ES2345485T3 - Procedimiento para producir hierro fundido. - Google Patents
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Abstract
Un método para producir hierro fundido, que comprende las etapas de: suministrar una mezcla de materias primas que contiene un material de óxido de hierro y un reductor carbonoso en un horno de solera giratoria para reducir el óxido de hierro en la mezcla de materias primas con el reductor carbonoso a hierro reducido sólido; transportar hierro reducido sólido a un horno de fundición; y realizar la combustión de un material carbonoso suministrado como combustible para fundir el hierro reducido sólido en el horno de fundición para producir hierro fundido, en el que después de que la metalización del hierro reducido sólido se potencie al menos al 90%, el hierro reducido sólido se transporta al horno de fundición y la cantidad de oxígeno y material carbonoso suministrados al horno de fundición se controla para que la proporción de combustión secundaria del gas CO se reduzca en el horno de fundición al 40% o menor, en el que todo el material carbonoso se suministra al horno de solera giratoria, se calienta y después se suministra al horno de fundición junto con el hierro reducido sólido, en el que el contenido de carbono (A), excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y en el material carbonoso, es igual o mayor que la suma del equivalente químico necesario para la reducción del óxido de hierro en la mezcla de materias primas, un contenido de carbono diana en el producto de hierro fundido y una cantidad que corresponde a la cantidad de calor necesaria para fundir el hierro reducido sólido.
Description
Procedimiento para producir hierro fundido.
La presente invención se refiere a métodos para
producir hierro fundido. En particular, la presente invención se
refiere a un método para producir eficazmente hierro fundido de alta
pureza mediante la reducción térmica de materiales de óxido de
hierro tales como mena de hierro con reductores carbonosos tales
como materiales carbonosos.
En la actualidad, por lo general, el hierro
fundido se produce por la reducción de materiales de óxido de
hierro tales como mena de hierro mediante procesos de conversión en
alto horno. Este proceso necesita de manera indispensable coque
como reductor. Además, el proceso hace de la economía de escala una
prioridad; por lo tanto, el proceso no puede cumplir la producción
limitada de productos diversificados tras un cambio en la tendencia
económica.
Los procesos directos de producción de hierro,
tales como un proceso MIDREX son adecuados para la producción
limitada de productos diversificados. Desafortunadamente, estos
procesos usan un gas natural como reductor; por lo tanto, los
lugares para construir fábricas están limitados.
Otro método para producir hierro fundido es un
proceso SL/NR que incluye la producción de hierro reducido con
reductores carbonosos basados en carbón y la fundición del hierro
reducido en un horno eléctrico. Se han notificado también muchos
procesos directos de producción de hierro en los que se combina un
horno de solera giratoria y un horno eléctrico de fundición para la
integración de la reducción de óxido de hierro y la fundición del
hierro reducido. Puesto que estos procesos consumen una gran
cantidad de energía eléctrica, la construcción de fábricas está
limitada a lugares en los que la energía eléctrica pueda
suministrarse fácilmente.
En estas circunstancias, se han estudiado
intensamente mejoras en el proceso de reducción y fundición que
produce hierro fundido usando fuentes de hierro tales como mena de
hierro y reductores carbonosos tales como carbón. Los ejemplos
típicos de los procesos son un proceso DIOS y un proceso HIsmelt que
usan una combinación de un horno de prerreducción y un horno de
reducción y fundición. Los puntos clave para el uso práctico de
estos procesos son una proporción de combustión secundaria elevada y
una eficacia de transferencia de calor elevada en el horno de
reducción y fundición. Sin embargo, en estas condiciones, la
escoria, producido como subproducto durante la reducción y
fundición a partir de los componentes de ganga en fuentes de hierro
tales como mena de hierro, inevitablemente contiene óxido de hierro
(FeO). El óxido de hierro erosiona considerablemente el
revestimiento refractario del horno. Un método que se propone
incluye el enfriamiento del horno con agua para suprimir la erosión
del material refractario. En este método que se propone, sin
embargo, el horno tiene una gran pérdida de calor, lo que reduce
considerablemente la productividad del hierro fundido y la eficacia
de la energía térmica.
Uno de los procesos directos de producción de
hierro incluye el calentamiento de aglomerados carbonosos (gránulos
o briquetas), que son mezclas conformadas de fuentes de hierro,
tales como mena de hierro, y reductores carbonosos, tales como
materiales carbonosos, en un horno rotatorio para reducir las
fuentes de hierro y para la reducción del producto en un horno de
reducción y fundición. Este proceso introduce el gas de escape
caliente generado en el horno de reducción y fundición en el horno
rotatorio y usa el calor del gas de escape del horno de reducción y
fundición para potenciar la eficacia térmica total de las
instalaciones. Sin embargo, el gas de escape caliente del horno de
reducción y fundición contiene una gran cantidad de polvo que se
deposita no sólo sobre las paredes internas de las tuberías sino
también sobre las paredes del horno rotatorio, inhibiendo un
funcionamiento continuo estable.
Este proceso tiene otro problema. Si se produce
la fluctuación térmica en el horno de reducción y fundición, la
cantidad de gas caliente que se suministra al horno rotatorio y el
potencial de reducción varían, lo que da como resultado un
funcionamiento inestable de las instalaciones. Este funcionamiento
inestable provoca cambios en la eficacia de reducción del óxido de
hierro y en la metalización en el horno rotatorio. Como resultado,
el hierro producido no tiene una pureza constante. Además, la
escoria de subproductos contiene una mayor cantidad de óxido de
hierro (FeO), que erosiona el refractario de solera.
Además, en el proceso de reducción y fundición,
se suministran grandes cantidades de oxígeno y calor al horno de
reducción y fundición. Por lo tanto, es esencial el mantenimiento
del refractario del horno y la tobera usando equipos para inclinar
y mover el horno, lo que da como resultado un aumento de los costes
de producción del hierro fundido.
El documento
WO-A-01/73136 describe un proceso
que comprende cargar una sustancia compactadora de materias primas
que contiene un agente reductor carbonoso y una sustancia que
contiene óxido de hierro en un horno de tipo solera móvil; reducir
la sustancia compactadora de materias primas a una proporción de
reducción del 30 a 80% dentro del horno de reducción para formar de
esta manera una cáscara formada por hierro metálico o formar un
estado tal que una cáscara formada de hierro metálico o el hierro
metálico se extienda alrededor en forma de red y un agente reductor
carbonoso permanezca en una holgura entre ellos; la aglomeración
produjo escoria que contenía FeO en su interior; cargar la
sustancia compactadora reducida en un horno de fundición en un
estado que mantiene una temperatura alta y realizar la reducción y
la fundición finales para obtener hierro metálico fundido.
El documento
EP-A-0 899 345 describe un método
para producir hierro reducido, en el que se mezclan óxidos de
hierro finos y reductores sólidos en polvo y se carga una mezcla de
materias primas en forma de finos en un horno de reducción, en el
que los óxidos de hierro se reducen a altas temperaturas,
manteniendo la temperatura dentro del horno a no menos de 1100ºC,
después de que se forme la mezcla de materias primas en un lecho de
espesor sustancialmente uniforme o además se aplique la presión
sobre el lecho.
La Patente de Estados Unidos 4.701.214 describe
un método para producir hierro a partir de óxido de hierro
finamente dividido que comprende las etapas de mezclar óxido de
hierro o finos de mena de hierro con carbón finamente dividido y un
aglutinante para formar una mezcla, aglomerar la mezcla compactando,
granulando o formando o briquetas a partir de la mezcla para formar
aglomerados o gránulos, introducir los gránulos en un horno de
solera giratoria para prerreducir el hierro en los gránulos,
introducir los gránulos prerreducidos en un recipiente de reducción
y fundición como el constituyente de carga metálica, introducir
combustible carbonoso particulado y oxígeno en el recipiente de
reducción y fundición a través del fondo del recipiente para
hacerlo reaccionar con el fundido o baño en el recipiente, reducir
el hierro a hierro elemental y formar una descarga gaseosa que
contiene CO y H_{2}, introducir la descarga gaseosa en el horno de
solera giratoria como gas de proceso para prerreducir los gránulos
que están en su interior y extraer el metal caliente del recipiente
de reducción y fundición.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un método para producir de manera eficaz hierro fundido
de alta pureza a partir de una mezcla de óxido de hierro y un
reductor carbonoso, con una erosión minimizada de un refractario de
un horno de solera giratoria y un horno de fundición, controlando
adecuadamente las condiciones de funcionamiento en un proceso de
producción de hierro fundido que usa una combinación de un horno de
solera giratoria y un horno de fundición.
Un método para producir hierro fundido de
acuerdo con la presente invención incluye las etapas de suministrar
una mezcla de materias primas que contiene un material de óxido de
hierro y un reductor carbonoso en un horno de solera giratoria,
para reducir el óxido de hierro en la mezcla con el reductor
carbonoso a hierro reducido sólido; transportar el hierro reducido
sólido a un horno de fundición y realizar la combustión de un
material carbonoso, suministrado como combustible, para fundir el
hierro reducido sólido en el horno de fundición para producir
hierro fundido, en el que después de que la metalización del hierro
reducido sólido se potencia al menos un 90%, el hierro reducido
sólido se transporta al horno de fundición y las cantidades de
oxígeno y de material carbonoso suministradas al horno de fundición
se controlan para que la proporción de combustión secundaria del
gas CO en el horno de fundición se reduzca al 40% o menor, en el que
todo el material carbonoso se suministra al horno de solera
giratoria, se calienta y después se suministra al horno de fundición
junto con el hierro reducido sólido, en el que el contenido de
carbono (A), excluyendo los componentes volátiles, en el reductor
carbonoso y en el material carbonoso es igual o mayor que la suma
del equivalente químico necesario para la reducción del óxido de
hierro en la mezcla de materias primas, un contenido de carbono
diana en el producto de hierro fundido y una cantidad que
corresponde a la cantidad de calor necesaria para fundir el hierro
reducido sólido.
La proporción de combustión secundaria en el
horno de fundición en la presente invención se calcula a partir de
las concentraciones analíticas de gases de escape del horno de
fundición mediante la siguiente fórmula:
La eficacia de transferencia de calor se calcula
a partir de las temperaturas observadas del gas y del hierro
fundido descargado del horno de fundición y de la proporción de
combustión secundaria anterior.
En la mezcla de materias primas usada en la
presente invención, el contenido de carbono (A), excluyendo los
componentes volátiles, en el reductor carbonoso y el material
carbonoso es igual o mayor que la suma del equivalente químico
necesario para la reducción de óxido de hierro en la mezcla, un
contenido de carbono diana en el producto de hierro fundido y una
cantidad que corresponde a la cantidad de calor necesaria para
fundir el hierro reducido sólido. En esta condición, se puede
realizar fácilmente y con gran eficacia una serie de etapas que
incluyen la reducción sólida del óxido de hierro en la mezcla de
materias primas, la reducción, la fundición y la preparación del
hierro metálico fundido.
El contenido de carbono (A) puede ajustarse
mediante al menos uno de los reductores carbonosos presentes en la
mezcla de materias primas a suministrar en el horno de reducción y
calentamiento, un reductor carbonoso presente en el hierro reducido
producido en el horno de reducción y calentamiento y el material
carbonoso suministrado al horno de fundición.
Un gas que contiene oxígeno suministrado al
horno de fundición es, preferiblemente, un gas oxígeno de alta
pureza que contiene al menos un 90% de oxígeno, lo que potencia la
proporción de combustión secundaria en el horno de fundición,
facilita el control de la temperatura de combustión en la combustión
secundaria y la eficacia de transferencia de calor al baño de
hierro fundido y reduce el gas de escape y, por tanto, la generación
de polvo. El gas oxígeno de alta pureza puede suministrarse al
horno de fundición mediante el soplado por el fondo, soplado por la
parte superior, soplado lateral o una combinación de los mismos. El
soplado por la parte superior y el soplado lateral del gas oxígeno
de alta pureza hacia una capa de escoria mejora, preferiblemente,
la eficacia de combustión del material carbonoso añadido en la capa
de escoria, lo que da como resultado una mejora de la eficacia de
transferencia de calor. Preferiblemente, la eficacia de
transferencia de calor del calor de combustión secundaria al hierro
fundido aumenta a al menos el 60%.
El horno de fundición puede ser de tipo
estacionario (es decir, no inclinado) o de tipo inclinado. Un
proceso preferible para facilitar la reducción y fundición mediante
operaciones simples incluye suministrar el hierro reducido sólido,
el material carbonoso y un flujo para ajustar las composiciones de
escoria desde la parte superior del horno de fundición por
gravedad. Preferiblemente, en el horno de fundición, se inyecta gas
inerte en el hierro fundido para agitar el hierro fundido. Además,
se facilita la fundición del hierro reducido sólido y se reduce el
tiempo de procesado.
En el caso de usar el horno de fundición
estacionario, preferiblemente se proporciona una piquera en una
pared lateral para descargar el hierro fundido y la escoria fundida
a una altura desde la que el gas inerte no pueda soplarse sobre la
capa de escoria. Por tanto, se evita el atasco de la tobera debido
al soplado de gas.
El material de óxido de hierro usado en la
presente invención es generalmente mena de hierro y puede ser
escamas de hierro; polvo que contiene óxido de hierro, es decir,
polvo de alto horno y polvo de horno convertidor y óxido de hierro
que contiene metal no ferroso o su óxido, es decir, mena que
contiene metales no ferrosos, tales como níquel, cromo, manganeso y
titanio y óxidos de los mismos y polvo y escoria descargados de las
instalaciones de refinado de metales. Se puede permitir que estos
metales no ferrosos y óxidos de los mismos se transfieran a la
escoria generada durante la producción del hierro fundido para que
los metales no ferrosos de alta pureza y los óxidos de metales no
ferrosos se recuperen como productos de materias primas.
En el proceso de fundición del hierro reducido
sólido en el horno de fundición, el hierro metálico fundido
contiene una cantidad considerable de azufre, procedente de los
materiales carbonosos. En este proceso, preferiblemente, se añade
una cantidad adecuada de material que contiene CaO, de modo que la
basicidad (CaO/SiO_{2}) de la escoria formada en el horno de
fundición es al menos de 1,2. Por tanto, el azufre transferido a la
escoria fundida aumenta fácilmente, lo que da como resultado una
reducción en el contenido de azufre en el hierro metálico.
Preferiblemente, la cantidad de material carbonoso suministrado al
horno de fundición se ajusta de modo que el contenido de carbono en
el hierro metálico fundido es al menos el 2%. La proporción de
reparto de azufre en la escoria aumenta de este modo para reducir
aún más el contenido de azufre en el hierro fundido.
El hierro reducido sólido producido en el horno
de reducción y calentamiento, es decir, en el horno de solera
giratoria, se suministra directamente al horno de fundición mientras
se mantiene la temperatura alta. Por tanto, el calor del hierro
reducido sólido se usa eficazmente para fundir el hierro reducido
sólido. Por motivos de restricción de las instalaciones, el hierro
reducido sólido puede almacenarse temporalmente en un cargadero y
después puede suministrarse al horno de fundición.
En el proceso anterior, el gas de combustión
generado en el horno de fundición tiene una cantidad considerable
de calor. El calor se puede usar como una fuente de calor en el
horno de solera giratoria. En tal caso, el gas de combustión se
enfría y se somete a la retirada de polvo para reducir el volumen de
polvo en el gas a 5 g/Nm^{3} o menor. Se evita de esta manera la
deposición de polvo en las caras internas de las tuberías y en las
paredes del horno de reducción y calentamiento. Preferiblemente, el
gas de escape del horno de solera giratoria se usa para precalentar
el aire. El aire caliente se usa como al menos un aire de combustión
en el horno de reducción y calentamiento, secando la mezcla de
materias primas y secando el material de óxido de hierro y el
reductor carbonoso para mejorar la eficacia térmica global del
proceso.
La Figura 1 es un diagrama de flujo de un
sistema global de acuerdo con una realización de la presente
invención.
La Figura 2 es un gráfico que muestra la
relación entre el consumo de material carbonoso y la metalización a
diversas proporciones de combustión secundaria en un horno de
fundición.
La Figura 3 es un gráfico que muestra la
relación entre el consumo de material carbonoso y la proporción de
combustión secundaria a diversas metalizaciones.
La Figura 4 es un gráfico que muestra la
relación entre la eficacia de transferencia de calor para hierro
fundido en un horno de fundición y la proporción de combustión
secundaria a diversas temperaturas del gas de escape del horno de
fundición.
Ahora, se describirán en detalle las
realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos.
Como pueden prepararse muchas realizaciones diferentes de la
presente invención sin alejarse del espíritu y el alcance de la
misma, debe entenderse que la invención no se limita a las
realizaciones específicas.
La Figura 1 es un diagrama de flujo de un
sistema global de acuerdo con una realización de la presente
invención. La mena de hierro 1, como una fuente de hierro, es
preferible como mena fina que tiene un tamaño de partícula de
aproximadamente 8 mm o menor. La mena de hierro 1 se seca en un
secador 2 y se pulveriza en un molino de mena 3. El secador 2 usa
aire como una fuente de calor, que se precalienta mediante el
intercambio de calor con el calor sensible del gas de escape de un
horno de solera giratoria 14 y calor adicional del combustible
auxiliar 5, si fuera necesario. El carbón 6 que se usa como reductor
carbonoso se pulveriza en un molino de carbón 7 y se suministra a
una mezcladora 8. En la mezcladora 8, la mena de hierro pulverizada
1, el carbón molido 6 y, opcionalmente, un aglutinante 9 y una
cantidad adecuada de agua se mezclan y se les da forma de
aglomerados 12, tales como esferas sólidas, granos, gránulos o
briquetas, en una máquina de aglomeración 11. En esta etapa, pueden
usarse materiales auxiliares 10 tales como alúmina, sílice y calcio.
Los materiales auxiliares 10 se consumen en la reducción y
fundición en un horno de fundición. El material auxiliar se puede
añadir solo o en combinación.
En esta realización, se le da forma de
aglomerados a la mezcla de materias primas. En la presente
invención, es más preferible el uso de estos aglomerados y las
realizaciones que usan aglomerados se describirán a continuación.
Sin embargo, en la presente invención, en lugar de los aglomerados,
se puede usar una mezcla en polvo o una mezcla ligeramente
compactada. Una fuente de hierro típica es la mena de hierro. Se
pueden usar el polvo de alto horno y escamas molidas, que contienen
óxido de hierro junto con la mena de hierro. Además, se pueden usar
otros materiales que contienen óxido de hierro y metales no ferrosos
y sus óxidos correspondientes, tales como el polvo generado a
partir de las instalaciones de refinado.
Cuando los materiales carbonosos tales como el
carbón 6 se usan como reductores carbonosos, los componentes
volátiles que se encuentran en los materiales carbonosos se
vaporizan por encima de 600ºC y no contribuyen sustancialmente a la
reducción del óxido de hierro. Por tanto, basándose en el contenido
de carbono, excluyendo el contenido de carbono volátil en el
material carbonoso, la cantidad de material carbonoso que se usa en
la presente invención se determina por la suma del equivalente
químico necesario para la reducción del óxido de hierro, un
contenido de carbono diana en el producto de hierro fundido, la
cantidad de calor necesaria para fundir el hierro reducido sólido
en el horno de fundición y una cantidad ligeramente en exceso que
corresponde a las pérdidas en el proceso.
La máquina de aglomeración 11 usada en la
producción de aglomerados 12 es, por ejemplo, una máquina de
producción de gránulos o briquetas. Preferiblemente, los
aglomerados 12 tienen una densidad aparente de al menos 1,2
g/cm^{3} y, más preferiblemente, de al menos 1,8 g/cm^{3}. Esta
densidad aparente se determina de modo que el calor transmitido a
las superficies de los aglomerados 12 entra rápidamente en el
interior de los aglomerados 12 en un horno de reducción y
calentamiento (horno de solera giratoria).
Preferiblemente, los aglomerados 12 se secan en
un secador de aglomerados 13 con un contenido de humedad del 1% o
menor y se suministran a un horno de solera giratoria 14 (horno de
reducción y calentamiento). El aire de secado 4 usado en este
proceso se precalienta preferiblemente mediante intercambio de calor
con el calor sensible del gas de escape del horno de solera
giratoria 14 para utilizar de manera eficaz el calor de escape.
Preferiblemente, la temperatura del aire de secado 4 es
aproximadamente 200ºC o menor para evitar la fractura explosiva de
los aglomerados 12 provocada por la volatilización repentina del
agua. Los aglomerados secados 12 se suministran consecutivamente al
horno de solera giratoria 14 para su reducción y fundición.
La metalización del hierro reducido 15 formado
por reducción y fundición es al menos del 90%, lo que corresponde
al calor de fusión de los desechos, como se describe a continuación
con referencia a la Figura 2. El gas reductor descargado de un
horno de fundición 16 se usa como combustible para la reducción y
fundición. El gas reductor se quema en un quemador provisto en las
paredes laterales del horno de solera giratoria 14 para calentar los
aglomerados 12.
Para mantener la metalización anterior del
hierro reducido 15 en la etapa de reducción y calentamiento, el
estado de combustión del quemador debe ser estable siempre.
Preferiblemente, el gas de escape del horno de fundición 16 se
enfría y se somete a la retirada de polvo para reducir el volumen de
polvo en el gas a 5 g/Nm^{3} o menor y, más preferiblemente, a 1
g/Nm^{3} o menor. Además, el gas natural o el carbón en polvo se
almacenan preferiblemente como combustible adicional 17, que se usa
en una etapa inicial del funcionamiento de las instalaciones y en
la compensación térmica para el horno de solera giratoria 14.
En el horno de solera giratoria 14, el gas CO
generado mediante las reacciones representadas por las fórmulas (2)
y (4) proporcionadas a continuación, se somete a combustión
secundaria en presencia de aire de secado precalentado, como se
representa en la fórmula (1):
Este calor de reacción se usa para reducir el
calor de los aglomerados 12. En esta etapa, el monóxido de carbono
se oxida completamente de modo que el oxígeno en el gas de escape se
consume sustancialmente completamente. Esto significa que la
energía del material carbonoso se consume completamente en el horno
de solera giratoria 14. Por consiguiente, este proceso tiene una
alta eficacia energética.
El hierro reducido 15 producido en el horno de
solera giratoria 14 puede descargarse al exterior de la línea de
producción, pero preferiblemente, se suministra al horno de
fundición 16 ya que se calienta para mejorar la eficacia térmica.
Es preferible que el hierro reducido 15 se suministre continuamente
desde la parte superior del horno de fundición 16 por gravedad. En
esta etapa, se suministran también desde la parte superior del
horno de fundición 16 un material carbonoso 18 como una fuente de
calor para fundir el hierro reducido 15 y un material auxiliar 19
para el control de la escoria.
Se permite que el material carbonoso 18
reaccione (se calcine) con una fuente de oxígeno 20 en el horno de
fundición 16 para reducir el óxido de hierro que permanece en el
hierro reducido 15 y para fundir el hierro reducido para producir
hierro fundido que tiene un contenido de carbono preferiblemente del
2% o mayor, más preferiblemente del 2,5% al 4,5%.
Preferiblemente, las cantidades de la fuente de
oxígeno 20 y el material carbonoso 18 se controlan de modo que la
proporción de combustión secundaria del gas CO generado en el horno
de fundición 16 es del 40% o menos y, más preferiblemente, en el
intervalo del 20% al 40%. Como resultado, la eficacia térmica del
calor de la combustión secundaria para el metal fundido puede
aumentar hasta al menos el 60%, más preferiblemente al menos el 75%
y aún más preferiblemente al menos el 80%. La razón para la
limitación de estas figuras se describirá a continuación.
Preferiblemente, la fuente de oxígeno 20 usada
es gas oxígeno de alta pureza que contiene al menos el 90% de
oxígeno, que se inyecta hacia la capa de escoria en el metal
fundido, en el horno de fundición 16, mediante el soplado por la
parte superior, soplado lateral o soplado por el fondo para agitar
la capa de escoria. El soplado por la parte superior y el soplado
lateral del gas oxígeno de alta pureza son preferibles para
facilitar el mantenimiento de la tobera. Además, estas clases de
soplado no requieren la inclinación del horno de fundición 16; por
lo tanto, se puede simplificar la estructura del horno de
fundición.
El uso de gas oxígeno de alta pureza que
contiene al menos el 90% de oxígeno facilita el control de la
proporción de combustión secundaria y el control de calorías del
gas reductor que se suministra desde el horno de fundición 16 al
horno de solera giratoria 14, concretamente, el control necesario y
suficiente para mantener una temperatura de combustión teórica.
Preferiblemente, se inyecta el gas inerte 21 en el hierro fundido
mediante soplado por el fondo para agitar el hierro fundido.
Además, se facilita la fundición del hierro reducido sólido.
Además de los aglomerados 12, todo el material
carbonoso 18 suministrado al horno de fundición 16 se suministra
directamente en el horno de solera giratoria 14. Pueden
suministrarse otros materiales carbonosos como un material de
solera en la solera del horno de solera giratoria 14, pueden
suministrarse con los aglomerados 12 en el horno de solera
giratoria 14 o pueden suministrarse después de que se suministren
los aglomerados 12 en el horno de solera giratoria 14. Los otros
materiales carbonosos pueden estar en forma de polvo cuando se usan
como el material de solera. Sin embargo, los otros materiales
carbonosos no están necesariamente en forma de polvo y pueden ser
aglomerados cuando se suministran a la vez que los aglomerados 12 o
pueden suministrarse después de que se suministren los aglomerados
12, en el horno de solera giratoria 14. Puesto que los componentes
volátiles en los otros materiales carbonosos se vaporizan y se usan
como material de calentamiento, el volumen del combustible
adicional 17 se reduce.
El otro material carbonoso representa un tipo
diferente al del material carbonoso 18 suministrado al horno de
fundición 16. Por ejemplo, cuando el material carbonoso 18
suministrado al horno de fundición 16 es coque, el otro material
carbonoso es carbón. Por consiguiente, el otro material carbonoso en
la presente invención no representa necesariamente un tipo muy
diferente. Además, el otro material carbonoso y el material
carbonoso 18 pueden ser del mismo tipo.
El material carbonoso se calienta para cargarlo
en el horno de solera giratoria 14 y se suministra al horno de
fundición para fundir el hierro reducido. En este proceso, los
componentes volátiles del material carbonoso se retiran y el
material carbonizado calentado se suministra al horno de fundición.
Por tanto, se reduce el volumen de gas de escape cuando el material
carbonoso se suministra al horno de fundición en comparación con un
caso de uso como el material carbonoso 18 para el horno de
fundición, lo que da como resultado la simplificación de la
instalación del gas de escape y la reducción en el volumen de escape
del gas 26. Como en el material carbonoso 18, el otro material
carbonoso puede ser carbón, virutas de madera, residuos plásticos o
residuos de neumáticos. Como alternativa, el otro material
carbonoso puede ser coque, carbón de madera o polvo de coque que no
contiene componentes
volátiles.
volátiles.
El horno de fundición 16 está provisto de una
piquera en una pared lateral para descargar el hierro fundido 22 y
la escoria fundida 23. La piquera se proporciona preferiblemente a
una altura desde la que el gas inerte 21 no puede descargarse.
Preferiblemente, el horno de fundición 16 tiene una estructura
adjunta para que todo o parte del gas generado en el horno de
fundición 16 se suministre al horno de solera giratoria 14 y se use
eficazmente como fuente de calor. Como se muestra en el dibujo, el
gas generado en el horno de fundición 16 se enfría, se suministra a
una unidad de retirada de polvo 24 para reducir el volumen de polvo
a aproximadamente 5 g/Nm^{3} o menor y, más preferiblemente, a 1
g/Nm^{3} o menor y se suministra al horno de solera giratoria 14.
De esta manera, se evita la deposición de polvo en las caras
internas de las tuberías y en las paredes internas del horno de
solera giratoria 14. Para usar eficazmente el calor sensible del gas
de escape del horno de reducción y calentamiento 16,
preferiblemente, el calor sensible del gas de escape se recupera
con, por ejemplo, una caldera de transferencia de calor radiante
que se proporciona en la salida del horno de fundición 16 y se
suministra a la unidad de retirada de polvo 24.
El gas se suministra a una soplante de impulsión
para controlar la presión y se suministra al quemador de combustión
del horno de solera giratoria 14. Preferiblemente, el exceso de gas
26 se descarga al exterior y se usa como gas combustible para
instalaciones contiguas. Preferiblemente, se carga el oxígeno de
alta presión en el horno de fundición 16, que tiene una estructura
adjunta para presurizar el interior del horno de fundición 16. En
este proceso, la soplante de impulsión 25 no es necesaria.
El gas de escape del horno de solera giratoria
14 sustancialmente no tiene calor latente pero aún así tiene una
temperatura alta. Por tanto, se somete preferiblemente el gas de
escape a la recuperación del calor en una caldera del gas de escape
27 y se usa para precalentar el aire en un intercambiador de calor
28. Después de la recuperación del calor en el intercambiador de
calor 28, el gas de escape se purifica a través de la unidad de
retirada de polvo 30 y se descarga en la atmósfera a través de un
ventilador de aspiración 31. El ventilador de aspiración 31
controla la presión interna del horno de solera giratoria 14.
El método de la presente invención se realiza de
acuerdo con el flujo de proceso anterior. Las condiciones de
funcionamiento del horno de solera giratoria 14 y del horno de
fundición 16 se describirán ahora con más detalle, porque estas
condiciones son particularmente importantes en la presente
invención.
En primer lugar, se describirá el horno de
solera giratoria 14, un componente principal de las instalaciones
de producción de hierro reducido. Cuando una mezcla de material que
contiene óxido de hierro y un reductor carbonoso o preferiblemente
aglomerados de la muestra, se suministran y se calienta dentro del
horno de solera giratoria, transcurren las reacciones representadas
por las fórmulas de (2) a (4):
De este modo, el óxido de hierro se reduce. La
cantidad de CO y CO_{2} generado depende de la cantidad del
reductor carbonoso que se encuentra en los aglomerados y las
condiciones de calentamiento.
La mezcla de materias primas suministrada al
horno de solera giratoria se calienta mediante el calor de la
combustión del quemador y mediante el calor radiante de las paredes
laterales y el techo del horno. Puesto que el calor de radiación es
proporcional a la cuarta potencia de la temperatura, se consiguen un
calentamiento y una reducción rápidos. Se puede reducir el óxido de
hierro de la mezcla de materias primas a hierro metálico por
calentamiento en un tiempo considerablemente corto, por ejemplo,
durante 6 a 12 minutos.
El calor recibido en la superficie de la mezcla
de materias primas se transporta hacia el interior de la mezcla
mediante conducción térmica para promover las reacciones
representadas por las fórmulas (2) a (4). Preferiblemente, la
mezcla de materias primas es un aglomerado que tiene una densidad
aparente de al menos 1,2 g/cm^{3} y, más preferiblemente, de 1,8
g/cm^{3} para promover la conducción de calor hacia el interior de
la mezcla de materias primas.
La proporción de material de óxido de hierro a
reductor carbonoso debe determinarse de modo que el contenido de
carbono sólido (A), excluyendo los componentes volátiles, en el
reductor carbonoso y en el material carbonoso sea igual o mayor que
el equivalente químico necesario para la reducción del óxido de
hierro. La proporción se determina en vista del calor de combustión
requerido para la fusión en el horno de fundición y un contenido de
carbono diana en el hierro fundido que se forma mediante la
reducción y fundición.
En la mezcla de materias primas usada en la
presente invención, el contenido de carbono (A), excluyendo los
componentes volátiles, en el reductor carbonoso y en el material
carbonoso es igual o mayor que la suma del equivalente químico
necesario para la reducción de óxido de hierro en la mezcla, el
contenido de carbono diana en el producto de hierro fundido y una
cantidad que corresponde a la cantidad de calor necesaria para
fundir el hierro reducido sólido. El contenido de carbono se puede
ajustar mediante al menos uno de (1) un reductor carbonoso presente
la mezcla de materias primas a suministrar al horno de reducción y
calentamiento, (2) un reductor carbonoso presente en el hierro
reducido producido en el horno de reducción y calentamiento y que
todavía no se ha suministrado al horno de fundición y (3) el otro
material carbonoso suministrado al horno de reducción y
calentamiento. Cuando una gran cantidad de material carbonoso se
encuentra en la etapa de preparación de la mezcla de materias
primas, la cantidad de material carbonoso que se añade al hierro
reducido sólido que se prepara por reducción y fundición y la
cantidad de material carbonoso suministrado al horno de fundición
se pueden reducir apropiadamente.
En la reducción y fundición en el horno de
fundición, se añade preferiblemente un material que contiene CaO al
horno de fundición solo o en combinación con el hierro reducido
sólido, de modo que la basicidad de la escoria de subproductos es
al menos de 1,2. A una basicidad de 1,2 o mayor, los componentes de
azufre que se encuentran en el hierro fundido migran hacia la
escoria fundida y, de esta manera, el hierro metálico resultante
contiene cantidades reducidas de componentes de azufre.
A medida que el contenido de FeO en la escoria
de subproductos disminuye, el coeficiente de distribución de los
componentes de azufre en la escoria aumenta y, de esta manera, el
contenido de azufre en el hierro fundido disminuye. Puesto que el
contenido de FeO disminuye a medida que aumenta el contenido de
carbono (B) en el hierro fundido, el contenido de carbono (B) en el
hierro fundido es preferiblemente al menos del 2% y, más
preferiblemente, al menos del 3% para mejorar el coeficiente de
distribución de los componentes de azufre en la escoria y, de esta
manera, reducir el contenido de azufre en el hierro fundido. Puesto
que el FeO erosiona el revestimiento refractario, es preferible
esta reducción en el contenido de FeO para suprimir la erosión. El
contenido de carbono (B) en el hierro fundido puede ajustarse
mediante al menos uno de (1) un reductor carbonoso presente en la
mezcla de materias primas a suministrar al horno de reducción y
calentamiento, (2) un reductor carbonoso presente en el hierro
reducido producido en el horno de reducción y calentamiento y que
todavía no se ha suministrado al horno de fundición, (3) un material
carbonoso suministrado al horno de fundición y (4) el otro material
carbonoso suministrado al horno de reducción y calentamiento.
Para realizar eficazmente la reducción y
fundición en el horno de fundición, un punto clave es cómo aumenta
la metalización de la fuente de hierro (hierro reducido) que se
suministra al horno de fundición. Por tanto, la metalización del
hierro reducido debe aumentar en el horno de solera giratoria.
Por lo tanto, se debe controlar de manera
apropiada la condición de calentamiento de los aglomerados sin
procesar en el horno de solera giratoria. Por tanto, deben
estabilizarse todo lo posible las propiedades del gas combustible
para este calentamiento. Cuando el gas generado en el horno de
fundición se usa como gas combustible en el horno de solera
giratoria, un mayor número de calorías permiten el calentamiento
rápido y facilitan el control de la temperatura en el horno de
solera giratoria. Esto indica que la proporción de combustión
secundaria en el horno de fundición se suprime para reducir el
contenido de CO_{2}. Para asegurar una combustión estable en el
quemador durante mucho tiempo, es preferible que el volumen de polvo
en el gas combustible se reduzca al mínimo para evitar la
deposición de polvo en las tuberías de suministro y en el quemador
del gas combustible y el atasco de las boquillas.
El equipo para enfriar el gas del horno de
fundición y retirar el polvo, por lo tanto, se proporciona aguas
arriba del horno de solera giratoria. Es preferible que en el
proceso de retirada de polvo el volumen de polvo en el gas sea 5
g/Nm^{3} o menor y, más preferiblemente, 1 g/Nm^{3} o menor. La
temperatura de funcionamiento de la unidad de retirada es
preferiblemente aproximadamente 800ºC o menor en vista de la
resistencia al calor y la seguridad de la unidad.
Ahora, se describirán las condiciones de
funcionamiento del horno de fundición para la reducción y fundición
del hierro reducido sólido. El material carbonoso suministrado al
baño de hierro en el horno de fundición reacciona con oxígeno de
alta pureza que se suministra simultáneamente para formar gas CO
como se muestra en la fórmula (5):
El gas CO se quema secundariamente en una fase
gaseosa en el baño de hierro como se muestra en la fórmula (6):
Puesto que estas reacciones son exotérmicas, el
calor se transporta al baño de hierro y se usa para reducir y
fundir adicionalmente el hierro reducido sólido.
La Figura 2 es un gráfico que muestra la
relación entre el consumo de material carbonoso y la metalización y
la Figura 3 es un gráfico que muestra la relación entre el consumo
de material carbonoso y la proporción de combustión secundaria.
Estos gráficos demuestran que el consumo de material carbonoso
disminuye con un aumento en la metalización de la fuente de hierro
suministrada (Figura 2) y con un aumento en la proporción de
combustión secundaria (Figura 3).
La Figura 2 muestra que el consumo de material
carbonoso está saturado a una metalización del 60% o mayor para una
proporción de combustión secundaria del 40% o menor. Esta condición
es considerablemente favorable en un funcionamiento estable puesto
que el consumo de material carbonoso es estable independientemente
de la metalización.
Por consiguiente, la metalización de la fuente
de hierro (hierro reducido) suministrada al horno de fundición es
al menos del 90%, que corresponde a un valor para los desechos del
hierro generales, para suprimir el consumo de material carbonoso y
el funcionamiento estable.
Una metalización de al menos el 60% se consigue
mediante, por ejemplo, el control adecuado de la cantidad del
reductor carbonoso que se añade durante la producción de la mezcla
de materias primas y las condiciones de reducción y calentamiento
en el horno de solera giratoria. Específicamente, el reductor
carbonoso se añade en una cantidad necesaria y suficiente para la
reducción del óxido de hierro en la etapa de preparación de la
mezcla de materias primas, la temperatura de funcionamiento del
horno de solera giratoria está entre 1.100ºC y 1400ºC y, más
preferiblemente, entre 1.250ºC y 1.350ºC y el tiempo de retención es
al menos 6 minutos y, más preferiblemente, al menos 8 minutos.
La Figura 3 muestra que es preferible una mayor
proporción de combustión secundaria para reducir eficazmente el
consumo de material carbonoso en el horno de fundición y es más
preferible de al menos el 20%. Sin embargo, a una proporción de
combustión secundaria que supera el 40%, el consumo de material
carbonoso no se reduce más. Por consiguiente, la proporción de
combustión secundaria es preferiblemente del 40% o menor y, más
preferiblemente, del 30% o menor.
La proporción de combustión secundaria varía con
el contenido de material carbonoso y el contenido de gas oxígeno en
el horno de fundición. Por tanto, las cantidades del material
carbonoso y del gas oxígeno se controlan de manera adecuada para
conseguir una proporción de combustión secundaria del 40% o menor y,
más preferiblemente, del 20% al 40%.
La combustión secundaria aumenta la temperatura
de la fase gaseosa en el horno de fundición y tiene un fuerte
impacto térmico sobre el revestimiento refractario. Una metalización
reducida en la fuente de hierro representa un aumento del contenido
de óxido de hierro (FeO) no reducido en la fuente de hierro y, de
esta manera, una erosión acelerada del revestimiento refractario
debido a un aumento del contenido de FeO en la escoria fundida. El
enfriamiento con agua, que se realiza para suprimir la erosión del
refractario, provoca una pérdida de calor que afecta negativamente
a la eficacia y los costes de producción.
La agitación del baño de hierro es eficaz para
promover la fundición de la fuente de hierro (hierro reducido) que
se añade al horno de fundición. Sin embargo, la agitación enérgica
provoca un aumento del polvo en el gas de escape del horno de
fundición hasta aproximadamente 100 g/Nm^{3}, lo que da como
resultado una reducción en la producción de hierro y el atasco de
las tuberías de gas caliente debido a la deposición del polvo.
Por consiguiente, en la presente invención, la
metalización del hierro reducido que se suministra al horno de
fundición aumenta al menos al 90% para reducir el consumo de
material carbonoso y la proporción de combustión secundaria en el
horno de fundición se reduce al 40% o menor, más preferiblemente del
20% al 40% y, más preferiblemente, del 20% al 35% para evitar un
aumento en exceso en la temperatura de la fase gaseosa y para
reducir el impacto en el horno de fundición.
La fuente de oxígeno suministrada al horno de
fundición puede ser aire. En tal caso, sin embargo, el nitrógeno
que se encuentra en una cantidad cuatro veces la del oxígeno también
se calienta, lo que da como resultado un aumento de la pérdida de
precalentamiento y un aumento del volumen del gas descargado. Por
consiguiente, la fuente de oxígeno es preferiblemente oxígeno de
alta pureza y, más preferiblemente, gas oxígeno de alta pureza que
contiene al menos el 90% de oxígeno para mejorar la eficacia térmica
y para evitar un incremento de volumen del gas descargado. El
oxígeno de alta pureza también puede reducir la formación de
polvo.
La Figura 4 es un gráfico que muestra la
relación entre la eficacia de transferencia de calor y la proporción
de combustión secundaria a diversas temperaturas del gas de escape
del horno de fundición para comparar la presente invención con
ejemplos convencionales.
La Figura 4 demuestra que la temperatura del gas
de escape aumenta a medida que aumenta la proporción de combustión
secundaria a una eficacia de transferencia de calor constante y que
se descarga una mayor cantidad de calor sin usarse en el horno de
fundición. Cuando la temperatura del gas de escape se mantiene
constante, la eficacia de transferencia de calor aumenta con la
proporción de combustión secundaria, lo que demuestra un uso eficaz
del calor. En el Ejemplo A de la Figura 4, los desechos se usan como
la fuente de hierro suministrada al horno de fundición donde la
eficacia de transferencia de calor es tan alta como el 89% y la
temperatura del gas de escape es tan baja como aproximadamente
1.650ºC a una proporción de combustión secundaria del 20%.
En el Ejemplo B, el hierro reducido que tiene
una metalización del 30% se usa como la fuente de hierro
suministrada al horno de fundición. Puesto que la proporción de
combustión secundaria es tan alta como aproximadamente el 45%, la
temperatura del gas de escape es 1.900ºC, lo que provoca un aumento
en el impacto térmico al revestimiento refractario y la eficacia de
transferencia de calor disminuye al 85%. Puesto que la metalización
de la fuente de hierro es del 30% en el Ejemplo B, el contenido de
FeO aumenta en la escoria de subproductos que se forma durante la
reducción y fundición, lo que acelera la erosión del revestimiento
refractario.
De acuerdo con estos resultados, las condiciones
preferibles para el funcionamiento de las instalaciones combinadas
que incluyen el equipo de reducción y calentamiento (horno de solera
giratoria) y el horno de fundición para la reducción y fundición
del hierro reducido producido en el horno de solera giratoria son
las siguientes: (1) la metalización en el horno de solera giratoria
aumenta al menos al 90% para reducir el hierro residual FeO lo
máximo posible; (2) la proporción de combustión secundaria en el
horno de fundición se controla para que sea del 40% o menor y, más
preferiblemente, en el intervalo del 20% al 40%, de modo que el gas
de escape del horno de fundición tiene las calorías necesarias para
el combustible en el horno de solera giratoria y (3) la proporción
de combustión secundaria se suprime al 40% o menos para suprimir un
aumento en la temperatura del gas de escape y, de esta manera,
suprimir la erosión del revestimiento refractario en el horno de
fundición. En la Figura 4, la región punteada representa las
condiciones preferibles.
Como se muestra en las Figura 2 y 3, las
cantidades de oxígeno y material carbonoso suministrado al horno de
fundición se controlan y la eficacia de transferencia de calor de la
combustión secundaria al hierro fundido aumenta al menos al 60% y,
más preferiblemente, al menos al 75%, de modo que la metalización
del hierro reducido en el horno de solera giratoria aumenta al
menos al 90% y la proporción de combustión secundaria del gas CO
generado en el horno de fundición se reduce al 40% o menor.
La eficacia de transferencia de calor (Ef) del
calor de la combustión secundaria al hierro fundido se define de la
siguiente manera:
en la que H_{1} es el calor de la
combustión secundaria de los gases CO y H_{2} generados en el baño
como se representa por las siguientes
reacciones:
H_{2} es el calor sensible del gas generado en
el baño, en el que el volumen y la composición del gas se calculan
a partir del equilibrio de los materiales y se supone que la
temperatura del gas es la misma que la temperatura del baño;
H_{3} es el calor sensible del gas descargado
del horno y
H_{4} es la pérdida de calor en la fase
gaseosa en la que tiene lugar la reacción de combustión secundaria,
correspondiendo la pérdida de calor al 10% al 20% de la entrada
total de calor.
En estas condiciones, se prolonga la vida del
revestimiento refractario en el horno de fundición. Cuando el horno
de fundición es de tipo estacionario, puede funcionar durante mucho
tiempo sin mantenimiento ni reparaciones. Sin embargo, en la
presente invención, se puede usar un horno de fundición de tipo
inclinado en vez del horno de fundición estacionario.
De acuerdo con la presente invención, en la
producción de hierro fundido mediante el suministro de una mezcla
de materias primas que contiene un reductor carbonoso en un horno de
reducción y calentamiento, tal como un horno de solera giratoria,
la reducción del óxido de hierro en la mezcla para formar hierro
reducido sólido y reducir y fundir adicionalmente el hierro
reducido en un horno de fundición,
- (1)
- la metalización del hierro reducido sólido en el horno de reducción y calentamiento aumenta al menos al 90%;
- (2)
- las cantidades de oxígeno y de un material carbonoso se controlan de modo que la proporción de combustión secundaria del CO generado en el horno de fundición se reduce al 40% o menor;
- (3)
- la eficacia de transferencia de calor del calor de la combustión secundaria aumenta al menos al 60% y
- (4)
- el horno de fundición tiene una estructura adjunta y todo o parte del gas generado en el horno de fundición se suministra al horno de reducción y calentamiento para calentar el hierro reducido sólido en el horno de fundición. El hierro reducido fundido que tiene un contenido de carbono de aproximadamente el 1,5% al 4,5%, de este modo, puede producirse con alta productividad y alta eficacia energética con una reducción del deterioro del horno de reducción y calentamiento y el horno de fundición.
Ahora, se describirá la presente invención con
más detalles mediante Ejemplos. De acuerdo con el diagrama de flujo
que se muestra en la Figura 1, las operaciones se realizaron usando
mena bruta y carbón, que tenían las composiciones mostradas en la
Tabla 1, en las condiciones mostradas en la Tabla 2. También se
muestran los resultados en la Tabla 2.
En los Experimentos de 1 a 3 mostrados en la
Tabla 2, la metalización del hierro reducido producido en el horno
de solera giratoria se mantuvo al 90%, la proporción de combustión
secundaria se mantuvo al 40% o menor en el horno de fundición y la
eficacia de transferencia de calor se mantuvo del 60% al 90%. En el
Experimento 1, todo el gas generado en el horno de fundición se
introdujo en el horno de solera giratoria y un combustible auxiliar
(gas natural) suplió una deficiencia de calorías.
En el Experimento 2, mejoraron la eficacia de
transferencia de calor y la generación de gas, de modo que no se
usó ningún combustible auxiliar en el horno de solera giratoria. A
pesar de que el volumen de polvo en el gas de escape del horno de
fundición aumentó ligeramente no alteró el funcionamiento. Se generó
en el horno de fundición una cantidad ligeramente en exceso del gas
de escape, que podría usarse como una fuente de calor externa.
En el Experimento 3, todos los parámetros del
proceso se optimizaron para no usar el combustible auxiliar y para
no generar el gas en exceso del horno de fundición. Se consiguió un
funcionamiento energéticamente cerrado en vistas de la energía en
una combinación del horno de solera giratoria y el horno de
fundición.
En el Experimento 4, la proporción de combustión
secundaria fue tan baja como el 30%. Puesto que la eficacia de
transferencia de calor al hierro fundido en el horno de fundición
fue del 73%, que era un valor un tanto bajo, aumentaron las
cantidades usadas de carbón y oxígeno. Por tanto, aumentaron
ligeramente el gas en exceso y la concentración de polvo. En el
Experimento 6, aumentó el material carbonoso suministrado al horno
de fundición para aumentar el contenido de carbono en el hierro
fundido a un contenido de carbono saturado. De acuerdo con la
presente invención, el contenido de carbono en el hierro fundido
puede aumentarse hasta un contenido saturado al ajustar el
contenido de carbono que se suministra al horno de fundición.
En el Experimento 5, la proporción de combustión
secundaria en el horno de fundición aumentó excesivamente. Aunque
mejora la eficacia de transferencia de calor, el volumen del gas de
escape que se suministra al horno de reducción y calentamiento y la
cantidad de calor (potencial reductor) disminuyeron. Como resultado,
el horno de solera giratoria necesitó una combustión adicional
usando un combustible adicional.
Estos resultados muestran que la optimización de
las condiciones de funcionamiento permite la producción de hierro
fundido de alta pureza con elevada eficacia energética y elevada
productividad, a través de una serie de operaciones estables, desde
la reducción sólida a la reducción y fundición sin exceso de impacto
térmico para el horno de fundición. Como se muestra en el
Experimento 3, se consiguió un funcionamiento energéticamente
cerrado en vistas de la energía con el uso de estas instalaciones de
producción de hierro fundido.
En la producción de hierro fundido de acuerdo
con el Experimento 3, se añadieron un material carbonoso adicional
para calentar el horno de fundición y óxido de calcio (CaO) para que
la basicidad (relación CaO/SiO_{2}) de la escoria de los
productos estuviera en el intervalo de 1,5 a 1,6. Se determinó el
contenido de azufre del hierro fundido. En la etapa inicial del
funcionamiento, el contenido de azufre aumentó gradualmente y 40
minutos después alcanzó aproximadamente el 0,04 del porcentaje en
masa. Después, el contenido de azufre se saturó al 0,04 del
porcentaje en masa. Probablemente, un aumento de la basicidad debido
a la adición de CaO promueve la migración de azufre desde el hierro
fundido a la escoria.
El método para fabricar hierro fundido de
acuerdo con la presente invención puede producir de manera eficaz
hierro fundido con energía reducida en comparación con métodos
convencionales. Este método suprime el daño del refractario y
proporciona flexibilidad de producción en un proceso de fabricación
de hierro.
Claims (21)
1. Un método para producir hierro fundido, que
comprende las etapas de:
suministrar una mezcla de materias primas que
contiene un material de óxido de hierro y un reductor carbonoso en
un horno de solera giratoria para reducir el óxido de hierro en la
mezcla de materias primas con el reductor carbonoso a hierro
reducido sólido;
transportar hierro reducido sólido a un horno de
fundición; y
realizar la combustión de un material carbonoso
suministrado como combustible para fundir el hierro reducido sólido
en el horno de fundición para producir hierro fundido,
en el que después de que la metalización del
hierro reducido sólido se potencie al menos al 90%, el hierro
reducido sólido se transporta al horno de fundición y la cantidad de
oxígeno y material carbonoso suministrados al horno de fundición se
controla para que la proporción de combustión secundaria del gas CO
se reduzca en el horno de fundición al 40% o menor,
en el que todo el material carbonoso se
suministra al horno de solera giratoria, se calienta y después se
suministra al horno de fundición junto con el hierro reducido
sólido,
en el que el contenido de carbono (A),
excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y en
el material carbonoso, es igual o mayor que la suma del equivalente
químico necesario para la reducción del óxido de hierro en la
mezcla de materias primas, un contenido de carbono diana en el
producto de hierro fundido y una cantidad que corresponde a la
cantidad de calor necesaria para fundir el hierro reducido
sólido.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el aire se precalienta usando el calor del gas de escape
del horno de solera giratoria y se usa como aire de combustión en el
horno de solera giratoria y/o se usa para secar la mezcla de
materias primas o las materias primas.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1
o 2, en el que el contenido de carbono (A) se ajusta mediante al
menos uno de los reductores carbonosos presentes en la mezcla de
materias primas a suministrar al horno de solera giratoria, un
reductor carbonoso presente en el hierro reducido producido en el
horno de solera giratoria y el material carbonoso suministrado al
horno de fundición.
4. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, en el que el gas oxígeno de alta pureza
que contiene al menos un 90% de oxígeno se suministra al horno de
fundición mediante el soplado por el fondo, soplado por la parte
superior o soplado lateral, para agitar una capa de escoria en el
horno de fundición.
5. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que la eficacia de transferencia
de calor del calor de la combustión secundaria al hierro fundido
aumenta al menos al 60%.
6. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, en el que el hierro reducido sólido, el
material carbonoso y un flujo para ajustar las composiciones de
escoria se suministran desde la parte superior del horno de
fundición por gravedad.
7. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6, en el que el gas inerte se inyecta en
el hierro fundido en el horno de fundición para agitar el hierro
fundido.
8. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7, en el que el horno de fundición es de
tipo estacionario o de tipo inclinado.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8,
en el que el horno de fundición es de tipo estacionario y tiene una
piquera en una pared lateral para descargar el hierro fundido y la
escoria fundida a una altura desde la que el gas inerte no pueda
soplarse sobre la capa de escoria.
10. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 9, en el que el material de óxido de
hierro incluye óxido de hierro y un metal no ferroso o su óxido.
11. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 10, en el que el material de óxido de
hierro incluye polvo y escoria, generados a partir de una
instalación de refinado de metales.
12. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, en el que el material que contiene CaO
se añade de modo que la basicidad de la escoria que se forma en el
horno de fundición es de al menos 1,2 y, de esta manera, los
componentes de azufre en el hierro fundido se transfieren a la
escoria fundida.
\newpage
13. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 12, en el que el contenido de carbono (B)
en el hierro fundido es al menos el 2 por ciento en masa.
14. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, en el que el hierro reducido sólido
producido en el horno de solera giratoria se transporta y descarga
inmediatamente al horno de fundición para fundirse.
15. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 14, en el que el hierro reducido sólido
producido en el horno de solera giratoria se transporta
sustancialmente sin enfriarse al horno de fundición para
fundirse.
16. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 13, en el que el hierro reducido sólido
producido en el horno de solera giratoria se almacena y después se
transporta al horno de fundición para fundirse.
17. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 16, en el que al menos parte de un gas
generado en el horno de fundición se suministra al horno de solera
giratoria y se usa como una fuente de calor.
18. El método de acuerdo con la reivindicación
17, en el que el gas generado en el horno de fundición se enfría,
se somete a la retirada de polvo para reducir el volumen de polvo a
aproximadamente 5 g/Nm^{3} o menor y después se suministra al
horno de solera giratoria.
19. El método de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 18, en el que todo o al menos parte del
material carbonoso y/u otro material carbonoso se suministra al
horno de solera giratoria.
20. El método de acuerdo con la reivindicación
19, en el que el contenido de carbono (B) en el hierro fundido se
ajusta mediante al menos uno seleccionado entre el reductor
carbonoso presente en la mezcla de materias primas suministrada al
horno de solera giratoria, el otro material carbonoso suministrado
al horno de solera giratoria, el reductor carbonoso presente en el
hierro reducido producido en el horno de solera giratoria y el
material carbonoso suministrado al horno de fundición.
21. El método de acuerdo con la reivindicación
1, en el que, cuando la mezcla de materias primas se suministra al
horno de solera giratoria, el horno de solera giratoria está a una
temperatura en un intervalo de 1100ºC a 1400ºC.
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Families Citing this family (17)
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|---|---|---|---|---|
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| JP5166804B2 (ja) * | 2007-09-19 | 2013-03-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶鉄製造方法 |
| MY146001A (en) * | 2009-03-31 | 2012-06-15 | Iop Specialists Sdn Bhd | A process for producing sponge iron |
| RU2430972C1 (ru) * | 2010-01-11 | 2011-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Сибинженерпроект" (ООО "СибИП") | Способ получения металлизированного продукта |
| RU2489495C2 (ru) * | 2011-03-23 | 2013-08-10 | Александр Васильевич Рева | Комплекс для термической металлизации железосодержащего сырья в виде окатышей или брикетов |
| KR20150004426A (ko) * | 2012-05-03 | 2015-01-12 | 지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 | 원료 철 제조용 플랜트로부터 배기 가스를 사용하여 증기를 발생시키는 방법 |
| KR101663189B1 (ko) * | 2015-02-12 | 2016-10-07 | 주식회사 포스코 | 용융물 제조 장치 및 그 제조 방법 |
| KR102115888B1 (ko) * | 2018-11-16 | 2020-06-05 | 주식회사 포스코 | 용선 제조방법 및 그 장치 |
| CN109971905B (zh) * | 2019-03-26 | 2020-04-14 | 东北大学 | 一种利用钢产废气优化HIsmelt熔融还原的系统及方法 |
| KR102917028B1 (ko) * | 2020-04-27 | 2026-01-22 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 제철 설비 및 환원철의 제조 방법 |
| NL2029142B1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-21 | Petrus Greyling Frederik | Process for smelting a metalliferous feedstock |
| CN114250333A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-29 | 徐卫兵 | 一种钢铁冶炼装置 |
| AU2024337236A1 (en) * | 2023-09-08 | 2026-03-19 | Technological Resources Pty. Limited | Biomass-based iron production using a smelt-reduction vessel |
Family Cites Families (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3443931A (en) * | 1965-09-10 | 1969-05-13 | Midland Ross Corp | Process for making metallized pellets from iron oxide containing material |
| DE3318005C2 (de) * | 1983-05-18 | 1986-02-20 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur Eisenherstellung |
| DE3418085A1 (de) * | 1984-05-16 | 1985-11-28 | Klöckner CRA Technologie GmbH, 4100 Duisburg | Verfahren zur eisenherstellung |
| JPS62230924A (ja) | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Kobe Steel Ltd | 溶融還元鉄の製造方法 |
| US4701214A (en) | 1986-04-30 | 1987-10-20 | Midrex International B.V. Rotterdam | Method of producing iron using rotary hearth and apparatus |
| JPH01195226A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Kobe Steel Ltd | 溶融還元方法 |
| JP2691744B2 (ja) * | 1988-09-10 | 1997-12-17 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄溶融還元製錬操業方法 |
| JPH02104608A (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Kawasaki Steel Corp | 二次燃焼方法 |
| JP2662297B2 (ja) | 1989-07-31 | 1997-10-08 | トピー工業株式会社 | レーザ溶接の始終端処理方法 |
| DE4206828C2 (de) | 1992-03-04 | 1996-06-20 | Tech Resources Pty Ltd | Schmelzreduktionsverfahren mit hoher Produktivität |
| DE4234974C2 (de) * | 1992-10-16 | 1994-12-22 | Tech Resources Pty Ltd | Verfahren zur Verstärkung der Stoffumsätze in metallurgischen Reaktionsgefäßen |
| US5885521A (en) * | 1994-12-16 | 1999-03-23 | Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Apparatus for rapid reduction of iron oxide in a rotary hearth furnace |
| US6506231B2 (en) | 1996-03-15 | 2003-01-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method and apparatus for making metallic iron |
| JP3296974B2 (ja) * | 1996-08-15 | 2002-07-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 直接還元法及び回転床炉 |
| KR100327848B1 (ko) | 1996-11-11 | 2002-08-19 | 스미토모 긴조쿠 고교 가부시키가이샤 | 환원철의제조방법및장치 |
| TW368521B (en) * | 1996-11-20 | 1999-09-01 | Sumitomo Metal Ind | Manufacturing method and apparatus for deoxidized iron |
| AT404362B (de) * | 1996-12-17 | 1998-11-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren und einschmelzvergaser zur herstellung von flüssigem metall |
| JPH10195513A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-28 | Kobe Steel Ltd | 金属鉄の製法 |
| JPH1129806A (ja) | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶銑製造方法 |
| US6149709A (en) * | 1997-09-01 | 2000-11-21 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Method of making iron and steel |
| CA2251339A1 (en) * | 1997-10-30 | 1999-04-30 | Hidetoshi Tanaka | Method of producing iron oxide pellets |
| KR20010032730A (ko) | 1997-12-03 | 2001-04-25 | 제이. 더리크 | 산화철 환원 및 철 용융 방법과 그 설비 |
| ES2170547T3 (es) * | 1997-12-03 | 2002-08-01 | Sidmar Nv | Instalacion de reduccion de oxidos de hierro y de fusion de hierro. |
| TW495552B (en) * | 1997-12-18 | 2002-07-21 | Kobe Steel Ltd | Method of producing reduced iron pellets |
| AU755341B2 (en) * | 1997-12-26 | 2002-12-12 | Nkk Corporation | Refining method of molten iron and reduction smelting method for producing the molten iron |
| JPH11217614A (ja) | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Nkk Corp | 金属の溶融還元製錬方法 |
| JP3081581B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2000-08-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 高金属化率還元鉄塊成物の製造方法 |
| EP0952230A1 (en) * | 1998-03-24 | 1999-10-27 | KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. | Method of producing reduced iron agglomerates |
| JP2997459B1 (ja) * | 1998-11-04 | 2000-01-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄塊成物の製造方法 |
| AUPP442698A0 (en) * | 1998-07-01 | 1998-07-23 | Technological Resources Pty Limited | A direct smelting process |
| ZA995438B (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-20 | Kobe Steel Ltd | Method for operating moving hearth reducing furnace. |
| JP2000119719A (ja) | 1998-10-08 | 2000-04-25 | Nkk Corp | 溶融還元炉への原料及び／又は燃料の装入方法及び装入装置並びに溶融還元設備 |
| US6413295B2 (en) * | 1998-11-12 | 2002-07-02 | Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Iron production method of operation in a rotary hearth furnace and improved furnace apparatus |
| JP3004265B1 (ja) * | 1998-11-24 | 2000-01-31 | 株式会社神戸製鋼所 | 炭材内装ペレット及び還元鉄製造方法 |
| JP3404309B2 (ja) * | 1999-01-18 | 2003-05-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄塊成物の製造方法および製造装置 |
| JP3009661B1 (ja) * | 1999-01-20 | 2000-02-14 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元鉄ペレットの製造方法 |
| US6126718A (en) * | 1999-02-03 | 2000-10-03 | Kawasaki Steel Corporation | Method of producing a reduced metal, and traveling hearth furnace for producing same |
| CN1219891C (zh) * | 1999-05-06 | 2005-09-21 | 株式会社神户制钢所 | 直接还原法及回转炉床炉 |
| CN1306045C (zh) * | 1999-08-30 | 2007-03-21 | 株式会社神户制钢所 | 粒状还原铁原料的供给方法及其装置 |
| CN100554448C (zh) * | 1999-10-15 | 2009-10-28 | 株式会社神户制钢所 | 还原金属制造设备以及还原金属的制造方法 |
| CN1073630C (zh) | 1999-10-27 | 2001-10-24 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 煤氧熔融还原炼铁方法及装置 |
| JP2001247920A (ja) | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 溶融還元方法および溶融還元装置 |
| JP3844941B2 (ja) * | 2000-03-30 | 2006-11-15 | 株式会社神戸製鋼所 | 調温装置および高温排ガスの調温方法 |
| BR0105934B8 (pt) * | 2000-03-30 | 2013-09-17 | mÉtodo para produzir ferro metÁlico granular. | |
| JP2001279313A (ja) | 2000-03-30 | 2001-10-10 | Midrex Internatl Bv | 溶融金属鉄の製法 |
| JP2001288504A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-19 | Midrex Internatl Bv | 溶融金属鉄の製造方法 |
| TW562860B (en) * | 2000-04-10 | 2003-11-21 | Kobe Steel Ltd | Method for producing reduced iron |
| TW539829B (en) * | 2000-05-19 | 2003-07-01 | Kobe Strrl Ltd | Processing method for high-temperature exhaust gas |
| JP4757982B2 (ja) * | 2000-06-28 | 2011-08-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 粒状金属鉄の歩留まり向上方法 |
| JP3866492B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2007-01-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 回転炉床式還元炉の操業方法 |
| JP4330257B2 (ja) * | 2000-08-09 | 2009-09-16 | 株式会社神戸製鋼所 | 金属鉄の製法 |
| JP2003041310A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-13 | Kobe Steel Ltd | 溶融金属の製造方法 |
-
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