ES2330473T3 - Procedimiento para cargar materias primas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para cargar materias primas, para el procesamiento en un recipiente metalúrgico, para la producción de metal o productos metálicos semielaborados, especialmente acero o productos semielaborados de acero, con un dispositivo de carga que presenta un medio de transporte, y, al menos, un dispositivo de alimentación para el abastecimiento del dispositivo de carga, caracterizado porque al cargar fracción fina, ésta siempre es colocada en el dispositivo de alimentación antes que las otras materias primas y porque el medio de transporte presenta una abertura de salida (3), que durante la carga en el recipiente es conducida a lo largo de un espiral (4) dirigida hacia adentro, con lo que el medio de transporte (2) es accionado de manera tal, que este gira continuamente alrededor de un eje y simultáneamente es inclinado alrededor de otro eje (5), y la inclinación del medio de transporte es ajustada como función de la velocidad de giro, y teniendo en cuenta el peso actual de las materias primas y, eventualmente, de la fracción fina en el dispositivo de alimentación para producir una distribución predefinida en el recipiente (1), de manera que la fracción fina es cargada en forma de espiral y predominantemente en el área de borde del recipiente (1), con lo que el punto final radial del área en forma de espiral, en el que se cargó la fracción fina desde un dispositivo de alimentación, forma el punto de inicio radial para una carga subsiguiente de fracción fina, especialmente desde otro dispositivo de alimentación, de manera que la fracción fina es distribuida de manera uniforme en el área de borde.

Description

Procedimiento para cargar materias primas.

La presente invención hace referencia a un procedimiento para cargar materias primas, especialmente coque o mena, y eventualmente fracciones finas separadas de materias primas, para el procesamiento en un recipiente metalúrgico, especialmente un alto horno, para la producción de metal o productos metálicos semielaborados, especialmente acero o productos semielaborados de acero, con un dispositivo de carga que presenta un medio de transporte, y, al menos, un dispositivo de alimentación para el abastecimiento del dispositivo de carga.

En la carga de materias primas en recipientes metalúrgicos, en los que se procesan las materias primas, son importantes la cantidad exacta y la posición en el recipiente de las sustancias introducidas.

Del estado actual de arte se conocen procedimientos y dispositivos para la carga, con lo que normalmente las materias primas son distribuidas en forma de anillo circular en el recipiente metalúrgico, véase por ejemplo GB 2 038 463. Para ello se alcanzan posiciones de ajuste predefinidas de un dispositivo de introducción y así, las materias primas son colocadas en varios anillos circulares. En este caso es desventajoso, sobre todo, que no es posible lograr una distribución muy homogénea de las materias primas.

Tomando como base el estado actual de la técnica, es objeto de la presente invención poner a disposición un procedimiento, que permita una introducción más uniforme y exacta.

El objeto conforme a la invención es resuelto mediante el procedimiento para la carga y de acuerdo a las características de la pieza identificadora de la reivindicación 1.

El procedimiento conforme a la invención prevé una carga de las materias primas y, eventualmente, de fracciones finas en un recipiente metalúrgico, con lo que para el ajuste de una distribución específica de las materias primas cargadas la carga se realiza en forma de espiral, con lo que la espiral se forma desde afuera hacia adentro. El medio de transporte es conducido a lo largo de una espiral, de manera que las sustancias cargadas también son depositadas a lo largo de una espiral. Debido a que el medio de transporte es conducido de manera continua, tiene lugar una modificación constante de la posición radial mientras se modifica la posición en dirección perimetral. La modificación de la posición radial se realiza de manera continua y constante, mientras se modifica la posición en dirección perimetral. Debido a estas medidas, con las sustancias cargadas se pueden lograr coberturas predefinidas en el recipiente. Frente a procedimientos convencionales es posible ajustar coberturas más complejas o cargar de manera aún más uniforme. El medio de transporte es girado de manera continua alrededor de un eje y simultáneamente inclinado alrededor de otro eje. Esta conducción de dos ejes, con una modificación simultánea de la inclinación, permite una carga sobre toda la superficie del recipiente en el que se carga. En este caso es esencial el posicionamiento continuo y simultáneo, de manera que es posible una carga completa en toda la superficie de sección transversal interna del recipiente metalúrgico.

El control del dispositivo de carga y la carga se realizan de acuerdo a un plan de llenado predefinido. La carga de acuerdo a un plan de llenado garantiza un funcionamiento ventajoso del procedimiento en el recipiente metalúrgico.

Conforme a otro diseño especial del procedimiento conforme a la invención, el plan de llenado se ajusta sobre la base de una distribución real de temperatura y una distribución nominal de temperatura medida de las sustancias sólidas que se encuentran en el recipiente. Debido a la carga, evidentemente más exacta, se puede ajustar mejor una distribución de temperatura meta en el recipiente. Con la carga se puede influenciar, por ejemplo, el comportamiento de distribución de gas en el lecho de carga de un alto horno, con lo que el comportamiento de distribución del gas se refleja como distribución de temperatura en el recipiente. Debido a la carga en forma de espiral se pueden evitar de mejor manera divergencias de una distribución nominal de temperatura.

Conforme a un diseño ventajoso del procedimiento conforme a la invención, la alimentación de las materias primas y, eventualmente de la fracción fina, se realiza desde el dispositivo de alimentación, regulado en la cantidad. Durante la carga es introducido material en el recipiente de acuerdo a la forma de espiral, con lo que la cantidad de material es regulada debido a la diferente longitud de las espiras, con lo que se ajusta la cantidad por unidad de tiempo, es decir el flujo de masa. Se entiende como fracción fina a las materias primas con tamaños pequeños de partículas, que son separados por procesos técnicos, generalmente tamizadas. En el caso de menas se entienden como fracción fina tamaños de partículas de hasta 8 mm, y en el caso de coque, de hasta 24 mm.

Conforme a un diseño adecuado del procedimiento conforme a la invención, la carga desde el dispositivo de alimentación se realiza por lotes. Para ello, la carga se realiza en conjuntos cerrados, es decir, no de manera continua. Después de la carga de un conjunto cerrado, en un ciclo siguiente se realiza la carga de otro conjunto cerrado. En este caso es ventajoso, que se pueden introducir alternativamente conjuntos cerrados de material, y que no son necesarios dispositivos de distribución costosos para la interrupción del flujo de material. Además, de esta manera también es posible cargar cantidades pesadas con anticipación o también mezclas.

Conforme al procedimiento conforme a la invención, durante la carga de fracción fina esta es introducida siempre en el dispositivo de alimentación antes que las otras materias primas. Antes de la introducción de las materias primas o de la fracción fina en el recipiente, estas sustancias son colocadas primero en el dispositivo de alimentación. Ya que la fracción fina se introduce primero, la carga de la fracción fina en el recipiente también siempre tiene lugar primero y antes que las demás materias primas. Debido a la carga en forma de espiral, la fracción fina es introducida en las áreas de borde y las materias primas en las espiras que se encuentran más adentro. En el caso de que no se deba introducir fracción fina, la carga de las materias primas se realiza a través de toda la espiral, es decir también en las áreas de borde.

De acuerdo a un diseño especial del procedimiento conforme a la invención, el porcentaje en peso de la fracción fina asciende a un 2% hasta un 20%, especialmente un 8% hasta un 12% de la cantidad total cargada. La proporción de fracción fina se puede seleccionar de acuerdo al ajuste del procedimiento, con lo que se pueden tener en consideración especialmente la característica del procedimiento que se realiza en el recipiente metalúrgico, y condiciones especiales en el recipiente.

El procedimiento conforme a la invención prevé, que la fracción fina se cargue en forma de espiral y, en la mayoría de los casos, en el área de borde del recipiente, con lo que el punto final radial del área en forma de espiral, en el que se cargó la fracción fina desde un dispositivo de alimentación, forma el punto de inicio radial para una carga subsiguiente de fracción fina, especialmente desde otro dispositivo de alimentación, de manera que la fracción fina es distribuida de manera uniforme en el área de borde. A través de la carga controlada es posible una introducción, exacta en la posición, en el recipiente. Para un procedimiento de producción de metales, como por ejemplo un alto horno, la distribución de gases del material introducido es esencial, ya que de esta manera también se influye la temperatura de proceso o la distribución de temperatura. Debido a la diferente permeabilidad a los gases de las sustancias finas es necesario, cargar estas sustancias de manera específica y regular en las áreas de bordes. Al cargar la fracción fina, la introducción en el área de borde se realiza de acuerdo a la forma de espiral. Cuando la fracción fina en el dispositivo de alimentación se ha agotado, es el turno de la materia prima, que también se encuentra en el dispositivo de alimentación. En un ciclo de carga subsiguiente, la fracción fina ahora cargada es colocada en una espiral, con lo que el punto de inicio para la fracción fina ahora cargada continua directamente, en relación a su posición perimetral, a la sustancia fina antes cargada. Para ello es decisivo, que en la dirección perimetral se realice una carga uniforme, con lo que las fracciones individuales de sustancia fina no deben encontrarse en la misma capa vertical.

Conforme a un diseño ventajoso del procedimiento conforme a la invención, la carga de las materias primas en la espiral se realiza a través de 6 hasta 14, especialmente 9 hasta 11 espiras. Con la elección de las espiras se puede realizar una adecuación correspondiente a las dimensiones del recipiente metalúrgico. Básicamente, la cantidad de espiras también se puede aumentar en caso de necesidad, si se requiere un llenado especial.

Conforme a un diseño ventajoso del procedimiento conforme a la invención, la carga de las fracciones finas se realiza en las dos espiras exteriores, especialmente sólo en la espira más externa de la espiral. También ha demostrado ser ventajoso, cargar las fracciones finas sólo en las áreas más externas, ya que una permeabilidad reducida de gases no provoca aquí una influencia negativa de la distribución de temperatura. Debido a la carga sólo en las espiras externas también se logra una alta reproducibilidad en la carga y, de esta manera, una distribución muy uniforme de la sustancia fina.

Conforme al procedimiento conforme a la invención, la inclinación del medio de transporte es ajustada como función de la velocidad de giro, y teniendo en cuenta el peso actual de las materias primas y, eventualmente, de la fracción fina en el dispositivo de alimentación, para producir una distribución predefinida en el recipiente. Debido al seguimiento constante del peso, y con ello también del peso en el material ya cargado, a través de la velocidad de giro se puede controlar la posición en la que el material es cargado. De esta manera, de acuerdo a esta información se puede adecuar la carga subsiguiente de material, de manera que en determinadas posiciones se puede adecuar la capa y la cantidad. Este control permite el ajuste de un llenado predeterminado.

Un diseño ventajoso del procedimiento conforme a la invención prevé, que la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte se realice, en cada caso, regulada por convertidores de frecuencia. Este diseño permite una regulación continua e independiente para ambos movimientos, de manera que se puede implementar el procedimiento conforme a la invención.

Un diseño especial del procedimiento conforme a la invención prevé, que la alimentación del medio de transporte se realice, alternativamente, desde diferentes dispositivos de alimentación, con lo que se encuentran previstos, al menos, dos dispositivos de alimentación. De esta manera, la alimentación del medio de transporte para la introducción en el recipiente metalúrgico se puede realizar alternativamente desde dos dispositivos de alimentación, con lo que estos pueden ser alimentados con anterioridad con materias primas o también con material fino. Con la disposición de dos o más dispositivos de alimentación es posible ajustar de forma individual las materias primas y la fracción fina, para así poder cargar de manera aún más flexible.

Conforme a un diseño ventajoso del procedimiento conforme a la invención, el dispositivo de alimentación comprende, al menos, un contenedor para el almacenamiento de las materias primas y, eventualmente, de la fracción fina. En el recipiente se pueden colocar con anticipación las materias primas o la fracción fina, de manera que todo el contenido del contenedor puede ser cargado.

Conforme a un diseño especial del procedimiento conforme a la invención, la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte son controladas de manera tal, que la fracción fina es cargada, esencialmente, a través de una vuelta completa de la espiral. Con esta medida se alcanza una distribución muy uniforme de la fracción fina. En ese caso, las fracciones finas sólo se cargan en las áreas de borde del recipiente metalúrgico, de manera que así se pueden procesar, sin desventajas, también cantidades más grandes.

Conforme a otro diseño especial del procedimiento conforme a la invención, la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte son controladas teniendo en cuenta deslizamientos naturales, en dirección radial, en las superficies inclinadas del material cargado. Para garantizar una distribución uniforme de los gases en el material cargado en el recipiente metalúrgico es necesario, adecuar correspondientemente la distribución del material en el recipiente, con lo que se ajusta un perfil de temperatura meta. Para ello puede ser necesario, cargar de manera irregular a través de la sección transversal del recipiente, con lo que se ajusta un llenado, cuya superficie no es plana, sino que presenta inclinaciones. Al cargar sobre este llenado, en las superficies inclinadas se producen procesos de deslizamiento, de manera que el material cargado modifica su posición. Debido al plan de llenado conocido es posible considerar también deslizamientos independientes de este tipo durante la carga, y así ajustar el llenado deseado de manera aún más
exacta.

Conforme a un diseño especial del procedimiento conforme a la invención, la fracción fina se compone de una mezcla de fracciones finas de coque y mena. Las fracciones finas se generan durante el procesamiento de menas, pero también de coque. Actualmente estas fracciones finas se preparan a menudo, con lo que esto puede realizarse, por ejemplo, en una planta de sinterización. Sin embargo, esta preparación es muy compleja y costosa. Es por ello, que conforme a la invención, las fracciones finas que generalmente se generan por tamizado son mezcladas y luego implementadas junto con, por ejemplo, menas o también coque. Las fracciones finas se pueden mezclar de acuerdo a la necesidad.

Conforme a un diseño preferente del procedimiento conforme a la invención, la mezcla presenta una proporción de coque del 5% al 40%, especialmente del 15% al 30%. Esta mezcla especial tiene en cuenta la circunstancia, de que también la fracción fina de mena debe ser alimentada mediante coque como agente reductor. En ensayos, las proporciones arriba mencionadas han demostrado ser ventajosas.

Conforme a un diseño posible del procedimiento conforme a la invención, se cargan alternativamente coque y mena, eventualmente junto con la fracción fina y/o los aditivos. También ha demostrado ser ventajoso, colocar los materiales coque y mena o, de manera optativa, también fracciones finas y/o aditivos no como mezclas, sino en capas, en el recipiente metalúrgico, con lo que correspondientemente se carga de manera alternativa. Con este tipo de carga se pueden considerar de forma aún más específica las especificidades metalúrgicas y garantizar un procedimiento metalúrgico ventajoso.

La presente invención se describe con ayuda de las figuras siguientes y no de manera restrictiva.

Fig. 1: Representación esquemática de la carga conforme a la invención en un recipiente metalúrgico

Fig. 2: Representación esquemática de un llenado, que es ajustada con el procedimiento conforme a la invención

Fig. 3: Representación esquemática de un llenado, que es ajustada con el procedimiento conforme a la invención

En la fig. 1 se representa esquemáticamente la carga conforme a la invención. En un recipiente metalúrgico 1 se carga desde arriba, con lo que el cierre superior del recipiente no se encuentra representado. Para la carga se encuentra previsto un medio de transporte 2. En un diseño especial, este se encuentra alojado, de forma giratoria, alrededor de un eje 5, con lo que el ángulo de inclinación \alpha del medio de transporte 2 puede ser modificado. Simultáneamente al desplazamiento alrededor del eje 5, el medio de transporte 2 puede ser girado alrededor del eje vertical 6. A través de estos movimientos, la abertura de salida 3 del medio de transporte 2 describe una forma de espiral. En ese caso la inclinación del medio de transporte es modificada de manera tal, que se describe una espiral 4 que conduce desde afuera hacia adentro. De esta manera, el material cargado a través del medio de transporte 2 es colocado en una superficie sobre una forma de espiral en el recipiente, y esto genera un llenado correspondiente.

Durante la carga de fracciones finas, estas siempre son colocadas en el recipiente antes de las fracciones finas a cargar. La parte sometida a carga 7 de la espiral, desde el punto de inicio 8 hasta el punto final 9, puede ser supervisada exactamente a través de la introducción controlada. Debido a una medición constante del peso del dispositivo de alimentación, que se encuentra prevista para la alimentación del medio de transporte, la cantidad cargada puede ser supervisada siempre. De esta manera se conoce el punto final 9 de la espiral en el que se cargó la fracción fina, y puede ser utilizado en un ciclo de carga inmediatamente siguiente o también posterior como punto de inicio para la próxima introducción de fracción fina. Así, la fracción fina puede ser distribuida de manera uniforme a lo largo del perímetro y en cercanía del borde del recipiente. Preferentemente, la fracción fina se carga de manera tal, que se distribuye exactamente en una vuelta completa de la espiral.

Normalmente, en el dispositivo de alimentación se coloca toda la cantidad de fracción fina y de materias primas, y luego se cargan a través del medio de transporte 2. Un ciclo de carga comprende, entonces, toda la cantidad de material que se encuentra en el dispositivo de alimentación. Después de haber cargado las fracciones finas, las materias primas se distribuyen en las demás vueltas de la espiral 4, con lo que esto se realiza de acuerdo a un plan de llenado predefinido. La velocidad de giro del medio de transporte 2, la inclinación \alpha y la cantidad de alimentación por unidad de tiempo desde el dispositivo de alimentación pueden ser adecuados para el ajuste de un llenado deseado. Ha demostrado ser ventajoso, prever, al menos, dos dispositivos de alimentación, de manera que también se puedan introducir, alternativamente, diferentes materiales y que se posibilite un llenado estructurado en forma de capas.

En la fig. 2 se representa, de forma ejemplar, un llenado en un recipiente metalúrgico. En ese caso las materias primas se introducen en forma de capas. La representación con una abscisa, que muestra el radio R del recipiente metalúrgico en distancia al eje medio M y una ordenada, que corresponde al espesor de llenado, indicado en centímetros muestra que se cargaron dos materias primas diferentes 11 y 12. Debido a la distribución de gases en las materias primas, los llenados generalmente no se generan de forma plana sino con acumulaciones. De esta manera se genera una superficie 13, que es inclinada.

La fig. 3 muestra un posible llenado en una representación, que muestra las cantidades de los materiales cargados (ordenada) a través de la distancia R desde el eje medio M del recipiente metalúrgico (abscisa). Cerca del borde se pueden observar fracciones finas 14, que se cargan entre coque 15 y mena 16 u otros agregados 17. La representación es un ejemplo, el llenado real se ajusta en correspondencia con una distribución nominal de temperatura.

La fig. 4 muestra, de manera ejemplar, una distribución nominal de temperatura 18 en un recipiente metalúrgico, como por ejemplo en un alto horno, y una distribución real de temperatura 19. En la abscisa se representa la distancia desde el eje medio del recipiente metalúrgico, la ordenada representa a las temperaturas. Para minimizar las divergencias de este tipo, mediante la carga y el llenado, a través de un comportamiento modificado de la distribución de gases la distribución de temperatura es influenciada y modificada de manera específica.

Claims (17)

1. Procedimiento para cargar materias primas, para el procesamiento en un recipiente metalúrgico, para la producción de metal o productos metálicos semielaborados, especialmente acero o productos semielaborados de acero, con un dispositivo de carga que presenta un medio de transporte, y, al menos, un dispositivo de alimentación para el abastecimiento del dispositivo de carga, caracterizado porque al cargar fracción fina, ésta siempre es colocada en el dispositivo de alimentación antes que las otras materias primas y porque el medio de transporte presenta una abertura de salida (3), que durante la carga en el recipiente es conducida a lo largo de un espiral (4) dirigida hacia adentro, con lo que el medio de transporte (2) es accionado de manera tal, que este gira continuamente alrededor de un eje y simultáneamente es inclinado alrededor de otro eje (5), y la inclinación del medio de transporte es ajustada como función de la velocidad de giro, y teniendo en cuenta el peso actual de las materias primas y, eventualmente, de la fracción fina en el dispositivo de alimentación para producir una distribución predefinida en el recipiente (1), de manera que la fracción fina es cargada en forma de espiral y predominantemente en el área de borde del recipiente (1), con lo que el punto final radial del área en forma de espiral, en el que se cargó la fracción fina desde un dispositivo de alimentación, forma el punto de inicio radial para una carga subsiguiente de fracción fina, especialmente desde otro dispositivo de alimentación, de manera que la fracción fina es distribuida de manera uniforme en el área de borde.

2. Procedimiento para cargar conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque las materias primas con coque o mena, y eventualmente, fracciones finas separadas de materias primas.

3. Procedimiento para cargar conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el recipiente metalúrgico es un alto horno.

4. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el control del dispositivo de carga y las carga se realizan de acuerdo a un plan de llenado predefinido, con lo que el plan de llenado se ajusta para controlar el comportamiento de distribución del gas en el lecho de fusión sobre la base de una distribución de real temperatura y una distribución nominal de temperatura medida de las sustancias sólidas que se encuentran en el recipiente.

5. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la alimentación de las materias primas y, eventualmente, de la fracción fina se realiza desde el dispositivo de alimentación, regulado en la cantidad.

6. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la carga desde el dispositivo de alimentación se realiza en forma discontinuada.

7. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el porcentaje en peso de la fracción fina asciende a un 2% hasta un 20%, especialmente un 8% hasta un 12% de la cantidad total cargada.

8. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la carga de las materias primas en el espiral se realiza a través de 6 hasta 14, especialmente 9 hasta 11
espiras.

9. Procedimiento para cargar conforme a la reivindicación 1 a 8, caracterizado porque la carga de las fracciones finas se realiza en las dos espiras exteriores, especialmente sólo en la espira más externa de la espiral.

10. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte se realiza, en cada caso, regulada por convertidores de frecuencia.

11. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la alimentación del medio de transporte se realiza, alternativamente, desde diferentes dispositivos de alimentación, con lo que se encuentran previstos, al menos, dos dispositivos de alimentación.

12. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque antes de la carga, las materias primas y/o la fracción fina se almacenan en, al menos, un contenedor del dispositivo de alimentación.

13. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte son controlados de manera tal, que la fracción fina es cargada, esencialmente, a través de una vuelta completa de la espiral.

14. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la inclinación y la velocidad de giro del medio de transporte son controladas teniendo en cuenta deslizamientos naturales en dirección radial en las superficies inclinadas del material cargado.

15. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la fracción fina se componen de una mezcla de fracción fina de coque y mena.

16. Procedimiento para cargar conforme a la reivindicación 15, caracterizado porque la mezcla presenta una proporción de coque del 5% al 40%, especialmente del 15% al 30%.

17. Procedimiento para cargar conforme a una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se cargan alternativamente coque y mena, eventualmente junto con la fracción fina y/o los aditivos.