MXPA01012288A

MXPA01012288A - Proceso para la fabricacion de hierro metalico fundido.

Info

Publication number: MXPA01012288A
Application number: MXPA01012288A
Authority: MX
Inventors: Tanigaki Yasuhiro
Original assignee: Midrex Int Bv Zuerich
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2002-07-30
Also published as: RU2240354C2; AU6016801A; CA2374703A1; WO2001073136A2; CN1366554A; US20010025550A1; KR100436381B1; EP1192286A2; US6503289B2; TW562861B; WO2001073136A3; KR20020021791A; BR0105935A; JP2001279313A

Abstract

Un proceso que comprende: cargar una substancia de compactacion de material en bruto que contiene un agente reductor carbonoso y una substancia que contiene oxido de hierro en un horno del tipo de solera movil; reducir la substancia de compactacion de material en bruto hasta una relacion de reduccion de 30 a 80% dentro del horno de reduccion para formar de esta manera una envoltura formada de hierro metalico o formar un estado en el que una envoltura de hierro metalico o hierro metalico se estiran alrededor en forma de red y un agente reductor carbonoso permanece en una holgura entre ellos; aglomerar escoria producida que contiene FeO dentro; cargar la substancia de compactacion reducida dentro de un horno de fundicion en un estado que mantiene una temperatura alta, y realizar la reduccion final y la fundicion para obtener hiero metalico fundido.

Description

PROCESO PARA LA FABRICACIÓN DE HIERRO METÁLICO FUNDIDO CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN 5 La presente invención se refiere a una mejora de la técnica para calentar y reducir óxido de hierro, tal como mineral de hierro, por un agente reductor carbonoso, tal como coque, para obtener hierro metálico fundido, y se refiere a un proceso mejorado para reducir eficientemente óxido de 10 hierro en hierro metálico mediante procesamiento simple, y para producir de forma efectiva el máximo calor de mantenimiento de hierro metálico para fabricar hierro metálico fundido de forma económica y con productividad excelente . 15 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchas propuestas se han hecho hasta ahora, en las que una fuente de óxido de hierro, tal como mineral de hierro y óxido de hierro, se mezclan con un agente reductor carbonoso, tal como coque, para compactarlo en un granulo o una 20 briqueta, y la substancia compactada es calentada para reducir de esta manera el óxido de hierro en la substancia compactada para obtener hierro metálico. Por ejemplo, existe un proceso que comprende: utilizar materiales en bruto de un granulo de óxido de hierro en polvo 25 fino que tiene un material carbonoso sólido como un agente de reducción internamente, calentar éste en un horno de reducción del tipo de solera rotativa para pre-reducción, alimentar la substancia pre-reducida obtenida desde un horno de reducción hasta un horno de refinado a una temperatura no 30 inferior a 1000 °C para refinado, y progresar adicionalmente la reducción para fabricar hierro metálico fundido. Este proceso comprende compactar una mezcla de materiales en -* *» ???????*1?miJKátfmi ,i bruto, que incluyen óxido de hierro en polvo y material carbonoso sólido, en una substancia en forma de granulo o una substancia en forma de terrón, calentar la substancia durante aproximadamente 10 a 50 minutos a una temperatura relativamente baja desde 1100 hasta 1350 °C, después secar o sin secar continuar la reducción hasta aproximadamente 50 a 90% de la relación de reducción, y llevar a cabo a continuación el refinado y la reducción final. Sin embargo, en este proceso, puesto que la temperatura de calentamiento en el tiempo de reducción es baja, se requiere un periodo de tiempo largo para calentar y reducir, y para realizar una producción en volumen, es necesaria una instalación a gran escala y, además, la cantidad de consumo de energía requerida para la reducción es grande. Existe otro proceso que comprende compactar óxido de hierro carbonoso, que tiene un agente reductor carbonoso, en una substancia granular o en forma de terrones internamente, calentar y reducir la substancia compactada moviéndola al mismo tiempo en una dirección horizontal en la solera móvil, producir y hacer crecer una envoltura de hierro metálico para hacer avanzar de esa manera la reducción hasta que el óxido de hierro no está presente allí, aglomerar la escoria producida dentro de la envoltura de hierro metálico, descargarla desde la solera móvil y calentarla adicionalmente para fundir de esta manera la envoltura de hierro metálico, y separarla en escoria fundida y hierro metálico fundido. De acuerdo con este proceso, puesto que el calentamiento y la reducción se llevan a cabo a una temperatura alta no inferior a 1300 °C, el tiempo requerido para la reducción puede reducirse considerablemente, pero puesto que la reducción debería ser continuada hasta que el óxido de hierro no esté presente substancialmente allí después que se ha formado la envoltura de hierro metálico, se requiere un tiempo considerable hasta que se termina la reducción, y por consiguiente, la distancia de movimiento horizontal es larga, la instalación alcanza una escala grande y el consumo de energía es grande. Adicionalmente, en este proceso, puesto que la energía requerida para la reducción térmica y la energía requerida para la reducción final y la fundición están descompensadas, la energía térmica es antieconómica. Existe un proceso para fabricar hierro en lingotes que utiliza compacto que comprende óxido de hierro y agente reductor carbonoso en un estado parcialmente reducido como material en bruto. El compacto en un estado parcialmente reducido utilizado en este proceso es compacto de una estructura de dos capas, que comprende una envoltura que consta principalmente de hierro metálico y un núcleo interior que consta principalmente de hierro metálico, óxido de hierro y carbono libre. El compacto parcialmente reducido, cuyo contenido de hierro total en % en masa no es menor al 70%, cuyo contenido de hierro metálico es de 20 a 50%, cuyo contenido de carbono libre no es menor al 5%, y el volumen del compacto no es inferior 20 cm3, se utiliza como material en bruto, que es cargado dentro de un horno de cubeta y calentado para obtener de esta manera hierro metálico fundido. El compacto parcialmente reducido tiene hierro metálico, carbono libre y óxido de hierro mezclados dentro, como se describe anteriormente. Sin embargo, la cantidad de carbono libre es de 5 a 10%, que no es suficiente para la reducción del óxido de hierro que permanece en el estado parcialmente reducido y para cementación necesaria para fundición eficiente, de manera que en la etapa de cementación y fundición final, que es una etapa siguiente, debería añadirse carbono de forma separada. Además, en este proceso, el compacto parcialmente reducido es fundido y reducido en un alto horno para fabricar hierro en lingotes, pero es necesario, para mejorar la eficiencia de procesamiento en el alto horno, mantener la permeabilidad al gas en el horno en un nivel alto, para cuyo propósito, el compacto de material en bruto debería tener un diámetro grande (para asegurar un volumen no inferior a 20 cm3 en un estado esférico, un diámetro no inferior a aproximadamente 3,4 cm) , complicándose considerablemente la fabricación de una briqueta o granulo de diámetro grande como se describe, de manera que no solamente es necesario un equipo de formación de terrones de uso exclusivo, sino que también la producción es pobre, careciendo de flexibilidad de procesamiento del material en bruto. OBJETO DE LA INVENCIÓN Un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso que comprende: reducir una substancia de compactación de material en bruto que contiene un agente reductor carbonoso y una substancia que contiene óxido de hierro para fabricar hierro metálico, continuando eficientemente la reducción sin implicar una carga excesiva en la pre-compactación de material en bruto para obtener una substancia parcialmente reducida; continuar, en un periodo de tiempo corto y eficientemente, la reducción adicional y la fundición en un estado de mantenimiento de la temperatura de la substancia parcialmente reducida para permitir la producción de hierro fundido de alta pureza con productividad excelente.

El asunto objeto del proceso de fabricación de acuerdo con la presente invención comprende: cargar una substancia de compactación de material en bruto que contiene un agente reductor carbonoso y una substancia que contiene óxido de hierro dentro de un horno de reducción de tipo de solera ii. *. £..! móvil; y reducir la substancia de compactación de material en bruto hasta una relación de reducción de 30 a 80% dentro del horno de reducción para formar de esta manera una envoltura de hierro metálico; o formar, con el hierro metálico estirado alrededor en forma de red, un estado en el que la substancia carbonosa permanece en una holgura en el interior, y aglomerar la escoria producida que contiene FeO en el interior, extraer la substancia compactada reducida (substancia parcialmente reducida) en un estado de mantenimiento de una temperatura alta fuera del horno de reducción para cargarla dentro de un horno de fundición de tipo de calentamiento por arco o un horno de baño de hierro; y realizar la reducción final, cementando y fundición para obtener hierro metálico fundido. En la realización del proceso anterior, el óxido de hierro que permanece en la substancia de compactación de material en bruto reducida se reduce adicionalmente dentro del horno de fundición, y el agente reductor carbonoso cementa el hierro reducido producido. Sin embargo, preferiblemente, si un agente reductor carbonoso excede de 3 a 6% en % en masa con respecto a la cantidad equivalente teórica necesaria para reducir óxido de hierro que está contenido en la substancia compactada cuando se produce la substancia de compactación de material en bruto, se continúa el calentamiento y la reducción completamente sin requerir carga adicional del agente reductor carbonoso, y más tarde la cementación puede continuarse de una manera eficiente. Si una temperatura interna de un horno de reducción en el que se realiza la reducción, está controlada en el intervalo de 1350 a 1450°, o la temperatura de la substancia de compactación de material en bruto cargada dentro del horno de reducción es adicionalmente elevada rápidamente hasta una . 1 temperatura no inferior a 800°C durante 2 minutos, la reducción puede continuarse eficientemente en un periodo de tiempo corto. Si la temperatura es controlada de una manera como se describe anteriormente, la reducción anterior de la substancia de compactación de material en bruto puede continuarse en un periodo de tiempo extremadamente corto, es decir, de 3 a 5 minutos. Además, para obtener de forma más positiva la el efecto de mejora de la tasa de reducción provocado por el control de la temperatura, como se describe, es más efectivo utilizar substancia de compactación de material en bruto en forma de briqueta o en forma de granulo que tiene un diámetro de 3 a 25 mm. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es una vista que muestra, cuando se realiza la reducción y fundición de una substancia de compactación de material en bruto en un experimento fundamental , una temperatura ambiente, una temperatura de la substancia de compactación de material en bruto, una relación de reducción, y un cambio de las cantidades generadas de CO, C02. La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas de la presente invención. La figura 3 es una vista explicativa esquemática en sección, que ilustra un horno de reducción de solera móvil y horno de fundición de la presente invención. La figura 4 es una vista explicativa esquemática en sección, que ilustra otro horno de reducción de solera móvil y horno de fundición de la presente invención. La figura 5 es una vista esquemática en planta que ilustra otro horno de reducción de solera rotativa de la presente invención; y La figura 6 es una fotografía que ilustra una substancia parcialmente reducida en un estado en el que el hierro metálico es estirado alrededor en forma de red. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En la presente invención, se emplea un proceso para Ipabricar hierro metálico fundido, en el que se utiliza un horno de reducción y de calentamiento del tipo de solera rotativa como un horno de calentamiento y de reducción del tipo de solera móvil, estando ajustada una relación de reducción en un estado sólido en el intervalo de 30 a 80%, y una substancia parcialmente reducida producida en ese tiempo se suministra a un horno de fundición en un estado de alta temperatura, y se realizan la reducción final y la fundición para fabricar hierro metálico fundido. La substancia parcialmente reducida indicada aquí es una substancia parcialmente reducida en forma de campana que tiene una construcción en la que la escoria producida en el interior de una envoltura de hierro metálico es aglomerada, o una substancia parcialmente reducida en un estado en el que el hierro metálico es estirado alrededor en forma de red y un agente reductor carbonoso permanece en una holgura del mismo (ver la figura 6, descrita más tarde) . Si se utiliza la substancia parcialmente reducida como un material en bruto de fundición, puesto que la reducción y fundición se continúan en un estado en el que el FeO en la escoria está confinado dentro de una envoltura de hierro metálico o dentro de una célula de hierro metálico constituida en forma de red, la pérdida de refractario fundido (penetración y erosión) en un horno de procesamiento provocada por FeO puede suprimirse en la mayor medida posible, particularmente en la etapa de fundición; y, como puede ser el caso, puesto que se reduce rápidamente la cantidad de FeO que puede fluir hacia fuera, por el agente reductor carbonoso que permanece en la substancia parcialmente reducida, la pérdida de refractario fundido en un horno de procesamiento puede suprimirse hasta el límite mínimo. La relación de reducción mencionada en al presente invención es un valor obtenido por la siguiente ecuación: Relación de reducción = [cantidad de oxígeno retirado en el curso de la reducción / oxígeno en el óxido de hierro contenido en la substancia de compactación de material en bruto] *100 (%) A continuación, se explicará claramente la razón por la que se determina que la relación de reducción de la substancia de compactación de material en bruto en el tiempo de reducción está en el intervalo de 30 a 80%. La figura 1 es una vista que muestra los resultados obtenidos por el experimento fundamental . Este experimento muestra una temperatura interna y una temperatura de la atmósfera de un granulo de material en bruto y una transición de una relación de reducción, y un cambio de las cantidades de gas CO y gases C02 producidas durante ese periodo, cuando se carga una substancia de compactación de material en bruto (un granulo, cuyo diámetro tiene 16 a 19 mm) utilizando mineral de hierro como una fuente de óxido de hierro y carbón como un agente reductor carbonoso, en un horno cuya temperatura de la atmósfera está controlada hasta aproximadamente 1300 °C, se realiza la reducción de sólido hasta que la relación de reducción (relación de retirada de oxígeno en óxido de hierro en la substancia de compactación de material en bruto) alcanza aproximadamente 100%, y se eleva la temperatura de la atmósfera adicionalmente hasta 1425°C para calentar y fundir adicionalmente hierro reducido para producir hierro metálico fundido . Como será evidente a partir de la figura, la relación de reducción de óxido de hierro en la substancia de compactación de material en bruto se eleva rápidamente con el paso del tiempo de calentamiento, pero la reducción de óxido de hierro durante ese periodo depende materialmente de la reducción de apsóxido de hierro por el agente reductor carbonoso contenido en la substancia de compactación de material en bruto y el gas CO reductor producido de esta manera, y la relación de reducción se eleva rápidamente a medida que se incrementa la cantidad generada del gas CO. Una curva ascendente de la relación de reducción alcanza el máximo cuando la cantidad generada del gas CO alcanza el valor máximo, y después la curva ascendente de la relación de reducción se atenúa con la reducción de la cantidad generada del gas CO. Se considera que un fenómeno de este tipo resulta del hecho de que se forma una envoltura de hierro metálico sobre la capa de superficie de la substancia de compactación de material en bruto por la reducción de sólido, o se forma una capa de envoltura de la construcción en la que el hierro metálico se estira alrededor en forma de red, el gas CO producido por la reacción entre el agente reductor carbonoso presente dentro y el óxido de hierro son confinados en la envoltura del metal, y la relación de reducción se eleva rápidamente a medida que un potencial de reducción interna se eleva rápidamente. Se juzga que cuando la relación de reducción alcanza un cierto nivel, la cantidad de óxido de hierro y de agente reductor carbonoso que queda dentro se reduce, de manera que la cantidad de gas CO generada se reduce también, como resultado de lo cual a continuación se atenúa la velocidad ascendente de la relación de reducción. Como se entenderá a partir de la figura, puede asegurarse que la circunstancia de que la relación de reducción sea estabilizada para indicar la velocidad ascendente alta, de manera que la relación de reducción de la substancia de compactación de material en bruto se eleva rápidamente, está en una región hasta que la relación de reducción alcanza 80%, y a continuación se atenúa la tendencia ascendente de la relación de reducción. A partir de la tendencia, como se describe, la reducción de sólido se realiza eficientemente en un periodo de tiempo corto con la máxima eficiencia cuando se eleva un potencial de reducción interna provocado por la formación de la envoltura en un periodo de reducción de sólido. A continuación, la elevación de la relación de reducción se atenúa con la reducción de la cantidad de gas CO generado. A continuación, incluso si la reducción de sólido se continúa en ese estado, no puede esperarse una elevación rápida de la relación de reducción por unidad de tiempo, que será bastante pequeña acortando el tiempo de reducción. A partir de lo que precede, la presente invención emplea un proceso en el que el procedimiento es detenido en el estado parcialmente reducido hasta "la relación de reducción del 80%", en el que la reducción de sólido se realiza de la manera más eficiente posible, la substancia parcialmente reducida obtenida es cargada dentro de un horno de fundición donde se obtiene una alta eficiencia de calentamiento, y el calentamiento y la reducción, y la cementación y la fundición del óxido que queda en el estado parcialmente reducido son realizadas eficientemente en un periodo de tiempo corto. Mediante el empleo de un procedimiento de este tipo, como se describe, el tiempo total requerido para la reducción adicional a partir de la reducción de sólido y la cementación y fundición puede acortarse considerablemente para permitir una mejora considerable de la productividad del hierro metálico fundido. El límite inferior de la relación de reducción en el ^á iA^ J: £ . ., ..,!.». J periodo de reducción de sólido se determina hasta el 30%, porque cuando la relación de reducción de la substancia parcialmente reducida que debe cargarse dentro del horno de fundición, tal como un horno de fundición de tipo de calentamiento por arco y un horno de baño de hierro, es inferior al 30%, no solamente la formación de la envoltura metálica es insuficiente, sino que también una parte de óxido de hierro en un estado no reducido es fundido en el momento de la cementación y fundición y es mezclada dentro de la escoria producida para provocar el refractario revestido del horno de procesamiento dé lugar a una pérdida de fundición grande. Sin embargo, si la relación de fundición es continuada hasta al menos 30% en la etapa de reducción de sólido, el óxido de hierro en el estado no reducido adopta un estado que es mantenido dentro de la envoltura de hierro metálico formada en el periodo de reducción de sólido o la envoltura en forma de red del hierro metálico, por lo que el calor es recibido rápidamente dentro del horno de fundición y la reducción y cementación continúan rápidamente dentro de la envoltura, de manera que se suprime el flujo de salida como óxido de hierro fundido al exterior y raras veces se produce pérdida de fundición del refractario revestido. A partir de las razones descritas anteriormente, en la presente invención, se determina que el límite inferior de la relación de reducción al final del periodo de reducción de sólido no es inferior al 30% pero para prevenir de una forma más positiva la pérdida de fundición del refractario revestido debida al flujo de salida del óxido de hierro fundido, preferiblemente, la relación de reducción en el periodo de reducción de sólido se eleva hasta no menos del 40%, más preferiblemente, no menos del 50%. Adicionalmente, para continuar la relación de reducción del periodo de reducción de sólido, preferiblemente, la temperatura atmosférica del periodo de reducción de sólido se controla hasta el intervalo de 1350 a 1450 °C, y a una temperatura inferior a 1350 °C, la velocidad de la reducción de sólido es lenta, de manera que es difícil que se forme la envoltura del hierro metálico, fallando completamente el objeto de utilización del acortamiento del tiempo de procesamiento. Además, cuando la reducción de sólido se realiza a una temperatura alta que excede de 1450 °C, la fundición de óxido de hierro se produce en el tiempo de la reducción de sólido, de manera que es difícil que se forme la envoltura del hierro metálico, y el refractario de la solera del horno de reducción es dañado materialmente debido al incremento de óxido de hierro lixiviado fuera de la substancia de compactación del material en bruto en el estado de fundición, lo que representa un defecto significativo en la realización del funcionamiento continuo. En consideración de este punto, la temperatura más preferible del periodo de reducción de sólido está en el intervalo de 1380 a 1430 °C, y preferiblemente, para realizar la reducción en un tiempo más corto, la temperatura se eleva rápidamente hasta no menos de 800°C, más preferiblemente, no menos de 1000°C durante 2 minutos. Cuando la reducción de sólido se realiza a una temperatura elevada hasta una temperatura alta como se describe, el tiempo requerido para mejorar la relación de reducción hasta 30 a 80% puede reducirse hasta aproximadamente 3 a 5 minutos . Para continuar adicionalmente de una manera uniforme la reducción de sólido, además para reducir y cementar y fundir a continuación por medio del horno de fundición, es necesario limitar la cantidad de compuesto en exceso del agente reductor carbonoso contenido en la substancia de compactación con respecto a la cantidad equivalente teórica para la reducción de óxido de hierro en la substancia de compactación y su cementación durante el curso de fabricación de la substancia de compactación de material en bruto. Esto es debido a que, cuando la substancia parcialmente reducida es cargada dentro del horno de fundición para realizar la reducción final y cementación y fundición, se omite la carga adicional del agente reductor carbonoso. Por consiguiente, el grado del agente reductor carbonoso que debe mezclarse en exceso es tal que se asegure la cantidad necesaria para la reducción de óxido de hierro en la substancia de compactación y su cementación. La cantidad de cementación es normalmente 2 a 3,5%, pero varía dependiendo de la condición de la temperatura y el gas atmosférico en el tiempo de cementación y fundición. El agente reductor carbonoso es consumido también por gas oxidativo (C02 o H20) producido por un quemador que calienta en el tiempo de reducción, y para asegurar la cantidad de agente de reducción de carbono necesaria para la reducción del óxido de hierro residual y la cementación de hierro reducido en consideración, debería mezclarse preferentemente una cantidad en exceso no inferior al 3% con respecto a la cantidad equivalente teórica necesaria para la reducción de óxido de hierro en la substancia de compactación de material en bruto. Sin embargo, el contenido excesivo da lugar a un derroche desde un punto de vista económico, y preferiblemente, la cantidad en exceso debería ser reducida hasta el 6%. Además, para elevar rápidamente la temperatura, la substancia de compactación de material en bruto en el tiempo de reducción de sólido para continuar la reducción de sólido, preferiblemente, la substancia de compactación es reducida hasta no más de 25 mm en conversión de diámetro. Cuando el t **.**** t^.-.. tamaño de la substancia de compactación es demasiado grande, la velocidad de elevación de la temperatura de la substancia de compactación de material en bruto provocada por el calentamiento del quemador y el calor radiante es lenta, y el efecto de acortamiento del tiempo de reducción de sólido pretendido por la presente invención es posiblemente dañado. Sin embargo, cuando la substancia de compactación es demasiado pequeña, es difícil formar la envoltura del hierro metálico y la envoltura del hierro metálico en forma de red, produciéndose allí la tendencia de que se perjudica el avance de la reducción rápida debido a la elevación del potencial de reducción interno, y por lo tanto, preferiblemente, el tamaño es ajustado hasta aproximadamente no menos de 3 mm en conversión de diámetro. El uso de la expresión "conversión en diámetro" significa aquí que la substancia de compactación no está especificada para una configuración esférica, sino que serán suficientes configuraciones diferentes tales como ovalada, en forma de huevo, en forma de barra corta (en forma de granulo) y en forma de terrones, etc. En resumen, si se utiliza una substancia de compactación de material en bruto que tiene el tamaño en conversión en diámetro, es posible que muestre efectivamente la formación de la envoltura del hierro metálico y se provoca de esta manera el efecto de mejora de la velocidad de reducción provocado por la mejora del potencial de reducción interna. De acuerdo con la presente invención, la relación de reducción del periodo de reducción de sólido se limita al intervalo de 30 a 80% para realizar de esta manera la reducción de sólido de una forma más eficiente, luego la substancia parcialmente reducida obtenida es cargada dentro del horno de fundición en un estado de mantenimiento a alta temperatura para calentarla rápidamente, y el óxido de hierro .i ?tn?JJ. * t.•..-.. que queda en la substancia parcialmente reducida se reduce adicionalmente y se cementa rápidamente por la acción del agente reductor carbonoso para permitir de este modo la fabricación del hierro metálico fundido de una manera extremadamente eficiente en un periodo de tiempo corto. En lo que sigue, la presente invención se describirá más concretamente con referencia al dibujo. Naturalmente, la presente invención no está limitada a las ilustraciones, sino que, por supuesto, se pueden realizar los cambios adecuados que sean necesarios y que se incluyen en el alcance técnico de la presente invención. La figura 2 es un diagrama de flujo que muestra un ejemplo de fabricación de hierro metálico fundido de acuerdo con la presente invención. Una fuente de óxido de hierro (tal como mineral de hierro) y un agente reductor carbonoso (tal como coque, polvo de carbón, etc.) se mezclan uniformemente, y se combinan con un aglutinante tal como bentonita y almidón, como sea necesario, para fabricar una substancia de compactación de material en bruto. En la fabricación de la substancia de compactación de material en bruto, como se describe anteriormente, el agente reductor carbonoso es mezclado en una cantidad en exceso de 3 a 6% con respecto a la cantidad equivalente teórica necesaria para reducir óxido de hierro, con respecto a la fuente de óxido de hierro en el material en bruto, y el tamaño compacto del mismo se ajusta hasta el intervalo desde 3 a 25 mm en conversión del diámetro, más preferiblemente, hasta el intervalo desde 6 a 20 mm. Más generalmente, la configuración de la substancia de compactación es aproximadamente esférica, pero configuraciones tales como una configuración ovalada, una configuración en forma de huevo, y una configuración de barra corta pueden emplearse adecuadamente. Serán satisfactorias **as~ también una configuración en forma de granulo, una configuración en forma de briqueta, o una configuración en forma de terrones. En la fabricación de la substancia de compactación de material en bruto, puede estar contenida una cantidad adecuada de piedra caliza o hidróxido de calcio que tiene un función de desulfuración. La substancia de compactación de material en bruto obtenida es cargada dentro del horno de reducción del tipo de solera móvil, y la reducción de sólido es continuada calentándola en la solera. La reducción de sólido es continuada elevando la temperatura, preferiblemente, hasta no menos de 800 °C, durante 2 minutos, más preferiblemente, no menos de 1000°C, y calentando a una temperatura atmosférica de 1300 a 1450°C. Mediante el empleo de condiciones de temperatura de este tipo, la substancia de compactación de material en bruto continúa siendo reducida desde la superficie para formar una envoltura de hierro metálico sobre la superficie, o formar un estado en el que el hierro metálico es estirado alrededor en forma de red (ver la figura 6 descrita más adelante) , y se forma una atmósfera de alto potencial de reducción dentro de la envoltura de hierro metálico o dentro de la construcción de red, por lo que la reducción se continúa dentro rápidamente. Sin embargo, en la presente invención, la relación de reducción se limita hasta el intervalo de 30 a 80% en la etapa de reducción de sólido y la reducción se continúa eficientemente para obtener hierro parcialmente reducido. En ese tiempo, el tiempo requerido es muy corto, y la reducción de sólido se termina en aproximadamente 3 a 5 minutos. El hierro parcialmente reducido obtenido se forma con una envoltura de hierro metálico sobre la superficie del mismo, o con una envoltura en la que el hierro metálico se ¡? ? ? ..... i Í.. - _^_^^_ estira alrededor en forma de red (ver la figura 6) , que contiene dentro óxido de hierro en un estado no reducido, un agente reductor carbonoso no-reaccionado y escoria producida, la temperatura está en un estado de temperatura alta de 1350 a 1450 °C, y el hierro parcialmente reducido se carga dentro del horno de fundición en el estado de alta temperatura. Los hornos de fundición utilizados incluyen, por ejemplo, un horno de fundición del tipo de calentamiento por arco y un horno de baño de hierro (que incluye un convertidor) , y puesto que el hierro metálico fundido a alta temperatura obtenido en la carga previa es almacenado dentro (solamente en el primer tiempo, el calentamiento y la fundición de hierro parcialmente reducido se realizan por un calentamiento por arco o similar) , la reducción del óxido de hierro residual se continúa rápidamente por el calor del hierro metálico fundido dentro del horno de fundición y el hierro metálico producido recibe cementación por el agente reductor carbonoso que está presente en exceso, y se funde rápidamente para fusionarse con el hierro metálico fundido en el horno de fundición. La escoria producida en ese tiempo flota sobre la superficie del horno de fundición, y puede descargarse desde la superficie por medios adecuados. El hierro metálico fundido obtenido es retenido en el horno de fundición o transferido una vez a un horno de refinado para aplicar procesos tales como descarburación, desulfuración, desfosforación, etc. al mismo para obtener acero fundido, o se añade adicionalmente una cantidad adecuada de elemento de aleación al mismo para fabricar acero fundido de aleación Es decir, de acuerdo con la presente invención, la reducción se detiene en el intervalo de 30 a 60% de la relación de reducción, en la que se obtiene la velocidad de reducción máxima en el periodo de reducción de sólido, y el hierro parcialmente reducido generado se alimenta al horno de fundición en el estado de temperatura alta para recibir adicionalmente reducción, cementación y fundición. El calor de mantenimiento del hierro parcialmente reducido puede utilizarse efectivamente como está, y el hierro parcialmente reducido es calentado rápidamente por el hierro metálico fundido de alta temperatura retenido en el horno de fundición para efectuar la reducción final, la cementación y la fundición, acortando de esta manera materialmente el tiempo de procesamiento como un conjunto. Además, el tiempo requerido para reducción de sólido está dentro de 10 minutos, incluso si se añade tiempo de elevación de la temperatura, como se describe anteriormente, y a continuación la reducción final y la cementación y la fundición por el horno de fundición se terminarán también en un periodo de tiempo corto, dentro de 10 minutos, siendo capaz de mantener, por lo tanto, el equilibrio de tiempo y la energía térmica entre ambas etapas, y siendo capaz de simplificar materialmente una serie de manipulaciones de las etapas. Además, con respecto a la velocidad de producción, ésta puede ajustarse de forma adecuada diseñando la capacidad del horno de fundición de acuerdo con una escala del horno de reducción de sólido. La figura 3 es una vista explicativa esquemática en sección que ilustra el equipo provisto con un horno de reducción y un horno de fundición al que se aplica la presente invención. Un horno de reducción de tipo de solera rotativa 1 es utilizado como un horno de reducción del tipo de solera móvil, un horno de fundición del tipo de calentamiento por arco 2 se proporciona adyacente a la posición de instalación del horno 1, y el hierro A parcialmente reducido a alta temperatura fabricado ¿^^^^j^fe^^^s^ continuamente en el horno de reducción 1 se suministra inmediatamente al horno de fundición del tipo de calentamiento por arco 2 para recibir adicionalmente la reducción, la cementación y la fundición. El hierro fundido Fe producido y la escoria producida pueden extraerse fuera del horno de fundición 2 continuamente o de forma periódica.

La figura 4 es una vista explicativa esquemática en sección que muestra otro más ejemplo al que se aplica la presente invención. Un horno de reducción del tipo de solera rotativa 1, similar al mencionado anteriormente, se utiliza como un agente reductor del tipo de solera móvil, un horno de baño de hierro (convertidor) está previsto adyacente a la posición de instalación del horno 1, el hierro parcialmente reducido a alta temperatura producido continuamente en el horno de reducción 1 se suministra inmediatamente al horno de baño de hierro 3 para recibir adicionalmente la reducción, la cementación y la fundición, se sopla oxígeno (o aire) por una lanza de soplado superior o una tobera inferior para efectuar el refinado de descarburación para obtener hierro metálico fundido, y se realiza la separación de escoria producida que flota en la superficie. Donde los contenidos de S, P, Si, etc. contenidos en el hierro parcialmente reducido son excesivos, se realiza desulfuración, desfosforación y desilicificación para efectuar el soplado, y a continuación, se añade una cantidad adecuada de elemento de aleación que sea necesaria para obtener acero de aleación. Como horno de reducción del tipo de solera móvil utilizado en la presente invención, puede utilizarse cualquier horno de reducción tal como un tipo de solera rotativa, un tipo de rejilla recta o similar con tal que éstos tengan una función capaz de calentar continuamente la substancia de compactación de material en bruto por un calentamiento con quemador o similar en la solera que se mueve continuamente. Además, aunque en la ilustración anterior se muestra un ejemplo en el que la substancia parcialmente reducida se extrae fuera de un lugar del horno de reducción de tipo de solera rotativa y se suministra al horno de fundición, hay que indicar que, por ejemplo, como se muestra en la figura 5, la substancia parcialmente reducida puede extraerse fuera desde varios lugares (dos lugares en la ilustración) del horno de reducción del tipo de solera rotativa y se suministra dentro del horno de fundición. Además, cualquier horno de fundición puede utilizarse con tal que tenga la construcción en la que el hierro metálico puede calentarse y fundirse, y pueden utilizarse un horno del tipo de calentamiento por arco y un horno de baño de hierro (incluyendo un convertidor) . En la presente invención, que está constituida como se describe anteriormente, la relación de reducción por la reducción de sólido utilizando el horno de reducción de tipo de solera móvil se limita hasta el intervalo de 30 a 80%, y la substancia parcialmente reducida obtenida se alimenta al horno de fundición en el estado de mantenimiento de alta temperatura, y la reducción final, la cementación, y la fundición se realizan para suprimir la pérdida de fundición de los refractarios del horno de reducción y del horno de fundición en la mayor medida posible para producir hierro metálico fundido eficientemente en un periodo de tiempo corto. Además, en la presente invención, el tiempo requerido para obtener la substancia parcialmente reducida por la reducción de sólido no es muy diferente del tiempo requerido para cargar la substancia parcialmente reducida al horno de fundición para efectuar la reducción adicional y la cementación y la fundición, sino que el equilibrio de tiempo la t J. A ?. *- JBJU» * >. -»J-J--««.. . .^HJJ^. . ....?ir^».. , . , ___________^__^_______ y energía puede mantenerse bien entre ambas etapas, por lo que se puede utilizar efectivamente la substancia parcialmente reducida de alta temperatura como una fuente de calentamiento para el horno de fundición y se puede reducir hasta el límite mínimo el consumo de energía total del equipo .

Claims

Reivindicaciones

1. Un proceso para fabricar hierro metálico fundido, que comprende : compactar una substancia de compactación de material en bruto que contiene un agente reductor carbonoso y una substancia que contiene óxido de hierro; cargar dicha substancia de compactación de material en bruto dentro de un horno de reducción del tipo de solera móvil para reducir dicha substancia de compactación de material en bruto hasta una relación de reducción 30 a 80% dentro de dicho horno de reducción para formar de esta manera un estado en el que una envoltura formada de hierro metálico o hierro metálico se estiran alrededor en forma de red, y un agente reductor carbonoso permanece en una holgura entre ellos; aglomerar la escoria producida que contiene FeO dentro; cargar dicha substancia de compactación reducida en un horno de fundición en un estado que mantiene una temperatura alta, y realizar la reducción final y la fundición.

2. Un proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha substancia de compactación de material en bruto es compactada con un agente reductor carbonoso que excede en un 3 a 6% en masa con respecto a una cantidad equivalente teórica necesaria para reducir óxido de hierro contenido en dicha substancia de compactación.

3. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicho horno de fundición es un horno de fundición de tipo de calentamiento por arco o un horno de baño de hierro, el óxido de hierro que permanece en dicha substancia de compactación de material en bruto es reducido, y el hierro reducido es cementado por el agente reductor carbonoso para fundir el primero.

4. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una temperatura interna de dicho horno de reducción, cuando tiene lugar la reducción, está en el intervalo de 1350 a 1450°C.

5. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la reducción de la substancia de compactación de material en bruto en dicho horno de reducción se lleva a cabo durante 3 a 5 minutos.

6. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque dicha substancia de compactación de material en bruto es compactada en un granulo o briqueta que tiene un diámetro de 3 a 25 mm.

7. Un proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la substancia de compactación de material en bruto cargada en dicho horno de reducción se eleva hasta una temperatura no inferior a 800 °C durante 2 minutos .

8. Un proceso para fabricar hierro metálico fundido, que comprende: cargar una substancia de compactación de material en bruto que contiene un agente reductor carbonoso y una substancia que contiene óxido de hierro dentro de un horno de tipo de solera móvil; reducir dicha substancia de compactación de material en bruto hasta una relación de reducción de 30 a 80% dentro de dicho horno de reducción para formar de esta manera una envoltura formada de hierro metálico o formar un estado en el que una envoltura formada -^ Jh i-*t i de hierro metálico o hierro metálico se estiran alrededor en forma de red y un agente reductor carbonoso permanece en una holgura entre ellos; aglomerar la escoria producida que contiene FeO dentro; cargar dicha substancia de compactación reducida en un horno de fundición en un estado que mantiene una temperatura alta, y realizar la reducción final y la fundición.