MXPA03011868A - Metodo para fabricar pepitas de metal. - Google Patents

Metodo para fabricar pepitas de metal.

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Abstract

Un metodo para hacer pepitas de metal incluye calentar un material conteniendo una sustancia conteniendo oxido metalico y un agente reductor carbonoso para reducir oxido metalico en el material, y calentar mas el metal producido para fundir el metal dejando al mismo tiempo que el metal se separe de un componente de escoria subproducto y forme hierro granular. Se mezcla un acelerador de cohesion para la escoria subproducto en el material para producir pepitas de metal que tienen alta pureza de metal, gran diametro y excelentes propiedades de transporte y manejo con alto rendimiento y alta productividad.

Description

MÉTODO PARA FABRICAR PEPITAS DE METAL CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a métodos para fabricar pepitas de metal . En particular, la presente invención se refiere a un método mejorado para fabricar pepitas de metal de alta pureza, tal como pepitas de hierro, que tienen un diámetro grande y excelentes cualidades de transporte y manejo, incluyendo el método calentar una mezcla de una sustancia conteniendo óxido metálico y un agente reductor carbonoso para reducir el óxido metálico, en el que se añade al material un material auxiliar para aumentar la fluidez y promover la cohesión de la escoria subproducto fundida. El método mejorado logra alto rendimiento y alta productividad. Esta memoria descriptiva describe un método para fabricar pepitas de hierro a las que la presente invención se aplica más eficazmente. Sin embargo, la presente invención no se limita a la fabricación de pepitas de hierro. La presente invención también se puede aplicar eficazmente a la fabricación de ferrocromo o ferroníquel calentando y reduciendo mineral conteniendo cromo o mineral conteniendo níquel, por ejemplo. En la presente invención, el término "pepitas" no significa necesariamente las de forma esférica e incluye las que tienen forma elíptica, forma oval, y sus formas ligeramente deformadas. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un ejemplo de un método conocido para fabricar hierro metálico calentando y reduciendo una fuente de óxido de hierro es un proceso directo de fabricación de hierro para obtener hierro reducido por reducción directa de pelets de mineral de hierro u óxido de hierro usando un material carbonoso o un gas reductor. En concreto, se conoce en la técnica un proceso de horno de cuba, tal como un proceso Midrex. En el proceso directo de fabricación de hierro, se sopla un gas reductor hecho de gas natural y análogos desde una tobera en una porción inferior del horno de cuba para obtener hierro reducido reduciendo óxido de hierro usando la potencia reductora del gas reductor. Recientemente ha recibido mucha atención un proceso para hacer hierro reducido usando un material carbonoso, tal como carbón, como el agente reductor en lugar de gas natural . Por ejemplo, ya se ha puesto en práctica el denominado proceso SL/RN de calentar y reducir pelets sinterizados de mineral de hierro o análogos con polvo de carbón en un horno rotativo. La publicación de USP 3.443.931 describe otro proceso para hacer hierro reducido, incluyendo el proceso hacer bloques de una mezcla de material carbonoso y polvo de óxido de hierro y reducir los bloques en una solera rotativa. En este proceso, la reducción se lleva a cabo calentando los bloques de una mezcla del material carbonoso y mineral de hierro en polvo en una atmósfera a alta temperatura. El hierro reducido hecho con los procesos antes descritos se puede usar directamente como una fuente de hierro para un horno eléctrico o se puede someter a formación de briquetas o análogos antes de utilizarse como la fuente de hierro. Con la tendencia reciente al reciclado de chatarra de hierro, el hierro reducido hecho con los procesos anteriores está concitando mucha atención como agente para disminuir la relación de impurezas metálicas en la chatarra, puesto que el hierro reducido resultante tiene un bajo contenido de metales distintos del hierro. También se conoce en la técnica un proceso de fusión y reducción, tal como un proceso directo de reducción y fusión de mineral de hierro (DIOS) , para hacer hierro reducido calentando directamente y reduciendo mineral de hierro. En este proceso, el mineral de hierro se prerreduce a aproximadamente 50 por ciento en masa (indicado en adelante como "%") o menos de hierro metálico, y después se deja que el hierro prerreducido reaccione directamente con carbono en un baño de hierro para hacer hierro metálico reducido. Sin embargo, dado que este proceso requiere dos etapas, es decir, una prerreducción y una reducción final en un baño de hierro, la operación es complicada. Además, dado que el óxido de hierro fundido (FeO) existente en el baño de hierro entra directamente en contacto con refractarios, estos experimentan desgaste significativo, lo que es un problema. Esto es debido a que el óxido de hierro en estado fundido corroe significativamente el refractario, tal como alúmina o magnesi . Las publicaciones de USP 6.036.744, las Solicitudes de Patente japonesas no examinadas publicadas números 09-256017, 2000-144224 y 11-131119, y análogos, describen proceso para hacer pepitas o bloques de hierro metálico de alta pureza, incluyendo los procesos calentar y reducir una mezcla de polvos de un agente reductor carbonoso y un óxido de hierro en una solera rotativa para preparar óxido de hierro y calentar más el hierro reducido resultante para separar el hierro reducido de la escoria subproducto utilizando la diferencia de las gravedades específicas. La mezcla se puede preformar en bloques antes de calentarla en la solera rotativa, si es necesario . Según este proceso, se calienta el hierro reducido hecho principalmente por reducción en fase sólido, y el punto de fusión del hierro reducido se reduce por carburación del hierro reducido para promover la fusión. De esta manera, se puede mejorar la productividad del hierro metálico a la vez que se evita el problema del desgaste considerable del refractario producido por el óxido de hierro fundido (FeO) . Sin embargo, cuando se hacen pepitas de hierro de alta pureza según este proceso a partir de una sustancia como mineral de hierro con alto contenido de ganga, aumenta la cantidad de escoria subproducto, degradando por ello la propiedad de cohesión y disminuyendo la pureza del hierro metálico resultante y el rendimiento. Además, cuando se añade una sustancia conteniendo CaO (por ejemplo, CaC03) al material para ustar la basicidad de un material que tiene alto contenido de Si02 o para desulfurar un material conteniendo un agente reductor carbonoso que tiene alto contenido de azufre, la cantidad de escoria subproducto aumenta más, degradando más por ello la propiedad de cohesión de la escoria subproducto. Cuando se degrada la propiedad de cohesión de la escoria subproducto, es difícil la separación del hierro metálico, producido por reducción, de la escoria subproducto, se inhibe la formación de pepitas o bloques del hierro metálico, y se produce escoria que encierra hierro metálico. Además, se produce gran cantidad de pequeñas pepitas de hierro metálico y éstas obstruyen la separación de la escoria subproducto. Así, disminuye el rendimiento de los productos que tienen un tamaño dentro de un rango adecuado . Además, la degradación de la propiedad de cohesión de la escoria subproducto se produce incluso cuando el contenido de ganga de la fuente de óxido de hierro es bajo, dependiendo del tipo de fuente de óxido de hierro, el tipo de componentes de escoria, y la composición de la escoria. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los autores de la presente invención han realizado una investigación para superar estos problemas y han hallado que se puede hacer pepitas de hierro de un tamaño relativamente grande cuando se utiliza un agente reductor carbonoso con alto contenido de carbono fijo en el proceso que incluye el paso de reducir el óxido metálico en un estado sólido incluido en un material conteniendo un agente reductor carbonoso y una sustancia conteniendo óxido de hierro por medio de fusión y reducción en un horno y el paso de calentar más el hierro metálico resultante para fundir el hierro metálico dejando al mismo tiempo que el hierro metálico se separe de la escoria subproducto y forme pepitas por cohesión. En base a este hallazgo se ha presentado una solicitud de patente. Se ha confirmado aquí que se puede hacer pepitas de hierro relativamente grandes con alto rendimiento controlando el contenido de carbono fijo en el agente reductor carbonoso a 73% o más, el contenido de materias volátiles del material a 3,9% o menos, y la cantidad del agente reductor carbonoso del material a 45% o menos del óxido de hierro del material, y ajustando la temperatura para fundir el hierro metálico preparado por la reducción sólida en el horno a 1.400°C o más.
El proceso antes descrito es valioso puesto que examina el efecto del agente reductor carbonoso en la propiedad de cohesión de hierro metálico como un factor para hacer pepitas de hierro metálico relativamente grandes con alto rendimiento. Sin embargo, se impone un alto grado de limitación a los tipos de agente reductor carbonoso aplicable. Además, se puede añadir CaC03 al material al objeto de ajustar la basicidad del componente de escoria cuando el contenido de ganga del material, y en particular en la fuente de óxido de hierro, es alto, cuando el contenido de Si02 del material es alto, o cuando se requiere desulfuración debido al agente reductor carbonoso que tiene alto contenido de azufre . En estos casos, la cantidad de escoria subproducto aumenta, y es inevitable la degradación de la propiedad de cohesión de la escoria, lo que es un problema. Además, la propiedad de cohesión de la escoria subproducto también puede disminuir incluso cuando el contenido de ganga del material es bajo, dependiendo de los tipos de la fuente de óxido de hierro, los componentes de escoria y la composición de la escoria. También se desea una mejora en este punto. La presente invención se ha realizado en base a las ideas anteriores. Un objeto de la presente invención es establecer un proceso para hacer pepitas metálicas de alta pureza, incluyendo el proceso calentar y reducir un material conteniendo óxido metálico, tal como óxido de hierro, y un agente reductor carbonoso, tal como coque, y calentar más para fundir el metal y dejar que la escoria subproducto experimente cohesión, separando al mismo tiempo la escoria del metal; el proceso, que puede mejorar la propiedad de cohesión de la escoria subproducto producida durante la cohesión y separación de la escoria fundida, aumenta la pieza del metal granular resultante producido por calentamiento y reducción, forma grandes pepitas de metal que tienen un tamaño uniforme, y mejora fiablemente el rendimiento del producto final de las pepitas metálicas independientemente del tipo y la cantidad del componente de ganga, que varía según el tipo de la fuente de óxido metálico. Un método para hacer pepitas metálicas según la presente invención supera estos problemas. El método incluye calentar un material conteniendo una sustancia conteniendo óxido metálico y un agente reductor carbonoso para reducir óxido metálico del material, y calentar después más el metal producido para fundir el metal dejando al mismo tiempo que el metal se separe de la escoria subproducto y forme hierro granular, y se caracteriza por mezclar un acelerador de cohesión para la escoria subproducto en el material anterior.
Al implementar el método de la presente invención, el contenido del acelerador de cohesión en el material es preferiblemente del orden de 0,2 a 0,5% en masa, y más preferiblemente del orden de 0,4 a 2,0% en masa. El material antes descrito es preferiblemente una mezcla de polvos de la sustancia conteniendo óxido metálico, el agente reductor carbonoso, y el acelerador de cohesión. La mezcla a utilizar es preferiblemente uniforme. Más pref riblemente, se utiliza preferentemente una mezcla convertida en pelets, briquetas o análogos, o formada a presión en un compacto.
Se usa preferiblemente fluoruro de calcio (CaF2) , óxido de boro (B205) , carbonato sódico (Na2C03) u óxido de sodio (Na20) como el acelerador de cohesión. Estos se pueden usar solos o en combinación, si es necesario. Entre estos componentes, la fluorita, que contiene CaF2 como el componente primario, es especialmente preferible como el acelerador de cohesión a causa en general del costo y los efectos de aceleración de la cohesión. Al implementar el método de la presente invención, el material se calienta preferiblemente y reduce utilizando continuamente un horno de lecho móvil o un horno de solera rotativa. Durante este proceso, se puede extender con anterioridad una capa de material carbonoso en la solera, y después se puede alimentar el material a calentar y reducir en la solera. De esta manera, la atmósfera adyacente a los materiales en la solera siempre se puede mantener a alto potencial reductor, y asi se puede evitar de forma fiable la reoxidación del hierro reducido, debida a gas de escape oxidativo (tal como gas ácido carbónico y vapor) procedente de un quemador, que se usa para calentar el horno. En este método se pueden fabricar pepitas metálicas utilizando óxido de hierro como el óxido metálico y utilizando efectivamente al menos uno de mineral de hierro, polvo de fabricación de acero, materiales residuales de fabricación de acero, y chatarra metálica como la sustancia conteniendo óxido metálico. Aquí se utiliza preferiblemente polvo generado durante la producción de los lingotes de cero inoxidable, denominado a continuación "polvo de acero inoxidable" , como el polvo de acero inoxidable, junto con una fuente de óxido de hierro, como mineral de hierro y escoria de laminación. De esta manera, metales valiosos, como Ni, Cr y Mo, contenidos en el polvo pueden ser capturados por las pepitas de hierro y recuperarse así efectivamente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 incluye fotografías de productos que muestran el estado inmediatamente después de la fusión y reducción según un ejemplo y un ejemplo comparativo. La figura 2 incluye fotografías que muestran el aspecto de pepitas de hierro metálico preparadas según el ejemplo y el ejemplo comparativo. La figura 3 incluye fotografías de productos que muestran el estado inmediatamente después de la fusión y reducción según otro ejemplo y otro ejemplo comparativo. La figura 4 incluye fotografías que muestran el aspecto de pepitas de hierro metálico preparadas según otro ejemplo y otro ejemplo comparativo. La figura 5 es un gráfico que muestra las distribuciones de masa acumulativas, por tamaño, de las pepitas metálicas preparadas según un ejemplo comparativo y un ejemplo. DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERIDAS DE LA INVENCIÓN Como se ha descrito anteriormente, en la presente invención, se añade al material un componente que promueve la cohesión de la escoria fundida subproducto durante el paso de calentar y reducir la fuente de óxido metálico, y la mezcla resultante se calienta más después de la reducción para promover la separación de la escoria subproducto del metal fundido para formar pepitas metálicas relativamente grandes que tienen un tamaño uniforme y alta pureza a alta productividad y alta tasa de recuperación. La presente invención se describe a continuación utilizando un proceso para hacer pepitas de hierro metálico a partir de óxido de hierro, que es un ejemplo representativo de un óxido metálico, por ejemplo. La presente invención utiliza los mismos procesos para hacer pepitas o bloques de hierro metálico de alta pureza descritos en publicaciones como USP 6.036.744 y las Solicitudes de Patente japonesas no examinadas publicadas números 09-256017, 2000-144224 y 11-131119, incluyendo los procesos preparar una mezcla de polvos de un agente reductor carbonoso y una sustancia conteniendo óxido de hierro, formar la mezcla en bloques si es necesario, calentar y reducir la mezcla en una solera rotativa, y calentar más la mezcla para separar el hierro metálico fundido de la escoria subproducto utilizando la diferencia de sus gravedades específicas. La presente invención es un método mejorado basado en estos procesos . En particular, en los procesos conocidos antes descritos, se añade CaC(¾ o análogos, si es necesario, al material que contiene esencialmente un polvo de una sustancia conteniendo óxido de hierro y un agente reductor carbonoso para ajustar la basicidad o realizar desulfuración. Cuando hay que formar el material en un compacto, se añade al material una cantidad adecuada de aglomerante. La presente invención se caracteriza porque se añade al material un acelerador de cohesión conteniendo preferiblemente al menos uno de fluoruro de calcio (CaF2) óxido de boro (B205) , carbonato de sodio (Na2C03) y óxido de sodio (Na20) para promover la cohesión de la escoria fundida . La mezcla de material en polvo anterior conteniendo el acelerador de cohesión se puede alimentar directamente a un horno, tal como un horno de solera rotativa. Preferiblemente, el material en polvo se convierte en pelets utilizando una planta de peletización del tipo de artesa, del tipo de tambor, o análogos, se forma a presión en briquetas, o se forma a presión ligera en un compacto antes de alimentarlo al horno para promover eficientemente la conducción de calor y acelerar la reacción reductora dentro de la mezcla de material. Para realizar eficientemente la reducción sólida a la vez que se mantiene la mezcla de material conteniendo el acelerador de cohesión en estado sólido en el horno sin producir fusión parcial del componente de óxido de hierro en el material, se realiza preferiblemente un proceso de calentamiento en dos etapas. El proceso de calentamiento en dos etapas incluye : reducir el material principalmente por medio de reducción sólida a la vez que se mantiene la temperatura del horno a una temperatura del orden de 1.200 a 1.500°C y más preferiblemente de 1.200 a 1.400°C; y reducir después el óxido de hierro restante a una mayor temperatura del horno del orden de 1.400 a 1.500°C dejando al mismo tiempo que el hierro metálico generado (hierro reducido) se funda y forme hierro granular. En estas condiciones, se puede producir fiablemente pepitas de hierro con alto rendimiento. El tiempo que tarda normalmente este proceso es aproximadamente 8 a 13 minutos. La reducción sólida, la fusión y la cohesión de óxido de hierro se pueden terminar en un corto período de tiempo. En el transcurso del proceso, el hierro metálico fundido forma hierro granular y se hace más grande. Dado que el hierro granular crece excluyendo al mismo tiempo la escoria fundida subproducto, las pepitas de hierro fundido resultantes no contienen sustancialmente escoria y exhiben así alta pureza de Fe. Cuando dichas pepitas de hierro fundido se enfrían, solidifican y separan de la escoria utilizando un tamiz o mediante separación magnética, se puede obtener pepitas de hierro metálico que exhiben alta pureza de Fe. Se puede promover la cohesión de la escoria subproducto, y el problema de inhibir la cohesión del hierro metálico fundido producido durante el paso de fusión después de la reducción se puede evitar añadiendo un acelerador de cohesión a la sustancia conteniendo una fuente de óxido metálico y un agente reductor carbonoso, incluso en los casos siguientes: 1) cuando se utiliza como la fuente de óxido metálico un óxido de hierro que tiene una propiedad de cohesión pobre; 2) cuando se utiliza un material de baja calidad de hierro que tiene un alto contenido de ganga; 3) cuando se utilizan grandes cantidades de materiales auxiliares para ajustar la basicidad de un material que tiene alto contenido de Si02; 4) cuando se añade CaC03 o análogos a un material conteniendo un agente reductor carbonoso que tiene alto contenido de azufre (por ejemplo, polvo de carbón de baja calidad) para la desulfuración. Por consiguiente, la calidad de las pepitas de hierro y el costo de fabricación de las mismas no quedan afectados negativamente ni siquiera cuando se utiliza en el material un óxido de hierro que exhibe inherentemente una propiedad de cohesión pobre o cuando se incrementa la cantidad de escoria subproducto debido a la adición de Ca03. El efecto de promover la cohesión de la escoria fundida también da lugar a la promoción de la cohesión y la separación del hierro metálico fundido. Así, se puede obtener pepitas de hierro metálico con alto rendimiento, y se puede reducir su costo de fabricación. Los efectos de usar el acelerador de cohesión, que es la característica de la presente invención, son los siguientes. Cuando se añade al material un acelerador de cohesión, disminuye el punto de fusión de la escoria subproducto producida durante la etapa de fusión mientras que aumenta drásticamente la fluidez de la escoria. Como resultado, cuando el hierro metálico fundido forma pepitas de hierro, la escoria fundida no inhibe u obstruye la cohesión del hierro metálico fundido dispersado. El hierro metálico fundido puede experimentar eficientemente cohesión al mismo tiempo que se excluye la escoria subproducto y así forma pepitas relativamente grandes. Este efecto niega factores que inhiben la cohesión del hierro metálico fundido independientemente de la cantidad de la escoria subproducto, porque la adición del acelerador de cohesión disminuye el punto de fusión de la escoria subproducto e incrementa la fluidez y la propiedad de cohesión de la escoria subproducto. Por consiguiente, se puede incrementar la propiedad de cohesión del hierro metálico fundido, y se puede fabricar eficientemente pepitas de hierro de alta pureza de hierro, gran diámetro y mejores cualidades de transporte y manejo, logrando al mismo tiempo alto rendimiento incluso cuando se utiliza una fuente de óxido de hierro con propiedad de cohesión baja o cuando se utiliza un material conteniendo óxido de hierro de baja calidad y un agente reductor carbonoso de baja calidad. Otro efecto de utilizar el acelerador de cohesión es el siguiente . Dado que la propiedad de cohesión del hierro metálico fundido se incrementa como se ha descrito anteriormente, aumenta la tasa de pepitas de hierro metálico grandes en las pepitas de hierro metálico resultantes. La generación de micropartículas de hierro metálico, que son difíciles de separar, y la generación de pepitas de hierro metálico inseparables que encierran escoria resultante de la cohesión del hierro metálico fundido cuando el hierro metálico fundido no se separa adecuadamente de la escoria subproducto, se puede evitar en la medida de lo posible. Por consiguiente, cuando se descargan las pepitas de hierro metálico y la escoria subproducto de un horno de fusión y reducción tal como un horno de solera rotativa, las micropartículas de hierro metálico, la escoria y las mezclas de pepitas de hierro metálico y escoria que pasan por el espacio libre de un descargador, tal como un tornillo o un raspador y la superficie de la solera, no vuelven de nuevo a la zona de calentamiento del horno. Además, se puede evitar que las micropartículas de hierro metálico, la escoria y las mezclas de pepitas de hierro metálico se presionen a una capa de protección de la solera, los refractarios de la solera, o una capa lecho de la solera. Estos efectos evitan el daño, tal como la infiltración y erosión de los refractarios de la solera por las micropartículas de hierro metálico, la escoria y las mezclas de las partículas de hierro metálico y la escoria, y el deterioro y el ensanchamiento de los refractarios de la solera resultantes de ciclos térmicos severos. Por consiguiente, se puede prolongar la duración de los refractarios de la solera, se puede resolver el problema del bloqueo de la sección de descarga de producto, y se puede realizar fiablemente una operación continua a largo plazo. Cuando se mejora la fluidez de la escoria subproducto utilizando el acelerador de cohesión, se promueve la reacción de carburación del hierro metálico durante la etapa de calentamiento y reducción, acelerando también por ello la fusión de la escoria subproducto, y se acorta el tiempo que se tarda en reducir y fundir el material. Dado que se incrementa la fluidez de la escoria subproducto, también se aumenta la velocidad a la que el hierro metálico fundido y la escoria fundida crecen a pepitas de hierro. Como resultado, se puede acortar el tiempo desde el comienzo de la fusión del hierro metálico preparado por reducción sólida a la terminación de la formación de pepitas de hierro metálico fundido, además de la reducción antes descrita del tiempo requerido para la fusión y reducción. Así, se mejora drásticamente la productividad al mismo tiempo que se mantiene un alto rendimiento de pepitas de hierro metálico grandes de alta pureza. Se puede utilizar en la presente invención cualquier tipo de acelerador de cohesión a condición de que se puedan lograr los efectos y las ventajas antes descritos. Sin embargo, se deberá evitar un acelerador de cohesión que entre en el metal reducido y disminuya la pureza, por ejemplo, del hierro reducido. Se selecciona preferiblemente un acelerador de cohesión que combine con los componentes de escoria y se separe fácilmente del hierro metálico. Los ejemplos preferibles de aceleradores de cohesión incluyen fluoruro de calcio (CaF2) , óxido de boro (B205) , carbonato de sodio (Na2C03) y óxido de sodio (Na20) . Estos componentes se pueden utilizar solos o en combinación, si es necesario. Entre dichos componentes, CaF2, y más en concreto, fluorita conteniendo CaF2 como el componente primario, es especialmente preferible en razón del costo y los efectos de aceleración de la cohesión. Entre dichos componentes, el carbonato de sodio (Na2C03) y el óxido de sodio (Na20) son preferibles cuando se utiliza carbón en polvo o coque en polvo como el agente reductor carbonoso, puesto que el carbonato de sodio y el óxido de sodio capturan el componente de azufre derivado de dichos agentes reductores carbonosos. Como resultado, se puede reducir el contenido de azufre de las pepitas metálicas resultantes . No se impone ningún limite a la cantidad del acelerador de cohesión. El acelerador de cohesión no exhibe efectos suficientes cuando la cantidad del acelerador de cohesión es insuficiente. Los efectos de promover la cohesión se saturan a una cantidad excesiva del acelerador de cohesión. Así, una cantidad excesiva del acelerador de cohesión no es económica e incrementa el costo de procesar una mayor cantidad de escoria subproducto. En vista de lo anterior, el contenido del acelerador de cohesión es preferiblemente del orden de 0,2 a 2,5%, y más preferiblemente, de 0,4 a 2,0%, del material. El contenido del acelerador de cohesión en base al componente de escoria del material es preferiblemente del orden de 1 a 11%, y más preferiblemente de 3 a 8%. No se impone ningún límite a los aparatos a los que se puede aplicar la presente invención. En otros términos, no se impone ningún límite a la estructura del horno de fusión y reducción. Por ejemplo, la presente invención se puede aplicar a varios tipos de equipo de fusión y reducción descrito en publicaciones como USP 6.036.744 y las Solicitudes de Patente japonesas no examinadas publicadas números 09-256017, 2000-144224 y 11-131119. La utilización de un horno de lecho móvil o un horno de solera rotativa es especialmente preferible porque el proceso de calentar y reducir el material, fundir el metal reducido, formar hierro granular, y separar la escoria subproducto del hierro metálico se puede realizar de forma continua y efectiva utilizando estos hornos. En esta invención no se impone ningún límite al tipo de óxido metálico utilizado como una fuente de metal. Por ejemplo, se puede usar mineral conteniendo níquel, mineral conteniendo cromo, chatarra reciclada conteniendo níquel o cromo, o análogos. La fuente más común de óxido de hierro al hacer pepitas de hierro es mineral de hierro, pero también se puede utilizar como la fuente de hierro chatarra de fabricación de acero y materiales residuales, tales como polvo de fabricar acero, producido durante el proceso de fabricación de hierro en una planta de fabricar hierro, y chatarra reciclada. Estos materiales se pueden utilizar solos o en combinación, si es necesario. Por ejemplo, el polvo de acero inoxidable producido al hacer lingotes de acero inoxidable en un horno eléctrico o análogos contiene grandes cantidades de metales no ferrosos valiosos tales como Ni, Cr y Mo. Utilizando el polvo de acero inoxidable, solo o en combinación con una fuente de hierro, tal como mineral de hierro o cascarilla de laminación, como una fuente de óxido metálico, se puede capturar Ni, Cr, Mo y análogos dentro de las pepitas de hierro y se pueden recuperar eficientemente. Cuando se utiliza una fuente de metal, tal como escoria de fabricar acero, que contiene grandes cantidades de componentes de escoria, se produce una cantidad excesiva de escoria subproducto con relación a las pepitas de metal e inhibe la cohesión del metal, disminuyendo por ello la tasa de recuperación de pepitas metálicas grandes. Por consiguiente, para evitar un incremento de la cantidad de la escoria subproducto y mejorar la tasa de recuperación de las pepitas metálicas grandes, el contenido de componente de escoria de la mezcla de material deberá ser lo más bajo que sea posible. En concreto, el contenido de componente de escoria de la mezcla de material se controla preferiblemente para limitar la cantidad de la escoria a aproximadamente 500 kg por tonelada de pepitas metálicas - Al implementar la presente invención, para reducir lo más posible el óxido metálico por medio de reducción sólida y evitar la generación de óxido metálico fundido que erosiona significativamente los refractarios de la solera, se puede añadir CaO o CaC03, que ajustan la basicidad de la escoria subproducto como se muestra en los ejemplos siguientes, al material dependiendo del tipo de sustancia conteniendo óxido metálico y la composición del componente de escoria contenido en el agente reductor carbonoso. Cae dentro del alcance técnico de la presente invención usar CaO o CaC03 durante la operación. EJEMPLOS La configuración, los efectos y las ventajas de la presente invención se describen a continuación por medio de ejemplos. Dichos ejemplos no limitan el alcance de la presente invención. Son posibles varias modificaciones dentro del alcance y espíritu de la invención aquí descrita. El alcance técnico de la presente invención incluye dichas modificaciones. EJEMPLO 1 En este ejemplo se utilizó magnetita mineral de hierro con un alto contenido de ganga, y más específicamente un alto contenido de Si02 de 5,0% o más, como una fuente de óxido de hierro. La composición química del mineral se expone en la Tabla 1. TABLA 1 Composición química del mineral de hierro con alto contenido de Si02 (% en masa) La composición designada de mineral de hierro de alto contenido de Si02, un agente reductor carbonoso, un aglomerante (harina de trigo) , CaC03 (regulador de basicidad) , y CaF2 (acelerador de cohesión) en los pelets de material se ajustó como se expone en la Tabla 2. TABLA 2 Composición designada de los pelets de material (% en masa) En el Caso A no se ajustó la basicidad. En los Casos B y C se utilizó una cantidad adecuada de CaC03 para ajustar la basicidad de la escoria (CaO/Si02) a aproximadamente 1,15. En el Caso D se usó una cantidad adecuada de CaC03 para ajustar la basicidad de la escoria (CaO/Si02) a 1,3 o más. Los Casos C y D eran ejemplos que implementan la presente invención, y contenían una pequeña cantidad de fluorita (CaF2) para mejorar la fluidez de la escoria subproducto. Las cantidades designadas de escoria era 127,8 kg/tonelada (pepita de hierro) en el Caso A, 215,7 kg/tonelada (pepita de hierro) en el Caso B, 212,7 kg/tonelada (pepita de hierro) en el Caso C, y 233,8 kg/tonelada (pepita de hierro) en el Caso D.
En los Casos A y B, las composiciones se ajustaron para examinar el efecto de la escoria subproducto en la propiedad de cohesión de las pepitas de hierro. En los Casos B, C y D, las composiciones se ajustaron para examinar el efecto de añadir una pequeña cantidad de un acelerador de cohesión (CaF2) en la mejora de la propiedad de cohesión de las pepitas de hierro. La adición de una pequeña cantidad del acelerador de cohesión es la característica de la presente invención. Los pelets de material eran sustancialmente esféricos y tenían un diámetro de aproximadamente 16 a 20 mm. En cada uno de estos casos, se pusieron de 250 a 265 gramos de los pelets de material antes descritos sobre un material carbonoso de lecho (polvo de coque) dispuesto en toda la superficie de una placa de espuma de aluminio, se cargaron en un horno de caja, y se calentaron durante 12 a 14 minutos en una atmósfera de nitrógeno 100% a una temperatura de la atmósfera de 1.430 a 1.450°C. La tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico de los casos anteriores se expone en la Tabla 3. La tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico es la relación de la masa de las pepitas de hierro metálico resultantes producidas realmente a la masa teórica de las pepitas de hierro metálico calculada en base al valor analítico del contenido de Fe total en los pelets de material. En la descripción siguiente, la tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico a la masa del hierro contenida en los pelets de material se evaluó desde dos aspectos: (1) la relación másica de las pepitas de hierro metálico que tienen una masa de aproximadamente 0,2 gramo o más por pepita; y (2) la relación másica de las pepitas de hierro metálico que tienen una masa de 1,0 gramo o más por pepita.
TABLA 3 Tasa de recuperación de pepitas de hierro metálico (% en masa) El Caso A se comparó con el Caso B. El Caso B, en el que la cantidad de escoria subproducto se incrementó debido a la adición de 8% de CaC03, demostró claramente una tendencia al aumento de la velocidad de producción de pepitas de hierro metálico de diámetro pequeño. Las tasas de recuperación de las pepitas de hierro metálico de (1) 0,2 g o más y (2) 1,0 gramo o más eran claramente bajas. En concreto, la tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico con una masa de 1,0 g o más disminuyó 12% o m s. Se debe observar que, en el Caso B, se adhirieron grandes cantidades de micropartículas de hierro metálico sobre la superficie de la escoria subproducto, y las pepitas de hierro metálico que existían por separado de la escoria encerraban partículas de escoria. Así, la separación de las pepitas de hierro metálico de la escoria era difícil . Por otra parte, cuando se comparó el Caso B con el Caso C, aunque la cantidad de la escoria subproducto se incrementó en el Caso C y el Caso B, el Caso C demostró que la cohesión del hierro metálico fundido se podía mejorar drásticamente añadiendo CaF2. En concreto, mejoraron drásticamente los rendimientos de las pepitas de hierro metálico con una masa de 0,2 g o más por pepita y de las pepitas de hierro metálico con una masa de 1,0 g o más por pepita. En el Caso C, la tasa de recuperación mejoró de 20 a 26% en comparación con el Caso B, logrando una tasa de recuperación superior a 100%. La tasa de recuperación excedió de 100% porque el contenido de hierro total del material de entrada se usó como el denominador y la cantidad de hierro crudo que contiene parcialmente carbono recuperado, silicio o análogos, se incluyó en el numerador al calcular el rendimiento de recuperación. En el Caso D, el contenido de CaC03 se incrementó a 8,5%, y el aumento de la cantidad de escoria originó la tendencia a la disminución del rendimiento. Sin embargo, la tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico con una masa de 0,2 g o más era aproximadamente 100%, logrando todavía un rendimiento alto. El efecto de mejora es obvio cuando se compara con el Caso A en el que la cantidad de la escoria subproducto es pequeña. Incluso una diferencia de 1,0% en la tasa de recuperación de las pepitas de metal tiene un impacto considerablemente grande en el costo de las operaciones reales, demostrando la característica distintiva de la presente invención.
En la figura 1 se muestran fotografías que representan el aspecto de pepitas de hierro metálico y la escoria en los Casos B y C. Las fotografías que muestran la distribución de tamaño de las pepitas de hierro metálico de los Casos B y C se muestran en la figura . Obsérvese que las fotografías que muestran el aspecto de las pepitas de hierro metálico y la escoria, muestran el estado de las pepitas de hierro metálico producidas y la escoria en una bandeja después de la fusión y reducción. Como es evidente por la figura 1, el Caso B, en el que se usó 8% de CaC03, demostró claramente una tendencia de un incremento de la velocidad de producción de pepitas de hierro metálico que tienen diámetro pequeño. En particular, como es evidente por la figura, gran número de micropartículas de hierro metálico se adhirieron a la superficie de la escoria resultante, y las pepitas de hierro metálico que existían por separado de la escoria encerraban partículas de escoria y estaban firmemente unidas a dichas partículas de escoria. Así, era difícil la separación de las pepitas de hierro metálico de la escoria. A diferencia del Caso B, en el Caso C, en el que se añadió CaF2 como un acelerador de cohesión, la velocidad de producción de pequeñas pepitas de hierro metálico no aumentó, y casi todas eran pepitas de hierro metálico grandes. No se hallaron sustancialmente pequeñas partículas de hierro metálico, que se adhieren a la superficie de las pepitas de escoria, firmemente unidas a ellas. En el Caso B, la escoria producida era vitrea y verde negruzco. Las dimensiones de la escoria producida aumentaron a medida que aumentó la unidad básica de la escoria. Sin embargo, la cantidad de pequeñas partículas de hierro metálico adheridas a la superficie de la escoria también aumentó a excepción de los Casos C y D en los que se añadió CaF2. Las Tablas 4 y 5 siguientes muestran los resultados del análisis químico de las pepitas de hierro metálico producidas y la escoria. Dado que las pepitas de hierro metálico no contenían sustancialmente metales pesados distintos de los componentes de ganga principales, tales como Si02 en el mineral, solo se muestran cinco elementos primarios en dichas tablas . TABLA 4 Resultados del análisis químico de pepitas de hierro metálico (% en masa) TABLA 5 Resultados del análisis químico de escoria (% en masa) T. Fe FeO Si02 CaO A1203 MgO S Basicid ad Caso A (ejemplo 4,76 1, 64 64,33 10,21 9,82 6, 50 0, 072 0,159 comparativo) Caso B (ejemplo 3,97 0,39 40,54 45 , 04 6,41 4, 04 0,442 1, 111 comparativo) Caso C (ejemplo) 1,58 0 , 28 40, 42 46, 73 6,46 4, 09 0,408 1, 156 Caso D (ejemplo) 4,22 0,25 35, 09 47, 72 5,70 3, 71 0, 558 1,360 Como es evidente por las Tablas 4 y 5, los Casos C y D, en los que se utilizó 7,0 a 8,5% de CaC03 y 1,0% de CaF2 como acelerador de cohesión, mantenían un rendimiento de recuperación alto de las pepitas de hierro metálico logrando al mismo tiempo un contenido bajo de azufre en las pepitas de hierro metálico. En concreto, en el Caso D, se obtuvieron pepitas de hierro metálico de alta calidad con un contenido de azufre claramente bajo de 0,033%. EJEMPLO 2 En este ejemplo se utilizó mineral de hierro con una propiedad de cohesión pobre, es decir, mineral de hematita, en el material para confirmar el efecto de añadir aproximadamente 1,0% de CaF2 como el acelerador de cohesión. Los experimentos de fusión y reducción se realizaron como en el Ejemplo 1 anterior. La Tabla 6 muestra la composición química primaria del mineral de hematita usado en el experimento. Las figuras 3 y 4 incluyen fotografías que muestran el aspecto del estado de los productos inmediatamente después de la fusión y reducción (figura 3) en una bandeja de aluminio y las pepitas de hierro metálico recuperadas (figura 4) obtenidas en el Caso F que implementa la presente invención y usa CaF2 como el acelerador de cohesión. Las figuras 3 y 4 también incluyen fotografías que muestran los aspectos del estado de los productos inmediatamente después de la fusión y reducción (figura 3) en una bandeja de aluminio y las pepitas de hierro metálico recuperadas (figura 4) obtenidas en el Caso E que es un ejemplo comparativo que no usa CaF2. TABLA 6 Composición química del mineral de hematita (% en masa) T. Fe FeO Fe203 Si02 A1203 CaO MgO Otro Total 68, 01 0,1 97, 13 1, 08 0, 47 0, 08 0,06 1,13 100 Como en el Ejemplo 1, no se observó aumento de la cantidad de producción de pequeñas pepitas de hierro metálico cuando se utilizó CaF2. Casi todas eran pepitas de hierro metálico grandes. El efecto de mejora de la adición del acelerador de cohesión era evidente. EJEMPLO 3 En este ejemplo se utilizó Na2C03 como el acelerador de cohesión, en sustitución de CaF2. Las condiciones del experimento eran sustancialmente idénticas a las del Ejemplo 1 anterior, y la composición del material se expone en la Tabla 7 siguiente. La Tabla 7 describe también la composición del material del ejemplo comparativo. TABLA 7 Relación de compuestos designados de pelets de material (% en masa) La figura 5 muestra una distribución másica acumulativa de las pepitas de hierro metálico obtenidas en el Ejemplo 3 anterior y el Ejemplo Comparativo. Al determinar la distribución másica acumulativa, las pepitas de hierro metálico recuperadas se clasificaron mediante tamiz, y se añadió el número de las que tenían el tamaño más grande a las que tenían el tamaño más pequeño. La figura también muestra el porcentaje de masa acumulado de las pepitas de hierro metálico que tienen una masa de 0,2 g o más y 1,0 g o más. Como es evidente por la figura, cuando se compara la relación másica acumulativa de pepitas de hierro metálico relativamente grandes con una masa de 1,0 g o más, la del Ejemplo Comparativo era 54,34 por ciento en masa mientras que la del Ejemplo 3 era 95,74 por ciento en masa, que es considerablemente más alta. En cuanto a la relación másica acumulativa de las pepitas de hierro metálico de 0,2 g o más, la del Ejemplo Comparativo era 58,34 por ciento en masa. Esto muestra que, aunque esta relación es ligeramente superior a 54,34 por ciento en masa de las pepitas de hierro metálico de 1,0 g o más, la mejora es sustancialmente nula, lo que indica llanamente lo grande que es la velocidad de producción de las micropartículas de hierro metálico en el Ejemplo Comparativo. En el Ejemplo 3, la relación másica acumulativa de las pepitas de hierro reducido de 0,2 g o más era 95,9 por ciento en masa, que es considerablemente alta. Esto demuestra que se puede obtener pepitas de hierro metálico grandes con excelente cualidad de manejo con alto rendimiento en el Ejemplo 3. EJEMPLO 4 Se utilizó polvo de acero inoxidable y cascarilla de laminación con las composiciones descritas más adelante como una fuente de óxido de hierro. A dicha fuente de óxido de hierro se añadió una mezcla en polvo de un agente reductor carbonoso (carbón en polvo) y un aglomerante (harina de trigo) y una mezcla en polvo del agente reductor carbonoso, el aglomerante y CaF2, es decir, un acelerador de cohesión, cuyas relaciones compuestas se exponen en la Tabla 8, para hacer pelets con un diámetro de aproximadamente 16 a 20 mm. Los componentes principales, en % en masa, del polvo de acero inoxidable eran los siguientes: T. Fe: 25,7%, M. Fe: 1,54%, Si02 : 6,0%, Al203 : 0,54%, CaO : 3,66%, MgO: 1,3%, M. Ni: 0,27%, NiO : 7,91%, M. Cr : 0,15%, Cr203: 16,07%, M. Mn : 0,23%, MnO : 6,44%, MoO : 6,44%, ZnO : 5,53% y C: 0, 56%. Los componentes principales, en % en masa, de la cascarilla de laminación eran los siguientes : T. Fe: 72,2%, M. Fe: 12,6%, Si02: 1,95%, Al203 : 0,42%, CaO: 1,5%, MgO: 0,1%, MnO: 0,9%. TABLA 8 Composición de los pelets de material El experimento de fusión y reducción utilizando un horno de caja se realizó como en el Ejemplo 1 anterior usando 350 gramos (aproximadamente 40) de cada tipo de pelets de material . Después se comparó la tasa de recuperación de las pepitas de hierro metálico con una masa de 0,6 g o más. Los resultados mostraron que en el Ejemplo Comparativo que no utilizó CaF2, se produjo gran número de pequeñas pepitas de hierro con una masa inferior a 0,6 g, y la tasa de recuperación de las pepitas de hierro grandes con una masa de 0,6 g o más era aproximadamente 62%. En contraposición, en el Ejemplo de la Invención que utilizó CaF2 como el acelerador de cohesión, la cantidad de pequeñas pepitas de hierro metálico era notablemente pequeña, y la tasa de recuperación de las pepitas de hierro grandes con una masa de 0,6 g o más era claramente alta, es decir, 98,3%. Cuando se utiliza el material de la composición anterior, se produce de 300 a 400 kg de escoria por tonelada de pepitas de hierro metálico y afecta considerablemente a la fusión y cohesión del hierro reducido. En el Ejemplo Comparativo anterior, la fluidez de la escoria era pobre, y así la escoria obstruía la cohesión de las micropartículas de hierro reducido producidas por reducción por calor. Como resultado, se produjo gran cantidad de micropartículas de hierro metálico. En contraposición, en el Ejemplo de la Invención que utiliza 1,5% de CaF2 como acelerador de cohesión, se incrementó la fluidez de la escoria subproducto, promoviendo por ello la cohesión de micropartículas de hierro reducido, y casi todo el hierro reducido producido se combinó por cohesión en pepitas de hierro grandes . EJEMPLO 5 Se utilizó tanto polvo de acero inoxidable como cascarilla de laminación producidos al hacer lingotes de acero inoxidable utilizando un horno eléctrico, como una fuente de óxido de hierro a las relaciones de composición expuestas en la Tabla 9 siguiente. Se añadió un agente reductor carbonoso (carbón en polvo), un aglomerante (polvo de trigo) y 1,5% en masa de CaF2 como acelerador de cohesión a dicha fuente de óxido de hierro para preparar una mezcla en polvo. Dicha mezcla en polvo se convirtió en pelets de un diámetro de aproximadamente 16 a 20 mm. El experimento de fusión y reducción se realizó en un horno de caja como en el Ejemplo 4 anterior utilizando 350 g (aproximadamente 40) de cada tipo de pelets de material. Se examinó la cantidad de escoria producida como subproducto y el estado de las pepitas de hierro y la escoria subproducto. Obsérvese que, en este experimento, se utilizó 1,5 por ciento en masa de CaF2 como acelerador de cohesión en todos los casos. La finalidad del experimento era examinar los efectos de la relación de compuestos del polvo de horno eléctrico como la fuente de hierro en la cantidad de escoria subproducto. En otros términos, cuando se produce fusión y reducción utilizando pelets conteniendo carbono usando polvo de horno eléctrico (polvo de acero inoxidable) como fuente de hierro, la cantidad de escoria tiene gran influencia en la operación estable del proceso. Para ser más específicos, la cantidad de escoria subproducto aumenta a medida que aumenta la relación de compuestos del polvo de horno eléctrico. Como resultado, la escoria puede cubrir completamente las pepitas de hierro y obstruir la cohesión de las micropartículas de hierro. Además, la disolución de los refractarios de solera se puede acelerar más por la mayor cantidad de escoria fundida. En este experimento, la relación del polvo de horno eléctrico se varió a aproximadamente 25% en masa, 30% en masa, 40% en masa y 50% en masa en los Casos 1, 2, 3 y 4, respectivamente, para examinar el estado de las pepitas de hierro generadas por fusión y reducción y la escoria subproducto. La cantidad de escoria en cada uno de estos casos también se expone en la Tabla 9. Los componentes principales, en % en masa, del polvo de acero inoxidable eran los siguientes: T. Fe: 23,5%, Fe m. : 15,7%, Si02 : 8,2%, Al203 : 2, 7%, CaO: 14,2%, MgO: 3,6%, M. Ni: 0,8%, NiO : 3,9%, M. Cr: 0,3%, Cr203 : 10,8%, M. Mn. : 0,6%, MnO : 3,2%, MoO : 1,1%, ZnO : 9,6% y C: 0,9%. Los componentes principales, en % en masa, de la cascarilla de laminación eran los siguientes: T. Fe: 75,1%, M . Fe: 0,07%, Si02: 0,01%, A1203 : 0, 07%, CaO: 0,02%, MgO: 0,01%, MnO : 0,29%.
TABLA 9 Composición de los pelets de material (% en masa) Como es evidente por la Tabla 9, la cantidad de escoria subproducto aumentó claramente a medida que aumentó la cantidad de polvo de acero inoxidable. En los Casos 1 y 2, la cantidad de escoria subproducto no era significativamente grande en comparación con la cantidad de pepitas de hierro, y las pepitas de hierro después de la termorreducción eran suficientemente distinguibles de la escoria subproducto en la bandeja de aluminio. La separación de las pepitas de hierro de la escoria subproducto también era f cil. Sin embargo, en el caso 4 , la cantidad de escoria subproducto era significativamente grande en comparación con las pepitas de hierro producidas, y sustancialmente todas las pepitas de hierro estaban cubiertas con la escoria subproducto. Además, se confirmó que las pepitas de hierro se concentraban en el lado inferior de la bandeja de aluminio. En tal estado existe el peligro de que los refractarios de la solera entren en contacto directo con el hierro metálico fundido, acelerando por ello la disolución del material de la solera. En el Caso 3, el polvo de acero inoxidable y la cascarilla de laminación se utilizaron a una relación de 50:50 como una fuente de óxido de hierro. Se considera sustancialmente que esta relación es el límite de la relación que permite una separación efectiva de las pepitas de hierro de la escoria subproducto evitando al mismo tiempo el deterioro de los refractarios de solera. En este caso, la cantidad de escoria subproducto con relación a una tonelada de pepitas de hierro producidas era aproximadamente 500 kg. Estos resultados muestran que cuando se utiliza una fuente de hierro, tal como polvo de acero inoxidable, con alto contenido de componentes de escoria, como la fuente de hierro, la composición se ajusta preferiblemente de modo que la cantidad de escoria subproducto no exceda de aproximadamente 500 kg por tonelada de pepitas de hierro producidas. En los Casos 1 a 4 de este ejemplo, se examinaron las tasas de recuperación de Cr, Ni y Mo en el polvo de acero inoxidable. Los resultados se exponen en la Tabla 10. Estos resultados también demuestran que la tasa de recuperación de metales valiosos distintos de hierro se puede incrementar limitando la cantidad de la escoria subproducto a lo menos posible durante el paso de preparación del material. TABLA 10 Tasa de recuperación de metales valiosos en polvo de acero inoxidable (% en masa) Según la presente invención que tiene las características antes descritas, desde el punto de vista de la aplicabilidad industrial, la separación del metal fundido, producido por fusión y reducción, de la escoria subproducto se puede acelerar añadiendo al material un acelerador de cohesión, tal como fluorita (CaF2) , como un material auxiliar, teniendo el acelerador de cohesión el efecto de mejorar la fluidez del metal fundido subproducto. Como resultado, se puede fabricar pepitas metálicas de alta calidad y gran tamaño con alta pureza de metal, tal como hierro, y excelentes propiedades de transporte y manejo, con alto rendimiento y alta productividad .

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar pepitas de metal, que comprende calentar un material que comprende una sustancia que contiene óxido metálico y un agente reductor carbonoso para reducir el óxido metálico contenido en el material, y calentar adicionalmente lo resultante para fundir el metal dejando al mismo tiempo que el metal se separe de un componente de escoria subproducto y dejando que el componente de escoria subproducto experimente cohesión, caracterizado porque se mezcla un acelerador de cohesión en el material para acelerar la cohesión de la escoria subproducto .
2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado porque el contenido del acelerador de cohesión en el material es del orden de 0,2 a 2,5 por ciento en masa.
3. Un método según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el material es una mezcla de polvos de la sustancia conteniendo óxido metálico, el agente reductor carbonoso, y el acelerador de cohesión.
4. Un método según la reivindicación 3, caracterizado porque la mezcla se forma en pelets o briquetas, o forma a presión en un compacto, y se utiliza como el material.
5. Un método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el acelerador de cohesión incluye al menos uno de fluoruro de calcio, óxido de boro, carbonato de sodio y óxido de sodio.
6. Un método según la reivindicación 5, caracterizado porque se utiliza fluorita como el acelerador de cohesión.
7. Un método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utiliza un horno de lecho móvil para calentar y reducir el material .
8. Un método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utiliza un horno de solera rotativa para calentar y reducir el material.
9. Un método según una de las reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque se extiende con anterioridad una capa de un material carbonoso sobre una solera, y después se alimenta el material a calentar y reducir en la solera.
10. Un método según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se utiliza óxido de hierro como el óxido metálico .
11. Un método según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la sustancia que contiene óxido metálico comprende al menos uno de mineral de hierro, polvo de fabricar acero, materiales residuales de fabricar acero y chatarra metálica .
12. Un método según la reivindicación 11, caracterizado porque el polvo generado durante la producción de lingotes de acero inoxidable se utiliza como el polvo de fabricación de acero para recuperar metales valiosos contenidos en el polvo.
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA200300865B (en) * 2001-06-18 2004-02-26 Kobe Steel Ltd Method for manufacturing metal nuggets.
JP2003034813A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Kobe Steel Ltd 粒状金属鉄とスラグの分離促進方法
JP4137551B2 (ja) * 2002-08-09 2008-08-20 日東電工株式会社 透明導電性基板用表面保護フィルム及び表面保護フィルム付き透明導電性基板
JP4167101B2 (ja) * 2003-03-20 2008-10-15 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製法
JP4295544B2 (ja) 2003-04-09 2009-07-15 株式会社神戸製鋼所 冶金用改質炭の製造方法、ならびに冶金用改質炭を用いた還元金属および酸化非鉄金属含有スラグの製造方法
US7628839B2 (en) 2004-12-07 2009-12-08 Iwao Iwasaki Method and system for producing metallic iron nuggets
US8470068B2 (en) * 2004-12-07 2013-06-25 Nu-Iron Technology, Llc Method and system for producing metallic iron nuggets
KR100628467B1 (ko) * 2004-12-17 2006-09-26 주식회사 천지테크 철광석류의 강도 개선을 위한 표면 처리방법
US7632330B2 (en) * 2006-03-13 2009-12-15 Michigan Technological University Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agents
US8021460B2 (en) 2006-07-26 2011-09-20 Nu-Iron Technology, Llc System and method for producing metallic iron nodules
CA2658897C (en) * 2006-07-26 2016-04-12 Nu-Iron Technology, Llc Method and system for producing metallic iron nuggets
US8097065B2 (en) * 2006-10-04 2012-01-17 Nu-Iron Technology, Llc System and method for producing metallic iron
CN101680042B (zh) * 2007-05-11 2013-02-20 Posco公司 制造含镍熔铁的方法
JP5096811B2 (ja) * 2007-06-27 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製造方法
WO2009001663A1 (ja) * 2007-06-27 2008-12-31 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho 粒状金属鉄の製造方法
JP5210555B2 (ja) * 2007-06-27 2013-06-12 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製造方法
AU2011211415B2 (en) * 2007-06-27 2012-04-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method for manufacturing granular metallic iron
JP5096810B2 (ja) * 2007-06-27 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製造方法
AU2009232786B2 (en) * 2008-03-31 2013-02-21 Nippon Steel Corporation Producing Method of Reduced Iron
JP5420935B2 (ja) * 2008-04-09 2014-02-19 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製造方法
JP2010111941A (ja) * 2008-10-07 2010-05-20 Kobe Steel Ltd フェロバナジウムの製造方法
JP2010090431A (ja) * 2008-10-07 2010-04-22 Kobe Steel Ltd ニッケルおよびバナジウムを含む合金鉄の製造方法
JP2010229525A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Kobe Steel Ltd フェロニッケルおよびフェロバナジウムの製造方法
JP2011252226A (ja) * 2010-05-06 2011-12-15 Kobe Steel Ltd 金属鉄の製造方法
US8287621B2 (en) 2010-12-22 2012-10-16 Nu-Iron Technology, Llc Use of bimodal carbon distribution in compacts for producing metallic iron nodules
WO2012149635A1 (en) * 2011-05-04 2012-11-08 Wei-Kao Lu Process of the production and refining of low-carbon dri (direct reduced iron)
JP5671426B2 (ja) * 2011-08-03 2015-02-18 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の製造方法
RU2497953C2 (ru) * 2011-12-07 2013-11-10 Владимир Евгеньевич Черных Способ получения гранулированного металлического железа
JP2013209748A (ja) 2012-02-28 2013-10-10 Kobe Steel Ltd 還元鉄塊成物の製造方法
FR2995910A1 (fr) * 2012-09-24 2014-03-28 Mine & Ore Procede de traitement pyrometallurgique des poussieres d'acierie issues de la fusion de ferrailles de recuperation
JP2014167164A (ja) 2013-02-01 2014-09-11 Kobe Steel Ltd 還元鉄の製造方法
JP2014167150A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Kobe Steel Ltd 還元鉄塊成物の製造方法
RU2532713C1 (ru) * 2013-03-26 2014-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "ХМК-Инжиниринг" Способ получения металлического железа
CZ2013531A3 (cs) 2013-07-08 2015-02-04 Ecofer, S.R.O. Tavidlo pro aglomeraci, způsob výroby tavidla, aglomerační směs pro výrobu aglomerátu a použití strusek sekundární metalurgie jako tavidel pro přípravu aglomerační směsi
EP2848299B1 (de) 2013-09-11 2019-08-14 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zur herstellung von granulaten
JP6314781B2 (ja) 2014-10-06 2018-04-25 住友金属鉱山株式会社 ニッケル酸化鉱の製錬方法
JP6409811B2 (ja) * 2016-03-31 2018-10-24 Jfeスチール株式会社 クロム含有ダストのリサイクル方法
JP6900696B2 (ja) * 2017-02-09 2021-07-07 住友金属鉱山株式会社 金属酸化物の製錬方法
JP6900695B2 (ja) * 2017-02-09 2021-07-07 住友金属鉱山株式会社 金属酸化物の製錬方法
KR102020453B1 (ko) * 2017-12-26 2019-09-10 주식회사 포스코 제강부산물로부터 유가금속 회수방법
RU2717758C1 (ru) * 2019-09-23 2020-03-25 Владимир Владимирович Вершаль Способ получения гранулированного металлического железа
CN111411238A (zh) * 2020-04-26 2020-07-14 龙岩山青冶金科技有限公司 一种高碳铬铁冶炼协同处置不锈钢尘泥的方法及系统
JP7707016B2 (ja) * 2021-09-30 2025-07-14 株式会社クボタ 溶融炉の運転方法及び溶融炉
KR102617450B1 (ko) * 2022-08-31 2023-12-27 (주)세중정밀 폐자재의 재활용 방법
KR102633903B1 (ko) * 2023-01-09 2024-02-07 고려아연 주식회사 제강 분진으로부터 철 및 유가금속을 회수하는 방법
CN116516180B (zh) * 2023-07-04 2023-09-22 北京科技大学 石煤高效直接浸出提钒的方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3649249A (en) * 1970-07-06 1972-03-14 Inland Steel Co Continuous casting slag and method of making
US3799762A (en) * 1971-05-17 1974-03-26 Carad Slag conditioner for iron and steel processes
US3721547A (en) * 1971-09-15 1973-03-20 Cleveland Flux Co Method of fluxing and fluidizing slag in a cupola
US3704744A (en) * 1971-10-22 1972-12-05 Inland Steel Co Slag use in continuous casting of steel
US3926246A (en) * 1972-09-18 1975-12-16 Scm Corp Flux for continuous casting of steel
US3899324A (en) * 1973-03-16 1975-08-12 Scm Corp Flux for continuous casting of steel
CA1011955A (en) * 1973-11-05 1977-06-14 Inco Limited Process for treatment of lateritic ores
US4137071A (en) * 1974-12-23 1979-01-30 Ford Motor Company Low cost method of fluidizing cupola slag (A)
US4092159A (en) * 1977-06-17 1978-05-30 Scm Corporation Flux for metal casting
US4133967A (en) * 1977-06-24 1979-01-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Two-stage electric arc - electroslag process and apparatus for continuous steelmaking
US4204864A (en) * 1978-04-19 1980-05-27 Scm Corporation Particulate slagging composition for the continuous casting of steel
US4290809A (en) * 1980-08-06 1981-09-22 Mobay Chemical Corporation Raw mix flux for continuous casting of steel
US5021086A (en) * 1990-07-05 1991-06-04 Reactive Metals And Alloys Corporation Iron desulfurization additive and method for introduction into hot metal
US5364447A (en) * 1990-12-21 1994-11-15 Enviroscience, Inc. Method of recycling hazardous waste
US5186741A (en) * 1991-04-12 1993-02-16 Zia Patent Company Direct reduction process in a rotary hearth furnace
CA2248273C (en) * 1996-03-15 2010-05-18 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method and apparatus for making metallic iron
US5695543A (en) * 1996-05-10 1997-12-09 D & S Technologies, Inc. Method for metal reduction of steel waste products
US6270552B1 (en) * 1997-09-30 2001-08-07 Kawasaki Steel Corporation Rotary hearth furnace for reducing oxides, and method of operating the furnace
JP4159634B2 (ja) * 1997-10-23 2008-10-01 株式会社神戸製鋼所 金属鉄の製法および装置
AR021028A1 (es) * 1998-10-30 2002-06-12 Midrex Direct Reduction Corp Metodo para producir un producto de hierro liquido y producto de hierro obtenido por el metodo
JP3009661B1 (ja) * 1999-01-20 2000-02-14 株式会社神戸製鋼所 還元鉄ペレットの製造方法
US6126718A (en) * 1999-02-03 2000-10-03 Kawasaki Steel Corporation Method of producing a reduced metal, and traveling hearth furnace for producing same
CN1229505C (zh) * 2000-03-30 2005-11-30 米德雷克斯国际公司苏黎世分公司 生产金属铁的方法及原料供给装置
JP4757982B2 (ja) * 2000-06-28 2011-08-24 株式会社神戸製鋼所 粒状金属鉄の歩留まり向上方法
JP4330257B2 (ja) * 2000-08-09 2009-09-16 株式会社神戸製鋼所 金属鉄の製法
CN1288962A (zh) * 2000-10-18 2001-03-28 具龙善 炼钢熔渣的凝结粉化防止剂及其制造方法和应用
US6648942B2 (en) * 2001-01-26 2003-11-18 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Method of direct iron-making / steel-making via gas or coal-based direct reduction and apparatus
JP4266284B2 (ja) * 2001-07-12 2009-05-20 株式会社神戸製鋼所 金属鉄の製法

Also Published As

Publication number Publication date
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BR0205667A (pt) 2003-07-15
WO2002103064A1 (fr) 2002-12-27
DE60221844D1 (de) 2007-09-27
UA74905C2 (uk) 2006-02-15
ATE370253T1 (de) 2007-09-15
BR0205667B1 (pt) 2011-09-06
CN1516744A (zh) 2004-07-28
EP1405924A1 (en) 2004-04-07
RU2004101052A (ru) 2005-05-20
JP2003073722A (ja) 2003-03-12

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