BRPI1010034B1

BRPI1010034B1 - Material de alimentação para alto forno, seu método de produção e sua pré-mistura, e uso de uma mistura compreendendo um ligante mineral

Info

Publication number: BRPI1010034B1
Application number: BRPI1010034-2A
Authority: BR
Inventors: Theo Günther; Matthias Blöser; Denise Alfenas Moreira; Arnd Pickbrenner; Wolfgang Rückert; Christopher Pust
Original assignee: Rheinkalk Gmbh
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2021-04-06
Also published as: CN102459658A; US20160083809A1; ZA201108924B; EA201101700A1; AU2010255697B2; AU2010255697A1; PL2438203T3; CA2764535A1; RS54006B1; CN102459658B; MX2011012939A; CL2011003071A1; ES2537209T3; KR20120037447A; EA201101700A8; DE102009023928A1; WO2010139789A1; EA023830B1; US9988695B2; US20120180599A1

Abstract

método para produzir um aglomerado de material fino contendo óxido metalico para uso como material de alimentação para alto forno. a presente invenção refere-se a um método para a produção de um aglomerado que é utilizado como material de alimentação para alto forno, pela mistura de um material fino contendo metal ou óxido metálico, um ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e material a base de calcário e opcionalmente outros aditivos para formar uma massa e solidificar a massa para formar um aglomerado, em que a matéria-prima contendo uma fração de óxido de silício de pelo menos 40% em peso, um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 (mi)m de pelo menos 10% em peso é utilizada como a matéria-prima mineral. a invenção ainda refere-se a um material de alimentação para alto forno que pode ser produzido por meio do método de acordo com a invenção e a uma pre-mistura para a preparação de um material de alimentação para alto forno.

Description

MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO PARA ALTO FORNO, SEU MÉTODO DE PRODUÇÃO E SUA PRÉ-MISTURA, E USO DE UMA MISTURA COMPREENDENDO UM LIGANTE MINERAL

[0001] A presente invenção se refere a um método para a produção de um aglomerado contendo um material fino contendo metal e/ou óxido metálico e um ligante mineral. Além disso, a invenção se refere a um material de alimentação para alto forno, que pode ser produzido com o método de acordo com a invenção, bem como uma pré-mistura para a preparação do material de alimentação para alto forno.

[0002] Sabe-se que além de minério em pedaços podem ser usados materiais contendo minério de ferro finamente divididos para a produção de materiais de alimentação para alto forno. Materiais contendo minério de ferro finamente divididos são obtidos, por exemplo, ao peneirar os minérios em pedaços ou através de outros métodos de preparação. O uso desses minérios finamente divididos tem a vantagem de que esses minérios estão facilmente disponíveis e são econômicos. É comum aglomerar os minérios finamente divididos antes de seu uso. Desse modo, a formação de pó no alto forno pode ser mantida baixa. A aglomeração tem, além disso, a vantagem de que os aglomerados formados podem ser facilmente fundidos e possuem uma boa permeabilidade ao gás. Dessa maneira, os gases de redução podem ser aspirados através dos minérios sem grande dispêndio de força. Finalmente, através do uso de aglomerados, as cinzas da grelha podem diminuir.

[0003] Uma forma usual da aglomeração de minérios finamente divididos é a pelotização. O uso de péletes em um forno de fundição, tal como, por exemplo, em um alto forno, contudo, não é sem problemas, visto que muitas vezes os péletes não apresentam uma estabilidade mecânica satisfatória. Isso é desvantajoso particularmente no transporte e manuseio dos péletes. Além disso, muitas vezes os péletes conhecidos não são suficientemente permeáveis para gases de redução quentes, tais como ocorrem no forno de fundição, o que dificulta sua abertura por fusão.

[0004] Uma outra forma usual do processamento de minérios finos não imediatamente utilizáveis é a sinterização. Por esse meio, também podem ser usados minérios finos, que devido à sua granulometria e propriedades são difíceis de aglomerar. Minérios finos difíceis de aglomerar, não imediatamente utilizáveis, apresentam tipicamente um diâmetro médio do grão de até 2 mm, ainda mais típico de 0,2 a 0,7 mm, particularmente de 0,2 mm a 0,5 mm (partículas de tamanho médio). Como agente ligante utilizam-se geralmente produtos à base de cal. Produtos à base de cal aumentam a coesão dos minérios finos. Contudo, o teor de minérios finos difíceis de aglomerar continua limitado, visto que um alto teor desses tamanhos de grãos enfraquece a coesão do material sinterizado e, além disso, podem levar a uma alta descarga de poeira da esteira de sinterização. Além disso, um alto teor de partículas de tamanho médio também piora a capacidade de passagem do material sinterizado através do gás e leva a um alto de material reciclado na preparação de sinterização.

[0005] Contudo, é desejável um alto teor de uso de partículas de tamanho médio no objetivo de sinterização, pois o minério contendo as partículas de tamanho médio está disponível de modo particularmente fácil e econômico. Para aumentar a quantidade de partículas de tamanho médio nos minérios finos, o estado da técnica propõe usar produtos à base de cal juntamente com produtos contendo minerais argilosos como agentes ligantes. Dessa maneira, o EP 1 029 568 descreve um método para o pré-tratamento de minérios a serem sinterizados em grelhas através de uma aglomeração intercalada à sinterização com o uso de bentonita ou de uma outra argila como agente ligante. Após a aglomeração, o material é adicionado a um pó contendo cal. Neste procedimento, contudo, o teor de partículas de tamanho médio no material de partida é limitada a um máximo de 30% em peso.

[0006] Do EP 1 359 129 A2 é conhecido um agregado para a produção de materiais de construção endurecidos na autoclave, que apresenta um material de enchimento mineral com um teor de óxido de silício de pelo menos 60% em peso, preferivelmente 75% em peso e um teor de partículas finas inferior a 2 µm de pelo menos 40% em peso, do agregado.

[0007] O objetivo da invenção tem como base disponibilizar um método para a produção de um aglomerado, que pode ser usado como material de alimentação para alto forno e com o qual os problemas acima mencionados no estado da técnica podem ser superados.

[0008] Particularmente, deve ser disponibilizado um método, no qual é usado minério fino com um alto teor de partículas de tamanho médio e, contudo, pode ser obtido um material sinterizado com uma alta coesão e uma boa capacidade de passagem de gás. Além disso, o material sinterizado deve apresentar uma baixa descarga de poeira. Finalmente, na preparação do sinterizador, deve ser obtido um baixo teor de material reciclado.

[0009] Além disso, deve ser disponibilizado um método, no qual é usado minério fino com um alto teor de partículas de tamanho médio e, contudo, podem ser obtidos péletes com uma alta resistência mecânica.

[00010] De acordo com a invenção, esse objetivo é resolvido por um método para a produção de um aglomerado utilizado como material de alimentação para alto forno, através da mistura de um material fino contendo metal e/ou óxido metálico, de um agente ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e um material à base de calcário e opcionalmente aditivos adequados para uma massa e endurecimento da massa a um aglomerado, sendo que como matéria-prima mineral é usada uma matéria-prima que compreende um teor de pelo menos 40% em peso, de óxido de silício e um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, em que a fração granulométrica inferior a 1 µm perfaz pelo menos 10% em peso.

[00011] Surpreendentemente, foi verificado que na produção de aglomerados do tipo acima mencionado é possível usar um material fino contendo metal e/ou óxido metálico com um teor surpreendentemente alto de partículas de tamanho médio, se como agente ligante é usado um material à base de calcário juntamente com uma matériaprima mineral, que compreende um teor de pelo menos 40% em peso, de óxido de silício e um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, assim como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10 % em peso.

[00012] Com o método de acordo com a invenção, pode ser usado um minério fino com um alto teor de partículas de tamanho médio e, contudo, obter um material sinterizado com uma alta coesão e uma boa capacidade de passagem de gás. Além disso, o material sinterizado pode ser obtido com uma baixa descarga de poeira, que compreende, além disso, um baixo teor de material reciclado. Uma outra vantagem do método de acordo com a invenção, está em que o processo de sinterização pode ser efetuado com uma excelente cinética.

[00013] Pelo termo "minério contendo partículas de tamanho médio" é entendido, de acordo com a invenção, um material fino contendo metal e/ou óxido metálico com um diâmetro médio do grão inferior a 1 mm, preferivelmente de 0,05 mm a 1 mm, de modo ainda mais preferido, de 0,2 a 0,7 mm, particularmente de 0,1 a 0,5 mm.

[00014] Se com o método devem ser produzidos aglomerados em forma de um material sinterizado, então é possível, de acordo com a invenção, usar material fino com um teor de minério contendo partículas de tamanho médio de mais de 30% em peso e, contudo, obter material sinterizado com uma excelente coesão.

[00015] Se com o método devem ser produzidos aglomerados em forma de péletes, então é possível, de acordo com a invenção, usar material fino com um teor de minério contendo partículas de tamanho médio de mais de 30% em peso e, contudo, obter péletes com alta resistência mecânica.

[00016] Um estágio de processo essencial do método de acordo com a invenção é o uso de um material à base de calcário juntamente com uma matéria-prima mineral como agente ligante. Como matériaprima mineral podem ser fundamentalmente usados os mais diferentes materiais, que compreendem um teor de pelo menos 40% em peso, de óxido de silício e um teor de partículas finas inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, bem como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.

[00017] Testes práticos mostraram que ao usar matérias-primas contendo mineral argiloso, a fração de partículas de tamanho médio no método de acordo com a invenção pode ser particularmente alta e, contudo, é possível obter material de sinterização com uma alta coesão e/ou péletes com boas resistências mecânicas.

[00018] Excelentes resultados são obtidos com uma matéria-prima mineral que compreende um teor de pelo menos 60% em peso de óxido de silício, preferencialmente, pelo menos 75% em peso e um teor de partículas finas de tamanho inferior a 2 µm de pelo menos 40% em peso, em que a fração granulométrica inferior a 0,5 µm perfaz pelo menos 25% em peso.

[00019] O uso de uma matéria-prima contendo mineral argiloso, preferencialmente de uma matéria-prima contendo minerais de duas e/ou três camadas de minerais argilosos não queimadas foi comprovado como sendo particularmente favorável.

[00020] Além disso, o emprego de uma matéria-prima contendo mineral argiloso que compreende pouca argila, a qual consiste em pelo menos 60% em peso de quartzo fino, bem como 20 a 40% em peso de caulinita e opcionalmente micas inferiores, foi comprovado como sendo particularmente favorável.

[00021] Uma matéria-prima mineral excelentemente adequada é a que compreende 70 a 90% em peso, preferencialmente, cerca de 83% em peso, de óxido de silício, 5 a 20% em peso, preferencialmente, cerca de 13% em peso, de óxido de alumínio, 0,2 a 1,5% em peso, preferencialmente, cerca de 0,4% em peso, de óxido de potássio. O uso de Calexor® Q HP é muito particularmente adequado como agente ligante mineral.

[00022] Em alguns casos, é conveniente empregar a matéria-prima mineral com uma distribuição granulométrica essencialmente contínua.

[00023] Na primeira etapa do método de acordo com a invenção, o material fino contendo metal e/ou óxido metálico e o agente ligante mineral são misturados um ao outro. A mistura de material fino e agente ligante pode ser efetuada das mais diferentes maneiras conhecidas pelo técnico. De forma particularmente simples, a mistura de material fino e agente ligante é efetuada em uma unidade de mistura.

[00024] A relação quantitativa de material fino e agente ligante contendo metal e/ou óxido metálico pode variar em amplas faixas e de forma conveniente é ajustada ao tipo e à formação da granulometria do material fino usado, bem como ao agente ligante. Testes práticos mostraram que geralmente em uma proporção quantitativa entre material fino contendo metal e/ou óxido metálico e agente ligante mineral de 5 para 1 a 1000 para 1, preferencialmente de 10 para 1 a 100 para 1, podem ser obtidos aglomerados com propriedades de resistência particularmente boas.

[00025] Foi demonstrado que em alguns casos a formação de aglomerado pode ser facilitada pelo fato de que a massa contendo o material fino e o agente ligante compreende uma certa umidade da massa. Dependendo da própria umidade do material fino e agente ligante, a umidade da massa pode ser ajustada através da retirada ou adição de água. A altura da umidade da massa é convenientemente ajustada dependendo de vários fatores, por exemplo, composição e distribuição granulométrica do material fino e agente ligante empregados. Um outro fator essencial é o modo e maneira, em que a aglomeração é efetuada. Geralmente, obtêm-se bons resultados com umidades da massa na faixa de 2 a 20% em peso, preferencialmente de 4 a 10% em peso.

[00026] Como material fino contendo metal e/ou óxido metálico podem ser empregados os mais diversos materiais finos. Pela denominação "material fino contendo metal e/ou óxido metálico”, são entendidos, de acordo com a invenção, materiais pulverizados até mais finos. Esses compreendem preferencialmente partículas de tamanho médio de 0,01 a 10 mm. O uso de materiais com partículas de tamanho médio de 0,05 a 3 mm, particularmente de 0,1 a 2 mm, foi provado como sendo particularmente adequado. Preferencialmente, até 50% em peso dos tamanhos de partículas do material fino estão na faixa granulométrica entre 0,1 e 2 mm.

[00027] Particularmente conveniente é o uso de minério fino, particularmente minério de ferro fino, carepa, particularmente carepa de laminação, poeiras de alto forno, material de retorno da preparação da sinterização, poeiras abrasivas metálicas e/ou limalhas metálicas de material fino contendo metal e/ou óxido metálico.

[00028] De acordo com a invenção, o agente ligante contém um material à base de calcário. Materiais à base de calcário particularmente adequados de acordo com a invenção são cal, pedra calcária, cal viva, cal apagada, hidrato de cal, dolomita, cal de dolomita, cal viva de dolomita, hidrato de cal de dolomita e misturas dessas.

[00029] Em alguns casos foi provado como sendo favorável, além do agente ligante, acrescentar materiais de fixação adicionais, preferencialmente espessantes inorgânicos, particularmente vidro solúvel, solução de açúcar, cromato de alumínio e/ou fosfato. Desse modo, a resistência do aglomerado pode ser outra vez aumentada.

[00030] A quantidade dos materiais de fixação adicionais varia de acordo com o grau da fixação a ser obtida. Geralmente, já com a adição de 0,3 a 1,5% de materiais de fixação adicionais em relação à mistura de material fino e agente ligante, obtêm-se bons resultados.

[00031] Além disso, podem ser acrescentados aditivos compensatórios (Versatzzusätze) à mistura para reduzir a temperatura de endurecimento, tais como, por exemplo, materiais silicatosos de baixo ponto de fusão, particularmente um pó de vidro e/ou fonolita.

[00032] De acordo com uma forma de concretização particularmente preferida da invenção, utiliza-se como material fino um minério contendo partículas de tamanho médio na mistura com carga de alimentação de sinterização. De modo particularmente preferido, o teor de minério contendo partículas de tamanho médio no material fino é superior a 30% em peso, preferencialmente superior a 50% em peso, de modo ainda mais preferido, superior a 70% em peso e particularmente superior a 90% em peso, em cada caso em relação à quantidade total de material fino.

[00033] Para o emprego no alto forno, os aglomerados produzidos através de um processo de sinterização foram provados como sendo particularmente adequados. Dessa maneira, a produção de um material sinterizado representa uma forma de concretização particularmente preferida da invenção. As vantagens da sinterização são, entre outras, que os aglomerados são pré-reduzidos e as perdas por calcinação no alto forno podem ser evitadas.

[00034] O decurso do processo de sinterização é conhecido pelo técnico e pode ser parecido, por exemplo, tal como segue. Inicialmente, é produzida uma mistura que contém minérios finos, materiais de circuito, combustível, particularmente coque miúdo, agentes ligantes minerais e peneiração própria de sinterização. Essa mistura é misturada com água e acamada em uma cinta de sinterização. O combustível contido na mistura é inflamado, por exemplo, através de gás natural e/ou chamas de gás de alto forno. O ventilador de tiragem por aspiração localizado sob a cinta de sinterização arrasta, então, a carga frontal através da mistura, de modo que o bolo sinterizado está completamente queimado na descarga da cinta. Através do calor resultante no processo, os minérios finos fundem superficialmente, de modo que seus grãos formam uma sólida união. Após a ruptura do bolo sinterizado, este é esfriado e classificado. A chamada camada de ferrugem e material de retorno de sinterização podem permanecer na instalação de sinterização. O sinterizado pronto é aduzido ao alto forno.

[00035] De acordo com uma forma de concretização particularmente preferida da invenção, a fixação da massa ao aglomerado é efetuada por um processo de sinterização. Para esse fim, uma mistura que contém o material fino e o agente ligante mineral é preferencialmente misturada com água, materiais do circuito de alto forno convencionais, preferencialmente escape de caldeiras (Pfannenausbruch) e/ou escória, combustível, preferencialmente coque miúdo e é opcionalmente condensada. A seguir, a mistura resultante é submetida a um tratamento térmico a uma temperatura, que está abaixo da temperatura de fusão da mistura, sendo que se forma um bolo de sinterização. O aglomerado de acordo com a invenção pode ser obtido através da ruptura do bolo de sinterização.

[00036] Testes práticos mostraram que é vantajoso se na sinterização os materiais de partida são selecionados de modo tal para que haja pelo menos uma coesão mínima às partículas individuais. Por esse motivo, é preferível, de acordo com a invenção, que o material fino empregado contenha frações com uma granulometria inferior a 2 mm, preferencialmente de 0,05 mm a 1 mm, preferencialmente em uma quantidade de pelo menos 30% em peso.

[00037] Uma etapa essencial do método de sinterização é o tratamento térmico dos materiais de partida. Nesse caso, a massa de material fino e agente ligante é endurecida. Preferencialmente, o endurecimento baseia-se em um procedimento de sinterização com formação de uma matriz de sinterização silicatosa, que compreende uma fase de vidro, bem como opcionalmente uma fase cristalina, particularmente uma fase mulítica. A matriz de sinterização silicatosa é preferencialmente uma matriz vítrea, na qual as partículas cristalinas estão encaixadas. No caso dessa, trata-se preferencialmente de uma mulita primária.

[00038] O processo de endurecimento é preferencialmente efetuado por meio de um tratamento térmico a temperaturas entre 800 e 1200oC. Os tempos de espera movem-se preferencialmente em uma faixa inferior a 90 minutos. Dessa maneira, a matéria-prima mineral pode formar uma fase de fusão, que resulta preferencialmente em uma matriz de sinterização solidificada de forma vitrificada com um teor cristalino, particularmente mulita granulada ou mulita primária, na qual o material fino contendo metal e/ou óxido metálico está incorporado. Quando se deseja uma alta porosidade dos produtos sinterizados, então essa pode ser causada de maneira simples pelo fato, de submeter uma massa com maior teor de água ao processo de sinterização.

[00039] O material sinterizado produzido com o método de acordo com a invenção presta-se excelentemente para o uso como material de alimentação para alto forno.

[00040] Bons resultados também são obtidos com aglomerados que, no método de acordo com a invenção, são produzidos em forma de péletes, briquetes e/ou granulados.

[00041] Para a produção de péletes, a mistura de material fino e agente ligante pode ser misturada com água e aditivos de peletização convencionais, a mistura obtida dessa maneira pode ser moldada para péletes verdes e os péletes verdes são endurecidos em um processo de queima.

[00042] O endurecimento dos péletes também pode ser efetuado hidraulicamente. Em uma forma de concretização preferida da invenção, acrescenta-se à mistura de material fino, agente ligante e água, adicionalmente um material de fixação hidráulico, a mistura obtida nesse caso é moldada para péletes verdes e os péletes verdes são endurecidos. Naturalmente, na produção de material sinterizado também podem ser empregados materiais de fixação hidráulicos.

[00043] Como agente ligante hidráulico utilizam-se preferencialmente cimento, particularmente cimento Portland, clínquer de cimento Portland, cimento de óxido de alumínio, clínquer de cimento de óxido de alumínio, cimento, misturado com escória para alto forno, cimento misturado com cinzas volantes, cimento misturado bom borazona e/ou bentonita. Ao agente ligante hidráulico também ser acrescentados diversos aditivos.

[00044] A vantagem do uso de um agente ligante hidráulico é que é possível desistir de uma queima dos péletes verdes. Desse modo, os custos de produção para o material de alimentação para alto forno podem ser reduzidos e a liberação de gases nocivos, tais como, por exemplo, SOx e NOx no processo de queima, evitada.

[00045] A produção dos péletes pode ser efetuada de modo conhecido pelo técnico em um forno de cuba, um forno de grelha móvel ou em um forno de grelha móvel/forno rotativo.

[00046] Para impedir a aglutinação dos péletes, particularmente no estado úmido, os péletes podem ser providos de um revestimento antes do endurecimento. Como materiais de revestimento são preferencialmente adequadas substâncias inorgânicas, por exemplo, pó de minério de ferro. A espessura do revestimento preferencialmente não é maior do que 0,5 mm.

[00047] A presença de água na massa facilita a formação do pélete. A umidade da massa, contudo, não deveria ser alta demais, pois senão a superfície dos péletes torna-se úmida e pegajosa. Pois péletes úmidos e pegajosos compreendem muitas vezes uma resistência insuficiente e mostram a tendência de coincidir, pelo que a permeabilidade dos péletes ao gás diminui.

[00048] O tamanho dos péletes pode variar em amplas faixas. Como péletes particularmente adequados para o método de alto forno foram provados péletes com um diâmetro de 1 a 20 mm, preferencialmente de 3 a 10 mm.

[00049] Além disso, a invenção se refere a um material de alimentação para alto forno que pode ser produzido com o método de acordo com a invenção.

[00050] O material de alimentação para alto forno pode ser aduzido ao alto forno como único material contendo metal e/ou óxido metálico. De acordo com a invenção, é preferível aduzir o material de alimentação para alto forno junto com outros materiais contendo metal e/ou óxido metálico ao alto forno. É particularmente conveniente, se o material de alimentação para alto forno de acordo com a invenção perfaz um teor de 30 a 80% em peso, preferencialmente de 40 a 70% em peso e particularmente de 55 a 65% em peso, de suportes de ferro total para a operação no alto forno.

[00051] Um outro objetivo da invenção é uma pré-mistura para a produção do material de alimentação para alto forno de acordo com a invenção, contendo um material fino contendo metal e/ou óxido metálico e um agente ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e um material à base de calcário, sendo que o material fino contendo metal e/ou óxido metálico compreende um teor de material fino com um diâmetro médio do grão inferior a 1 mm, preferencialmente de 0,05 mm a 0,9 mm e particularmente de 0,1 a 0,5 mm superior a 30% em peso, em cada caso em relação à quantidade total do material fino.

[00052] Como matéria-prima mineral, é preferencialmente usada uma matéria-prima, tal como foi descrita em relação ao método de acordo com a invenção.

[00053] De acordo com uma forma de concretização preferida da invenção, o teor de material fino com um diâmetro médio do grão inferior a 1 mm, preferencialmente de 0,05 mm a 0,9 mm e particularmente de 0,1 a 0,5 mm na pré-mistura de acordo com a invenção, perfaz mais de 50% em peso, preferencialmente 70% em peso a 100% em peso, de modo ainda mais preferido, 80% em peso a 100% em peso e particularmente 90% em peso a 100% em peso, em cada caso em relação à quantidade total do material fino.

[00054] De acordo com uma outra forma de concretização preferida da invenção, o teor de material fino com um diâmetro médio do grão superior a 1 mm, preferencialmente superior a 1 mm a 3 mm e particularmente superior a 1 mm a 2 mm na pré-mistura de acordo com a invenção, perfaz menos de 50% em peso, preferencialmente 0 a 30% em peso, de modo ainda mais preferido, 0 a 20% em peso e particularmente 0 a 10% em peso, em cada caso em relação à quantidade total do material fino.

[00055] De acordo com uma outra forma de concretização preferida da invenção, a pré-mistura contém 50 a 99% em peso, preferencialmente 60 a 90% em peso, particularmente 70 a 85% em peso de material fino contendo metal e/ou óxido metálico e 1 a 20% em peso, preferencialmente 1 a 15% em peso, de aditivos convencionais e agente ligante mineral.

[00056] Preferencialmente, o teor de agente ligante mineral na prémistura não deveria ultrapassar 15% em peso. Desse modo, a quantidade de escória obtida no alto forno pode ser mantida baixa.

[00057] De acordo com uma outra forma de concretização preferida da invenção, o agente ligante mineral compreende 30 a 98% em peso, de materiais à base de calcários e de 2 a 70% em peso, preferencialmente 10 a 60% em peso, de matéria-prima mineral.

[00058] De acordo com uma outra forma de concretização preferida da invenção, a pré-mistura contém 0 a 30% em peso, de aditivos, preferencialmente coque miúdo, escape de caldeira (Pfannenausbruch) e/ou escória.

[00059] Um outro objetivo da invenção é uma pré-mistura para a produção do material de alimentação para alto forno contendo um material fino contendo metal e/ou óxido metálico e um agente ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e um material à base de calcário, sendo que como matéria-prima mineral é usada uma matéria-prima, que compreende um teor de óxido de silício de pelo menos 40% em peso e um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, bem como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.

[00060] Em relação a outras concretizações preferidas das prémisturas de acordo com a invenção, é feita referência às formas de concretização do método de acordo com a invenção.

[00061] Além disso, a invenção se refere ao uso de um agente ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e um material à base de calcário e opcionalmente aditivos usuais, para a produção de um aglomerado, que é usado como material de alimentação para alto forno, sendo que como matéria-prima mineral é usada uma matéria-prima, que compreende um teor de óxido de silício de pelo menos 40% em peso e um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, bem como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.

[00062] O uso de acordo com a invenção compreende tanto a adição comum, como também a separada de matéria-prima mineral e material à base de calcário.

[00063] Em relação a outras concretizações preferidas do uso de acordo com a invenção, é feita referência às formas de concretização do método de acordo com a invenção.

[00064] A seguir, a invenção é detalhadamente ilustrada com base em um exemplo.

[00065] São preparadas cinco diferentes misturas de cinta de sinterização (mistura 1, 2, 3, 3a, 3b). Para preparar a mistura 3a e 3b, o material fino, que apresenta um teor definido de partículas de tamanho médio, é misturado com o respectivo agente ligante, bem como com coadjuvantes de sinterização convencionais e ajustada a umidade da massa. Para a mistura 3b de acordo com a invenção, uma matériaprima mineral é usada como ligante, que compreende um teor de óxido de silício inferior a 40% em peso e um teor de partícula fina de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, bem como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.

[00066] A mistura 1, 2 e 3 é preparada sem adição de agente ligante. Em seguida, a mistura é misturada com água e acamada em uma cinta de sinterização. A mistura compreende uma capacidade de passagem de gás específica, que pode ser medida com base na perda de pressão de uma corrente de ar comprimida pela mistura. Uma pequena perda de pressão indica uma boa capacidade de passagem de gás. Uma boa capacidade de passagem de gás é desejada no processo de sinterização, visto que ela leva a uma boa queima do bolo de sinterização.

[00067] Na seguinte tabela são ilustradas as perdas de pressão para a mistura 1, 2, 3, 3a, 3b. Uma comparação da mistura 1, 2, 3 indica que um aumento do teor de partículas de tamanho médio leva a um aumento da perda de pressão e a uma redução da capacidade de passagem de gás. Uma comparação da mistura 3, 3a indica que através da adição de CaO como agente ligante, é possível obter uma melhor capacidade de passagem de gás.

[00068] Com base no exemplo 3b de acordo com a invenção, foi possível comprovar que, através do uso do agente ligante mineral especial, é possível obter uma mistura com uma capacidade de passagem de gás particularmente boa.

Claims

Método para produção de um aglomerado utilizado como material de alimentação para alto forno, através da mistura de materiais finos contendo metal e/ou óxidos metálicos, um agente ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral e um material à base de calcário e opcionalmente aditivos adequados para uma massa e endurecimento da massa a um aglomerado através de um processo de sinterização,
o referido método sendo caracterizado pelo fato de que compreende, como matéria-prima mineral, um mineral argiloso, que compreende um teor de pelo menos 40% em peso de óxido de silício, um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, assim como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.
Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma matéria-prima mineral pobre em argila, que compreende pelo menos 60% em peso de cristais finos, bem como 20 a 40% em peso de caulinita e opcionalmente mica inferior.
Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima mineral compreende:
de 70 a 90% em peso, ou 83% em peso de óxido de silício,
5 a 20% em peso, ou 13% em peso de óxido de alumínio,
0,2 a 1,5% em peso, ou 0,7% em peso de Fe2O3, e
0,1 a 1% em peso, ou 0,4% em peso de óxido de potássio.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a mistura de um material fino e o agente ligante resulta em um agregado misto.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os materiais finos contendo metal e/ou óxidos metálicos e o agente ligante mineral são misturados um ao outro em uma proporção de 5:1 até 1000:1.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a partir da mistura do material fino e do ligante, a umidade da massa é ajustada a um valor de 2 a 20% em peso.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que como material à base de calcário estão compreendidos cal, pedra calcária, cal apagada, cal diluída, hidrato de cal, dolomita, cal dolomita, cal apagada dolomita e/ou hidrato de cal dolomita.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que como materiais minerais finos contendo metal e/ou óxidos metálicos, principalmente minerais de ferro, materiais explosivos, especialmente ignitor giratório, partículas de carga, material de retorno da preparação da sinterização, areia abrasiva metálica e/ou limalha metálica.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que um material fino contendo metal e/ou óxidos metálicos compreende um teor de partículas de tamanho médio superior a 30% em peso.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que à mistura do material fino e ligante são adicionados aditivos de sinterização adequados, principalmente coque fino, escape de caldeira e/ou escória.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que o processo de sinterização compreende as seguintes etapas:
- - misturar o material fino, ligantes minerais, água, materiais reciclados de alto forno e combustível para a formação de uma mistura;
- - termotratar com calor a mistura a uma temperatura inferior ao ponto de fusão da mistura, que produz um aglomerado na forma de um bolo de sinterização.
Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o bolo de sinterização se fragmenta, sendo obtido um aglomerado na forma de um sinterizado terminado.
Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o material fino compreende um teor de partículas de tamanho inferior a 2 mm, de preferência de 0,05 mm a 1 mm em uma quantidade de pelo menos 30% em peso.
Material de alimentação para alto forno, caracterizado pelo fato de que é preparado através de um método, como definido em uma ou mais das reivindicações 1 a 13.
Pré-mistura para preparação de um material de alimentação para alto forno, como definido na reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que compreende um material fino contendo metal e/ou óxidos metálicos e um ligante mineral, que compreende uma matériaprima mineral e um material à base de calcário, sendo que o material fino contendo metal e/ou óxidos metálicos compreende um teor de mais de 30% em peso de partículas finas com diâmetro médio inferior a 1 mm.
Pré-mistura, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a pré-mistura compreende de 50 a 99% em peso de material fino contendo metal e/ou óxidos metálicos e de 1 a 20% em peso de aditivos adequados e ligantes minerais.
Pré-mistura, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que os ligantes minerais possuem de 30 a 98% em peso de materiais à base de calcários e de 2 a 70% em peso de matéria-prima mineral.
Pré-mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a pré-mistura compreende de 0 a 30% em peso de aditivos, principalmente coque fino, escape de caldeira e/ou escória.
Pré-mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima mineral compreende um teor de óxido de silício de pelo menos 60% em peso, ou pelo menos 75% em peso, um teor de partículas finas de tamanho inferior a 2 µm de pelo menos 40% em peso, assim como uma fração granulométrica inferior a 0,5 µm de pelo menos 25% em peso.
Pré-mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima mineral compreende um mineral pobre em argila, o qual que compreende pelo menos 60% em peso de cristais finos, bem como 20 a 40% em peso de caulinita e, opcionalmente, mica inferior.
Pré-mistura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que a matéria-prima mineral compreende:
de 70 a 90% em peso, ou 83% em peso de óxido de silício,
5 a 20% em peso, ou 13% em peso de óxido de alumínio,
0,2 a 1,5% em peso, ou 0,7% em peso de Fe2O3, e
0,1 a 1% em peso, ou 0,4% em peso de óxido de potássio.
Uso de uma mistura compreendendo um ligante mineral, que compreende uma matéria-prima mineral argilosa e um material à base de calcário, e, opcionalmente, aditivos adequados, caracterizado pelo fato de que é para preparação de um aglomerado, através de um processo de sinterização e utilizado como material de alimentação para alto forno, sendo que, como matéria-prima mineral, é utilizada uma matéria-prima contendo um teor de óxido de silício de pelo menos 40% em peso, um teor de partículas finas de tamanho inferior a 4 µm de pelo menos 20% em peso, assim como uma fração granulométrica inferior a 1 µm de pelo menos 10% em peso.