BRPI0706624A2 - processo para fabricar um produto contendo ferro a partir de minério de ferro - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA FABRICAR UM PRODUTO CONTENDO FERRO A PARTIR DE MINERIO DE FERRO. é descrito um método de usar um forno de indução para processar ferro em um produto siderúrgico tal como ferro-gusa no qual o minério de ferro é a fonte principal ou exclusiva do ferro alimentado no forno de indução.
Description
"PROCESSO PARA FABRICAR UM PRODUTO CONTENDO FERRO APARTIR DE MINÉRIO DE FERRO"
Campo Técnico
A presente invenção diz respeito a forno de indução e, maisparticularmente, ao uso de fornos de indução para fabricar um produto deferro a partir de minério de ferro.
Fundamentos Da Invenção
Processos siderúrgicos integrados tradicionais usam minériocontendo óxido de ferro ("minério de ferro") como materiais de alimentaçãopara altos-fornos. O minério é alimentado em altos-fornos juntamente comum material redutor tal como coque e é convertido nos altos-fornos em ferrolíquido que é então usado em outros processos siderúrgicos, tal como emfornos básicos a oxigênio para produzir vários tipos de aço.
Minério de ferro em geral é extraído e concentrado antes dotransporte para uso em altos-fornos localizados nas usinas siderúrgicas. Oprocesso de concentração aumenta a quantidade de ferro até cerca de 60 a 65por cento em peso. Uma vez que o ferro no minério de ferro está na forma deóxido de ferro (Fe2O3), a concentração máxima de ferro em óxido de ferropuro seria 70 por cento em peso. O minério de ferro concentrado em geral terácerca de 1 a 15 por cento em peso de materiais inertes, tais como óxido dealumínio, óxido de cálcio, óxido de sílica, óxido de magnésio e óxido demanganês.
Diversos processos têm sido avaliados para produzir tantoferro gusa quanto produtos de ferro reduzidos na fonte de minério, e esforçospara reduzir o custo de transporte das unidades de ferro para as siderúrgicas efundições que usam o ferro para fabricar produtos de aço e ferro. Umaabordagem envolve fabricar pequenos altos-fornos, ou "mini-altos-fornos" nolocal da mineração de ferro e usar os altos-fornos para fabricar o ferro-gusa.Esta abordagem está atualmente sendo feita no Brasil em um processo que usamadeira como a fonte de carbono para a operação dos altos-fornos.
Uma outra abordagem que é referida como o Processo ITmk3envolve o uso de minério combinado com um material de carbono em umforno de soleira rotativa. Este processo é projetado para produzir pepitas deferro para uso direto em usinas de ferro e aço.
Existem também inúmeros processos de redução direta deferro (DRI) que usam metano, carvão e outros combustíveis para reduziróxidos de ferro a ferro na fonte do minério. Os materiais DRI são entãotransportados para as usinas de ferro e aço.
Existem questões econômicas e operacionais associadas comos processos de produção de ferro supradiscutidos que limitam seu uso nomercado mundial. No entanto, a vantagem básica que pode ser alcançada coma fabricação de ferro no local da mina é a perspectiva de reduzir os custos detransporte que são associados com os 35 a 40 por cento de excesso de peso(conteúdo não ferroso) do minério. Uma outra vantagem é que o mercado deferro-gusa é maior que o mercado de minério de ferro, uma vez que o minériode ferro é vendido somente para as usinas siderúrgicas com altos-fornos.
A patente U.S. 6.831.939 de Bratina (o presente inventor)revela o uso de um forno de indução que é usado para processar ferro emateriais metálicos voláteis para produzir metal quente ou ferro-gusa,recuperando ainda materiais voláteis. Conforme revelado, este processo foiprojetado e desenvolvido para a recuperação de componentes valiosos demateriais que foram previamente classificados como materiais residuais. Oprocesso representado por esta patente é um processo contínuo que usamateriais de alimentação residuais que são uma mistura de óxidos de metais ehaletos de metais e um redutor (tal como carbono) que produz tanto ferroquanto produtos metálicos voláteis, com os produtos metálicos voláteis sendode interesse primário.
A patente US 6.136.059 de Zoppi revela o uso de um forno deindução com o único propósito de processamento de resíduos de fornoelétrico a arco (EAF). Ou seja, depois que Zoppi inicialmente fornece um"fundo" no forno de indução que é uma meia carga de ferro fundido que não éreabastecida e usada para as reações de oxidação e redução exigidas, são aspelotas de resíduos de EAF que são adicionadas juntamente com carvão epequenas quantidades de agentes de escorificação. Zoppi menciona que osfornos de indução da tecnologia anterior são em geral usados somente comoum dispositivo de fusão em processamento de aço secundário e metais nãoferrosos.
A presente invenção fornece um método para a fabricação deum produto ferro a partir de minério contendo ferro que envolve o uso de umforno de indução.
Revelação Da Invenção
De acordo com os vários recursos, características emodalidades da presente invenção que ficarão aparentes com a continuidadeda sua descrição, a presente invenção fornece um processo para fabricar umproduto contendo ferro a partir de minério de ferro que envolve:prover um forno de indução;
alimentar ferro no forno de indução com um material redutor;fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; e
recuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
A presente invenção fornece adicionalmente um processo parafabricar um produto contendo ferro a partir de minério de ferro que envolve:prover um forno de indução;
alimentar uma única fonte de ferro no forno de indução comum material redutor para fabricar um produto contendo ferro, a única fonte deferro consistindo essencialmente em minério de ferro;
fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; e
recuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
A presente invenção fornece adicionalmente um processo parafabricar um produto contendo ferro exclusivamente a partir de minério deferro, que compreende:
prover um forno de indução;
alimentar exclusivamente minério de ferro no forno de induçãocom um material redutor para fabricar um produto contendo ferro;
fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; e
recuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
Descrição Resumida Dos Desenhos
A presente invenção será descrita com referência aos desenhosanexos que são dados apenas como exemplos não limitantes, nos quais:
A figura 1 é uma vista frontal de um forno de indução de canalusado de acordo com uma modalidade da presente invenção.
A figura 2 é uma vista de topo do forno de indução de canal dafigura 1.
A figura 3 é uma vista lateral do forno de indução de canal dafigura 1.
A figura 4 é um desenho esquemático do forno de indução decanal das figuras 1-3.
A figura 5 é uma vista lateral seccional transversal de umforno de indução que pode ser usado de acordo com uma outra modalidade dapresente invenção.
A figura 6 é uma vista de topo seccional transversal do fornode indução da figura 5.
Melhor Maneira De Realizar A Invenção
A presente invenção está voltada para um método para aprodução de um produto ferro a partir de minério contendo ferro usando umforno de indução. A invenção permite que uma mistura de minério e umredutor seja processada continuamente para reduzir o óxido de ferro a ferroelementar que pode ser vendido diretamente a processos de fabricação deferro e aço. Este processo proveria uma redução de 30 a 40 por cento no pesode material que seria transportado das usinas de processamento de minério eeliminaria a necessidade de construção de equipamento de alto custo decapital, tais como altos-fomos, coquerias e fornos básicos a oxigênio.
Em geral, a fusão de minério de ferro reduzido em minério deferro exige uma quantidade substancial de energia, comparada com a fusão desucata de ferro ou aço convencional. Os motivos para as maiores exigênciasde energia são atribuídas às propriedades físicas do minério de ferro, porexemplo, sua porosidade, e suas propriedades químicas tais como a presençade impurezas de ganga. No passado, as altas exigências de energia tornaram afusão de minério de ferro irrealista, e o processamento de minério de ferroportanto ficou limitado a várias técnicas de concentração para uso em altos-fornos e processos de fusão.
A presente invenção fornece um método no qual minério deferro é processado em um forno de indução para fabricar produtossiderúrgicos que podem ser subseqüentemente usados em aciarias e fundiçõespara fabricar produtos de aço e ferro. Além do mais, a presente invençãoenvolve um forno de indução configurado exclusivamente que pode seroperado continuamente para a produção de um produto siderúrgico a partir deminério de ferro de uma maneira barata e que proporciona melhor separação econtrole de escória que é produzida durante o processamento do minério deferro. O minério de ferro processado de acordo com a presente invençãoinclui minério de ferro bruto que é finamente dividido ou granulado, ouminério de ferro que foi concentrado usando qualquer processo convencional,tais como separação magnética, processamento por flotação, cozimento, etc.
A configuração do forno de indução usado de acordo com apresente invenção permite: 1) operar o forno com uma alta temperatura de gásno espaço de topo livre do forno, controlando-se o fluxo de ar em excesso noforno; 2) operar o forno para permitir que uma mínima quantidade de arqueime uma porção do monóxido de carbono no espaço de topo livre parafornecer calor adicional no espaço de topo livre e permitir que o espaço detopo livre permaneça em um estado redutor; 3) controlar a composiçãoquímica da escória formada no processo com adições de agentes tal comosílica (ou cal) para produzir um material de escória fluida que pode serfacilmente removido do forno; 4) prover um local de alimentação naextremidade oposta dos locais de remoção de gás e escória para permitir queum reator do tipo fluxo com tampão forneça um maior tempo de reação para oprocesso, permitindo separação mais completa da escória e dos materiais dealimentação no processo; e 5) prover um forno de indução tipo canal quepermite que um forno com maior eficiência de energia seja usado com seçõesde refratário mais espessas que tanto reduzem a perda de calor do processoquanto permitem maiores períodos de operação entre a troca do refratário domaterial do revestimento refratário. Essas características do forno que forampreviamente desenvolvidas pelo presente inventor foram determinadas comoparticularmente úteis no processamento de minério de ferro de acordo com apresente invenção.
De acordo com uma modalidade, o aparelho usado para apresente invenção inclui um forno de indução tipo canal que tem um indutorna base ou em uma outra parte inferior adequada do corpo do forno. Esterecurso permite que o forno seja projetado de uma maneira energeticamentemais eficiente pela incorporação de uma camada mais espessa de refratário nocorpo principal (porção do tambor) do forno. Este refratário mais espessotambém proporciona períodos de tempo mais prolongados entre a necessidadede troca de refratário. Embora o uso de um forno de indução deste tipo nãoseja per se exclusivo, o uso de um forno de indução como esse paraprocessamento de minério de ferro para fabricar produtos siderúrgicos deacordo com o processo da presente invenção é exclusivo.
O uso de um forno de indução tipo canal também permite quemelhorias adicionais sejam feitas na forma de eficiência de energia, o corpodo forno é um tambor horizontal que pode ser encerrado para permitir assimque o fluxo de ar para o processo seja restrito e controlado. A restrição dofluxo de ar no tambor limita a quantidade de ar que é aquecido no forno eremovido pelo sistema de controle de gás no forno, reduzindo assim a perdade calor para o ar que é normal para operação típica de forno de indução.Quando minério de ferro finamente dividido ou granular é adicionado a umbanho de ferro juntamente com materiais carbonáceos, o óxido de ferro nominério e o carbono dos materiais carbonáceos reagem de maneira que ominério de ferro é reduzido ferro, e monóxido de carbono é produzido. Deacordo com a presente invenção, a quantidade de ar que entra no forno podeser controlada somente pela queima de uma porção do monóxido de carbonogerado pelo processo de redução de metal no forno. Esta queima do monóxidode carbono fornece calor adicional no espaço de topo livre de gás do forno,permitindo assim que o forno opere com uma maior temperatura no espaço detopo livre do que é normal para a operação. A alta temperatura do espaço detopo livre de gás alcançado pelo processo da presente invenção, que podevariar de cerca de 1.300 0C a cerca de 1.500 °C, elimina ou reduz bastante aperda de calor da superfície do banho no forno e assim permite que a escóriana superfície do banho seja mantida a uma alta temperatura.
O fluxo de ar para o forno pode também ser controlado, damaneira desejada, para limitar o ar a um nível no qual monóxido de carbonoformado em decorrência do processo de oxirredução do metal no sistema nãoseja completamente oxidado. Mantendo-se o excesso de monóxido de carbonono espaço de topo livre de gás do forno, o sistema será operado em um modoredutor até que os gases saiam do forno. Durante a operação no modo redutor,qualquer metal volátil que possa estar presente na forma de vapor seráimpedido de ser oxidado no forno antes que ele seja removido. Esta maneirade operação limita a deposição dos metais voláteis oxidados na escória que saido forno. Em decorrência disto, uma escória mais limpa é mantida durante oprocesso. Alternativamente, o nível de ar pode ser controlado, da maneiradesejada, para oxidar qualquer vapor de componentes voláteis que podem emseguida ser removidos com a escória.
Além de ser capaz de manter uma escória mais limpa (semóxidos de componentes voláteis), a presente invenção proporciona acapacidade de fabricar uma escória fluida de qualidade superior que é maisfácil de ser removida do processo do forno de indução. Isto é conseguido detrês maneiras. Primeiramente, conforme discutido anteriormente, o fluxo de arpara o forno pode ser controlado de acordo com a presente invenção paraproduzir um espaço de topo livre de gás de temperatura mais alta. Estatemperatura mais alta no espaço de topo livre de gás fornece calor à superfícieda escória. A temperatura mais alta no espaço de topo livre de gás que não éprovida pela operação típica de um forno de indução impede e pode realmenteinverter a perda normal de calor da superfície da escória, dessa forma, ou dequalquer maneira, provendo uma temperatura mais alta à camada de escória.
Em decorrência disto, a fluidez da escória é aumentada, comparada com amaneira na qual um forno de indução é tipicamente operado.
Em segundo lugar, de acordo com a presente invenção, acomposição química da camada de escória pode ser ajustada para dar umaescória mais fluida. Isto é conseguido pela adição de sílica, calcário ou algumoutro material ou agente escorificante conhecido para melhorar a fluidez equalidade da escória.
Em terceiro lugar, o forno de indução usado de acordo com apresente invenção é provido com uma alimentação em uma extremidade doforno e remoção de escória/gás na extremidade oposta. Este arranjo forneceuma zona de reação que proporciona um maior tempo de retenção doprocesso. Este aumento no tempo de retenção é provido por um movimentode fluxo do tampão de escória na superfície do banho de ferro do ponto dealimentação até o ponto de descarga de escória. O tempo de retenção dá maistempo para os metais voláteis reagirem e deixarem a superfície da escóriaantes de a escória ser removida do forno. A escória removida, portanto, temurna menor concentração de metais voláteis e a composição química adequadapara o valor como um agregado para aplicações de construção de estrada.
A figura 1 é uma vista frontal de um forno de indução de canalusado de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 2 é umavista de topo do forno de indução de canal da figura 1. A figura 3 é uma vistalateral do forno de indução de canal da figura 1. O forno de indução de canal1 nas figuras 1-3 é configurado para operar de uma maneira contínua ousemicontínua para processar uma alimentação de minério de ferro durante aprodução de metal quente ou ferro-gusa e escória. Além do mais, o forno deindução de canal 1 é configurado para remover escória de uma maneiracontínua ou semicontínua e é adicionalmente configurado para ter uma saídade gás 2 que pode ser acoplada na coifa ou coletor (não mostrados) paracoletar, manusear/tratar qualquer componente nos gases de saída de umamaneira ambientalmente correta.
O forno de indução de canal 1 em geral inclui uma câmara emforma de tambor ou forma cilíndrica 3 que é envolta e definida por ummaterial refratário que é provido como um revestimento. O uso e instalaçãode tais revestimentos refratários em fornos de indução de canal sãoconhecidos, bem como os próprios materiais refratários. Um indutor 3 dedesenho convencional é provido em uma porção inferior da câmara em formade tambor ou forma cilíndrica 3 e usado para formar e manter o banho líquidono forno de indução de canal 1.
No topo do forno de indução de canal 1, uma entrada 5 paraalimentar materiais no forno 1 é provida próxima a uma extremidade, e umasaída 2 para remoção de gases é provida em uma extremidade opostamostrada. O forno de indução de canal 1 pode também ser provido com umorifício de acesso 6 que é no geral fechado durante operação. O orifício deacesso 6 está mostrado localizado no geral centralmente no topo do forno 1.
Uma descarga de escória 7 é provida em uma extremidade doforno de indução de canal 1 a uma altura que é adequada para controlar umacamada de escória que forma em um banho líquido dentro do forno 1. Adescarga de escória 7 compreende uma estrutura de depressão ou canal que seestende do lado do forno de indução de canal 1 e que fica em comunicaçãofluí dica com a câmara em forma de tambor ou forma cilíndrica 3. A descargade escória 7 pode ser provida com uma válvula ou barragem móvel que podeser usada para controlar a descarga de escória.
O forno de indução de canal 1 é também provido com um bicode corrida 8 na frente do forno 1 através do qual metal fundido do banholíquido pode ser removido da câmara em forma de tambor ou em formacilíndrica 3. A este respeito, o forno de indução de canal 1 é provido com ummecanismo identificado no geral pelo número de referência 9 que é usadopara girar a câmara em forma de tambor ou em forma cilíndrica 3 em torno deseu eixo central de uma maneira conhecida para que o metal fundido nobanho líquido possa escoar através do bico de corrida 8.
A figura 4 é um desenho esquemático do forno de indução decanal das figuras 1-3 que é provido para ilustrar como a presente invençãofunciona de acordo com uma modalidade. Conforme mostrado, o indutor 4fica localizado na base do forno de indução 1 onde ele fica em comunicaçãocom a câmara em forma de tambor ou em forma cilíndrica 3 supradiscutida.
Uma corrente de alimentação 11 que compreende minério de ferro finamentedividido ou granulado e material redutor carbonáceo, tal como coque, entra noforno continuamente pela entrada 5 provida no topo do forno 1 ou próxima deuma extremidade. Material de condicionamento da escória 12, tais comosílica, cal, etc., pode ser adicionado ao processo pela entrada 5 que está naextremidade oposta da câmara em forma de tambor ou em forma cilíndrica 3
da descarga de escória 7. A medida que o material de alimentação entra noforno pela entrada 5, ele cai através do espaço de topo livre de gás 13 nasuperfície da camada de escória 14. O material de alimentação aumenta suatemperatura por causa das temperaturas operacionais do forno e seuscomponentes reagem para formar metal ferro, escória e materiais voláteis.
Ferro, com uma alta densidade, passa através da camada deescória 14 para o banho metálico de ferro líquido 15 na porção inferior doforno 1. O indutor 4 fornece energia para o banho de ferro metálico 15a partirde energia elétrica para manter o banho de ferro metálico 15 a umatemperatura operacional desejada. O ferro líquido do banho de ferro metálicoé removido do sistema através de um bico de corrida 8 na frente do forno 1.
Escória, que tem uma menor densidade do que ferro líquido,flutuará na superfície do banho de ferro metálico 15 em direção à descarga deescória 7 na extremidade oposta do forno 1 pela entrada 5. A escória semanterá fluida por uma combinação de alta temperatura no espaço de topolivre de gás 13 e aditivos de condicionamento de escória que melhoram aviscosidade da escória da maneira anteriormente discutida. A escória pode serremovida contínua ou semicontinuamente, da maneira desejada pela operaçãodo sistema. O tempo de deslocamento deste a adição de novo material dealimentação até a descarga de seus componentes da escória pode ser ajustadoalterando-se a profundidade ou espessura da camada de escória 14 no forno I5ou alterando a área superficial dos níveis de líquido no forno por meio demudanças no desenho do equipamento.
Gases produzidos pelo processo serão uma combinação demonóxido de carbono, dióxido de carbono e vapores de metais voláteis.
Algum ar pode ser adicionado ao sistema com a corrente de material dealimentação Ilea descarga de escória 7. O oxigênio neste ar adicionadoqueimará uma porção do monóxido de carbono dentro do espaço de topo livrede gás 13 para adicionar mais calor à área do espaço de topo livre de gás 13.
Se for adicionado muito ar, ou se ar puder entrar nesses pontos, todo omonóxido de carbono presente no espaço de topo livre de gás 13 seráqueimado, seguido pela queima ou oxidação de uma porção dos vapores demetais. Se os vapores de metais puderem queimar ou oxidar, eles formarãoóxidos de metais que podem condensar no forno 1 e na camada de escória 14.
Esta queima ou oxidação indesejável de vapores de metais resultaria em umamenor porcentagem de recuperação de metais voláteis e em um aumento demateriais indesejados na camada de escória 14.
A presente invenção dessa maneira envolve operar o sistemacom controle do ar que entra no forno a fim de prover a temperaturaoperacional adequada do espaço de topo livre de gás 13 e limitar a entrada deoxigênio no espaço de topo livre de gás 13. A corrente de gás 16 que sai doforno 1 pode reagir com u ar de uma maneira convencional à medida que eladeixa o forno 1 para oxidar os metais voláteis de forma que eles possam sercoletados da maneira preceituada pela patente U.S. 6.136.059 de Zoppi epatente U.S. 6.831.939 de Bratina e Fehsenfeld. Além do mais, o resfriamentodos gases oxidantes pode ser realizado para condensar óxidos de metaisvoláteis que devem ser recuperados. Metais voláteis que podem serrecuperados incluem zinco, chumbo, cádmio e outros que podem estarpresentes como metais elementares, haletos ou óxidos. Esses materiaismetálicos voláteis coletados podem ser subseqüentemente processados pararecuperar os metais voláteis de acordo com processos convencionais.
Em operação, a camada de escória 14 pode ser removia econseqüentemente reduzida na espessura até que a superfície da camada demetal fundido subjacente aproxime-se da altura da descarga de escória 7,antes do que a câmara em forma de tambor ou em forma cilíndrica 3 pode sergirada em torno de seu eixo central para que o produto ferro no banho de ferrometálico fundido 15 possa escoar pelo bico de corrida 8.
A figura 5 é uma vista lateral seccional transversal de umforno de indução que pode ser usado de acordo com uma outra modalidade dapresente invenção. A figura 6 é uma vista de topo seccional transversal doforno de indução da figura 5.
As figuras 5 e 6 representam um sistema de acordo com umaoutra modalidade da presente invenção que usa um forno de indução 20 que éoperado de uma maneira contínua para processar uma alimentação de minériode ferro durante a produção de um produto ferro metálico quente, tal comoferro-gusa. O sistema representado na figura 5 inclui um forno de indução 20que é configurado para permitir que materiais sejam carregados e removidosdo forno de indução 20 de uma maneira contínua. Conforme mostrado nafigura 5, correntes de alimentação de um minério de ferro finamente divididoou granulado 21 e um material redutor carbonáceo tal como coque 22 sãoalimentadas no forno de indução 20. Deve-se entender que, embora duascorrentes de alimentação estejam representadas, na prática, o sistema de fornode indução pode ter uma única entrada para adicionar materiais nele. Umindutor convencional (não mostrado) pode ser acoplado no forno de induçãoem uma posição adequada para formar e manter o banho metálico de ferrolíquido.A figura 5 representa uma corrente de produto 23 querepresenta um produto metal ou ferro quente (por exemplo, ferro-gusa) que édescarregado pelo forno de indução 20 de uma maneira contínua através deuma saída 24. Durante a operação do sistema do forno de indução das figuras5 e 6, ferro, que tem uma alta densidade, passa através da camada de escória25 para o banho metálico de ferro líquido 26 na porção inferior do forno 20.Com a provisão do furo de vazamento 24 a uma altura adequadaaproximadamente no nível do banho fundido de metal líquido 26, o sistemapode ser operado de forma que, à medida que mais ferro entra no banhometálico de ferro líquido 26, mais metal quente ou produto ferro 23 éremovido pelo furo de vazamento 24. O controle adicional pode ser alcançadoseletivamente, provendo-se a barragem 26 mostrada nas figuras 5 e 6 a umaaltura adequada e uma válvula ou barragem móvel no furo de vazamento 24de produto.
A camada de escória 25 que forma a camada de metal líquidade ferro 26 pode ser removida através de um furo de vazamento de escória 24que pode ser provido em um lado oposto do forno de indução 20 em relaçãoao furo de vazamento de produto 24 e a uma altura da interface escória/metallíquido ferro 28 que garantirá que somente escória 25 seja removida pelo furode vazamento de escória 24 durante operação do forno de indução 20. Umabarragem 29 pode ser provida para controlar o nível ou altura da camada deescória 25 que, se muito espessa, pode aplicar pressão no banho metálico deferro líquido subjacente 26.
Durante a operação do sistema de forno de induçãorepresentado nas figuras 5 e 6, agentes de escorificação química e/ouremovedores mecânicos de escória convencionais podem ser usados paracontrolar a camada de escória 25, se desejado. A operação contínua pode serrealizada alimentando-se continuamente minério de ferro finamente divididoou granulado 21 e um material redutor carbonáceo 22 e removendo o metalquente ou produto ferro 23 e a escória da camada de escória 25. O processopode ser operado continuamente da maneira descrita, ou operadosemicontinuamente, carregando a alimentação de minério de ferro finamentedividido ou granulado 21 e um material redutor carbonáceo 22, ou removendoo produto metal ou ferro 23 ou escória da camada de escória 25intermitentemente. Alternativamente, o sistema do forno de indução poderiaser operado com um processo em lotes no qual uma alimentação discreta deminério de ferro finamente dividido ou granulado 21 e um material redutorcarbonáceo 22 são alimentados no forno de indução e processados antes deuma segunda alimentação ser usada.
Qualquer metal volátil tais como zinco, chumbo, cádmio, etc.,que pode estar presente, pode ser tanto recuperado usando uma coifa oucoletor (não mostrado) em conjunto com o forno de indução 20 quantocoletado e manuseado/tratado de uma maneira ambientalmente correta.
Adicionalmente, se a alimentação no forno de indução incluir somente umapequena quantidade de metais voláteis que não justifica economicamente arecuperação do mesmo, uma atmosfera oxidante pode ser mantida sobre acamada de escória 25 para oxidar tais metais voláteis e fazer com que elessejam removidos com a camada de escória para processamento subseqüente.
O furo de vazamento de produto 24 e o furo de vazamento deescória 24 podem ser operados como furos de corrida para descarregarproduto metal ou ferro 23 e/ou escória da camada de escória 25, basculando-se o forno de indução 20 de um lado para outro, conforme mostrado na figura5. Além disso, embora o forno de indução 20 representado nas figuras 5 e 6tenham uma forma cilíndrica com seu eixo central posicionado vertical, étambém possível que o forno de indução 20 tenha outras formas e orientações,incluindo uma forma cilíndrica com seu eixo central posicionadohorizontalmente, caso este em que a maneira opcional de bascular o forno deindução 20 para descarregar produto metal ou ferro 23 e/ou escória da camadade escória 25 seria obtida girando o forno de indução em torno de seu eixocentral.
Embora a presente invenção tenha sido descrita com referênciaa dispositivos, materiais e modalidades particulares, pela descriçãoapresentada versados na técnica podem facilmente perceber que ascaracterísticas essenciais da presente invenção e várias mudanças emodificações podem ser feitas para adaptar os vários usos e característicassem fugir do espírito e escopo da presente invenção, na forma supradescrita eapresentada nos desenhos anexos.
Claims (20)
1. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, caracterizado pelo fato de que compreende:prover um forno de indução;alimentar ferro no forno de indução com um material redutor;fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; erecuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
2. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque o minério de ferro alimentado no forno de indução compreende minériode ferro concentrado.
3. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque o produto contendo ferro compreende ferro-gusa.
4. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque o minério de ferro é extraído em um local, e a etapa de prover o forno deindução compreende prover o forno de indução no mesmo local onde ominério de ferro é extraído.
5. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato deque o minério de ferro é concentrado em um local e a etapa de prover o fornode indução compreende prover o forno de indução no mesmo local onde ominério de ferro é concentrado.
6. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque a etapa de alimentar minério de ferro no forno de indução compreendealimentar o minério de ferro no forno de indução de uma maneira contínua.
7. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque a etapa de alimentar minério de ferro no forno de indução compreendealimentar o minério de ferro no forno de indução em lotes discretos.
8. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato deque compreende adicionalmente a etapa de remover pelo menos uma porçãoda camada de escória do topo do banho metálico de ferro líquido.
9. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partir deminério de ferro, caracterizado pelo fato de que compreende:prover um forno de indução;alimentar uma única fonte de ferro no forno de indução comum material redutor para fabricar um produto contendo ferro, a única fonte deferro consistindo essencialmente em minério de ferro;fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; erecuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
10. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que o minério de ferro alimentado no forno de indução compreendeminério de ferro concentrado.
11. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que o produto contendo ferro compreende ferro-gusa.
12. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que o minério de ferro é extraído em um local, e a etapa de prover o fornode indução compreende prover o forno de indução no mesmo local onde ominério de ferro é extraído.
13. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fatode que o minério de ferro é concentrado em um local e a etapa de prover oforno de indução compreende prover o forno de indução no mesmo local ondeo minério de ferro é concentrado.
14. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que a etapa de alimentar a alimentação de uma única fonte no forno deindução compreende alimentar a alimentação de uma única fonte de ferro noforno de indução de uma maneira contínua.
15. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que a etapa de alimentar a única fonte de ferro no forno de induçãocompreende alimentar a única fonte no forno de indução em lotes discretos.
16. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fatode que compreende adicionalmente a etapa de remover pelo menos umaporção da camada de escória de cima do banho metálico de ferro líquido.
17. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirde minério de ferro exclusivamente, caracterizado pelo fato de quecompreende:prover um forno de indução;alimentar exclusivamente minério de ferro no forno de induçãocom um material redutor para fabricar um produto contendo ferro;fundir o minério de ferro no forno de indução para produzirum banho metálico de ferro líquido e uma camada de escória por cima dobanho metálico de ferro líquido; erecuperar o banho metálico de ferro líquido como um produtocontendo ferro.
18. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirexclusivamente de minério de ferro, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que o minério de ferro alimentado no forno deindução compreende minério de ferro concentrado.
19. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirexclusivamente de minério de ferro, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que o minério de ferro é extraído em um local, e aetapa de prover o forno de indução compreende prover o forno de indução nomesmo local onde o minério de ferro é extraído.
20. Processo para fabricar um produto contendo ferro a partirexclusivamente de minério de ferro, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que o minério de ferro é concentrado em um local ea etapa de prover o forno de indução compreende prover o forno de induçãono mesmo local onde o minério de ferro é concentrado.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| B07A | Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |
Free format text: INDEFIRO O PEDIDO DE ACORDO COM O(S) ARTIGO(S) 8O E 13 DA LPI. |
|
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |
Free format text: MANTIDO O INDEFERIMENTO UMA VEZ QUE NAO FOI APRESENTADO RECURSO DENTRO DO PRAZO LEGAL. |