ES2377499T3 - Mixture of fuels for feeding to blow nozzles in the production of cast iron in blast furnace and procedure and installation for the manufacture and feeding of the fuel mixture - Google Patents
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Abstract
Description
Mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en alto horno y procedimiento e instalación para la fabricación y la alimentación de la mezcla de combustibles Mixture of fuels for feeding to blow nozzles in the production of cast iron in blast furnace and procedure and installation for the manufacture and feeding of the fuel mixture
La invención se refiere a una mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en alto horno según el concepto general de la reivindicación 1 y a un procedimiento de preparación y alimentación de la mezcla de combustibles según el concepto general de la reivindicación 7. The invention relates to a mixture of fuels for feeding to blow nozzles in the production of cast iron in blast furnace according to the general concept of claim 1 and to a method of preparing and feeding the fuel mixture according to the general concept of the claim 7.
Se sabe que, en la producción de arrabio en altos hornos, para una disminución del consumo de coque con el tiro de aire caliente que se introduce mediante las toberas de tiro de aire o de soplado en la parte inferior del etalaje se inyectan también otras sustancias reductoras y calentadoras, por ejemplo carbón en polvo, aceite o gas natural, usándose para el carbón en polvo, particularmente, el procedimiento PCI (inyección de carbón pulverizado). It is known that, in the production of pig iron in blast furnaces, for a decrease in the consumption of coke with the hot air draft that is introduced by means of the air draft or blow nozzles at the bottom of the etching other substances are also injected reducers and heaters, for example coal powder, oil or natural gas, the PCI (pulverized carbon injection) process being used for coal dust, in particular.
En el prospecto de empresa "Pulverized Coal Injection Systems" de Paul Wurth S.A. del 05/2002 se describen instalaciones de molido para producir sistemas de carbón en polvo y sistemas de distribución y alimentación para la alimentación neumática del carbón en polvo en toberas de tiro de aire de altos hornos según el procedimiento PCI. In the company brochure "Pulverized Coal Injection Systems" by Paul Wurth S.A. from 05/2002, milling facilities are described to produce powder coal systems and distribution and feeding systems for pneumatic feeding of powdered coal in blast furnace nozzles according to the PCI procedure.
En el documento WO 99/64636 se describe un procedimiento en el que se inyecta carbón en polvo preparado con adición de catalizador. Como catalizadores se recomiendan soluciones acuosas de compuestos de los elementos de los subgrupos del circonio, molibdeno, wolframio, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, cinc o del aluminio, estaño o plomo, en particular una solución de sulfato de cobre. WO 99/64636 describes a process in which powdered carbon prepared with catalyst addition is injected. As catalysts, aqueous solutions of compounds of the elements of the zirconium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc or aluminum, tin or lead subgroups are recommended, in particular a copper sulfate solution.
En el artículo "Blast furnace efficiency enhancer for pulverized coal injection" de la revista "Steel Technology", febrero 2000, página 61 y siguientes, se describe con mayor detalle el procedimiento mencionado. El carbón en polvo alimentado a través de las toberas de soplado para la sustitución parcial de coque presenta un tamaño de grano < 1 mm y un contenido de humedad < 3 %, y se alimentan por tonelada de carbón de 350 a 600 ml de solución de catalizador. La alimentación se realiza usando un dispositivo especial que está dispuesto después del silo de carbón bruto y antes del molino MPS, preparándose el carbón bruto pulverizando con la solución de catalizador. La desventaja es que el dispositivo de pulverización debe cumplir unas exigencias especiales debido a las propiedades corrosivas de la solución de catalizador y además es necesario adicionalmente un sistema de limpieza para limpiar regularmente las boquillas. In the article "Blast furnace efficiency enhancer for pulverized coal injection" of the magazine "Steel Technology", February 2000, page 61 and following, the mentioned procedure is described in more detail. The powdered coal fed through the blow nozzles for partial coke replacement has a grain size <1 mm and a moisture content <3%, and is fed per ton of coal from 350 to 600 ml of catalyst. The feeding is carried out using a special device that is arranged after the raw coal silo and before the MPS mill, the raw coal being prepared by spraying with the catalyst solution. The disadvantage is that the spraying device must meet special requirements due to the corrosive properties of the catalyst solution and a cleaning system is additionally necessary to regularly clean the nozzles.
Por el documento DE 100 50 332 A1 se conoce un procedimiento y un dispositivo para la preparación de combustibles, en particular de carbón en polvo, para la producción de arrabio, en el que se usa un catalizador que contiene sales de cerio y hierro de ácidos orgánicos y/o inorgánicos y provoca una reducción de la temperatura de ignición y una aceleración de la combustión y, con ello, una combustión más rápida del coque residual. La preparación del carbón en polvo se realiza con una solución acuosa del catalizador durante el molido del carbón bruto para dar carbón en polvo. El molino de carbón, por ejemplo un molino de rodillos con corriente de aire del tipo LOESCHE debe estar equipado para la preparación del carbón en polvo con los dispositivos de alimentación y los dispositivos de pulverización correspondientes. Para lograr una humectación eficaz de las partículas de carbón son necesarios además dispositivos de medición y de regulación que deben incluirse en el concepto técnico de regulación y seguridad del conjunto de la instalación de molido y están asociados con inversiones y costes adicionales. From DE 100 50 332 A1 a process and a device for the preparation of fuels, in particular coal powder, for the production of pig iron are known, in which a catalyst containing cerium salts and acidic iron salts is used organic and / or inorganic and causes a reduction in the ignition temperature and acceleration of combustion and, thus, faster combustion of residual coke. The preparation of the powdered coal is carried out with an aqueous solution of the catalyst during the grinding of the raw coal to give powdered carbon. The coal mill, for example a roller mill with air flow of the LOESCHE type, must be equipped for the preparation of the powdered coal with the corresponding feeding devices and spraying devices. Measuring and regulating devices that must be included in the technical concept of regulation and safety of the grinding plant as a whole and are associated with additional investments and costs are necessary to achieve an effective wetting of the carbon particles.
Por el documento DE 41 04 072 A1 se conoce un procedimiento de reciclaje para cascarilla de laminado que contiene aceite en el que la cascarilla de laminado se muele y se seca como aditivo con hulla prevista para la inyección en el alto horno y después se inyecta como combustible en polvo al alto horno. Las mezclas de combustibles descritas pueden contener hulla y cascarilla de laminado que contiene aceite o si no cascarilla de laminado y aceite mineral secados por separado o si no cascarilla de laminado, que se ha triturado y secado con una cantidad reducida de hulla, y aceite mineral. La proporción de la cascarilla de laminado en una mezcla de cascarilla y hulla se indica que es del 5 al 20 %, preferentemente del 6 al 8 %. Una proporción relativamente superior de cascarilla de este tipo en la mezcla de combustibles puede provocar, sin embargo, la formación de grumos antes y durante el proceso de molido y causar problemas en la alimentación de la mezcla a través de las toberas de soplado y también una corrosión aumentada, en particular en la región de la conducción de alimentación, boquillas y válvulas de dosificación. Puede comprobarse también que es una desventaja el uso de cascarilla de laminado no tratada que presente una proporción relativamente alta de aceite y de agua. Además, se describe una conservación del calor de la mezcla de hulla y cascarilla que se va a inyectar que precisa de dispositivos y costes adicionales. From DE 41 04 072 A1 a recycling process for rolling mill scale containing oil is known in which the rolling mill is milled and dried as an additive with coal intended for injection in the blast furnace and then injected as Powdered fuel to the blast furnace. Mixtures of fuels described may contain coal and rolling scale containing oil or if not drying laminate and mineral oil dried or if not rolling scale, which has been crushed and dried with a reduced amount of coal, and mineral oil . The proportion of the rolling scale in a mixture of scale and coal is indicated to be 5 to 20%, preferably 6 to 8%. A relatively higher proportion of this type of scale in the fuel mixture can, however, cause lumps to form before and during the grinding process and cause problems in feeding the mixture through the blow nozzles and also a increased corrosion, particularly in the region of the feed line, nozzles and dosing valves. It can also be found that the use of untreated laminate husks having a relatively high proportion of oil and water is a disadvantage. In addition, a heat conservation of the coal and husk mixture to be injected that requires additional devices and costs is described.
La invención se basa en proporcionar una mezcla de combustibles para su alimentación a través de toberas de soplado de un alto horno y en un procedimiento para preparar y alimentar la mezcla de combustibles que conduzca a una preparación y alimentación extraordinariamente eficaz de la mezcla de combustibles para obtener un comportamiento de combustión mejorado y un proceso de altos hornos optimizado. The invention is based on providing a mixture of fuels for feeding through blown nozzles of a blast furnace and on a process for preparing and feeding the fuel mixture that leads to an extraordinarily effective preparation and feeding of the fuel mixture for obtain an improved combustion behavior and an optimized blast furnace process.
El objetivo se logra, con relación a la mezcla de combustibles, mediante las características de la reivindicación 1 y respecto al procedimiento mediante las características de la reivindicación 7. The objective is achieved, in relation to the fuel mixture, by means of the characteristics of claim 1 and with respect to the process by means of the characteristics of claim 7.
La invención parte de la idea básica de que se usa una mezcla de combustibles de al menos un soporte de carbono sólido y un material de cascarilla como material de hierro reducido previamente y se alimenta junto con el tiro de aire caliente y/u oxígeno a través de las toberas de tiro de aire o de soplado al alto horno, por ejemplo según el procedimiento PCI. The invention is based on the basic idea that a mixture of fuels of at least one solid carbon support and a scale material is used as a previously reduced iron material and is fed together with the draft of hot air and / or oxygen through of the air draft or blown nozzles, for example according to the PCI procedure.
Como soportes de carbono sólidos pueden usarse carbón, por ejemplo hulla, pero también lignito, carbón granulado, mezclas de carbón, mezclas de carbón y coque, y plásticos, por ejemplo como mezclas de plásticos y carbón o suspensiones de plásticos en aceite y se alimentan conjuntamente con un material de cascarilla como material de hierro reducido previamente con un tamaño de grano que puede predeterminarse a través de toberas de soplado al alto horno. As solid carbon supports, coal, for example coal, but also lignite, granulated carbon, coal mixtures, mixtures of coal and coke, and plastics, for example as mixtures of plastics and coal or plastic suspensions in oil, can be used and fed. together with a husk material as a previously reduced iron material with a grain size that can be predetermined through blasting nozzles in the blast furnace.
Preferentemente se usa una mezcla de combustibles que contiene como soporte de carbono sólido carbón o una mezcla de carbón y coque de petróleo y como material de cascarilla de laminado. Preferably, a mixture of fuels containing carbon solid support or a mixture of coal and petroleum coke is used as the support for rolling shells.
Es particularmente ventajoso que la mezcla según la invención se pueda someter a un proceso de molido conjunto, adecuadamente un proceso de molido y secado, en un molino, en particular en un molino de rodillos con clasificador integrado, por ejemplo en un molino de molinos con corriente de aire del tipo LOESCHE, y alimentarse a las toberas de soplado con un tamaño de grano que pueda predeterminarse. It is particularly advantageous that the mixture according to the invention can be subjected to a joint grinding process, suitably a grinding and drying process, in a mill, in particular in a roller mill with integrated sorter, for example in a mill mill with LOESCHE air flow, and feed the blow nozzles with a grain size that can be predetermined.
Básicamente pueden molerse los soportes de carbono o el material bruto de combustible y el material de cascarilla por separado en un molino adecuado o en un sistema de molido y alimentarse conjuntamente en una relación de mezcla particularmente ajustable o también por separado a las toberas de soplado del alto horno. Es particularmente económico y preferente, no obstante, un proceso conjunto de molido y clasificación, por ejemplo en un molino de rodillos con corriente de aire. Basically, the carbon supports or the raw fuel material and the scale material can be ground separately in a suitable mill or in a grinding system and fed together in a particularly adjustable mixing ratio or also separately to the blow nozzles of the blast furnace. It is particularly economical and preferred, however, a joint grinding and sorting process, for example in a roller mill with air flow.
Se ha hallado que una mezcla de carbón en polvo y cascarilla en la que la proporción de cascarilla es del 3 %, es una mezcla preparada para inyección que puede transportarse neumáticamente que puede molerse de forma extraordinariamente económica y eficaz conduce a un comportamiento de combustión significativamente mejorado en el alto horno y también puede conducir a una obtención reducida de carbón no quemado. It has been found that a mixture of coal powder and scale in which the proportion of scale is 3%, is a mixture prepared for injection that can be transported pneumatically that can be ground extraordinarily economically and effectively leads to a combustion behavior significantly Improved in the blast furnace and can also lead to a reduced collection of unburned coal.
En comparación con la combustión normal del carbón y con el procedimiento PCI conocido se ha determinado una aceleración clara de la combustión del reductor, en particular del carbón en polvo introducido, en particular del carbón en polvo introducido y al menos parcialmente del coque. Además, es ventajoso que debido a la adición de cascarilla en la inyección de carbón en polvo deba usarse una cantidad reducida de mineral alimentado y de reductor por tonelada de producción de arrabio. Se ha determinado, además, que mediante la adición según la invención de cascarilla al carbón en polvo se logra una reducción de la temperatura de llama, por lo que la adición de oxígeno y, con ello, pueden aumentarse el rendimiento de superficie del crisol. In comparison with the normal combustion of coal and with the known PCI procedure, a clear acceleration of the combustion of the reducer has been determined, in particular of the powdered coal introduced, in particular of the powdered coal introduced and at least partially of the coke. In addition, it is advantageous that due to the addition of scale in the injection of powdered coal a reduced amount of fed ore and reductant per ton of pig iron production should be used. It has also been determined that by the addition according to the invention of husk to the coal powder a reduction of the flame temperature is achieved, whereby the addition of oxygen and, thereby, the surface yield of the crucible can be increased.
Además, existe una ventaja esencial de la mezcla de combustible y cascarilla en la valoración económica y eficaz del material de cascarilla, en particular de la cascarilla de laminado producida en los procesos de laminado y similarmente en cantidades relativamente grandes. Esencialmente, la cascarilla es un óxido de hierro (II, III) (Fe3O4 = FeO Fe2O3) formado en la conformación en caliente y en el tratamiento térmico sobre una superficie de acero, que presenta mezclas asociadas de óxido de calcio CaO, dióxido de silicio SiO2, óxido de aluminio Al2O3, óxido de sodio Na2O, óxido de magnesio MgO, manganeso y trazas de azufre, P2O5, TiO2, Zn, Zr, Cu, Cr, Co, V, Ni y Pb y que se desprende mediante laminado o al forjar (cascarilla de laminado o calamina) o se elimina por lavado, por rociado o también mediante descascarillado o laminación de la superficie de acero,. In addition, there is an essential advantage of the fuel and scale mixture in the economical and efficient evaluation of the scale material, in particular of the rolling scale produced in the rolling processes and similarly in relatively large quantities. Essentially, the husk is an iron oxide (II, III) (Fe3O4 = FeO Fe2O3) formed in hot forming and heat treatment on a steel surface, which has associated mixtures of calcium oxide CaO, silicon dioxide SiO2, aluminum oxide Al2O3, sodium oxide Na2O, magnesium oxide MgO, manganese and sulfur traces, P2O5, TiO2, Zn, Zr, Cu, Cr, Co, V, Ni and Pb and which is released by rolling or al Forging (laminate or calamine scale) or is removed by washing, spraying or also by peeling or rolling the steel surface.
El contenido de hierro en la cascarilla de laminado puede encontrarse entre el 30 y el 80 %, por lo que es eficaz una valoración mediante un aspecto económico y también desde un punto de vista medioambiental. Hasta la fecha se ha realizado una valoración en forma de cascarilla de laminado en pellas o en briquetas que junto con el coque de alto horno y carga mediante el cierre de tragante se alimenta a un alto horno. No obstante, es desventajosa la necesidad de pelletización y briquetación, que precisa etapas adicionales de procedimiento. The iron content in the rolling mill can be between 30 and 80%, so that an assessment is effective through an economic aspect and also from an environmental point of view. To date, a valuation has been carried out in the form of a rolling scale in pellets or in briquettes that, together with the blast furnace coke and loaded by means of the top of the top, is fed to a blast furnace. However, the need for pelletization and briquetting, which requires additional procedural steps, is disadvantageous.
Según el procedimiento según la invención para la preparación y alimentación de la mezcla de combustible según la invención se alimentan al menos un soporte de carbono sólido o también una mezcla de dos o más soportes de carbono y un material de cascarilla como material que contiene hierro reducido previamente a un molino y se muelen conjuntamente y se alimentan con un tamaño de grano que puede predeterminarse según el procedimiento PCI a través de toberas de soplado a un alto horno. According to the process according to the invention for the preparation and feeding of the fuel mixture according to the invention, at least one solid carbon support or also a mixture of two or more carbon supports and a husk material as a material containing reduced iron are fed prior to a mill and they are ground together and fed with a grain size that can be predetermined according to the PCI procedure through blow nozzles to a blast furnace.
Según la invención se alimenta a un molino, por ejemplo a un molino de rodillos con clasificador integrado, como soporte de carbono sólido o como material bruto de combustible carbón, en particular hulla o lignito, o una mezcla de carbón y coque de petróleo y un material de cascarilla, por ejemplo cascarilla de laminado, que puede presentar un contenido en metal o hierro entre el 30 y el 80 %, en una relación de mezcla que puede predeterminarse y se somete aun proceso de molido y clasificación. According to the invention, a mill is fed, for example, to a roller mill with integrated sorter, as a solid carbon support or as a raw material of coal fuel, in particular coal or lignite, or a mixture of coal and petroleum coke and a husk material, for example rolling sheeting, which can have a metal or iron content between 30 and 80%, in a mixing ratio that can be predetermined and still undergoes grinding and sorting process.
Según la invención la proporción de cascarilla en la mezcla de alimentación es del 3 %. According to the invention the proportion of husks in the feed mixture is 3%.
Es adecuado usar un material bruto o una mezcla de combustibles con un poder calorífico > 3000 kcal/kg, una humedad de aproximadamente el 15 % y un tamaño de grano de alimentación < 10 hasta 80 mm. It is suitable to use a raw material or a mixture of fuels with a calorific value> 3000 kcal / kg, a humidity of approximately 15% and a feed grain size <10 to 80 mm.
La cascarilla de laminado puede transportarse a la alimentación del molino de forma separada al material bruto de combustible y añadir primeramente al molino el material de combustible o las partículas de combustible. Es ventajoso para el proceso de molido y clasificación y el producto de molido deseado, no obstante, conectar previamente al molino de carbón un dispositivo de mezcla, por ejemplo un lecho de mezcla o un tambor de mezcla, y alimentar el material bruto de combustible con el material de cascarilla como mezcla de alimentación, molerla y separar la mezcla de material fino después del clasificador en un filtro y alimentarla como mezcla de combustibles preparada para la inyección a las toberas de soplado del alto horno. The rolling mill can be transported to the mill feed separately to the raw fuel material and first add the fuel material or the fuel particles to the mill. It is advantageous for the grinding and sorting process and the desired grinding product, however, to previously connect a mixing device to the coal mill, for example a mixing bed or a mixing drum, and to feed the crude fuel material with the husk material as a feed mixture, grind it and separate the mixture of fine material after the sorter into a filter and feed it as a fuel mixture prepared for injection into the blasting nozzles of the blast furnace.
Es ventajoso por motivos de seguridad un molido en atmósfera inerte. Usando un gas caliente, por ejemplo gas de humo, que se lleva al generador de gas caliente a la temperatura necesaria, se elimina la humedad de la mezcla de alimentación y se lleva a cabo el proceso de molido y secado. El molido puede llevarse a cabo también un una instalación de molido accionada por aire con aire caliente como gas de secado. Otra posibilidad para alimentar gases calientes para el proceso de molido y secado es el uso de gas de desecho de calentador de viento o gas Cowper. It is advantageous for safety reasons to grind in an inert atmosphere. Using a hot gas, for example smoke gas, which is brought to the hot gas generator at the necessary temperature, moisture is removed from the feed mixture and the milling and drying process is carried out. The grinding can also be carried out by an air-operated grinding plant with hot air as a drying gas. Another possibility to feed hot gases for the milling and drying process is the use of waste gas from wind heater or Cowper gas.
En principio puede obtenerse la cascarilla de laminado mediante un descascarillado mecánico con un proceso de limpieza hidráulico o mediante procesos de laminado y transporte mediante abrasión. Generalmente la cascarilla presenta una humedad alta (hasta el 90 %) y está cargada con aceites lubricantes y grasas procedentes del proceso de laminado. Después de un postratamiento, por ejemplo en un depósito de decantación o mediante procesos de prensado, puede obtenerse un contenido de agua en el intervalo del 2 al 15 %, un contenido de aceite entre el 0 y el 5 % y un tamaño de grano de aproximadamente 0,5 mm hasta un máximo de 50 mm. In principle, the rolling scale can be obtained by mechanical peeling with a hydraulic cleaning process or by rolling and abrasion transport processes. Generally the husk has a high humidity (up to 90%) and is loaded with lubricating oils and greases from the rolling process. After a post-treatment, for example in a settling tank or by pressing processes, a water content in the range of 2 to 15%, an oil content between 0 and 5% and a grain size of grain can be obtained approximately 0.5 mm to a maximum of 50 mm.
La ventaja es una mezcla de alimentación de hulla y cascarilla de laminado. El carbón bruto en esta mezcla puede presentar un tamaño de grano de entre 0 y 10 mm (carbón de Warndt) o de entre 0 y 50 mm. El tamaño de grano de la cascarilla puede ser como máximo de 50 mm. La granulación después del molino es en un 50 a un 80 % < 90 µm. The advantage is a mixture of coal feed and rolling scale. The raw coal in this mixture may have a grain size between 0 and 10 mm (Warndt coal) or between 0 and 50 mm. The grain size of the husk can be a maximum of 50 mm. The granulation after the mill is 50 to 80% <90 µm.
Básicamente, puede llevarse a cabo un molido conjunto de carbón bruto o carbón bruto y coque de petróleo y material de cascarilla en todos los sistemas de molido y molinos adecuados para ello, por ejemplo en molinos de bolas y molinos de rodillos verticales y similares. Una mezcla de alimentación de carbón/coque de petróleo y material de cascarilla no tiene ninguna influencia negativa en el proceso de molido. Basically, a joint grinding of raw coal or crude coal and petroleum coke and scale material can be carried out in all suitable milling systems and mills, for example in ball mills and vertical roller mills and the like. A mixture of coal / petroleum coke and husk material feed has no negative influence on the grinding process.
Se ha hallado sorprendentemente que el molido conjunto del material bruto de combustible sólido, en particular hulla, y de la cascarilla en un molino de rodillos del tipo LOESCHE puede realizarse de un modo extraordinariamente rentable, económico y eficaz. Además, se ha determinado que los parámetros característicos del proceso de molido, tales como, por ejemplo, la carga de trabajo específica y el factor de potencia del molino, mediante una adición de cascarilla de laminado a la hulla o a una mezcla de hulla y coque de petróleo del 3 %, no sufren ninguna modificación desventajosa. También la distribución de tamaño de grano es casi idéntica, es decir, existen en el intervalo del 50 % R 90 µm hasta el 0,05 % R 90 µm en cada caso sólo diferencias muy pequeñas, por ejemplo la carga de trabajo específica entre un molido de carbón puro y el molido con cascarilla. Con proporciones crecientes de cascarilla en la mezcla de combustibles se determinó incluso una reducción de la carga de trabajo del molino. Surprisingly, it has been found that the overall grinding of the raw solid fuel material, in particular coal, and of the scale in a roller mill of the LOESCHE type can be carried out in an extraordinarily cost-effective, economical and efficient manner. In addition, it has been determined that the characteristic parameters of the milling process, such as, for example, the specific workload and the power factor of the mill, by adding a rolling mill to the coal or a mixture of coal and coke 3% oil, do not suffer any disadvantageous modification. Also the grain size distribution is almost identical, that is, there are only very small differences in the range of 50% R 90 µm to 0.05% R 90 µm, for example the specific workload between a ground from pure coal and ground with husks. With increasing proportions of scale in the fuel mixture, even a reduction in the workload of the mill was determined.
Es particularmente ventajoso un comportamiento de ignición mejorado de la mezcla de combustible y cascarilla en las toberas de soplado que también puede atribuirse a efectos sinérgicos del molido conjunto de cascarilla de laminado y un material bruto de combustible. De este modo se ha determinado que después del proceso de molido conjunto se adhieren partículas de cascarilla en las partículas de combustible y, a pesar de la diferencia de densidad entre el combustible y las partículas de cascarilla, no tiene lugar una separación ni en el molido ni en la clasificación y tampoco durante la alimentación e inyección según el procedimiento PCI. Se ha hallado, sorprendentemente, que la unión íntima entre las partículas de carbón y los componentes de la cascarilla aumenta significativamente la aceleración de la combustión. Particularly advantageous is an improved ignition behavior of the fuel and scale mixture in the blowing nozzles which can also be attributed to synergistic effects of the milling set of rolling scale and a crude fuel material. Thus, it has been determined that after the whole grinding process, scale particles adhere to the fuel particles and, despite the difference in density between the fuel and the scale particles, no separation or grinding takes place. neither in the classification nor during the feeding and injection according to the PCI procedure. It has been found, surprisingly, that the intimate bond between the carbon particles and the shell components significantly increases the acceleration of combustion.
Ambos componentes entran en contacto íntimo en el marco del proceso de molido mediante los procesos de trituración en cada rodillo. Se acepta que los óxidos metálicos presentes en la cascarilla de laminado están adheridos, por así decirlo, de forma lubricada, al grano de carbón o a la partícula de carbón. Para ello también son ventajosos, con gran probabilidad, los restos de aceite presentes en la cascarilla que coadyuvan el proceso de unión Both components come into intimate contact in the framework of the grinding process through the crushing processes in each roller. It is accepted that the metal oxides present in the rolling mill are adhered, so to speak, in a lubricated manner, to the grain of coal or to the carbon particle. To this end, the oil residues present in the scale that contribute to the bonding process are also very advantageous.
o adherencia. Esta unión íntima entre el grano de carbón que se va a quemar y los componentes de la cascarilla, que son óxidos metálicos con un potencial redox y actividad catalítica, conduce a un comportamiento de combustión sorprendentemente mejorado de las partículas de carbón en polvo. El sistema de combustión según la invención o la mezcla de combustible y cascarilla preparada para la inyección proporciona, por lo tanto, no sólo la posibilidad de alimentar de nuevo el subproducto cascarilla de un modo extraordinariamente sencillo y económico a la producción de arrabio, sino que está simultáneamente asociada con una optimización del proceso de alto horno. or adhesion. This intimate union between the grain of coal to be burned and the components of the husk, which are metal oxides with a redox potential and catalytic activity, leads to a surprisingly improved combustion behavior of the powdered carbon particles. The combustion system according to the invention or the mixture of fuel and scale prepared for injection, therefore, provides not only the possibility of re-feeding the scale by-product in an extraordinarily simple and economical way to the production of pig iron, but also It is simultaneously associated with an optimization of the blast furnace process.
Además, es ventajoso que debido a la alimentación de la cascarilla de laminado a través de las toberas de soplado el aceite de la cascarilla de laminado está sometido a temperaturas muy altas y el riesgo de la formación de productos de combustión perjudiciales es muy reducido. Por lo tanto, no son necesarias medidas para el encapsulado del aceite adherido a la cascarilla de laminado, que se describe, por ejemplo, en el documento DE 100 38 566 A1. In addition, it is advantageous that due to the feeding of the rolling mill through the blowing nozzles the oil of the rolling mill is subjected to very high temperatures and the risk of the formation of harmful combustion products is very low. Therefore, no measures are necessary for encapsulating the oil adhered to the rolling mill, which is described, for example, in DE 100 38 566 A1.
Con relación a los dispositivos se ha previsto según la invención que en una instalación para un procedimiento PCI antes del molino y de forma separada de los dispositivos para el material bruto de combustible adicionalmente estén dispuestos un dispositivo de transporte y/o un dispositivo de dosificación para el material de cascarilla depositado en una tolva o silo de alimentación, por ejemplo cascarilla de laminado. In relation to the devices, it is provided according to the invention that a transport device and / or a dosing device for additionally disposing of the devices for the raw fuel material are provided in addition to the devices for the raw fuel material. the husk material deposited in a hopper or feed silo, for example rolling mill.
Alternativamente puede estar dispuesto para una premezcla de la cascarilla de laminado o del material de hierro reducido previamente y del material bruto de combustible un dispositivo de premezcla antes del molino, de tal modo que se forme una mezcla de alimentación con una relación de mezcla que puede predeterminarse y puede alimentarse al molido, por ejemplo, mediante una tolva de dosificación. Alternatively, a pre-mixing device before the mill can be arranged for a premix of the mill scale or of the previously reduced iron material and of the crude fuel material, so that a feed mixture with a mixing ratio can be formed which can predetermined and can be fed to the ground, for example, by means of a dosing hopper.
Además, puede considerarse como adecuado que después de un filtro en el que se descarga la mezcla de carbón en polvo y cascarilla del molino y antes de un silo esté previsto para la recogida de la mezcla preparada para inyección otro dispositivo de mezcla. In addition, it may be considered appropriate that after a filter in which the mixture of coal powder and scale of the mill is discharged and before a silo it is provided for the collection of the mixture prepared for injection another mixing device.
Generalmente están dispuestos después del silo de material fino recipientes de envío o recipientes de alimentación y un silo de distribución, y mediante la conducción de inyección se realiza la alimentación de la mezcla de combustibles según la invención a las toberas de soplado del alto horno. Generally, shipping containers or feeding vessels and a distribution silo are disposed after the silo of fine material, and the fuel mixture according to the invention is fed to the blasting nozzles of the blast furnace by injection injection.
Es ventajoso que la mezcla de combustibles según la invención se pueda alimentar del mismo modo como carbón en polvo según el procedimiento PCI a través de las toberas de soplado del alto horno. Nos remitimos, por ejemplo, al prospecto de empresa "Pulverized Coal Injection Systems" de la empresa Paul Wurth S.A., en el que se describen los sistemas de alimentación habituales mediante fuerza de cizallamiento o neumáticamente, y sistemas de distribución y de transporte, incluido el transporte de corriente densa y fluida y los sistemas de medición y regulación y un posible precalentamiento del carbón en polvo en detalle. It is advantageous that the fuel mixture according to the invention can be fed in the same way as powdered coal according to the PCI process through the blast nozzles of the blast furnace. We refer, for example, to the company prospect "Pulverized Coal Injection Systems" of the company Paul Wurth SA, which describes the usual feeding systems by shear force or pneumatically, and distribution and transport systems, including the dense and fluid current transport and measurement and regulation systems and a possible preheating of powdered coal in detail.
La invención se explicará adicionalmente a continuación mediante un dibujo en el que en el único dibujo se representa un esquema de una instalación para explicar la mezcla de combustibles según la invención y el transcurso del procedimiento y de dispositivos de la instalación de un modo muy esquemático. The invention will be further explained below by means of a drawing in which the single drawing shows a diagram of an installation to explain the mixture of fuels according to the invention and the course of the procedure and of the installation devices in a very schematic way.
En el desarrollo de procedimiento pueden reconocerse cuatro etapas esenciales del procedimiento para preparar u usar una mezcla de combustibles nueva para toberas de soplado de un alto horno. In the process development four essential stages of the process can be recognized for preparing or using a new fuel mixture for blasting nozzles of a blast furnace.
En una primera etapa se realiza la preparación de los componentes para la mezcla de combustibles 10 según la invención que se prepara mediante un molido conjunto en un molino 2. En el ejemplo presente está previsto para el proceso de molido un molino de rodillos con corriente de aire del tipo LOESCHE. No obstante, también pueden usarse otros molinos de rodillos verticales o también molinos de bolas y similares. In a first stage the preparation of the components for the fuel mixture 10 according to the invention is carried out, which is prepared by a joint grinding in a mill 2. In the present example, a roller mill with a flow stream is provided for the milling process. LOESCHE type air. However, other vertical roller mills or ball mills and the like can also be used.
Los materiales de partida son al menos un soporte de carbono sólido 6, por ejemplo carbón, en particular hulla o lignito, o una mezcla de hulla y coque de petróleo, denominada en adelante de forma abreviada carbón bruto 6. El carbón bruto 6 se transporta de un vaciadero 8 a una tolva de carbón bruto 16 y a través de un dispositivo de transporte o distribución de carbón 15 a un dispositivo de transporte 5, que está dispuesto antes del molino 2. The starting materials are at least one solid carbon support 6, for example coal, in particular coal or lignite, or a mixture of coal and petroleum coke, hereinafter referred to in abbreviated form as raw coal 6. The crude coal 6 is transported from a drain 8 to a raw coal hopper 16 and through a coal transport or distribution device 15 to a transport device 5, which is arranged before the mill 2.
Como segundo componente se conduce como material de hierro reducido previamente 7 un material de cascarilla, por ejemplo una cascarilla de laminado, desde una tolva de cascarilla 17 o un dispositivo de almacenamiento usando un dispositivo de transporte o distribución de cascarilla 14 al dispositivo de transporte 5 para la preparación de una mezcla de alimentación 4. As the second component, a scale material, for example a rolling scale, is conveyed as a previously reduced iron material 7, from a scale hopper 17 or a storage device using a scale transport or distribution device 14 to the transport device 5 for the preparation of a feed mixture 4.
Alternativamente puede prepararse la mezcla de alimentación 4 también en un lecho de mezcla o en un tambor de mezcla, en los que se mezcla conjuntamente el carbón bruto y el material de cascarilla y mediante una tolva de dosificación se alimenta al molino (no representada). Es adecuado alimentar la mezcla de alimentación 4 de carbón bruto 6 y cascarilla de laminado 7 al molino 2 con una relación de mezcla que puede predeterminarse. Alternatively, the feed mixture 4 can also be prepared in a mixing bed or in a mixing drum, in which the raw coal and the husk material are mixed together and by means of a dosing hopper, the mill is fed (not shown). It is suitable to feed the feed mixture 4 of raw carbon 6 and rolling scale 7 to the mill 2 with a mixing ratio that can be predetermined.
En una segunda etapa de procedimiento se realiza el molido de la mezcla de entrada 4 obteniéndose una mezcla de combustibles preparada para inyección 10. Esto se realiza en el presente ejemplo de realización en un molino de rodillos con corriente de aire 2 y en operación inerte. Con la alimentación de un gas caliente o inerte calentado 9 a la temperatura de secado necesaria en un generador de gases calientes 11 se somete la mezcla de alimentación 4 a un proceso de molido y secado. El gas caliente 9 puede conducirse ventajosamente en un circuito (no representado) y el generador de gases calientes 11 puede operarse, por ejemplo, con gas de tragante. In a second process step, the grinding of the inlet mixture 4 is carried out obtaining a fuel mixture prepared for injection 10. This is carried out in the present embodiment in a roller mill with air flow 2 and in inert operation. With the feeding of a heated or inert gas heated 9 to the necessary drying temperature in a hot gas generator 11, the feed mixture 4 is subjected to a grinding and drying process. The hot gas 9 can be advantageously conducted in a circuit (not shown) and the hot gas generator 11 can be operated, for example, with gaseous gas.
Es particularmente ventajoso que el molido de la mezcla de entrada de combustible y cascarilla 4 se pueda realizar en el molino 2 del mismo modo que el molido del carbón bruto para obtener carbón en polvo. La cascarilla de laminado 7 alimentada se ha sometido normalmente a un pretratamiento para reducir el contenido de agua y del aceite adherido. Mediante el proceso de molido y secado de la mezcla de alimentación 4 en el molino 2 con clasificador 3 integrado se prepara con la mezcla de combustible y cascarilla preparada para inyectar 10 un sistema de combustión que optimiza el proceso de alto horno. It is particularly advantageous that the grinding of the fuel and husk inlet mixture 4 can be carried out in the mill 2 in the same way as the grinding of the raw coal to obtain powdered coal. The feed laminate scale 7 has normally undergone a pretreatment to reduce the content of water and adhered oil. Through the grinding and drying process of the feed mixture 4 in the mill 2 with integrated sorter 3, a combustion system that optimizes the blast furnace process is prepared with the fuel mixture and scale prepared to inject 10.
En un filtro 12 posconectado, por ejemplo un filtro de tejido o de manga, se descarga la mezcla de combustible y cascarilla en forma de polvo 10 y se transporta mediante una rueda celular 18 a un recipiente de silo 20. In a post-connected filter 12, for example a fabric or sleeve filter, the fuel and scale mixture is discharged in powder form 10 and transported by a cell wheel 18 to a silo container 20.
El recipiente de silo 20 simboliza con el dispositivo posterior para la alimentación neumática de la mezcla de combustible y cascarilla preparada para la inyección 10 la tercera etapa de procedimiento. Ésta incluye el 5 almacenamiento en el silo, la regulación de la alimentación neumática de la mezcla de combustible y cascarilla preparada para la inyección 10 usando un recipiente a presión con nitrógeno 21, recipientes de envío o recipientes de alimentación 22, 23 y un recipiente de distribución 24 y una conducción de unión o conducción de transporte 25. Desde el recipiente de distribución 24 parten correspondientemente la pluralidad de toberas de soplado 27 conducciones de inyección 26 para las toberas de soplado 27, a través de las que se inyecta la mezcla de The silo container 20 symbolizes with the rear device for pneumatic feeding of the fuel and scale mixture prepared for injection 10 the third process stage. This includes storage in the silo, regulation of the pneumatic feed of the fuel mixture and scale prepared for injection 10 using a pressure vessel with nitrogen 21, shipping containers or feeding vessels 22, 23 and a container of distribution 24 and a connection conduit or transport conduit 25. From the distribution vessel 24 the plurality of blow nozzles 27 correspondingly inject lines 26 for blow nozzles 27, through which the mixture of injects is injected
10 combustible y/o carbón bruto preparada para inyección 10 junto con el aire de tiro caliente. 10 fuel and / or raw coal prepared for injection 10 together with the hot draft air.
Debido a las altas temperaturas de aproximadamente > 2000 °C en la región de las toberas de soplado del alto horno se quema el carbono del combustible dando monóxido de carbono, que reduce el óxido de hierro de los minerales con formación de dióxido de carbono a hierro. Debido a que en el caso de las partículas de cascarilla de la mezcla de combustible y cascarilla se trata, en particular, de óxidos de hierro, estos también se reducen. Due to the high temperatures of approximately> 2000 ° C in the region of the blasting nozzles of the blast furnace the carbon of the fuel is burned giving carbon monoxide, which reduces the iron oxide of the minerals with formation of carbon dioxide to iron . Because in the case of the scale particles of the fuel and scale mixture, in particular, they are iron oxides, these are also reduced.
15 Una ventaja esencial de la mezcla de combustibles según la invención compuesta por una mezcla de combustible y cascarilla preparada para la inyección se puede observar en que la cantidad de reductor para la cascarilla, frente a una cantidad comparable de mineral alimentada, es muy reducida con relación al contenido de metal. Simultáneamente se logra una valoración de un subproducto. Es ventajoso también que se pueda usar particularmente material de cascarilla contaminado con aceite. Se ha demostrado, además, que la alimentación de la An essential advantage of the mixture of fuels according to the invention composed of a mixture of fuel and scale prepared for injection can be seen in that the amount of reducer for the scale, compared to a comparable amount of fed ore, is greatly reduced with relation to metal content. Simultaneously an assessment of a by-product is achieved. It is also advantageous that oil-contaminated husk material can be used particularly. It has also been shown that the feeding of the
20 mezcla de combustible y cascarilla según la invención a través de las toberas de soplado del alto horno conduce a una optimización del proceso de alto horno, por ejemplo aumentando la aceleración de combustión del reductor, en particular del carbón introducido con boquillas y al menos parcialmente también del coque. Otras ventajas son la preparación y alimentación económica y eficaz de la mezcla de combustibles según la invención. The mixing of fuel and scale according to the invention through the blasting nozzles of the blast furnace leads to an optimization of the blast furnace process, for example by increasing the acceleration of combustion of the reducer, in particular of the carbon introduced with nozzles and at least partially also of coke. Other advantages are the economical and efficient preparation and feeding of the fuel mixture according to the invention.
Claims (12)
- 3. 3.
- Mezcla de combustibles según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque, Mixture of fuels according to claim 1 or 2, characterized in that,
- 4. Four.
- Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque, Mixture of fuels according to one of claims 1 to 3, characterized in that,
- 5. 5.
- Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, Mixture of fuels according to one of the preceding claims, characterized in that,
- 6. 6.
- Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, Mixture of fuels according to one of the preceding claims, characterized in that,
- 7. 7.
- Procedimiento para preparar y alimentar una mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores en el que se muele y se clasifica al menos un soporte de carbono sólido (6) y un material de cascarilla (7) en un molino (2) y se alimenta en forma de una mezcla de combustible y cascarilla preparada para inyección (10) a través de toberas de soplado (27) a un alto horno (28), Process for preparing and feeding a mixture of fuels according to one of the preceding claims in which at least one solid carbon support (6) and a scale material (7) is milled and classified in a mill (2) and fed in the form of a mixture of fuel and scale prepared for injection (10) through blow nozzles (27) to a blast furnace (28),
- 8. 8.
- Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque, Method according to claim 7, characterized in that,
- 9. 9.
- Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque, Method according to claim 7 or 8, characterized in that,
- 10. 10.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque, Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that,
- 11. eleven.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque, Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that,
- 12. 12.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque, Method according to one of claims 7 to 11, characterized in that,
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