se promueve
eficazmente la conducción de calor y se acelera la reacción de
reducción dentro de la mezcla de material.
Para realizar eficazmente la reducción en estado
sólido mientras que se mantiene la mezcla de material que contiene
el acelerador de cohesión en un estado sólido en el horno sin
provocar la fusión parcial del componente óxido de hierro en el
material, se realiza preferiblemente un proceso de calentamiento en
dos etapas. El proceso de calentamiento en dos etapas incluye:
reducir el material ligeramente mediante reducción en estado sólido
mientras que se mantiene la temperatura del horno a una temperatura
en el intervalo de 1.200 a 1.500ºC y más preferiblemente de 1.200 a
1.400ºC; y después reducir el óxido de hierro restante a una
temperatura de horno aumentada en el intervalo de 1.400 a 1.500ºC
mientras que se permitía que el hierro metálico generado (hierro
reducido) se fundiera y formara hierro granular. En estas
condiciones, las pepitas de hierro pueden producirse de forma
fiable con un alto rendimiento. El tiempo que se tarda normalmente
para este proceso es de aproximadamente de 8 a 13 minutos. La
reducción sólida, fusión y cohesión de óxido de hierro pueden
completarse en un corto periodo de tiempo.
Durante el transcurso del proceso, el hierro
metálico fundido forma hierro granular y se hace más grande. Como
el hierro granular crece mientras se excluye la escoria fundida
subproducto, las pepitas de hierro resultantes sustancialmente no
contienen escoria y de esta manera presentan una alta pureza de Fe.
Cuando estas pepitas de hierro fundidas se enfrían, solidifican y
se separan de la escoria usando un tamiz o por separación magnética,
pueden obtenerse pepitas de hierro metálicas que presentan una alta
pureza de Fe.
La cohesión de la escoria subproducto puede
promoverse, y el problema de inhibir la cohesión de hierro metálico
fundido producido durante la etapa de fusión después de la reducción
puede evitarse añadiendo un acelerador de cohesión a la sustancia
que contiene una fuente de óxido metálico y un reductor carbonoso,
incluso en los siguientes casos:
1) cuando se usa un óxido de hierro tiene
inherentemente una mala propiedad de cohesión como fuente de óxido
de hierro metálico;
2) cuando se usa un material con baja calidad de
hierro que tiene un alto contenido de ganga;
3) cuando se usan grandes cantidades de
materiales auxiliares para ajustar la basicidad de un material que
tiene un alto contenido de SiO_{2}; y
4) cuando se añade CaCO_{3} o similares a un
material que contiene un reductor carbonoso que tiene un alto
contenido de azufre (por ejemplo, polvo de carbono de baja calidad)
con propósito de desulfuración. Por consiguiente, la calidad de las
pepitas de hierro y los costes de fabricación para la misma no se
ven afectados negativamente incluso cuando un se usa óxido de hierro
que presenta inherentemente una mala calidad de cohesión en el
material o cuando la cantidad de escoria subproducto aumenta debido
a la adición de CaCO_{3}. El efecto de promover la cohesión de la
escoria fundida conduce también a promover la cohesión y separación
del hierro metálico fundido. De esta manera, las pepitas de hierro
metálicas pueden obtenerse con un alto rendimiento y el coste de
fabricación de las misma puede
reducirse.
reducirse.
Los efectos de usar el acelerador de cohesión,
que es la característica de la presente invención son los
siguientes.
Cuando se añade un acelerador de cohesión al
material, el punto de fusión de la escoria subproducto producida
durante la etapa de fusión disminuye mientras que la fluidez de la
escoria aumenta drásticamente. Como resultado, cuando el hierro
metálico fundido forma pepitas de hierro, la escoria fundida no
inhibe u obstruye la cohesión del hierro metálico fundido
dispersado. El hierro metálico fundido puede experimentar
eficazmente cohesión mientras que excluye la escoria subproducto y
de esta manera forma pepitas relativamente grandes. Este efecto
niega factores que inhiben la cohesión del hierro metálico fundido
independientemente de la cantidad de escoria subproducto, porque la
adición del acelerador de cohesión disminuye el punto de fusión de
la escoria subproducto y aumenta la fluidez y la propiedad de
cohesión de la escoria subproducto. Por consiguiente la propiedad de
fusión del hierro metálico fundido puede aumentarse, y las pepitas
de hierro que tienen una alta pureza de hierro, un gran diámetro y
cualidades de transporte y manejo mejoradas pueden fabricarse
eficazmente mientras que se consigue un alto rendimiento incluso
cuando se usa una fuente de óxido de hierro que tiene una baja
propiedad de cohesión o cuando se usa un material que contiene óxido
de hierro de baja calidad y un reductor carbonoso de baja
calidad.
Otro efecto de usar el acelerador de cohesión es
el siguiente.
Como la propiedad de cohesión del hierro
metálico fundido aumenta como se ha descrito anteriormente, aumenta
la proporción de pepitas de hierro metálicas grandes en las pepitas
de hierro metálicas resultantes. La generación de micro partículas
de hierro metálico que son difíciles de separar y la generación de
pepitas de hierro metálicas inseparables que encierran escoria
resultantes de la cohesión del hierro metálico fundido cuando el
hierro metálico fundido no se separa adecuadamente de la escoria
subproducto, puede evitarse tanto como sea posible. Por
consiguiente, cuando las pepitas de hierro metálicas y la escoria
subproducto se descargan desde un horno de reducción en estado
fundido tal como un horno de hogar rotatorio, las partículas de
hierro micro metálicas, escoria, y las mezclas de pepitas de hierro
metálicas y escoria que pasan a través de la holgura de un
descargador tal como un tornillo o un raspador y la superficie del
hogar no vuelven de nuevo a la zona de calentamiento del horno.
Además, puede evitarse que las partículas de hierro metálicas,
escoria y las mezclas de pepitas de hierro metálicas y escoria se
compriman en la capa protectora del hogar, refractarios del hogar o
una capa de refuerzo del hogar. Estos efectos evitan el daño tal
como infiltración y erosión del hogar donde los refractarios del
hogar por micro partículas de hierro metálicas, escoria y las
mezclas de partículas de hierro metálicas y la escoria, y el
deterioro y aumento de los refractarios del hogar dando como
resultado ciclos térmicos rigurosos. Por consiguiente, la vida de
los refractarios del hogar puede prolongarse, puede resolverse un
problema de bloqueo de la sección de descarga de producto, y la
operación continua a largo plazo puede realizarse de forma
fiable.
Cuando la fluidez de la escoria subproducto se
mejora usando el acelerador de cohesión, se promueve la reacción de
carburación del hierro metálico durante la etapa de calentamiento y
reducción, acelerando de esta manera también la fusión de la
escoria subproducto, y se acorta el tiempo que se tarda en reducir y
fundir el material. Como la fluidez de la escoria subproducto
aumenta, aumenta también la velocidad a la que el hierro metálico
fundido y la escoria fundida crecen en las pepitas de hierro. Como
resultado, el tiempo desde el comienzo de la fusión del hierro
metálico preparado por reducción en estado sólido hasta que se
completa la formación de pepitas de hierro metálicas fundidas puede
acortarse, además de la reducción descrita anteriormente en el
tiempo requerido para la reducción en estado fundido. De esta
manera, la productividad puede mejorarse drásticamente mientras que
se mantienen un alto rendimiento de grandes pepitas de hierro
metálicas de alta pureza.
En general, debe evitarse que un acelerador de
cohesión entre en el metal reducido y disminuya la pureza de, por
ejemplo, el hierro reducido. Un acelerador de cohesión que se
combina con los componentes de la escoria y que se separa
fácilmente del hierro metálico debe seleccionarse de acuerdo con la
presente invención, los aceleradores de cohesión incluyen fluoruro
cálcico (CaF_{2}) y óxido de boro (B_{2}O_{5}). Estos
componentes pueden usarse solos o en combinación si fuera
necesario. Entre estos componentes, CaF_{2} y más particularmente
fluorita que contiene CaF_{2} como componente principal es
particularmente preferible a la vista de los costes y efectos de
aceleración de
cohesión.
cohesión.
El acelerador de cohesión no presenta efectos
suficientes cuando la cantidad de acelerador de cohesión es
insuficiente. Los efectos de promover la cohesión están saturados a
una cantidad excesiva de acelerador de cohesión. De esta manera una
cantidad excesiva del acelerador de cohesión no es económica y
aumenta los costes del procesado y aumenta la cantidad de escoria
subproducto. A la vista de lo anterior, el contenido del acelerador
de cohesión está en el intervalo del 0,2 al 2,5% y más
preferiblemente del 0,4 al 2,0% del material. El contenido del
acelerador de cohesión basado en el componente escoria en el
material está preferiblemente en el intervalo del 1 al 11% y más
preferiblemente del 3 al 8%.
No se impone un límite a los aparatos a los que
pueden aplicarse la presente invención. En otras palabras, no se
impone un límite a la estructura del horno de reducción en estado
fundido. Por ejemplo, la presente invención puede aplicarse a
diversos tipos de reducción en estado fundido descritos en
publicaciones tales como USP 6.036.744 y las publicaciones de
solicitud de patente no examinada Japonesa Nº
09-256017, 2000-144224 y
11-131119. El uso de un horno de lecho móvil o un
horno de hogar rotatorio es particularmente preferible ya que los
procesos de calentamiento y reducción de material, fusión de metal
reducido, formación de hierro granular y separación de la escoria
subproducto desde el hierro metálico pueden realizarse de forma
continua y eficaz usando estos hornos.
En esta invención, no se impone un límite al
tipo de óxido metálico usado como fuente de metal. Por ejemplo,
pueden usarse mena que contiene níquel, mena que contiene cromo,
chatarra reciclada que contiene níquel o cromo o similares. La
fuente más habitual de óxido de hierro cuando se fabrican pepitas de
hierro es mena de hierro, aunque puede usarse también chatarra de
fabricación de acero y materiales de deshecho tales como polvo de
fabricación de acero producido durante el proceso de fabricación de
hierro en una planta de fabricación de hierro, y chatarra reciclada
como fuente de hierro. Estos materiales pueden usarse solos o en
combinación si fuera necesario. Por ejemplo, el polvo de acero
inoxidable producido cuando se fabrican lingotes de acero
inoxidable en un horno eléctrico o similar contiene unas cantidades
de metales valiosos no ferroso tales como Ni, Cr y Mo. Usando el
polvo de acero inoxidable solo o en combinación con una fuente de
hierro tal como mena de hierro o escamas de molienda como fuente de
óxido de hierro Ni, Cr, Mo y similares pueden capturarse dentro de
las pepitas de hierro y pueden recuperarse eficazmente.
Cuando se usa una fuente metálica, tal como
escoria de fabricación de acero, que contiene grandes cantidades de
componentes de escoria, una cantidad excesiva de la escoria
subproducto respecto a las pepitas metálicas se produce e inhibe la
cohesión del metal disminuyendo de esta manera la velocidad de
recuperación de las pepitas metálicas grandes. Por consiguiente,
para evitar un aumento en la cantidad de la escoria subproducto y
para mejorar la velocidad de recuperación de las pepitas metálicas
grandes, el contenido de componente de la escoria en la mezcla de
material debe ser tan bajo como sea posible. En particular, el
contenido componente de la escoria en la mezcla de material se
controla preferiblemente para limitar la cantidad de escoria a
aproximadamente 500 kg por tonelada de pepita
metálica.
metálica.
En la realización práctica de la presente
invención, para reducir el óxido metálico mediante reducción en
estado sólido tanto como sea posible y para evitar la generación de
óxido metálico fundido que erosiona significativamente los
refractarios del hogar, pueden añadirse CaO o CaCO_{3}, que
ajustan la basicidad de la escoria subproducto como se muestra en
los siguientes ejemplos, al material dependiendo del tipo de
sustancia que contiene óxido metálico y la composición del
componente de escoria contenido en el reductor carbonoso. Dentro del
alcance técnico de la presente invención está el usar CaO o
CaCO_{3} durante la operación.
La configuración, los efectos, y las ventajas de
la presente invención se describen a continuación a modo de
ejemplos. Estos ejemplos no limitan el alcance de la presente
invención. Son posibles diversas modificaciones dentro del alcance
del espíritu de la invención descrita en este documento. El alcance
técnico de la presente invención incluye aquellas
modificaciones.
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En este ejemplo, mena de hierro de magnetita que
tiene un alto contenido de ganga y más específicamente un alto
contenido del SiO_{2} del 0,5% o mayor, se usó como fuente de
óxido de hierro. La composición química de la mena se muestra en la
Tabla 1.
La composición diseñada de mena de hierro con
alto contenido de SiO_{2,} un reductor carbonoso, un aglutinante
(harina de trigo), CaCO_{3} (ajustador de basicidad), y CaF_{2}
(acelerador de cohesión) en los gránulos de material se ajustó como
se muestra en la Tabla 2.
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En el Caso A, la basicidad no estaba ajustada.
En los Casos B y C, se usó una cantidad adecuada de CaCO_{3} para
ajustar la basicidad de la escoria (CaO/SiO_{2}) a aproximadamente
1,15. En el Caso D, se usó una cantidad adecuada de CaCO_{3} para
ajustar la basicidad de la escoria (CaO/SiO_{2}) a 1,3 o mayor.
Los casos C y D eran los ejemplos de realización práctica de la
presente invención y contenían una pequeña cantidad de fluorita
(CaF_{2}) para potenciar la fluidez de la escoria subproducto. Las
cantidades diseñadas de escoria eran 127,8 kg/tonelada (pepitas de
hierro) en el Caso A, 215,7 kg/tonelada (pepita de hierro) en el
Caso B, 212,7 kg/tonelada (pepitas de hierro) en el Caso C, y
233,8 kg/tonelada (pepitas de hierro) en el Caso D.
233,8 kg/tonelada (pepitas de hierro) en el Caso D.
En los Casos A y B, las composiciones se
ajustaron para examinar el efecto de la escoria subproducto sobre
la propiedad de cohesión de las pepitas de hierro. En los Casos B, C
y D, las composiciones se ajustaron para examinar el efecto de
añadir una pequeña cantidad de un acelerador de cohesión (CaF_{2})
sobre la mejora de la propiedad de cohesión de las pepitas de
hierro. La adición de una pequeña cantidad del acelerador de
cohesión es la característica de la presente invención. Los gránulos
de material eran sustancialmente esféricos y tenían un diámetro de
aproximadamente 16 a 20 mm.
En cada uno de estos casos, de 250 a 265 gramos
de los gránulos de material descritos anteriormente se pusieron en
un material de lecho carbonoso (polvo de coque) proporcionado sobre
toda la superficie de un tablero de espuma de alúmina, se cargaron
a un horno de caja y se calentaron durante 12 a 14 minutos en una
atmósfera de nitrógeno al 100% a una temperatura de la atmósfera de
1.430 a 1.450ºC. La velocidad de recuperación de las pepitas de
hierro metálicas de los casos anteriores se muestra en la Tabla
3.
La velocidad de recuperación de pepitas de
hierro metálicas es la proporción de la masa de las pepitas de
hierro metálicas resultantes producidas realmente a la masa teórica
de las pepitas de hierro metálicas calculadas basándose en el valor
analítico del contenido de Fe total en los gránulos de material. En
la siguiente descripción, la velocidad de recuperación de las
pepitas de hierro metálicas a la masa de hierro contenidas en los
gránulos de material se evaluó desde dos aspectos: (1) la
proporción en masa de pepitas de hierro metálicas que tenían una
masa de aproximadamente 0,2 gramos o mayor por pepita; y (2) la
proporciona en masa de pepitas de hierro metálicas que tenían una
masa de 1,0 gramos o más por pepita.
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El caso A se comparó con el Caso B. El Caso B,
en el que la cantidad de escoria subproducto aumentó debido a la
adición del 8% de CaCO_{3}, demostró claramente una tendencia de
aumento en la velocidad de producción de pepitas de hierro
metálicas que tenían un diámetro pequeño. Las velocidades de
recuperación de las pepitas de hierro metálicas de (1) 0,02 g o más
y (2) 1,0 g o más eran claramente pequeñas. Particularmente la
velocidad de recuperación de las pepitas de hierro metálicas que
tenían una masa de 1,0 g o mayor disminuyó en un 12% o mayor. Debe
observarse que en el Caso B, grandes cantidades de micro partículas
de hierro metálico adheridas sobre la superficie de la escoria
subproducto, y aquellas pepitas de hierro metálicas que salían por
separado de la escoria encerraban partículas de escoria. De esta
manera, la separación de las pepitas de hierro metálicas de la
escoria era difícil.
Por otro lado, cuando el Caso B se comparó con
el Caso C, aunque la cantidad de escoria subproducto había
aumentado tanto en el Caso C como en el Caso B, el Caso C demostró
que la cohesión del hierro metálico fundido podría mejorarse
drásticamente añadiendo CaF_{2}. En particular, los rendimientos
de ambas pepitas de hierro metálicas que tenían una masa de 0,2 g o
mayor por pepita y pepitas de hierro metálicas que tenían una masa
de 1,0 g o mayor por pepita mejoraron drásticamente. En el Caso C,
la velocidad de recuperación mejoró del 20 al 26% comparado con el
Caso B, consiguiendo que la velocidad de recuperación superara el
100%. La velocidad de recuperación superó el 100% debido a que el
contenido de hierro total del material de entrada se usó como
denominador y la cantidad de hierro bruto que contiene parcialmente
carbón recuperado, silicio o similares, se incluyó en el numerador
cuando se calculaba el rendimiento de recuperación.
En el Caso D, el contenido de CaCO_{3} aumentó
al 8,5%, y un aumento en la cantidad de escoria dio como resultado
la tendencia de disminuir el rendimiento. Sin embargo, la velocidad
de recuperación de las pepitas de hierro metálicas que tenían una
masa de 0,2 g o mayor era de aproximadamente el 100%, consiguiendo
aún un alto rendimiento. El efecto de mejora es obvio cuando se
compara con el Caso A en el que la cantidad de escoria subproducto
es pequeña. Incluso una diferencia del 1,0% en la velocidad de
recuperación de las pepitas de metal tiene un impacto
significativamente mayor sobre el coste de las operaciones reales
demostrando el rasgo inconfundible de la presente invención.
En la Figura 1 se muestran fotografías que
muestran la apariencia de las pepitas de hierro metálicas y la
escoria en los casos B y C. Las fotografías que muestran la
distribución de tamaño de las pepitas de hierro metálicas en los
casos B y C se muestran en la Figura 2. Obsérvese que las
fotografías que muestran la apariencia de pepitas de hierro
metálicas y escoria muestran el estado de las pepitas de hierro
metálicas producidas y la escoria en una bandeja después de
reducción en estado fundido.
Como resulta evidente a partir de la Figura 1,
el Caso B, en el que se usó un 8% de CaCO_{3}, demostró claramente
una tendencia de aumento en la velocidad de producción de pepitas
de hierro metálicas que tenían un pequeño diámetro. En particular,
como resulta evidente a partir de la figura, un gran número de micro
partículas de hierro metálico adheridas sobre la superficie de la
escoria resultante, y aquellas pepitas de hierro metálicas que
existían por separado de la escoria encerraban partículas de escoria
y se unían firmemente a aquellas partículas de escoria. De esta
manera, la separación de las pepitas de hierro metálicas de la
escoria era difícil.
A diferencia del Caso B, en el Caso C, en el que
se añadió CaF_{2} como acelerador de cohesión, la velocidad de
producción de pequeñas pepitas de hierro metálicas no disminuyó y
casi todas eran pepitas de hierro metálicas grandes. No se encontró
sustancialmente ninguna partícula de hierro metálica pequeña que se
adhiera sobre la superficie de las pepitas de escoria para unirse
firmemente a la misma. En el Caso B, la escoria producida era
vidriosa y verde negruzca. Las dimensiones de la escoria producida
aumentaron según aumentaba la unidad básica de la escoria. Sin
embargo, la cantidad de partículas de hierro metálicas pequeñas que
se adhieren sobre la superficie de la escoria aumentó también
excepto para los casos C y D en los que se añadió CaF_{2}.
Las Tablas 4 y 5 a continuación muestran los
resultados del análisis químico de las pepitas de hierro metálicas
producidas y escoria. Como las pepitas de hierro metálicas no
contenían sustancialmente metales pesados distintos de los
componentes de la ganga principal tales como SiO_{2} en la mena,
solo se muestran cinco elementos primarios en estas tablas.
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Como resulta evidente a partir de las Tablas 4 y
5, en los Casos C y D, en los que se usaron del 7,0 al 8,5% de
CaCO_{3} y 1,0% de CaF_{2} como acelerador de cohesión, se
mantuvieron a un alto rendimiento de recuperación de las pepitas de
hierro metálicas mientras que se conseguía un bajo contenido de
azufre en las pepitas de hierro metálicas. Particularmente, en el
caso D, se obtuvieron pepitas de hierro metálicas de alta calidad
que tenían un contenido de azufre distintivamente bajo del
0,033%.
En este ejemplo, se usó mena de hierro que tenía
una mala propiedad de cohesión, es decir mena de hematita en el
material para confirmar el efecto de añadir aproximadamente el 1,0%
de CaF_{2} como acelerador de cohesión. Los experimentos de
reducción en estado fundido se realizaron como en el Ejemplo 1
anterior.
La Tabla 6 muestra la composición química de la
mena de hematita usada en el experimento. Las Figuras 3 y 4
incluyen fotografías que muestran las apariencias del estado de los
productos inmediatamente después de la reducción en estado fundido
(Figura 3) sobre una plancha de aluminio y las pepitas de hierro
metálicas recuperadas (Figura 4) obtenidas en el caso F que
implementa la presente invención y usa CaF_{2} como acelerador de
cohesión. Las Figuras 3 y 4 incluyen también fotografías que
muestran las apariencias del estado de los productos inmediatamente
después de la reducción en estado fundido (Figura 3) en la plancha
de aluminio y las pepitas de hierro metálicas recuperadas (Figura
4) obtenidas en el Caso E que es un ejemplo comparativo que no usa
CaF_{2}.
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Como en el Ejemplo 1, no se observó aumento en
la cantidad de producción de pepitas de hierro metálicas pequeñas
cuando se usó CaF_{2}. Casi todo eran pepitas de hierro metálicas
grandes. El efecto de mejora de añadir el acelerador de cohesión
fue evidente.
En este ejemplo, se usó Na_{2}CO_{3} como
acelerador de cohesión sustituyendo al CaF_{2}. Las condiciones
del experimento eran sustancialmente iguales que en el Ejemplo 1
anterior, y la composición del material se muestra en la Tabla 7 a
continuación. La Tabla 7 describe también la composición del
material del ejemplo comparativo.
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La Figura 5 muestra una distribución de masa
acumulativa de las pepitas de hierro metálicas obtenidas en el
Ejemplo 3 anterior y el Ejemplo Comparativo. Determinando la
distribución de masa acumulativa las pepitas de hierro metálicas
recuperadas se clasificaron mediante un tamiz y el número se añadió
desde aquellas que tienen un tamaño más grande a aquellas que
tienen el tamaño más pequeño. La figura muestra también el
porcentaje en masa acumulativo de las pepitas de hierro metálicas
que tienen una masa de 0,2 g o mayor y 1,0 g o mayor.
Como resulta evidente a partir de la figura,
cuando la proporción en masa acumulativa de pepitas de hierro
metálicas relativamente grandes que tienen una masa de 1,0 g o mayor
se compara, la del Ejemplo Comparativo era del 54,34% en masa
mientras que la del Ejemplo 3 era del 95,74% en masa, que es
significativamente mayor. Como para la proporción en masa
acumulativa de las pepitas de hierro metálicas de 0,2 g o mayor, la
del Ejemplo Comparativo era del 58,34% en masa. Esto muestra que
aunque esta proporción es ligeramente mayor del 54,34% en masa de
las pepitas de hierro metálicas de 1,0 g o mayor, la mejora es
sustancialmente ninguna, lo que indica claramente como de grande
era la velocidad de producción de micro partículas de hierro
metálico en el Ejemplo Comparativo. En el Ejemplo 3, la proporción
en masa acumulativa de pepitas de hierro metálicas de 0,2 g o mayor
eran del 95,9% en masa, que es significativamente mayor. Esto
demuestra que las pepitas de hierro metálicas grandes que tienen
una calidad de manejo excelente pueden obtenerse con un alto
rendimiento en el Ejemplo 3.
El polvo de acero inoxidable y escamas de
molienda que tienen las composiciones descritas a continuación se
usaron como fuente de óxido de hierro. Una mezcla en polvo de un
reductor carbonoso (polvo de carbono) y un aglutinante (harina de
trigo) y una mezcla en polvo del reductor carbonoso, el aglutinante
y CaF_{2}, es decir un acelerador de cohesión cuyas proporciones
de compuesto se muestran en la Tabla 8 se añadió a esta fuente de
óxido de hierro para preparar que gránulos que tenían un diámetro de
aproximadamente 16 a 20 mm.
Los componentes principales en porcentaje en
masa del polvo de acero inoxidable fueron los siguientes:
T. Fe: 25,7%, M. Fe: 1,54%, SiO_{2}: 6,0%,
Al_{2}O_{3}: 0,54%, CaO: 3,66%, MgO: 1,3%, M. Ni: 0,27%, NiO:
7,91%, M. Cr: 0,15%, Cr_{2}O_{3}: 16,07%, M. Mn: 0,23%, MnO:
6,44%, MoO: 6,44%, ZnO: 5,53%, y C: 0,56%.
Los componentes principales, en porcentaje en
masa de las escamas de molienda fueron los siguientes:
T. Fe: 72,2%, M. Fe: 12,6%, SiO_{2}: 1,95%,
Al_{2}O_{3}: 0,42%, CaO: 1,5%, MgO: 0,1%, MnO: 0,9%.
El experimento de reducción en estado fundido
usando un horno de caja se realizó como el Ejemplo 1 anterior
usando 350 gramos (aproximadamente 40 de cada tipo de gránulos de
material). Después se comparó la velocidad de recuperación de las
pepitas de hierro metálicas que tenían una masa de 0,6 g o
mayor.
Los resultados mostraron que en el Ejemplo
Comparativo que no usaba CaF_{2}, se produjo un mayor número de
pequeñas pepitas de hierro que tenían una masa de menos de 0,6 g, y
la velocidad de recuperación de las pepitas de hierro grandes que
tenían una masa de 0,6 g o mayor era de aproximadamente el 62%. En
contraste, en el Ejemplo de la invención que usaba CaF_{2} como
acelerador de cohesión, la cantidad de pepitas de hierro metálicas
pequeñas producidas era notablemente menor y la velocidad de
recuperación de las pepitas de hierro grandes que tenían una masa
de 0,6 g o mayor era distintivamente mayor, es decir, del 98,3%.
Cuando se usa el material que tenia la
composición anterior, se producen de 300 a 400 kg de escoria por
tonelada de pepitas de hierro metálicas y esto afecta
significativamente a la fusión y cohesión del hierro reducido. En
el Ejemplo Comparativo anterior, la fluidez de la escoria era mala y
de esta manera la escoria obstruía la cohesión de micro partículas
de hierro reducido producidas por reducción térmica. Como resultado,
se produjo una gran cantidad de micro partículas de hierro
metálico. En contraste, en el Ejemplo de la Invención que usa un
1,5% de CaF_{2} como acelerador de cohesión, la fluidez de la
escoria subproducto aumentó, promoviendo de esta manera la cohesión
de micro partículas de hierro reducido y casi todo el hierro
reducido producido se combina en grandes pepitas de hierro por
cohesión.
Ambos polvo de acero inoxidable y escamas de
molienda producidas cuando se producen lingotes de acero inoxidable
usando un horno eléctrico se usaron como fuente de óxido de hierro a
las proporciones de confección mostradas en la Tabla 9 a
continuación. Un reductor carbonoso (polvo de carbón), un
aglutinante (polvo de trigo) y 1,5% en masa de CaF_{2} como
acelerador de cohesión se añadieron a esta fuente de óxido de hierro
para preparar una mezcla en polvo. Esta mezcla en polvo se formó en
gránulos que tenían un diámetro de aproximadamente 16 a 20 mm. El
experimento de reducción en estado fundido se realizó en un horno de
caja como en el Ejemplo 4 anterior usando 350 g (aproximadamente
40) de cada tipo de gránulos de material. Se examinó la cantidad de
escoria producida como subproducto y el estado de las pepitas de
hierro y la escoria subproducto. Obsérvese que en este experimento,
el 1,5% en masa de CaF_{2} se usó como acelerador de cohesión en
todos los casos.
El propósito del experimento era examinar los
efectos de la proporción de confección del polvo de horno eléctrico
como fuente de hierro sobre la cantidad de escoria subproducto. En
otras palabras, cuando la reducción en estado fundido se realiza
usando gránulos que contienen carbono usando polvo de horno
eléctrico (polvo de acero inoxidable) como fuente de hierro, la
cantidad de escoria tiene una gran influencia sobre el
funcionamiento estable del proceso. Más específicamente, la
cantidad de escoria subproducto aumenta según aumenta la proporción
de compuesto del polvo de horno eléctrico en el material. Como
resultado, la escoria puede cubrir completamente las pepitas de
hierro y obstruir la cohesión de las micro partículas de hierro.
Además, la disolución de los refractarios del hogar puede
acelerarse adicionalmente mediante el aumento de la cantidad de
escoria fundida. En este experimento, la proporción de polvo de
horno eléctrico varió en aproximadamente el 25% en masa, el 30% en
masa, el 40% en masa y el 50% en masa en los Casos 1, 2, 3 y 4
respectivamente, para examinar el estado de las pepitas de hierro
generadas por la reducción en estado fundido y la escoria
subproducto. La cantidad de escoria en cada uno de estos casos se
muestra también en la Tabla 9.
Los componentes principales, en porcentaje en
masa del polvo de acero inoxidable fueron los siguientes:
T. Fe: 23,5%, M. Fe: 15,7%, SiO_{2}: 8,2%,
Al_{2}O_{3}: 2,7%, CaO: 14,2%, MgO: 3,6%, M. Ni: 0,8%, NiO:
3,9%, M. Cr: 0,3%, Cr_{2}O_{3}: 10,8%, M. Mn: 0,6%, MnO: 3,2%,
MoO: 1,1%, ZnO: 9,6% y C: 0,9%.
Los componentes principales, en porcentaje en
masa de las escamas de molienda fueron los siguientes:
T. Fe: 75,1%, M. Fe: 0,07%, SiO_{2}: 0,01%,
Al_{2}O_{3}: 0,07%, CaO: 0,02%, MgO: 0,01%, MnO: 0,29%.
Como resulta evidente a partir de la Tabla 9, la
cantidad de escoria subproducto aumentó claramente según aumentaba
la cantidad de polvo de acero inoxidable. En los Casos 1 y 2, la
cantidad de escoria subproducto no era significativamente mayor
comparada con la cantidad de pepitas de hierro, y las pepitas de
hierro después de la reducción térmica eran suficientemente
distinguibles de la escoria subproducto en una bandeja de alúmina.
La separación de pepitas de hierro de la escoria subproducto también
fue fácil. En el Caso 4, sin embargo, la cantidad de escoria
subproducto era significativamente mayor comparada con las pepitas
de hierro producidas y sustancialmente todas las pepitas de hierro
se cubrieron con la escoria subproducto. Además, se confirmó que
las pepitas de hierro se concentraron en el lado inferior de la
bandeja de alúmina. En dicho estado, hay peligro de que los
refractarios del hogar entren en contacto directo con el hierro
metálico fundido, acelerando de esta manera la disolución del
material del hogar.
En el Caso 3, el polvo de acero inoxidable y las
escamas de molienda se usaron a una proporción 50:50 como fuente de
óxido de hierro. Se considera que esta proporción es sustancialmente
el límite de la proporción que permite la separación eficaz de
pepitas de hierro de escoria subproducto mientras que se evita el
deterioro de los refractarios del hogar. En este caso, la cantidad
de escoria subproducto respecto a una tonelada de pepitas de hierro
producida fue de aproximadamente 500 kg. Estos resultados muestran
que cuando una fuente de hierro tal como polvo de acero inoxidable
que tiene un alto componente de escoria se usa como fuente de
hierro, la composición se ajusta preferiblemente de manera que la
cantidad de escoria subproducto no supere aproximadamente los 500
kg por tonelada de pepitas de hierro producidas.
En los Casos 1 a 4 de este ejemplo, se
examinaron las velocidades de recuperación de Cr, Ni y Mo en el
polvo de acero inoxidable. Los resultados se muestran en la Tabla
10. Estos resultados demuestran también que la velocidad de
recuperación de los metales valiosos distintos del hierro puede
aumentarse limitando la cantidad de escoria subproducto a tan
pequeña como sea posible durante la etapa de preparación del
material.
De acuerdo con la presente invención que tiene
las características descritas anteriormente, la separación del
metal fundido producido por reducción en estado fundido, de la
escoria subproducto puede acelerarse añadiendo un acelerador de
cohesión tal como fluorita (CaF_{2}) al material como material
auxiliar teniendo el acelerador de cohesión un efecto de mejorar la
fluidez del subproducto metálico fundido. Como resultado, pueden
fabricarse pepitas metálicas de gran tamaño y alta calidad que
tienen una alta pureza de metal tal como hierro y mejores
cualidades de transporte y manejo a un alto rendimiento y a una alta
productividad.
Claims (10)
1. Un método para preparar pepitas metálicas,
que comprende calentar un material que comprende una sustancia que
contiene óxido metálico y un reductor carbonoso para reducir el
óxido metálico contenido en el material y calentar adicionalmente
el resultante de manera que el metal se funde permitiendo que el
metal se separe de un componente de escoria subproducto y
permitiendo que el componente de escoria subproducto experimente
cohesión,
en el que un acelerador de cohesión se mezcla en
el material para acelerar la cohesión de la escoria subproducto, en
el que el acelerador de cohesión está compuesto por al menos uno de
fluoruro cálcico y óxido de boro y en el que el contenido del
acelerador de cohesión en el material está el intervalo de 0,2 al
2,5% en masa.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el material es una mezcla de polvos de la sustancia que
contiene óxido metálico, el reductor carbonoso y el acelerador de
cohesión.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que la mezcla está formada en gránulos o briquetas, o se
comprime en un compacto, y se usa como material.
4. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que se usa fluorita como acelerador de
cohesión.
5. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se usa un horno de lecho móvil
para calentar y reducir el material.
6. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se usa un horno de hogar rotatorio
para calentar y reducir el material.
7. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 5 y 6, en el que una capa de material carbonoso se
introduce en un hogar por adelantado, y después el material se
suministra para calentarlo y reducirlo en el hogar.
8. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que el óxido de hierro se usa como
óxido metálico.
9. Un método de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la sustancia que contiene óxido
metálico comprende al menos uno de mena de hierro, polvo de
fabricación de acero, materiales residuales de fabricación de
acero, y chatarra metálica.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación
9, en el que el polvo generado durante la producción de lingotes de
acero inoxidable se usa como polvo de fabricación de acero para
recuperar los metales valiosos contenidos en el polvo.
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