BRPI0506128B1 - métodos de fabrico de briquetes de carvão - Google Patents

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Bae Jin-Chan
Ryou Jin-Ho
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Abstract

"métodos de fabrico de briquetes de carvão e de produção de ferro fundido e respectivo equipamento". a presente invenção relaciona-se a método de fabrico de briquetes de carvão usando diretamente carvões com grande variedade de tamanhos de grão e o método e o equipamento de produção de ferro fundido que usa o mesmo. para isto, o método de fabrico de briquetes de carvão da presente invenção compreende uma etapa de realização de uma seleção inicial de tamanhos de grão a partir de um primeiro grupo de carvões para preparar carvões finos; uma etapa de mistura de um segundo grupo de carvões tendo uma refletância média (rm) de 0,8 ou mais elevada nos carvões finos; uma etapa de secagem de carvões misturados que compreende os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões e realização de uma seleção secundária de tamanhos de grão com os carvões misturados; uma etapa de adição de um agente de endurecimento aos carvões misturados e mistura do agente de endurecimento e os carvões misturados; uma etapa de adição de um ligante de melaço aos carvões misturados e mistura do ligante de melaço e os carvões misturados; e uma etapa de fabrico de briquetes de carvão por moldagem dos carvões misturados.

Description

(54) Título: MÉTODOS DE FABRICO DE BRIQUETES DE CARVÃO (51) Int.CI.: C21B 13/00 (30) Prioridade Unionista: 26/01/2004 KR 10-2004-0004738 (73) Titular(es): POSCO (72) Inventor(es): CHANG-OH KANG; GEUN-DONG PARK; HOO-GEUN LEE; JIN-CHAN BAE; HOSIK AHN; NAM-HWAN HEO; CHANG-IL SON; JIN-HO RYOU (85) Data do Início da Fase Nacional: 13/02/2006
1/40 “MÉTODO DE FABRICO DE BRIQUETES DE CARVÃO”
Antecedentes da Invenção (a) Campo da Invenção
1. A presente invenção relaciona-se com método de fabrico de briquetes de carvão e método e equipamento de fabrico de ferro fundido usando o mesmo.
2. Mais particularmente, a presente invenção relaciona-se com método de fabrico de briquetes de carvão usando diretamente carvões com grande variedade de tamanhos de grão e método e equipamento de fabrico de ferro fundido usando o mesmo.
(b) Descrição da Técnica Correlacionada
3. A indústria do ferro e do aço é uma indústria nuclear que supre os materiais básicos necessários na construção e na manutenção de automóveis, navios, eletrodomésticos e muitos dos outros produtos que usamos. Também é uma indústria com umas das mais longas histórias que progrediu junto com humanidade. Numa fundição de ferro, que desempenha um papel de articulação na indústria do ferro e do aço, depois que é produzido ferro fundido (isto é, ferro-gusa num estado fundido) usando minério de ferro e carvão como matérias-primas, é produzido aço a partir do ferro fundido e é, então, fornecido aos clientes.
4. Aproximadamente 60% da produção de ferro do mundo é realizada usando o método do alto-forno desenvolvido no século 14. No método do alto-forno, são carregados coques produzidos com o uso de carvões betuminosos como matérias-primas e minérios de ferro que sofreram um processo de sinterização num alto-forno e é suprido gás de oxigênio para o forno, para reduzir o minério de ferro, produzindo, assim, ferro fundido. O método do alto-forno, que é um aspecto principal da produção de ferro fundido, exige matérias-primas com uma dureza
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2/40 predeterminada e um tamanho de grãos que possa assegurar permeabilidade ao forno. Como fonte de carvão usada como combustível e agente de redução, são usados coques feitos de carvão bruto específico e, como fonte de ferro, têm sido usados minérios sinterizados que sofreram um processo de compactação sucessivo. Conseqüentemente, no método do alto-forno moderno, é necessário incluir equipamento de pré-processamento da matéria-prima tal como equipamento de produção de coque e equipamento de sinterização para processamento de minérios de ferro e não apenas é necessário obter equipamentos acessórios além do altoforno, mas, é necessário equipamento para prevenir e minimizar a geração de poluição nos equipamentos acessórios. O valor do investimento fica, então, considerável e, em última instância, aumenta os custos de produção. A fim de resolver estes problemas do método do alto-forno, está sendo desenvolvida muita pesquisa na produção de ferro fundido usando diretamente carvões brutos como combustível e agente de redução e também usando diretamente minérios de ferro como fonte de ferro.
5. As Patentes Norte-Americanas 4.409.023 e 5.534.046 revelam ambas um equipamento e método de produção de ferro-gusa fundido que usa fontes de ferro a granel (voluminoso). O equipamento de produção de ferro fundido é realizado usando um fusor-gasificador que é conectado a um reator do tipo leito compactado ou um reator do tipo leito fluidizado. O ferro reduzido emitido a partir do reator do tipo leito compactado para o reator do tipo leito fluidizado é carregado no fusorgasificador para ser fundido, depois do que é convertido em ferro e escória fundidos, em seguida, descarregados. Os carvões são fornecidos ao fusor-gasificador de modo a formar um leito compactado de carvão e é suprido oxigênio por uma tuberia de uma área inferior do leito compactado de carvão para queimar os carvões. O gás de combustão é convertido num gás reduzido quente, enquanto sobe pelo leito compactado de carvão. O gás reduzido quente é exaurido para fora do fusor-gasificador e é suprido como gás reduzido para o reator do tipo leito compactado ou reator do tipo leito fluidizado.
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6. A Figura 4 é uma vista esquemática que mostra o desempenho do fusor-gasificador acima. Como mostrado na Figura 4, um fusorgasificador 40 a que são supridos carvões e ferro reduzidos inclui principalmente uma cúpula numa área superior do mesmo e um leito compactado de carvão numa área inferior do mesmo.
7. Os carvões fornecidos à temperatura ambiente para dentro do fusor-gasificador 40 contatam diretamente um fluxo de gás quente de aproximadamente 1000°C na cúpula de forma a serem rapidamente aquecidos, depois, descem para uma superfície superior do leito compactado de carvão. Enquanto se desloca para uma área inferior do leito compactado de carvão, o carvão passa por uma região de pirólise primária, uma região de pirólise secundária, uma região de gasificação e uma região de combustão para ser convertido num gás reduzido quente. Na região de pirólise primária, são gerados alcatrão e gás de pirólise e, na região de pirólise secundária, é condensado carvão animal e é gerado gás
8. Além disso, na região de gasificação, ocorrem reações químicas conforme indicado pelas fórmulas químicas da Figura 4. Também o ferro reduzido suprido ao fusor-gasificador 40 é fundido de modo a formar ferro-gusa fundido e ocorre uma reação em que cinzas compreendidas no carvão e ganga compreendida no ferro reduzido são convertidas em escórias. O calor usado nas reações de fusão e escória é fornecido por permuta de calor entre ferro e carvões reduzidos e por combustão de gás quente gerado pela queima de carvões na região de combustão devido à reação química indicada pela fórmula química.
9. Para desempenho satisfatório nesse fusor-gasificador, é importante formar um leito compactado de carvão que mantém uma permeabilidade apropriada. Para realizar isto, é necessário controlar o tamanho de grão dos carvões dentro de uma faixa específica.
10. As Patentes Norte-Americanas 4.409.023 e 5.534.046 revelam a limitação do tamanho de grão dos carvões no fusor-gasificador para entre 8 mm e 35 mm. Todavia, os carvões usados de fabrico de
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4/40 ferro fornecidos a partir de vários países de origem incluem quantidades significativas de carvões finos com tamanhos de grão de menos de 8mm. Então, antes da carga no fusor-gasificador, é necessário selecionar e remover estes carvões, resultando na perda de uma quantidade significativa dos carvões brutos. Também isto coloca uma limitação indevida no tamanho de grão dos carvões brutos.
11. Para superar estes problemas, a Patente Norte-Americana 6.332.911 revela um método que usa carvões finos num fusor-gasificador. Neste método, entre os carvões de matéria-prima que têm a mesma composição e propriedades, são diretamente carregados no fusor-gasificador carvões voluminosos com um tamanho de grão de 8 mm ou mais e carvões finos com um tamanho de grão de menos do que 8 mm são carregados no fusor-gasificador depois de ser adicionado betume como ligante de modo a que sejam formados briquetes de carvão de um tamanho predeterminado ou maiores.
12. Com o uso deste método, as matérias-primas da mesma composição e propriedades são usadas depois de sofrerem classificação de acordo com um tamanho de grão. Como resultado, o desempenho no fusor-gasificador durante o fabrico de ferro fundido é afetado pelos carvões brutos de tal forma que muito cuidado deve ser tomado na seleção dos carvões brutos, isto é, a seleção dos carvões brutos é limitada. Além disso, no caso de briquetes de carvão usados no fusor-gasificador, devem ser satisfeitas muitas condições além da condição de tamanho de grão para manter uma permeabilidade apropriada. Estas incluem a satisfação das condições de resistência à compressão, resistência a quente, velocidade de diferenciação a quente, quantidade de cinzas e quantidade de carvão fixo. Quando se usam carvões brutos com a mesma composição e propriedades, é difícil satisfazer todas estas condições.
13. Além disso, com o uso do betume dispendioso como ligante, os custos da unidade associados com os briquetes de carvão são aumentados, aumentando em última instância o custo de fabrico do ferro fundido. Também é difícil ajustar a quantidade de cinza de tal modo que é
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5/40 gerado gás de SiO na região de combustão quente formada numa área inferior do leito compactado de carvão no fusor-gasificador pelo componente de SiO2 compreendido nos carvões. O gás de SiO é misturado no ferro fundido, que é fundido, enquanto está sendo reduzido na região de gasificação no leito compactado de carvão, para, dessa maneira, aumentar a quantidade de Si contido no ferro fundido e, assim, reduzir a qualidade do ferro fundido.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
14. O método de fabrico de briquetes de carvão da presente invenção foi feito para resolver os problemas acima e relaciona-se com o fabrico de briquetes de carvão de uma boa qualidade adicionando carvões para controlar a qualidade dos carvões finos.
15. Além disso, a presente invenção relaciona-se com o provimento de método de fabrico de ferro fundido usando o método de fabrico de briquetes de carvão.
16. Além disso, a presente invenção proporciona um equipamento mais econômico de fabrico de ferro fundido, que pode ser aplicado ao equipamento real e pode usar o método para o fabrico de ferro fundido.
17. Para alcançar os objetos acima, o método de fabrico de briquetes de carvão da presente invenção usado no fabrico de ferro fundido inclui uma etapa de realização de uma seleção inicial do tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões para preparar finos de carvão; uma etapa de mistura de um segundo grupo de carvões tendo uma refletância médio (Rm) de 0,8 ou mais alta nos carvões finos; uma etapa de secagem dos carvões misturados compreendendo os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões e realização de uma seleção secundária de tamanho de grão para os carvões misturados; uma etapa de adição de um agente de endurecimento aos carvões misturados e misturar o agente de endurecimento e os carvões misturados; uma etapa de adição de um
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6/40 ligante de melaço aos carvões misturados e misturar o ligante de melaço e os carvões misturados; e uma etapa de fabrico de briquetes de carvão por moldagem dos carvões misturados.
18. Na etapa de se misturar um segundo grupo de carvões aos carvões finos, o segundo grupo de carvões pode ser misturado até 1580% em peso dos carvões misturados.
19. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, é preferivel que um ou mais agentes de endurecimento sejam selecionados do grupo que consiste em cal viva, cal apagada, calcário, carbonato de cálcio, cimento, bentonita, barro, sílica, silicato, dolomita, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e um óxido.
20. É de maior preferência que o agente de endurecimento seja cal apagada.
21. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento pode ser cal viva e a cal viva pode ser convertida em cal apagada de acordo com a fórmula química abaixo:
CaO + H2O Ca(OH)2
22. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento pode ser cal viva e a cal viva e o ligante de melaço podem formar ligação de sacarato de cálcio.
23. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento pode ser adicionado numa quantidade de 1-5 partes em peso de 100 partes em peso dos carvões misturados que foram secos e sofreram seleção de tamanho de grão; e, na etapa de adição do ligante de melaço, o ligante de melaço pode ser adicionado numa quantidade de 5-15 partes em peso.
24. Na etapa de secagem dos carvões misturados e realização de uma seleção secundária do tamanho de grão para os carvões misturados, o conteúdo da água dos carvões misturados é controlado de modo a ser, de preferência, 4-10% em peso dos carvões misturados.
25. Na etapa de fabrico dos briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm, de preferência, 20-40% de teor de matéria volátil, 20% ou
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7/40 menos de teor de cinzas de carvão e 45-70% de teor de carvão fixo em base seca.
26. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão contêm, de preferência, 50% ou menos de SiO2.
27. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão podem ter 80% ou mais de briquetes de carvão de 10 mm ou mais num método de avaliação de resistência a frio. O método de avaliação de resistência a frio é realizado permitindo que 2 kg de um minério de amostra sofram quatro vezes queda livre de uma altura de 5 m sobre uma placa de aço e medindo o tamanho de grão dos briquetes de carvão restantes.
28. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão podem ter 60% ou mais de carvão animal com um tamanho de grão de 15 mm ou maior num método de avaliação de resistência a quente. O método de avaliação de resistência a quente é realizado fazendo passar gás de nitrogênio num forno de reator ajustado a 1.000°C para obter carvão animal numa atmosfera inerte e medindo o tamanho de grão do carvão animal.
29. Para alcançar os objetos acima, fabricar o ferro fundido da pre-sente invenção relaciona-se a método de fabrico de ferro fundido em que é formado um leito compactado de carvão usando carvões e ferro reduzido que sofreu redução preliminar é carregado no leito compactado de carvão. O método de fabrico de ferro fundido inclui uma etapa de realização de uma seleção inicial de tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões para preparar carvões finos; uma etapa de mistura de um segundo grupo de carvões tendo uma refletância média (Rm) de 0,8 ou mais alta nos carvões finos; uma etapa de secagem de carvões misturados compreendendo os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões e realização de uma seleção secundária do tamanho de grão para os carvões misturados; uma etapa de adição de um agente de endurecimento aos carvões misturados e mistura do agente de endurecimento e os carvões misturados; uma etapa
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8/40 de adição de um ligante de melaço aos carvões misturados e mistura do ligante de melaço e os carvões misturados; uma etapa de fabrico de briquetes de carvão por moldagem dos carvões misturados; uma etapa de formação de leito compactado de carvão usando carvões voluminosos que foram separados durante a seleção de tamanho de grão inicial e os briquetes de carvão e carregamento do ferro reduzido para mistura no leito compactado de carvão; e uma etapa de suprimento de oxigênio ao leito compactado de carvão para queima dos carvões no leito compactado de carvão e fabrico de ferro fundido por fusão de ferro reduzido usando o calor de combustão.
30. Na etapa de mistura de um segundo grupo de carvões aos carvões finos, o segundo grupo de carvões é misturado, de preferência, a 15-80% em peso dos carvões misturados.
31. A etapa de secagem dos carvões misturados e realização de uma seleção secundária do tamanho de grão para os carvões misturados pode incluir uma etapa de secagem dos carvões misturados e uma etapa de esmagamento dos carvões misturados com um diâmetro de grão em excesso de 4mm entre os carvões misturados secos de tal modo que é selecionado um diâmetro de grão dos carvões misturados tornados de 4 mm ou menos.
32. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, um ou mais agentes de endurecimento são selecionados do grupo que consiste em cal viva, cal apagada, calcário, carbonato de cálcio, cimento, bentonita, barro, sílica, silicato, dolomita, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e um óxido.
33. Na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento pode ser adicionado numa quantidade de 1-5 partes em peso de 100 partes em peso dos carvões misturados que foram secos e sofreram seleção de tamanho de grão. Também, na etapa de adição do ligante de melaço, o ligante de melaço pode ser adicionado numa quantidade de 5-15 partes em peso.
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34. Na etapa de adição de ligante de melaço, pode ser adicionado o ligante de melaço com um teor sólido de 70-85% em peso.
35. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm, de preferência, 20-40% de teor de matéria volátil, 20% ou menos de teor de cinzas de carvão e 45-70% de teor de carvão fixo em base seca.
36. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão contêm, de preferência, 50% ou menos de SiO2.
37. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, o volume do briquete de carvão é, de preferência, de 10-50cm3.
38. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm, de preferência, 80% ou mais de briquetes de carvão de 10 mm ou mais pelo método de avaliação de resistência a frio. O método de avaliação de resistência a frio é realizado deixando 2 kg de um minério de amostra sofrer queda livre quatro vezes de uma altura de 5 m sobre uma placa de aço e medindo o tamanho de grão dos briquetes de carvão restantes.
39. Na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm, de preferência, 60% ou mais de carvão animal com um tamanho de grão de 15 mm ou mais num método de avaliação de resistência a quente. O método de avaliação de resistência a quente é realizado fazendo passar gás de nitrogênio num forno de reator ajustado a 1.000°C para obter carvão animal numa atmosfera inerte e medindo o tamanho de grão do carvão animal.
40. Na etapa de formação de leito compactado de carvão, os briquetes de carvão estão, de preferência, na faixa de 20-80% em peso de carvões usados para formar o leito compactado de carvão.
41. Na etapa de fabrico de ferro fundido, a quantidade de teor de Si dissolvida no ferro fundido é, de preferência, de 1% em peso ou menos.
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42. Pode, além disso, ser incluída uma etapa de reciclagem de carvões finos gerados durante o fabrico dos briquetes de carvão e mistura dos carvões finos e os carvões misturados.
43. Na etapa de fabrico de ferro fundido, pode ser carregado ferro reduzido fabricado por realização de redução preliminar de minérios de ferro voluminosos e aditivos. De outra forma, podem ser preliminarmente reduzidos e compactados a quente minérios de ferro de um tamanho pequeno e aditivos e, depois, pode ser carregado ferro reduzido.
44. A presente invenção relaciona-se com um equipamento de fabrico de ferro fundido em que carvões e ferro reduzido que sofreu redução preliminar são carregados num fusor-gasificador de fabrico de ferro fundido. O equipamento de fabrico de ferro fundido inclui um seletor de tamanho de grão para realização de uma seleção inicial do tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões; um depósito de armazenagem de carvão para suprir um segundo grupo de carvões tendo uma refletância média de 0,8 ou maior, realizando o depósito de armazenagem de carvão esta operação separadamente do seletor de tamanho de grão; uma unidade de pré-tratamento conectada ao seletor de tamanho de grão e o depósito de armazenagem de carvão e secagem e realização de uma seleção secundária, enquanto se misturam os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões; pelo menos um misturador conectado à unidade de pré-tratamento e capturando um ligante de melaço e um agente de endurecimento para mistura com os carvões misturados em que são misturados os carvões finos de um primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões; uma prensa de roletes conectada ao misturador para moldagem dos carvões misturados; e um fusor-gasificador conectado ao seletor de tamanho de grão e a prensa de roletes e carregado com carvões voluminosos separados do seletor de tamanho de grão, os briquetes de carvão moldados na prensa de roletes e o ferro reduzido e fabricando ferro fundido, enquanto é suprido de oxigênio.
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45. O equipamento de fabrico de ferro fundido pode também incluir um depósito de ligante para suprir ligante de melaço; e um depósito de agente de endurecimento para fornecer um ou mais agentes de endurecimento selecionados do grupo que consiste em cal viva, cal apagada, calcário, carbonato de cálcio, cimento, bentonita, barro, sílica, silicato, dolomita, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e um óxido. O depósito de ligante e o depósito de agente de endurecimento são, de preferência, co-nectados ao misturador.
46. A unidade de pré-tratamento pode incluir um secador, conectado ao seletor de tamanho de grão, e o depósito de armazenagem de carvão e secagem dos carvões misturados, em que os carvões finos de um primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões são misturados; outro seletor de tamanho de grão, para selecionar carvões tendo um diâmetro de grão de 4 mm ou menos a partir do secador e transportando os carvões para o misturador; e um britador, para esmagar carvões tendo um diâmetro de grão que exceda 4 mm que sofreram seleção de tamanho de grão.
47. O misturador inclui, de preferência, um amassador para amassar os carvões misturados e o ligante de melaço.
48. O equipamento de fabrico de ferro fundido da presente invenção pode incluir também uma montagem de reciclagem conectada à prensa de roletes e ao misturador e coletar carvões finos gerados durante o fabrico de briquetes de carvão e suprir os carvões finos ao misturador.
49. O equipamento de fabrico de ferro fundido da presente invenção pode incluir também depósito de armazenagem de briquetes de carvão conectado à prensa de roletes, para armazenar temporariamente os briquetes de carvão moldados na prensa de roletes.
Breve Descrição dos Desenhos
50. A Figura 1 é uma vista esquemática de um equipamento de fabrico de ferro fundido, de acordo com uma primeira modalidade da
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12/40 presente invenção.
51. A Figura 2 é uma vista esquemática de um equipamento de fabrico de ferro fundido, de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção.
52. A Figura 3 é uma vista esquemática de um equipamento de teste usado para medir a resistência a quente em exemplos experimen 12331.0022-00123 tais da presente invenção.
53. A Figura 4 é uma vista esquemática que mostra o desempenho de um fusor-gasificador durante o fabrico do ferro fundido.
Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas
54. Serão, agora, descritas em detalhe modalidades da presente invenção com referência aos desenhos anexos. As modalidades ilustram a presente invenção e não se pretende que sejam restritivas.
55. A presente invenção proporciona um método de fabrico de ferro fundido usando carvões com uma ampla distribuição de tamanhos de grão. A fim de assegurar a permeabilidade e impedir a difusão no fusor-gasificador, a presente invenção provê um equipamento de fabrico de ferro fundido que controla o tamanho de grão de carvões fornecidos a um fusor-gasificador para pelo menos um tamanho predeterminado. Ou seja, no equipamento e método de fabrico de ferro fundido da presente invenção, carvões voluminosos que excedam um tamanho predeterminado são diretamente carregados no fusor-gasificador e briquetes de carvão fabricados por compactação de carvões finos de tamanhos iguais ou menores do que tamanhos predeterminados são carregados no fusorgasificador, de modo a formar um leito compactado de carvão. Além disso, no equipamento e método de fabrico de ferro fundido da presente invenção, durante o fabrico de briquetes de carvão, são misturados carvões para controle da qualidade com carvões finos e, depois, os carvões misturados são moldados em briquetes de carvão, para, dessa maneira,
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13/40 assegurar uma resistência a quente e resistência a frio predeterminadas. Conseqüentemente, o desempenho do fusor-gasificador é aperfeiçoado e é produzido ferro fundido de boa qualidade.
56. Se forem misturados desta maneira carvões para controle da qualidade com carvões finos, a qualidade do ferro fundido pode ser melhorada controlando diversas variáveis. Em particular, pode ser fabricado ferro fundido de uma boa qualidade controlando uma refletância do carvão para controle da qualidade, uma relação de mistura dos carvões para controle da qualidade e carvões finos e uma relação de carvões voluminosos e briquetes de carvão.
57. Especialmente, briquetes de carvão fornecidos por uma montagem de suprimento de carvão incluída num equipamento de fabrico de ferro fundido devem satisfazer às condições seguintes durante a mistura dos carvões para controle da qualidade, de forma que possa ser fabricado o ferro fundido com as propriedades pretendidas.
58. O tamanho de grão do carvão deve ser limitado dentro de uma faixa apropriada.
59. Satisfazendo esta condição, o gás de combustão quente gerado numa região de combustão é uniformemente distribuído num leito compactado de carvão num fusor-gasificador, de tal modo que pode ser aumentada a eficiência térmica entre o gás de combustão quente e o ferro reduzido e carvões. Além disso, visto que pode ser adequadamente mantida uma permeabilidade do leito compactado de carvão, o ferro-gusa e as escórias fundidos podem fluir uniformemente para baixo dentro do leito compactado de carvão.
60. (2) Deve ser assegurado um nível apropriado de resistência a frio de briquetes de carvão.
61. Satisfazendo esta condição, pode ser minimizada a perda causada pela geração de pó durante o processo de transporte e armazenagem de briquetes de carvão para um fusor-gasificador.
62. (3) Deve ser assegurado um nível apropriado de velocidade de diferenciação a quente.
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63. No caso em que os briquetes de carvão são carregados num fusor-gasificador, são geradas partículas finas pela velocidade de diferenciação a quente resultante do aquecimento rápido numa cúpula do fusor-gasificador. Estas partículas finas asseguram uma velocidade de diferenciação a quente predeterminada, para, assim, minimizar a quantidade de perda de difusão para fora do fusor-gasificador causada por um fluxo de gás quente formado na cúpula.
64. (4) Deve ser assegurado um nível apropriado de resistência a quente dos briquetes de carvão.
65. Satisfazendo esta condição, pode ser suportada uma carga de materiais carregados aplicados a uma área superior de um leito compactado de carvão e pressão de gás de combustão a partir de uma área inferior numa região onde ocorre a gasificação de um leito compactado de carvão no fusor-gasificador.
66. (5) Deve ser incluída uma quantidade apropriada ou menor de cinzas de carvão nos carvões brutos.
67. Satisfazendo esta condição, uma quantidade de escórias produzidas por uma reação de escória entre carvões numa região onde ocorre a gasificação e componentes de ganga no ferro reduzido é mantida num nível predeterminado ou menor.
68. (6) Deve ser assegurado um nível apropriado de carvões fixos.
69. Satisfazendo esta condição, é possível impedir a escassez de carvões que são aquecidos e supridos a partir de uma região onde ocorre a gasificação para uma região onde a ocorre a combustão.
70. Na presente invenção, a condição (1) é satisfeita por um processo de seleção de tamanho de grão, a condição (2) é satisfeita misturando um ligante apropriado com os carvões e as condições de (3) até (6) são satisfeitas usando adequadamente um carvão para controle da qualidade. Se os carvões para controle da qualidade não forem usados separadamente para mistura e apenas carvões voluminosos e briquetes de
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15/40 carvão como carvões forem fornecidos a um fusor-gasificador, é difícil satisfazer as condições de (3) até (6).
71. Um equipamento e método de fabrico ferro fundido da presente invenção para satisfazer as condições acima com respeito às propriedades de briquetes de carvão serão descritos abaixo em maior detalhe.
72. As Figuras 1 e 2 são vistas esquemáticas de equipamentos de fabrico de ferro fundido respectivamente de acordo com a primeira e segunda modalidades da presente invenção. A Figura 1 mostra um equipamento de fabrico de ferro fundido 10 que usa um reator do tipo leito compactado 100 e a Figura 2 mostra um equipamento de fabrico de ferro fundido 20 que usa um reator do tipo leito fluidizado 200. Cada um dos equipamentos 10 e 20 inclui uma montagem de suprimento de carvão 400 da mesma estrutura e são fornecidos carvões para um fusor-gasificador 300 pela montagem de suprimento de carvão 400, para formar um leito compactado de carvão.
73. No equipamento de fabrico de ferro fundido 10 de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, conforme mostrada na Figura 1, são misturados minérios de ferro voluminosos e aditivos e sofrem redução preliminar no reator do tipo leito compactado 100 para fabrico de ferro reduzido. A seguir, é carregado ferro reduzido no leito compactado de carvão no fusor-gasificador 300, fabricando, assim, ferro fundido. O leito compactado de carvão é feito dos carvões fornecidos a partir da montagem de suprimento de carvão 400.
74. No equipamento de fabrico de ferro fundido 20 de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção, conforme mostrada na Figura 2, são misturados minérios de ferro com um tamanho de grão pequeno e aditivos, para sofrerem redução preliminar no reator do tipo leito fluidizado 200. A seguir, é fornecido ferro reduzido compactado a quente a partir de uma montagem de compactação a quente 220 conectada ao reator do tipo leito fluidizado 200 para um leito compactado de carvão, que é formado com carvões fornecidos a partir da montagem de
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16/40 suprimento de carvão 400. Então, é fabricado ferro fundido no fusorgasificador 300. Os materiais compactados a quente são fornecidos para o fusor-gasificador 300 por uma montagem de vaso intermediário a quente 240 de tal forma que é possível manter adequadamente a quantidade de suprimento.
75. A montagem de suprimento de carvão 400 comum a ambos os equipamentos de fabrico de ferro fundido 10 e 20 de acordo com as primeira e segunda modalidades da presente invenção será descrita respectivamente abaixo.
76. Os equipamentos de fabrico de ferro fundido de acordo com as primeira e segunda modalidades da presente invenção incluem um seletor de tamanho de grão 411 para a realização de uma seleção inicial de tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões; um depósito de armazenagem de carvão 417 para suprir um segundo grupo de carvões tendo uma refletância média de 0,8 ou maior como carvões para controle da qualidade, o depósito de armazenagem de carvão 417 que realiza esta operação separadamente do seletor de tamanho de grão 411; uma unidade de pré-tratamento 419 conectada ao seletor de tamanho de grão 411 e o depósito de armazenagem de carvão 417 para secagem e realização de uma seleção secundária, enquanto mistura os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões; pelo menos um misturador 425 conectado à unidade de pré-tratamento 419 e tomando um ligante de melaço e um agente de endurecimento para mistura com os carvões misturados em que são misturados os carvões finos de um primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões; uma prensa de roletes 427 conectada ao misturador 425 para moldar os carvões misturados; e um fusor-gasificador 300 conectado ao seletor de tamanho de grão 411 e à prensa de roletes 427. Os carvões voluminosos separados do seletor de tamanho de grão 411, os briquetes de carvão moldados na prensa de roletes 427 e o ferro reduzido são carregados no fusor-gasificador 300. Então, é fabricado ferro fundido no fusor-gasificador 300, enquanto são abastecidos de oxigênio. Os equipamentos acima são inPetição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 26/51
17/40 cluídos na montagem de suprimento de carvão 400. Os ferros e escórias fundidos são fabricados no fusor-gasificador 300. O primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões não são misturados usando outro processo, mas, são livremente misturados pelo processo em série. Por exemplo, o segundo grupo de carvões pode ser acomodado numa correia transportadora, enquanto se transporta o primeiro grupo de carvões usando uma correia transportadora, assim, tanto o primeiro grupo de carvões como o segundo grupo de carvões podem ser misturados em conjunto.
77. Além disso, os equipamentos de fabrico de ferro fundido de acordo com as primeira e segunda modalidades da presente invenção incluem um depósito de ligante 423 para suprimento de ligante de melaço para ligação dos carvões; e um depósito de agente de endurecimento 421 para suprir um ou mais agentes de endurecimento selecionados do grupo que consiste em cal viva, cal apagada, calcário, carbonato de calcio, cimento, bentonita, barro, sílica, silicato, dolomita, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e um óxido. O depósito do agente de endurecimento 421 é separado do depósito de ligante 423. O depósito de ligante 423 e o depósito do agente de endurecimento 421 estão conectados ao misturador 425.
78. O misturador 425 pode incluir um misturador adicional para misturar separadamente o ligante de melaço e o agente de endurecimento e pode incluir um amassador para amassá-los em conjunto.
79. A unidade de pré-tratamento 419, conforme mostrada no retângulo aumentado da Figura 1, inclui um secador 459, conectado ao seletor de tamanho de grão 411, e o depósito de armazenagem de carvão 417, e a secagem dos carvões misturados em que são misturados os carvões finos de um primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões; outro seletor de tamanho de grão 461, para selecionar carvões tendo um diâmetro de grão de 4 mm ou menos a partir do secador 459; e um britador 463, para esmagar os carvões tendo um diâmetro de grão que excede 4 mm que tenham sofrido seleção de tamanho de grão. A
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18/40 unidade de pré-tratamento 419 pode, além disso, incluir um depósito de armazenagem de carvão misturado 465 para seletiva e temporariamente armazenar carvões com um diâmetro de grão de 4 mm ou menos. Isto pode ser aplicado não apenas à primeira modalidade da presente invenção, mas, também à segunda modalidade da presente invenção, conforme mostrado na Figura 2.
80. Entre os carvões brutos, os carvões voluminosos com um diâmetro de grão que excede 8 mm que são incapazes de passarem no seletor de tamanho de grão 411 passam por uma montagem de secagem de carvões voluminosos 413 para ficarem secos, depois, são carregados diretamente no fusor-gasificador 300. Os carvões voluminosos são secos na montagem de secagem de carvões voluminosos 413, controlando, assim, o teor de umidade nos carvões voluminosos, para que seja de 4% em peso ou menos. Por outro lado, os carvões finos de um primeiro grupo de carvões que passa pelo seletor de tamanho de grão 411 são armazenados num depósito de armazenagem de carvões finos 415, depois, são misturados com o segundo grupo de carvões para controle da qualidade, armazenados no depósito de armazenagem de carvão 417 e moldados em briquetes de carvão. Os briquetes de carvão são, então, temporáriamente armazenados num depósito de briquete de carvão 431 e são fornecidos para o fusor-gasificador 300.
81. Os equipamentos de acordo com as primeira e segunda modalidades da presente invenção incluem, além disso, uma montagem de reciclagem 440 que é conectada à prensa de roletes 427 e que coleta carvões finos gerados durante o fabrico de briquetes de carvão e fornece os mesmos para o misturador 425. A montagem de reciclagem 440 inclui um seletor de carvões finos 429, um depósito de armazenagem de carvões finos 433 e um tubo de reciclagem 435. Além disso, a montagem de reciclagem 440 pode incluir dispositivos adicionais exigidos para realizar a reciclagem. A montagem de reciclagem 440 supre finos de carvões selecionados no seletor de carvões finos 429 para o depósito de armazenagem de carvão finos 433 para armazenagem temporária no
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19/40 mesmo através do tubo de reciclagem 435, depois, supre os carvões finos para o misturador 425 através dele.
82. O ferro fundido é fabricado através de cada uma das etapas seguintes usando os equipamentos de fabrico de ferro fundido de acordo com as primeira e segunda modalidades da presente invenção.
83. O método de fabrico de briquetes de carvão inclui uma etapa de realização de uma seleção inicial de tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões, tal como carvões brutos, para preparar carvões finos; uma etapa de mistura de um segundo grupo de carvões tendo uma refletância média (Rm) de 0,8 ou mais alta nos carvões finos; uma etapa de secagem de carvões misturados compreendendo os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões e uma etapa de realização de uma seleção secundária de tamanho de grão para os carvões misturados; uma etapa de adição de um agente de endurecimento aos carvões misturados e mistura do agente de endurecimento e os carvões misturados; uma etapa de adição de um ligante de melaço aos carvões misturados e mistura do ligante de melaço e os carvões misturados; e uma etapa de fabrico de briquetes de carvão por moldagem dos carvões misturados.
84. O método de fabrico de ferro fundido inclui uma etapa de formação de um leito compactado de carvão usando carvões voluminosos que foram separados durante a seleção inicial do tamanho de grão e os briquetes de carvão e carregamento do ferro reduzido para mistura no leito compactado de carvão; e uma etapa de suprimento de oxigênio para o leito compactado de carvão, para queimar carvões no leito compactado de carvão e uma etapa de fabrico de ferro fundido por fusão de ferro reduzido usando o calor de combustão. A etapa de adição de um ligante de melaço aos carvões misturados pode incluir um processo de amassadura, para misturá-los mais uniformemente.
85. O grupo de carvões refere-se a um agregado de carvões em que são misturados pelo menos um ou mais tipos de carvão. O diâmetro de grão de 8 mm padrão da seleção inicial de tamanho de grão é usado
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20/40 para distinguir entre carvões voluminosos e carvões finos. Visto que é preferível que sejam usados e separados os carvões voluminosos com um diâmetro de grão em excesso de 8 mm dos carvões finos de 8 mm ou menos no reator do tipo leito compactado de fabrico de ferro fundido, é aplicado o padrão acima para realizar a seleção do tamanho de grão. O padrão acima é meramente um exemplo da presente invenção e a presente invenção não fica limitada a ele. Portanto, é possível realizar a seleção de tamanho de grão usando outro padrão.
86. Além disso, são misturados carvões com uma refletância media (Rm) de 0,8 ou mais alta com carvões finos. Ao analisar a estrutura do carvão, no caso de se calcular uma relação do teor de componentes estruturais constituintes e componentes estruturais diminutos usando um microscópio, é indicada a refletância pela amplitude ou energia da luz refletida e a amplitude ou energia da luz incidente, quando a luz for direcionada sobre a superfície de um objeto material. A refletância média do carvão que é usado é determinada medindo uma refletância máxima dos componentes estruturais diminutos usando um microscópio e luz com um comprimento de onda de 546 nm. O carvão pode ser avaliado pela refletância da vitrinita, que é um componente principal do carvão, e a refletância média é proporcional à resistência a quente. Portanto, quanto mais alta a refletância média, maior a resistência a quente de briquetes de carvão de tal modo que o desempenho dos briquetes de carvão no fusor-gasificador é tornado mais favorável.
87. No caso em que a refletância média (Rm) do carvão para o controle de qualidade é menor do que 0,8, o carvão para controle de qualidade é rapidamente acionado para diferenciar de tal modo que não só sua resistência a quente é baixa, mas, é incapaz de operar de modo suficiente como fonte de calor. Conseqüentemente, é preferível que a refletância média do carvão para controle da qualidade seja de 0,8 ou maior. O carvão de coque é um exemplo de carvão para controle de qualidade. No caso do carvão, a refletância média tipicamente não ultrapassa 3,0.
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88. Quando se mistura um segundo grupo de carvões como carvões para controle da qualidade em carvões finos na presente invenção, é preferível que o segundo grupo de carvões seja adicionado até que as suas quantidades sejam 15-80% em peso dos carvões misturados. Se os carvões para controle da qualidade forem menos do que 15% em peso dos carvões misturados, fica difícil melhorar as características dos carvões brutos finos. Além disso, se os carvões para controle da qualidade excederem 80% em peso dos carvões misturados, existe apenas um aumento mínimo nas propriedades dos briquetes de carvão a alta temperatura em relação ao aumento nos custos de matéria-prima dos briquetes de carvão.
89. Na presente invenção, podem ser adicionados e misturados um ligante de melaço e um agente de endurecimento. De preferência, com respeito a carvões misturados de 100 partes em peso que foram secos e sofreram seleção de tamanho de grão, o agente de endurecimento é de 1-5 partes em peso e o ligante de melaço é de 5-15 partes em peso.
90. Se a cal viva (CaO), que é um agente de endurecimento, for misturada com os carvões misturados, a água residual nos carvões misturados reage com a cal viva (CaO) de modo a ser convertida em hidroxido de cálcio [Ca(OH)2] pela reação química mostrada através da Fórmula Química 1 abaixo, para, dessa maneira, remover a água por uma forte reação de calorificação. Um processo de moldagem subseqüente é realizado de modo favorável removendo o teor de água e é assegurada uma resistência predeterminada.
91. Fórmula Química 1
92. CaO + H2O Ca(OH)2
93. Se a água for removida desta maneira e for usado ligante de melaço como ligante, a cal viva e o ligante de melaço melhoram a resistência dos briquetes de carvão pela reação química da ligação do sacarato de cálcio e é prevenida a fusão do ligante de melaço na água.
94. Na presente invenção, é preferível que seja adicionado um agente de endurecimento numa quantidade de 1-5 partes em peso com
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22/40 respeito a 100 partes em peso dos carvões misturados. Se a quantidade do agente de endurecimento for menor do que 1 parte em peso, a água não pode ser removida de modo suficiente de tal maneira que a boa ligação do sacarato de cálcio entre o ligante de melaço e o agente de endurecimentos é incapaz de se estabelecer, resultando numa redução na resistência dos briquetes de carvão. Além disso, se o agente de endurecimento exceder 5 partes em peso, as propriedades dos briquetes de carvão se deterioram.
95. É preferível que o ligante de melaço seja adicionado numa quantidade de 5-15 partes em peso. Se a quantidade de ligante de melaço adicionado for menor do que 5 partes em peso, a resistência dos briquetes de carvão fica reduzida devido à quantidade insuficiente de ligante de melaço nos carvões finos. Também se a quantidade de ligante de melaço adicionado for maior do que 15 partes em peso, a adesão e outro problemas desse tipo ocorrem durante a mistura com carvões finos. No caso do ligante de melaço, é preferível que a quantidade de teor de sólidos seja de 70-85% em peso. Se a quantidade de teor de sólidos for menor do que 70% em peso, o teor de açúcar, que exibe a propriedade da ligação, é baixo e o teor de água é alto de tal maneira que a resistência dos briquetes de carvão fica reduzida. Também se a quantidade de teor de sólidos exceder 85% em peso, a viscosidade do ligante é aumentada de tal forma que é difícil realizar a mistura uniforme.
96. No acima exposto, embora seja adicionado um ligante de melaço, a presente invenção não é limitada a este respeito e é possível realizar a mistura de outros ligantes e outros aditivos que melhoram as propriedades de outros ligantes e dos briquetes de carvão.
97. Além disso, na presente invenção, uma etapa de secagem dos carvões misturados e realização da seleção secundária de tamanho de grão pode incluir uma etapa de secar os carvões misturados e uma etapa de esmagamento dos carvões misturados com um diâmetro de grão que excede 4 mm nos carvões misturados secos de tal forma que o diâmetro de grão dos carvões misturados se torne de 4 mm ou menor. É
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23/40 preferível que a quantidade da água nos carvões misturados fique em 410% em peso do total, em consideração da quantidade de mistura com o agente de endurecimento. Se a quantidade da água nos carvões misturados for menor do que 4%, existe uma reação insuficiente entre os carvões misturados e o agente de endurecimento de tal forma que a resistência de briquetes de carvão fabricados fica, em última instância, reduzida. Além disso, se a quantidade de água nos carvões misturados exceder 10% em peso, a adesão e coesão ocorrem no processo de moldagem de tal modo que o rendimento e eficiência operacionais são reduzidos. Além disso, se o diâmetro de grão dos carvões misturados exceder 4 mm, os briquetes de carvão podem quebrar durante a moldagem dos mesmos, como resultado do grande diâmetro do grão. O diâmetro de grão dos carvões, então, deve ser controlado para 4 mm ou menos.
98. Os briquetes de carvão moldados pela prensa de roletes 427 têm, de preferência, 20-40% de teor de matéria volátil, 20% ou menos de teor de cinzas de carvão e 45-70% de teor de carvão fixo em base seca. Se a quantidade de matérias voláteis for de menos de 20%, a quantidade de gás gerado necessário na redução de minérios de ferro é minimizada de tal modo a redução não é realizada suficientemente e os custos de combustível são aumentados. Se a quantidade de matérias voláteis exceder 40%, a quantidade de carvões fixos necessários no fabrico do ferro fundido é reduzida. Além disso, se a quantidade do teor de cinzas de carvão exceder 20%, os custos de combustível aumentam, como resultado do aumento no volume de escória. Também os custos de combustível aumentam se a quantidade de carvão fixo for menor do que 45%, enquanto, se a quantidade de carvão fixo exceder 70%, a quantidade de gás necessário para a redução de minério é diminuída, de tal modo que a redução não é realizada de modo suficiente e os custos de combustível são aumentados.
99. Com relação à composição das cinzas de carvão compreendidas nos briquetes de carvão, é preferível que o teor de SiO2 seja de 50% ou menos. Se o teor de SiO2 nas cinzas do carvão exceder 50%, a quanPetição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 33/51
24/40 tidade de Si no ferro fundido é aumentada de tal forma que é diminuída a qualidade do ferro fundido.
100. Além disso, é necessário que os briquetes de carvão tenham uma resistência a frio suficiente para o transporte e armazenamento e devam ter uma resistência a quente suficiente para minimizar a geração de partículas finas de forma que possa ser assegurada a velocidade de permeação durante o carregamento no fusor-gasificador.
101. Com respeito a um método de avaliação a resistência a frio de briquetes de carvão, 2 kg de um minério de amostra são deixados sofrer uma queda livre de uma altura de 5m sobre uma placa de aço. Isto é realizado quatro vezes. A seguir, é determinada a quantidade de briquetes de carvão restantes com um diâmetro de grão de 10 mm ou mais. É preferível que a quantidade de briquetes de carvão que permanece com 10 mm ou um diâmetro de grão maior é 80% ou mais. Se a quantidade for menor do que 80%, um aumento na velocidade de diferenciação durante o transporte e armazenagem dos briquetes de carvão faz que aumentem as despesas operacionais e torna a produção instável, como resultado do efeito negativo nos processos de produção. Também o rendimento é diminuído pela redução na temperatura do ferro fundido no fusor-gasificador.
102. Com respeito a um método de avaliação da resistência a quente de briquetes de carvão, é feito passar gás de nitrogênio através de um forno de reação ajustado a 1.000°C e um tamanho de grão do carvão animal obtido numa atmosfera inerte é dividido numa relação de tamanho de grão relativamente grande de 15 mm ou maior e uma relação de tamanho de grão relativamente pequeno de 10 mm ou menos. Quanto maior a relação de tamanho do grão grande e quanto menor a relação de tamanho do grão pequeno, tanto maior a resistência a quente dos briquetes de carvão. É preferível que a relação de tamanho de grão grande seja de 60% ou mais do total, para assegurar uma boa resistência a quente dos briquetes de carvão. Se a relação de tamanho do grão grande do carvão animal no método de avaliação de resistência a quente de
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25/40 briquetes de carvão for menor do que 60%, os briquetes de carvão são insuficientemente queimados no fusor-gasificador e são excessivamente coletados num coletor de pó, de modo a aumentar, assim, os custos de fabricação e os custos de combustível.
103. Existe uma diferença no volume de briquetes de carvão e carvões voluminosos, quando carregados no fusor-gasificador. Os briquetes de carvão são fabricados tendo um volume uniforme de 10-50 cm3, de preferência, 20-40cm3. Visto que os tamanhos de carvões voluminosos obtidos num estado natural são menores do que aqueles dos briquetes de carvão, são preferíveis briquetes de carvão maiores para uso, em consideração à ventilação. A faixa de volume acima para briquetes de carvão é um valor ótimo, a fim de assegurar boa ventilação em consideração ao volume de carvões voluminosos.
104. Se forem carregados em conjunto briquetes de carvão fabricados desta maneira e carvões voluminosos com um diâmetro de grão que excede 8 mm no fusor-gasificador para formar um leito compactado de carvão, os carvões voluminosos com seus componentes e propriedades naturais podem não ser apropriados para o componente e padrões de propriedade do fusor-gasificador. Portanto, é preferível que a quantidade de briquetes de carvão usados seja ajustada de acordo com os componentes e propriedades dos carvões voluminosos para satisfazer o componente e padrões de propriedade do fusor-gasificador. Conseqüentemente, são usados briquetes de carvão numa quantidade de 20-80% em peso do carvão total para carregamento no fusor-gasificador. Se a quantidade de briquetes de carvão for menor do que 20% em peso dos carvões totais, é difícil fazer melhorias na distribuição de gás, gasificação, reação de combustão, fluxo de ferro e escórias fundidas e assim por diante. Se a quantidade dos briquetes de carvão exceder 80% em peso, a quantidade de carvões voluminosos que é usada é excessivamente minimizada, de tal forma que ocorrem problemas com respeito a gerenciar eficazmente os estoques de carvões brutos.
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105. Especialmente, se for fabricado ferro fundido usando apenas carvões voluminosos, a quantidade de SiO2 carregada é de aproximadamente 100 kg por tonelada de carvão de tal forma que é gerado SiO2 na região de combustão elevada formada numa área inferior do leito compactado de carvão para ser misturado no ferro fundido que é reduzido e fundido na região de gasificação no leito compactado de carvão, aumentando, assim, o teor de [Si] no ferro fundido. Pelo contrário, visto que a quantidade de cinzas de carvão no carvão de matéria-prima pode ser reduzida e controlada, quando se carrega os briquetes de carvão, em que foi misturado carvão para controle da qualidade, o carregamento da quantidade de SiO2 é reduzido para aproximadamente 55 kg por tonelada de briquetes de carvão para, dessa maneira, minimizar a quantidade gerada de gás de SiO. Em última instância, é reduzido o teor de [Si] no ferro fundido.
106. Se o ferro fundido for fabricado usando os briquetes de carvão produzidos pelo método acima, é preferível que o teor de Si dissolvido no ferro fundido seja de 1% em peso ou menos. Se o teor de Si dissolvido no ferro fundido for maior do que 1% em peso, a qualidade do ferro fundido é reduzida.
107. A seguir, a presente invenção é descrita em maior detalhe através de Exemplos Experimentais. Os Exemplos Experimentais seguintes ilustram meramente a presente invenção e não se pretende que sejam restritivos.
Exemplos Experimentais
108. Nos Exemplos Experimentais que se seguem, foram realizadas as experiências seguintes numa tentativa de fabrico de ferro fundido de boa qualidade por ajuste da refletância e relação de mistura dos carvões, para controle da qualidade e a quantidade de briquetes de carvão usados. São descritos exemplos experimentais da presente invenção em que são variados a refletância e a relação de mistura dos carvões para controle da qualidade e a quantidade de briquetes de carvão usados.
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Refletância e Relação de Mistura de Carvões
Para Controle da Qualidade
109. Nos Exemplos Experimentais da presente invenção, foram misturados vários tipos de carvões tendo diferentes refletâncias médias (Rm) para produção de briquetes de carvão, depois, foi medida a sua resistência a quente. Isto é mostrado na Tabela 1 abaixo. A fim de aumentar a qualidade dos finos de carvões, foram usados grupos de carvões para controle da qualidade tendo uma refletância média que é mais elevada do que a dos carvões finos que foram usados para mistura com os mesmos.
Tabela 1
Grupo de carvões Análise Técnica (em base seca, % em peso) Refletância Média (Rm)
Matéria Volátil Cinzas de Carvão Carvão Fixo
A 16,6 8,5 74,9 1,45
B 18,0 14,1 67,9 1,27
C 19,1 6,9 74,0 1,00
D 34,8 6,8 58,3 0,80
E 34,4 7,4 58,2 0,71
F 26,2 10,4 63,4 0,78
G 34,0 9,4 56,6 0,68
110. Nos Exemplos Experimentais de 1 até 8 da presente invenção, depois de se misturar o grupo de carvões do tipo A ao grupo de carvões do tipo F tendo um diâmetro de grão de 4 mm ou menos, foram misturadas 8 partes em peso de ligante de melaço na forma de ligante e 3 partes em peso de cal viva na forma de agente de endurecimento com base em 100 partes em peso dos carvões misturados, para a produção de
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28/40 briquetes de carvão de um formato de travesseiro e tendo as dimensões de 64,5mm x 25,4mm x 19,1mm usando uma prensa de roletes. A resistência a quente dos briquetes de carvão foi, então, medida. Além disso, para comparação com os Exemplos Experimentais de 1 até 10, nos Exemplos Comparativos de 1 até 3, foram misturadas 8 partes em peso de ligante de melaço na forma de ligante e 3 partes em peso de cal viva na forma de agente de endurecimento num grupo de carvões do tipo E e num grupo de carvões do tipo F, que têm propriedades semelhantes àquelas dos carvões finos, e foram produzidos briquetes de carvão usando uma prensa de roletes. Foi, então, medida a resistência a quente dos briquetes de carvão. No caso do grupo de carvões do tipo G, foram usados carvões voluminosos em lugar de briquetes de carvão e foi medida a sua resistência a quente.
111. A medida da resistência a quente para determinar a quantidade de pirólise dos briquetes de carvão gerados no fusor-gasificador foi realizada usando um equipamento de teste de pirólise 30 da Figura 3. A Figura 3 é uma vista esquemática de um equipamento de teste de pirólise usado para medir a resistência a quente de briquetes de carvão dos Exemplos Experimentais da presente invenção. A temperatura do equipamento de teste de pirólise 30 foi mantida a a 1.000°C e foi passado gás de nitrogênio através de uma parte inferior do mesmo a uma velocidade de 2 litros por minuto, para manter uma atmosfera inerte. Sob estas condições, foram fornecidas peças de teste de briquetes de carvão 36 num tubo de quartzo 33, tendo um diâmetro de 60 mm, duas de cada vez em intervalos de 10 minutos. Isto foi repetido quatro vezes, para testar um total de 8 peças de teste de briquetes de carvão 36. Depois de fornecer as peças de teste de briquetes de carvão 36, foram extraídos e arrefecidos minérios de amostra e foram medidas variações nas distribuições de tamanho de grão usando uma peneira padrão. Visto que quanto menor o grau de pirólise, tanto mais elevada a resistência a quente, a resistência a quente é determinada ser boa se existir uma quantidade significativa de carvão animal grande e uma quantidade miPetição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 38/51
29/40 nima de carvão animal pequeno. Nos Exemplos Experimentais da presente invenção, a resistência a quente foi determinada examinando a distribuição de carvão animal com um tamanho de grão grande de 15 mm ou maior e carvão animal com um tamanho de grão pequeno de 10 mm ou menos.
Exemplo Experimental 1
112. Com referência à Tabela 1, depois de se misturar o grupo de carvões do tipo E a 70% em peso e do grupo carvão do tipo A a 30% em peso, foram misturadas 8 partes em peso de ligante de melaço como ligante e 3 partes em peso de cal viva como agente de endurecimento, para produzir briquetes de carvão. Foi, então, medida a resistência a quente dos briquetes de carvão.
Exemplo Experimental 2
113. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 70% em peso e do grupo de carvões do tipo B a 30% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 2 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 3
114. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 70% em peso e do grupo de carvões do tipo C a 30% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 3 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 4
115. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 50% em peso e do grupo de carvões do tipo C a 50% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 4 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
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Exemplo Experimental 5
116. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo F a 20% em peso e do grupo de carvões do tipo B a 80% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 5 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 6
117. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 80% em peso e do grupo de carvões do tipo D a 20% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 6 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 7
118. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 85% em peso e do grupo de carvões do tipo D a 15% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 7 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 8
119. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 50% em peso e do grupo de carvões do tipo F a 50% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 8 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 9
120. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 10% em peso e do grupo de carvões do tipo A a 90% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 9 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Experimental 10
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121. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 10% em peso e do grupo de carvões do tipo B a 90% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Experimental 10 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Comparativo 1
122. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo E a 100% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Comparativo 1 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Comparativo 2
123. Com referência à Tabela 1, com exceção da mistura do grupo de carvões do tipo F a 100% em peso, todos os outros aspectos do Exemplo Comparativo 2 foram idênticos ao Exemplo Experimental 1.
Exemplo Comparativo 3
124. Apenas foram usados carvões voluminosos para todo o grupo de carvões do tipo G e não foram usados briquetes de carvão.
125. Foram medidas as resistências a quente dos briquetes de carvão produzidos de acordo com os Exemplos Experimentais e os Exemplos Comparativos e aparecem na Tabela 2 abaixo.
Tabela 2
Relação de mistura de carvão Resistência a quente (Relação de tamanho de grão grande) Resistência a quente (Relação de tamanho de grão pequeno)
Exemplo Experimental 1 E/70% em A/30% em 75,0% 2,2%
peso peso
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Exemplo Experimental 2 E/70% em peso B/30% em peso 72,2% 1,2%
Exemplo Experimental 3 E/70% em peso C/30% em peso 66,8% 1,2%
Exemplo Experimental 4 E/50% em peso C/50% em peso 65,9% 2,6%
Exemplo Experimental 5 F/20% em peso B/80% em peso 87,8% 1,5%
Exemplo Experimental 6 E/80% em peso D/20% em peso 65,1% 1,8%
Exemplo Experimental 7 E/85% em peso D/15 em peso 60,7% 2,9%
Exemplo Experimental 8 E/50% em peso F/50% em peso 54,5% 2,7%
Exemplo Experimental 9 E/10% em peso A/90% em peso 86,5% 1,9%
Exemplo Experimental 10 E/10% em peso B/90% em peso 90,9% 1,4%
Exemplo Comparativo 1 E/100% em peso - 56,5% 7,2%
Exemplo Comparativo 2 F/100% em peso - 50,1% 2,9%
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Exemplo Comparativo 3 G/100% em peso - 57,0% 2,8%
126. Quando os carvões voluminosos são apenas usados sem briquetes de carvão de fabrico de ferro fundido como no Exemplo Comparativo 3, a resistência a quente é aproximadamente de 57,0%. Portanto, a resistência a quente, quando se produzem briquetes de carvão por mistura de carvões, deve ser melhor do aquela de quando se usam apenas carvões voluminosos, assegurando, assim, a produção mais econômica.
127. Conforme mostrada na Tabela 2, no caso de Exemplos Experimentais de 1 a 7 e Exemplos Experimentais 9 e 10, a relação de carvão animal com um diâmetro de grão de 15 mm ou maior é pelo menos de 60% e a relação de carvão animal com um diâmetro de grão de 10 mm ou menos não excede 3% de tal forma que a resistência a quente é relativamente alta. Por outro lado, no caso de Exemplo Experimental 8 e Exemplos Comparativos de 1 a 3, a relação de carvão animal com um diâmetro de grão de pelo menos 15 mm é menor do que 60% e a relação de carvão animal com um diâmetro de grão de 10 mm ou menor é pelo menos de 2,7%, indicativa de uma resistência relativamente baixa a quente.
128. Além disso, como é evidente a partir dos Exemplos Experimentais 5, 9 e 10, quando existirem misturas de carvões para controle da qualidade de, respectivamente, 80% em peso do grupo de carvões do tipo B, 90% em peso do grupo de carvões do tipo A e 90% em peso do grupo de carvões do tipo B, existem variações apenas leves na resistência a quente, com a resistência a quente respectiva sendo de 87,8%, 86,5% e 90,9%.
129. É evidente, a partir dos Exemplos Experimentais acima, que pode ser obtida uma resistência a quente relativamente alta se os briquetes de carvão forem fabricados misturando carvões cuja refletância é igual ou maior do que a do grupo de carvões do tipo D. ConseqüentePetição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 43/51
34/40 mente, é preferível que a refletância média de carvões para controle de qualidade seja pelo menos a do grupo de carvões do tipo D, 0,8. É de maior preferência que a refletância média de carvões para controle de qualidade seja a do grupo de carvões do tipo B, 1,27, para que a resistência a quente fique acima de 70,0% em peso
130. Além disso, é evidente, a partir do Exemplo Experimental 7, que os carvões para controle de qualidade devem ser adicionados de uma quantidade de pelo menos 15% para obter briquetes de carvão tendo uma resistência a quente favorável.
Relação de Uso de Briquetes de Carvão
131. Nos Exemplos Experimentais da presente invenção, quando se fabricam briquetes de carvão dos Exemplos Experimentais 2 e 3, foram determinadas as propriedades do ferro fundido, de acordo com a quantidade de briquetes de carvão usados, através das seguintes experiências.
Usando os Briquetes de Carvão do Exemplo Experimental 2
132. A fim de determinar as propriedades do ferro fundido de acordo com uma relação de mistura de briquetes de carvão e carvões voluminosos, a quantidade de briquetes de carvão fabricados de acordo com o Exemplo Experimental 2 que foi usada foi ajustada para realizar as experiências seguintes. Os resultados das experiências aparecem na Tabela 3.
Exemplo Experimental 2-1
133. Depois de misturar o grupo de carvões do tipo E a 70% em peso e o grupo de carvões do tipo B a 30% em peso, como no Exemplo
Experimental 2, foram produzidos briquetes de carvão misturando 8 partes em peso de ligante de melaço como ligante e 3 partes em peso de
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35/40 cal viva como agente de endurecimento. Os briquetes de carvão foram usados em 20% em peso dos carvões carregados e foram usados carvões voluminosos nos restantes 80% em peso dos carvões carregados.
Exemplo Experimental 2-2
134. Foram usados briquetes de carvão do Exemplo Experimental 2 em 30% em peso dos carvões carregados e foram usados carvões voluminosos nos restantes 70% em peso dos carvões carregados.
Exemplo Experimental 2-3
135. Foram usados briquetes de carvão do Exemplo Experimental 2 em 50% em peso dos carvões carregados e foram usados carvões voluminosos nos restantes 50% em peso dos carvões carregados.
Exemplo Comparativo 4
136. Apenas foram supridos ao fusor-gasificador carvões voluminosos e não foram usados briquetes de carvão.
Tabela 3
Exemplo Experimental 21 Exemplo Experimental 2-2 Exemplo Experimental 23 Exemplo Comparativo 4
Relação de uso de briquete de carvão (% em peso) 20 30 50 0
Custo de combustível (t/h) 1037 1031 1019 1055
Diferença de pressão do Pressão de 4,4 4,3 4,0 4,5
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fusor- gasificador (kg/cm2) vento
Perda de pressão 2,02 1,82 1,75 2,03
Temperatura do ferro fundido (°C) 1503 1520 1520 1493
[Si] no ferro fundido (%) 0,72 0,60 0,50 1,13
137. Conforme mostrado na Tabela 3, à medida que a quantidade de briquetes de carvão usados é aumentada de 20% em peso, a pressão de vento e a perda de pressão no fusor-gasificador é estabilizada, de tal forma que a distribuição de gás fica uniforme e a ventilação é melhorada. Isto é devido ao fato de que, como são usados briquetes de carvão, o tamanho de grão dos carvões carregados fica uniforme e as partículas de carvão animal ficam estáveis a alta temperatura. Conseqüentemente, existe um aumento na eficiência da permuta de calor entre o gás que sobe a partir de uma área inferior do fusor-gasificador e o ferro reduzido que desce de uma área superior do fusor-gasificador. Isto resulta num aumento na velocidade de rendimento do ferro fundido e uma redução nos custos de combustível.
Usando os Briquetes de Carvão do Exemplo Experimental 3
138. A fim de determinar as propriedades do ferro fundido de acordo com a relação de mistura dos briquetes de carvão e carvões voluminosos, foi variada a quantidade de briquetes de carvão produzidos de acordo com o Exemplo Experimental 3 que é usada e foram realizadas as experiências seguintes. Os resultados das experiências aparecem na Tabela 4 abaixo.
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Exemplo Experimental 3-1
139. Depois de misturar o grupo de carvões do tipo E a 70% em peso e o grupo de carvões do tipo C a 30% em peso como no Exemplo Experimental 3, foram produzidos briquetes de carvão misturando 8 partes em peso de ligante de melaço como ligante e 3 partes em peso de cal viva como agente de endurecimento. Os briquetes de carvão são usados como 20% em peso da quantidade de carvão carregada e são usados carvões voluminosos como os restantes 80% em peso da quantidade de carvões carregados. Uma quantidade pequena de coque foi, então, fornecida para manter as condições operacionais estáveis do fusor-gasificador.
Exemplo Experimental 3-2
140. Foram usados briquetes de carvão do Exemplo Experimental 3 em 40% da quantidade de carvões carregados e foram usados carvões voluminosos nos restantes 60% em peso da quantidade de carvões carregados. Uma quantidade pequena de coque foi, então, fornecida, para manter as condições operacionais estáveis do fusor-gasificador.
Exemplo Experimental 3-3
141. Foram usados briquetes de carvão do Exemplo Experimental 3 em 50% da quantidade de carvões carregados e foram usados carvões voluminosos nos restantes 50% em peso da quantidade de carvões carregados.
Exemplo Comparativo 5
142. Apenas carvões voluminosos foram supridos para o fusorgasificador e não foram usados briquetes de carvão. Uma quantidade pequena de coque foi, então, fornecida, para manter as condições operacionais estáveis do fusor-gasificador.
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Tabela 4
Exemplo Experimental 31 Exemplo Experimental 32 Exemplo Experimental 3-3 Exemplo Comparativo 5
Relação de uso de briquete de carvão (% em peso) 20 40 50 0
Fusor- gasifi- cador Relação de uso de coques 10 8 0 12
Temperatura do ferro fundido (°C) Média 1.498 1.503 1.507 1.497
Desvio 6,9 5,7 4,4 12,9
[Si] no ferro fundido (%) Média 0,92 0,90 0,59 1,15
Desvio 0,12 0,11 0,10 0,15
143. Como é evidente a partir dos resultados mostrados na Tabela 4, visto que a quantidade de briquetes de carvão usados é aumentada de 20% em peso, o desvio na temperatura do ferro fundido diminui gradualmente. Além disso, quando foram usados briquetes de carvão em 50% dos carvões carregados, como no Exemplo Experimental 3-3, a quantidade [Si] no ferro fundido é significativamente diminuída para 0,59% e, à medida que a quantidade de briquetes de carvão usados é aumentada, a temperatura do ferro fundido e a concentração de [Si] no ferro fundido são significativamente reduzidas.
144. Além disso, com os aumentos na quantidade de briquetes de carvão que foram usados, a distribuição do fluxo de gás é tornada uniforme pelo aumento da permeabilidade do leito compactado de carvão e a resistência do carvão animal do briquete de carvão é aumentada significativamente, de modo a melhorar a permeabilidade do fluido numa área inferior do leito compactado de carvão. Portanto, a quantidade de coque usado é gradualmente diminuída de tal modo que, quando 50% em peso dos briquetes de carvão são usados, como no Exemplo Experimental 3-3, a operação estável é capaz de ser mantida, mesmo sem o uso de coque.
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145. Por outro lado, quando não foram usados briquetes de carvão e apenas foram usados carvões voluminosos, como no Exemplo Comparativo 5, a distribuição do fluxo de gás no leito compactado de carvão torna-se uniforme e a permeabilidade do fluido nele é melhorada. Para controlar a reação de gasificação, foi necessário usar menos coque reativo de elevada resistência numa quantidade de aproximadamente 12 partes em peso.
146. Na presente invenção acima descrita, briquetes de carvão usando carvões com uma ampla distribuição de tamanhos de grão são apropriados para a produção de ferro fundido, na medida em que são usados carvões para controlar a qualidade com uma refletância média de 0,8 e mais elevada.
147. Além disso, controlando em quantidades predeterminadas a refletância média de carvões para controle da qualidade, a relação de mistura de um ligante de melaço e um agente de endurecimento, a relação de misturas finos de carvões e carvões para controle de qualidade e a quantidade de briquetes de carvão usados, podem ser satisfeitas várias condições tais como velocidade de diferenciação a quente, resistência a quente, quantidade de cinzas do carvão e quantidade de carvão fixo no fusor-gasificador exigidas para o fabrico de ferro fundido.
148. Além disso, o equipamento de produção de ferro fundido da presente invenção usa uma unidade de pré-tratamento para repetir a secagem e seleção de tamanhos de grão, de tal forma que a qualidade final dos briquetes de carvão seja melhorada.
149. O equipamento de fabrico de ferro fundido da presente invenção usa separadamente um depósito de ligante, para possibilitar que a quantidade de ligantes de melaço fornecidos seja adequadamente controlada, tornando, assim, o processo muito mais fácil.
150. Também, no equipamento de produção de ferro fundido da presente invenção, o misturador pode incluir um amassador, de tal maneira que os carvões misturados e o ligante de melaço sejam bem ligados, melhorando, assim, a qualidade final dos briquetes de carvão.
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151. O equipamento de fabrico de ferro fundido da presente invenção inclui também um depósito de armazenagem de briquetes de carvão, para armazenar temporariamente os briquetes de carvão fabricados. Como resultado, a quantidade de briquetes de carvão carregados no fusor-gasificador pode ser controlada de modo flexível, dependendo das condições de produção.
152. Embora tenham sido descritas em detalhe modalidades da presente invenção acima com relação com certas modalidades exemplificativas, deve ficar entendido que a invenção não fica limitada às modalidades exemplificativas reveladas, mas, pelo contrário pretende-se cobrir várias modificações e/ou arranjos equivalentes incluídos no espírito e escopo da presente invenção, conforme definida nas Reivindicações anexas.
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1/4

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, que são carregados com ferros reduzidos num fusor-gasificador com uma parte superior conformada em abóboda, caracterizado por compreender as etapas de:
    - seleção inicial do tamanho de grão de um primeiro grupo de carvões para preparar finos de carvão;
    - mistura de um segundo grupo de carvões com refletância média (Rm) de 0,8 ou mais alta nos carvões finos sendo o segundo grupo de carvões misturado de 15%-80% em peso dos carvões misturados e tendo os carvões misturados diâmetro de grão dos carvões de 4 mm ou menos;
    - secagem dos carvões misturados compreendendo os carvões finos do primeiro grupo de carvões e o segundo grupo de carvões com o conteúdo de água dos carvões misturados controlado entre 4%10% em peso dos carvões misturados;
    - seleção secundária de tamanho de grão para os carvões misturados;
    - adição de agente de endurecimento aos carvões misturados sendo de 1-5 partes em peso de 100 partes em peso dos carvões misturados que foram secos;
    - misturar o agente de endurecimento e os carvões misturados;
    - adição de um ligante de melaço aos carvões misturados sendo 5-15 partes em peso;
    - misturar o ligante de melaço e os carvões misturados;
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  2. 2/4
    - fabrico dos briquetes de carvão por moldagem dos carvões misturados tendo 30%-40% de teor de matéria volátil, 20% ou menos de teor de cinzas de carvão e 45%-70% de teor de carbono fixo em base seca sendo o volume do briquete de carvão de 10 a 50 cm3.
    2. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de adição de um agente de endurecimento, são selecionados um ou mais agentes de endurecimento do grupo que consiste em cal viva, cal apagada, calcário, carbonato de cálcio, cimento, bentonita, barro, sílica, silicato, dolomita, ácido fosfórico, ácido sulfúrico e um óxido.
  3. 3. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que o agente de endurecimento é cal apagada.
  4. 4. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que, na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento é cal viva e a cal viva é convertida em cal apagada de acordo com a fórmula química abaixo.
    CaO + H2O Ca(OH)2
  5. 5. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 2, caracterizado por que, na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento é cal viva e a cal viva e o ligante de melaço formam uma ligação de sacarato de cálcio.
  6. 6. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de adição de um agente de endurecimento, o agente de endurecimento é adicionado numa quantidade de 1-5 partes em peso por 100 partes em peso dos carvões misturados que foram secos e sofreram seleção de tamanho de grão; e
    Petição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 8/51
    3/4 em que, na etapa de adição do ligante de melaço, o ligante de melaço é adicionado numa quantidade de 5-15 partes em peso.
  7. 7. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de secagem dos carvões misturados e na realização de uma seleção secundária do tamanho de grão para os carvões misturados, o teor de água dos carvões misturados é controlado de modo a ser de 4-10% em peso dos carvões misturados.
  8. 8. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de fabrico dos briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm um teor de 30-40% de matéria volátil, um teor de 20% ou menos de cinzas de carvão e um teor de 45-70% de carbono fixo em base seca.
  9. 9. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 8, caracterizado por que, na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão contêm 50% ou menos de SiO2.
  10. 10. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm 80% ou mais de briquetes de carvão de 10 mm ou maior num método de avaliação da resistência a frio, em que o método de avaliação da resistência a frio é realizado permitindo que 2 kg de um minério de amostra sofram quatro vezes uma queda livre de uma altura de 5m sobre uma placa de aço e medindo o tamanho de grão dos briquetes de carvão restantes.
  11. 11. Método de Fabrico de Briquetes de Carvão, de acordo com a
    Reivindicação 1, caracterizado por que, na etapa de fabrico de briquetes de carvão, os briquetes de carvão têm 60% ou mais de carvão animal com um tamanho de grão de 15mm ou maior num método de avaliação
    Petição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 9/51
    4/4 de resistência a quente, em que o método de avaliação de resistência a quente é realizado fazendo passar gás de nitrogênio num forno de reator ajustado a 1.000°C para obter carvão animal numa atmosfera inerte e medindo o tamanho de grão do carvão animal.
    Petição 870170025572, de 18/04/2017, pág. 10/51 • · ··· ·· ···· ·· ·· • · · · · · · • · ·>···· · ··· • · · · · · · • · * · ·· ·· ··· ·· ·· ·· ·· ·· ·· • · · · • · · • · · • · « • · · · · · ·
    1/4 ·» · » · · » · ··· .· : : ΊΥ •···· ·
    4/4 leito compactado de carvão abóbada
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