BR112014009106B1 - TOP BLOWING LANCE AND METHODS FOR REFINING CAST IRON - Google Patents

Abstract

LANÇA DE SOPRO SUPERIOR E MÉTODO PARA REFINO DE FERRO FUNDIDO USANDO A MESMA. Lança de sopro superior com a qual a proporção de mistura de metal quente pode ser reduzida e um método de refino de ferro fundido e um método de fundição/redução para metal fundido usando a lança de injeção são propostos. A lança de sopro superior inclui um bocal de sopro de gás de refino oxigênio tendo uma pluralidade de aberturas de injeção através das quais gás oxigênio é soprado em um banho de ferro em um vaso de reação, as aberturas de injeção estando dispostas ao longo de uma órbita circular em intervalos e um bocal de queimador tendo um eixo coaxial com o eixo central da órbita circular, formando uma chama dentro do bocal de sopro de gás de refino oxigênio e tendo aberturas de injeção para soprar um pó aquecido pela chama no banho de ferro.TOP BLOWING LANCE AND METHOD FOR REFINING CAST IRON USING THE SAME. Upper blow lance with which the mixing ratio of hot metal can be reduced and a molten iron refining method and a smelting/reduction method for molten metal using the injection lance are proposed. The upper blowing lance includes an oxygen refining gas blowing nozzle having a plurality of injection ports through which oxygen gas is blown into an iron bath in a reaction vessel, the injection ports being arranged along a circular orbit at intervals and a burner nozzle having an axis coaxial with the central axis of the circular orbit, forming a flame within the oxygen refining gas blowing nozzle and having injection ports for blowing a flame-heated powder into the iron bath .

Description

Campo TécnicoTechnical Field

[001] A presente invenção refere-se a uma lança de sopro superior tendo uma função de queimador e um método de refino para ferro fundido e um método de fundição-redução usando a lança de sopro superior.[001] The present invention relates to an upper blow lance having a burner function and a refining method for cast iron and a smelting-reduction method using the upper blow lance.

Técnica AntecedenteBackground Technique

[002] Do ponto de vista de proteção ambiental, há uma necessidade urgente por redução de emissões de CO2 em processos de produção de aço. A fim de reduzir as emissões de CO2 em processos de produção de aço, várias medidas estão sendo estudadas e implementadas, incluindo aumento da quantidade da fonte de ferro frio, tal como sucata de ferro, usada como fonte de ferro para reduzir a proporção de mistura de metal quente. A razão para um aumento da quantidade da fonte de ferro frio é que, na produção de produtos de aço, embora vastas quantidades de energia sejam necessárias para reduzir e fundir minério de ferro e grandes quantidades de CO2 sejam emitidas para a produção de metal quente (ferro fundido) em um alto-forno, fontes de ferro frio só requerem calor para fusão e, assim, a quantidade de fonte de ferro frio usado em processos de fabricação de aço pode ser aumentada para reduzir o consumo de energia e emissão de CO2. O termo "ferro fundido", conforme usado aqui, se refere a uma fonte de ferro fundido e, em geral, inclui o metal quente produzido em um alto- forno, aço fundido produzido a partir de sucata de ferro em um forno elétrico e aço fundido produzido através de refino por descarburação de metal quente, por exemplo.[002] From an environmental protection point of view, there is an urgent need to reduce CO2 emissions in steel production processes. In order to reduce CO2 emissions in steel production processes, several measures are being studied and implemented, including increasing the amount of cold iron source, such as scrap iron, used as an iron source to reduce the mixing ratio of hot metal. The reason for an increase in the amount of cold iron source is that in the production of steel products, although vast amounts of energy are required to reduce and smelt iron ore and large amounts of CO2 are emitted for the production of hot metal ( cast iron) in a blast furnace, cold iron sources only require heat for melting and thus the amount of cold iron source used in steelmaking processes can be increased to reduce energy consumption and CO2 emission. The term "cast iron" as used herein refers to a source of cast iron and generally includes hot metal produced in a blast furnace, molten steel produced from scrap iron in an electric furnace, and steel melt produced through refining by decarburization of hot metal, for example.

[003] Em um processo de produção de aço, incluindo um alto-forno e um conversor em combinação, fontes de calor para fusão de uma fonte de ferro frio incluem principalmente o calor sensível do metal quente e o calor de combustão de carbono e silício no metal quente. Como tal, uma grande quantidade de fonte de ferro frio não pode ser fundida neste processo de produção de aço intrinsecamente. Ainda, uma etapa de processamento de desfosforação preliminar de metal quente está recentemente disponível e a temperatura do metal quente diminui em virtude desta etapa de processamento adicional. Além disso, diminuição nas concentrações de carbono e silício de metal quente em virtude de oxidação por desfosforação preliminar é um fator desfavorável para fusão da fonte de ferro frio. A desfosforação preliminar de metal quente é um processo de remoção de fósforo no metal quente, até certo ponto, ao realizar preliminarmente desfosforação do metal quente antes de refino por descarburação em um conversor. Em um processo de produção aço em siderurgia, não apenas metal quente, mas também o aço fundido produzido pela descarburação de metal quente, por exemplo, é submetido a refino/oxidação, tal como desfosforação.[003] In a steel production process including a blast furnace and a converter in combination, heat sources for melting a cold iron source mainly include the sensible heat of the hot metal and the heat of combustion of carbon and silicon on hot metal. As such, a large amount of cold iron source cannot be smelted in this steel production process intrinsically. Furthermore, a preliminary hot metal dephosphorization processing step is newly available and the temperature of the hot metal decreases due to this additional processing step. Furthermore, decrease in hot metal carbon and silicon concentrations due to preliminary dephosphorization oxidation is an unfavorable factor for melting the cold iron source. Preliminary hot metal dephosphorization is a process of removing phosphorus in the hot metal to a certain extent by preliminarily carrying out dephosphorization of the hot metal before refining by decarburization in a converter. In a steel production process in steelmaking, not only hot metal, but also molten steel produced by decarburization of hot metal, for example, is subjected to refining/oxidation, such as dephosphorization.

[004] Em desfosforação preliminar, refino por descarburação em um conversor e refino/oxidação em um vaso de reação, portanto, vários métodos para aumentar a margem de calor do ferro fundido, tal como metal quente ou aço fundido, têm sido propostos. Por exemplo, a Literatura de Patente 1 propõe um método de adição de uma fonte de carbono à escória gerada durante desfosforação preliminar e sopro de uma fonte de oxigênio à escória para queimar a fonte de carbono, assim, depositando o calor da combustão da fonte de carbono sobre o metal quente.[004] In preliminary dephosphorization, refining by decarburization in a converter and refining/oxidation in a reaction vessel, therefore, various methods to increase the heat margin of molten iron, such as hot metal or molten steel, have been proposed. For example, Patent Literature 1 proposes a method of adding a carbon source to the slag generated during preliminary dephosphorization and blowing an oxygen source to the slag to burn the carbon source, thereby depositing heat from combustion of the carbon source. carbon on the hot metal.

[005] A Literatura de Patente 2 descreve um método de queima de monóxido de carbono (CO) produzido em um conversor com oxigênio soprado através de uma lança acima de uma superfície de banho de ferro fundido quente (combustão secundária) e depositar o calor da combustão no ferro fundido.[005] Patent Literature 2 describes a method of burning carbon monoxide (CO) produced in a converter with oxygen blown through a lance above a hot cast iron bath surface (secondary combustion) and depositing the heat from the combustion in cast iron.

[006] Desfosforação de metal quente tem um problema de flúor lixiviado da escória gerada na desfosforação. Assim, há uma demanda por uma desfosforação eficiente sem o uso de uma fonte de fluoração, tal como fluorita.[006] Hot metal dephosphorization has a problem with fluorine leaching from the slag generated in dephosphorization. Thus, there is a demand for efficient dephosphorization without the use of a fluorination source such as fluorite.

[007] Para esta finalidade, a Literatura de Patente 3 descreve um método de desfosforação em um conversor de sopro superior e inferior compreendendo sopro de um pó misto de CaO e Al2O3 sobre o metal quente através de uma lança de sopro superior enquanto se agita o metal quente soprando um gás de agitação através da parte inferior.[007] To this end, Patent Literature 3 describes a method of dephosphorization in an upper and lower blowing converter comprising blowing a mixed powder of CaO and Al2O3 onto the hot metal through an upper blowing lance while stirring the hot metal blowing a stirring gas through the bottom.

[008] A Literatura de Patente 4 descreve um método de promoção da formação de escórias de fluxo para aprimorar as características de reação metalúrgica de desfosforação, por exemplo. Neste método, gás oxigênio, bem como um gás combustível, tal como gás natural e um fluxo, tal como óxido de cálcio, são alimentados ao metal quente através de uma lança de sopro superior, deste modo, o fluxo que passa através de uma chama do gás combustível pode ser alimentado em um estado fundido ao metal quente.[008] Patent Literature 4 describes a method of promoting the formation of flux slags to improve the characteristics of metallurgical dephosphorization reactions, for example. In this method, oxygen gas as well as a combustible gas such as natural gas and a flux such as calcium oxide are fed to the hot metal through an upper blow lance, thereby the flux passing through a flame of the fuel gas can be fed in a molten state to the hot metal.

[009] As Literaturas de Patentes 5 e 6 descrevem um método de alimentação de uma lança de sopro superior com função de um queimador, injeção de um agente desfosforação através de um furo central do queimador, deste modo, o agente desfosforação é aquecido e adicionado à escória para promover a formação de escórias, de modo a aprimorar a eficiência de uma reação metalúrgica.[009] Patent Literatures 5 and 6 describe a method of feeding an upper blow lance with the function of a burner, injecting a dephosphorizing agent through a central hole of the burner, in this way, the dephosphorizing agent is heated and added to slag to promote the formation of slag so as to improve the efficiency of a metallurgical reaction.

Lista de CitaçãoCitation List Literatura de PatentePatent Literature

[0010] PTL 1: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 9-20913[0010] PTL 1: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 9-20913

[0011] PTL 2: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 60-67610[0011] PTL 2: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 60-67610

[0012] PTL 3: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 2000-345226[0012] PTL 3: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 2000-345226

[0013] PTL 4: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 11-080825[0013] PTL 4: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 11-080825

[0014] PTL 5: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 2.005-336.586[0014] PTL 5: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 2,005-336,586

[0015] PTL 6: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinado N° 2007-92158[0015] PTL 6: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 2007-92158

Sumário da InvençãoSummary of the Invention Problema TécnicoTechnical problem

[0016] No entanto, a técnica relacionada tem os seguintes problemas. A adição de uma fonte de carbono à escória na Literatura de Patente 1 aumenta a temperatura do metal quente, mas provoca contaminação pelo enxofre contido na fonte de carbono e aumenta a concentração de enxofre do aço. Ter um tempo de combustão suficiente da fonte de carbono resulta em um tempo longo de refino e aumento dos custos de produção. Além disso, a combustão da fonte de carbono aumenta a emissão de CO2.[0016] However, the related technique has the following problems. The addition of a carbon source to the slag in Patent Literature 1 increases the temperature of the hot metal, but causes contamination by the sulfur contained in the carbon source and increases the sulfur concentration of the steel. Having sufficient combustion time of the carbon source results in a long refining time and increased production costs. Furthermore, the combustion of the carbon source increases CO2 emissions.

[0017] Para assegurar o transporte de ferro fundido, tal como metal quente, para um conversor ou similar, o ferro fundido pode estar contido em um vaso de reação, tal como um carro-torpedo ou uma panela, que tem uma borda livre menor do que o conversor. Supondo que descarburação é realizada, conversores geralmente têm uma borda livre relativamente grande (2,0 a 5,0 m) considerando-se respingos durante descarburação. Por outro lado, o vaso de reação tem uma borda livre na faixa entre 0,8 e 2,2 m. Em operação real em siderurgia, refino/oxidação, tal como desfosforação, de ferro fundido é realizado mesmo em um vaso de reação que tem uma borda livre relativamente pequena. A Literatura Não Patente 1 não dá a devida consideração à relação posicional entre o vaso de reação e uma lança de sopro superior em tal caso.[0017] To ensure the transport of molten iron, such as hot metal, to a converter or similar, the molten iron may be contained in a reaction vessel, such as a torpedo car or a ladle, which has a smaller free edge than the converter. Assuming decarburization is performed, converters generally have a relatively large freeboard (2.0 to 5.0 m) considering spatter during decarburization. On the other hand, the reaction vessel has a freeboard in the range between 0.8 and 2.2 m. In actual steelmaking operation, refining/oxidation, such as dephosphorization, of cast iron is carried out even in a reaction vessel that has a relatively small freeboard. The Non-Patent Literature 1 does not give due consideration to the positional relationship between the reaction vessel and an upper blow lance in such a case.

[0018] No método descrito na Literatura de Patente 2, o CO gerado no conversor e oxigênio soprado através da lança queimam sobre a superfície do banho de metal quente e danifica pesadamente o refratário do corpo de alto-forno.[0018] In the method described in Patent Literature 2, the CO generated in the converter and oxygen blown through the lance burn on the surface of the hot metal bath and heavily damage the refractory of the blast furnace body.

[0019] No método descrito na Literatura de Patente 3, embora o Al2O3 adicionado diminua o ponto de fusão de CaO e promova a formação de escória de CaO, uma concentração aumentada de Al2O3 na escória resulta dano no refratário do corpo de alto-forno, o que traz uma preocupação sobre o aumento de custo e diminuição na taxa de desfosforação.[0019] In the method described in Patent Literature 3, although the added Al2O3 lowers the melting point of CaO and promotes the formation of CaO slag, an increased concentration of Al2O3 in the slag results in damage to the refractory of the blast furnace body, which raises concerns about the increase in cost and decrease in the dephosphorization rate.

[0020] Em refino/oxidação em um conversor que usa a lança de sopro superior na Literatura de Patente 4, a altura da lança de sopro superior pode variar durante sopro. Variações na altura da lança de sopro superior resultam em grande diferença entre o comprimento da chama e a altura da lança. Assim, um agente de fundição em pó pode ser aquecido de forma ineficaz.[0020] In refining/oxidation in a converter using the upper blow lance in Patent Literature 4, the height of the upper blow lance may vary during blowing. Variations in the height of the upper blow lance result in a large difference between flame length and lance height. Thus, a powder casting agent may be heated ineffectively.

[0021] A Literatura de Patente 4 refere-se a um conversor de sopro que usa lança de sopro superior e não se refere a sopro em um vaso de reação que tem uma borda livre relativamente pequena. No refino/oxidação, por exemplo, desfosforação de ferro fundido, uma vez que um vaso de reação tem uma borda livre menor do que um conversor, o agente de fundição em pó pode ser aquecido de forma ineficaz com uma chama de queimador na Literatura de Patente 4. É concebível que combustão não seja concluída dentro a altura da lança, gás combustível não queimado atinja a superfície do banho de ferro fundido e o gás de combustão sofra uma reação de decomposição. Esta reação de decomposição é uma reação endotérmica e é geralmente um fator muito desfavorável para refino/oxidação, tal como desfosforação, em termos de depósito de calor sobre o agente de fundição em pó.[0021] Patent Literature 4 refers to a blowing converter that uses an upper blowing lance and does not refer to blowing into a reaction vessel that has a relatively small freeboard. In refining/oxidation, e.g. dephosphorization of cast iron, since a reaction vessel has a smaller freeboard than a converter, the powder casting agent can be heated ineffectively with a burner flame. Patent 4. It is conceivable that combustion is not completed within the height of the lance, unburned combustible gas reaches the surface of the cast iron bath and the combustion gas undergoes a decomposition reaction. This decomposition reaction is an endothermic reaction and is generally a very unfavorable factor for refining/oxidation, such as dephosphorization, in terms of heat deposit on the powder casting agent.

[0022] Nos métodos descritos nas Literaturas de Patente 4, 5 e 6, um agente de desfosforação é transportado com o gás oxigênio através de uma lança de sopro superior tendo uma estrutura de tubo quádrupla ou quíntupla. Assim, um pó reativo, por exemplo, contendo ferro puro, não pode ser soprado através da lança de sopro superior. Em virtude de uma baixa taxa de sopro e uma baixa taxa de fluxo de propano, não se espera que a proporção de mistura do metal quente seja suficientemente reduzida.[0022] In the methods described in Patent Literatures 4, 5 and 6, a dephosphorizing agent is transported with oxygen gas through an upper blow lance having a quadruple or quintuple tube structure. Therefore, a reactive powder, for example containing pure iron, cannot be blown through the upper blow lance. Due to a low blow rate and a low propane flow rate, the hot metal mixing ratio is not expected to be sufficiently reduced.

[0023] É um objetivo da presente invenção propor uma lança de sopro superior que pode fornecer (depositar) de forma eficiente o calor de combustão de um queimador para o ferro fundido sem falhas conforme descrito acima e pode, vantajosamente, reduzir a proporção de mistura do metal quente e um método para refino de ferro fundido e um método de fundição-redução de metal fundido usando a lança de sopro.[0023] It is an object of the present invention to propose an upper blow lance that can efficiently deliver (deposit) the heat of combustion from a burner to cast iron without fail as described above and can advantageously reduce the mixing ratio of hot metal and a method for refining molten iron and a method of smelting-reducing molten metal using the blow lance.

[0024] É outro objetivo da presente invenção proporcionar um método para refino de ferro fundido, incluindo refino/oxidação, tal como refino por desfosforação preliminar ou descarburação, de metal quente, o método incluindo o uso de uma lança de sopro superior tendo uma função de queimador de modo a formar uma chama de queimador na extremidade inferior da lança de sopro superior e, enquanto se aquece um agente de fundição em pó com a chama usando a lança de sopro superior, sopro do agente de fundição em pó sobre o ferro fundido, ao qual uma fonte de ferro frio foi adicionada, em um conversor, em que o agente de fundição em pó pode ser aquecido de forma eficiente e a proporção de mistura da fonte de ferro frio no metal quente pode ser consistentemente aumentada.[0024] It is another object of the present invention to provide a method for refining cast iron, including refining/oxidizing, such as refining by preliminary dephosphorization or decarburization, of hot metal, the method including the use of an upper blow lance having a function of burner so as to form a burner flame at the lower end of the upper blowing lance and, while heating a powder casting agent with the flame using the upper blowing lance, blowing the powder casting agent onto the cast iron , to which a cold iron source has been added, in a converter, in which the powder casting agent can be heated efficiently and the mixing ratio of the cold iron source into the hot metal can be consistently increased.

[0025] É ainda outro objetivo da presente invenção proporcionar um método para refino de ferro fundido, incluindo refino/oxidação, tal como desfosforação, de ferro fundido, o método incluindo o uso de uma lança de sopro superior tendo uma função de queimador para formar uma chama de queimador na extremidade inferior da lança de sopro superior e, enquanto se aquece um agente de fundição em pó com a chama usando a lança de sopro superior, sopro do agente de fundição em pó sobre o ferro fundido em um vaso de reação que tem uma borda livre relativamente pequena, em que o agente de fundição em pó pode ser eficientemente aquecido e a margem de calor do ferro fundido no vaso de reação pode ser aumentada.[0025] It is yet another object of the present invention to provide a method for refining cast iron, including refining/oxidizing, such as dephosphorization, of cast iron, the method including using an upper blow lance having a burner function to form a burner flame at the lower end of the upper blowing lance and, while heating a powder casting agent with the flame using the upper blowing lance, blowing the powder casting agent onto the molten iron in a reaction vessel that it has a relatively small free edge, in which the powder casting agent can be efficiently heated and the heat margin of the molten iron in the reaction vessel can be increased.

Solução para o ProblemaSolution to the Problem

[0026] O que segue é a essência da presente invenção para resolver os problemas descritos acima.[0026] What follows is the essence of the present invention to solve the problems described above.

[0027] (1) Uma lança de sopro superior com uma função de queimador, incluindo um bocal de sopro de gás de refino oxigênio tendo uma pluralidade de aberturas de injeção através das quais gás oxigênio é soprado em um banho de ferro em um vaso de reação, as aberturas de injeção estando dispostas ao longo de uma órbita circular em intervalos e um bocal de queimador tendo um eixo coaxial com o eixo central da órbita circular, formando uma chama dentro do bocal de sopro de gás de refino oxigênio e tendo aberturas de injeção para soprar um pó aquecido pela chama no banho de ferro, em que um indicador A que indica a relação posicional entre o bocal de sopro de gás de refino oxigênio e o bocal de queimador satisfaz a condição a seguir: A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0,0524 > 0, onde R denota o raio do círculo de passo do bocal de sopro de gás de refino oxigênio (mm), r denota o raio de abertura do bocal de queimador (mm), d denota o diâmetro do bocal oxigênio para refino (mm), θ denota o ângulo (inclinação) entre o eixo do bocal de sopro de gás de refino oxigênio e o eixo central da órbita circular (°), e L denota a altura da lança (mm).[0027] (1) An upper blowing lance with a burner function, including an oxygen refining gas blowing nozzle having a plurality of injection openings through which oxygen gas is blown into an iron bath in a refining vessel. reaction, the injection openings being arranged along a circular orbit at intervals and a burner nozzle having an axis coaxial with the central axis of the circular orbit, forming a flame within the oxygen refining gas blowing nozzle and having openings of injection to blow a flame-heated powder into the iron bath, wherein an indicator A indicating the positional relationship between the oxygen refining gas blowing nozzle and the burner nozzle satisfies the following condition: A = 1.7( R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0.0524 > 0, where R denotes the radius of the pitch circle of the oxygen refining gas blowing nozzle (mm), r denotes the opening radius of the burner nozzle (mm), d denotes the diameter of the oxygen refining nozzle (mm), θ denotes the angle (inclination) between the axis of the oxygen refining gas blowing nozzle and the central axis of the circular orbit (°), and L denotes the boom height (mm).

[0028] (2) A lança de sopro superior tendo uma função de queimador de acordo com (1), em que a lança de sopro superior é uma lança de sopro superior para refino para uso em sopro para desfosforação ou sopro para descarburação.[0028] (2) The upper blowing lance having a burner function according to (1), wherein the upper blowing lance is an upper blowing lance for refining for use in dephosphorization blowing or decarburization blowing.

[0029] (3) Um método para refino de ferro fundido em um vaso de reação usando a lança de sopro superior de acordo com (1) ou (2), em que um combustível para o bocal de queimador é um ou dois ou mais de combustíveis gasosos, tais como gás propano e gás de coque, combustíveis líquidos, tal como óleo pesado e combustíveis sólidos, tal como plásticos.[0029] (3) A method for refining cast iron in a reaction vessel using the upper blow lance according to (1) or (2), wherein a fuel for the burner nozzle is one or two or more of gaseous fuels such as propane gas and coke gas, liquid fuels such as heavy oil and solid fuels such as plastics.

[0030] (4) Um método de fundição-redução para carregamento do forno de fundição do tipo banho de ferro com um pó ou grãos de um óxido de metal ou um óxido de minério e fundição e redução do pó ou dos grãos para produzir metal fundido, incluindo sopro de um material auxiliar em pó ou material auxiliar granular de um ou dois ou mais de óxidos de metal e minérios de óxido no forno de fundição do tipo banho de ferro através do bocal de queimador da lança de sopro superior de acordo com qualquer um de (1) a (3).[0030] (4) A smelting-reduction method for charging the iron bath type smelting furnace with a powder or grains of a metal oxide or an ore oxide and smelting and reducing the powder or grains to produce metal melt, including blowing a powder auxiliary material or granular auxiliary material of one or two or more metal oxides and oxide ores into the iron bath type smelting furnace through the burner nozzle of the upper blow lance in accordance with any one of (1) to (3).

[0031] (5) Um método para refino de ferro fundido, incluindo uso de uma lança de sopro superior incluindo um trajeto de alimentação de agente de fundição em pó, um trajeto de alimentação de gás combustível, um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação para um gás combustível e um trajeto de alimentação de gás para refino/oxidação; alimentação de um gás combustível através do trajeto de alimentação de gás combustível e alimentação de um gás de combustão/oxidação através do trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação de modo a formar uma chama na frente de um bocal da lança de sopro superior em direção a uma superfície do banho de ferro fundido em um conversor; e alimentação de um agente de fundição em pó através do trajeto de alimentação de agente de fundição em pó e alimentação de um gás para refino/oxidação à superfície do banho de ferro fundido através do trajeto de alimentação de gás para refino/oxidação, enquanto se aquece o agente de fundição em pó com a chama e sopro do agente de fundição em pó para a superfície do banho de ferro fundido;[0031] (5) A method for refining cast iron, including use of an upper blow lance including a powder casting agent feeding path, a fuel gas feeding path, a flue gas feeding path /oxidation to a fuel gas and a gas feed path for refining/oxidation; feeding a combustible gas through the fuel gas supply path and feeding a combustion/oxidizing gas through the combustion/oxidizing gas supply path so as to form a flame in front of a nozzle of the upper blow lance in toward a surface of the cast iron bath in a converter; and feeding a powder casting agent through the powder casting agent supply path and feeding a refining/oxidizing gas to the surface of the cast iron bath through the refining/oxidizing gas supply path, while heats the powder casting agent by flame and blowing the powder casting agent to the surface of the cast iron bath;

[0032] em que, quando o conversor tem uma borda livre na faixa de 2,0 a 5,0 m, a lança de sopro superior tendo uma função de queimador de acordo com (1) é usada como a lança de sopro superior para formar a chama, de modo que a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível satisfaz a fórmula (1) a seguir: 0,4 < (G/F)/(G/F)st < 1,0 (1) onde G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min), F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min) e (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível.[0032] wherein, when the converter has a freeboard in the range of 2.0 to 5.0 m, the upper blowing lance having a burner function according to (1) is used as the upper blowing lance for form the flame, so that the flow ratio of combustion/oxidation gas to fuel gas satisfies the following formula (1): 0.4 < (G/F)/(G/F)st < 1.0 ( 1) where G denotes the combustion/oxidation gas feed rate (Nm3/min), F denotes the fuel gas feed rate (Nm3/min) and (G/F)st denotes the gas stoichiometric coefficient ratio of combustion/oxidation required for complete combustion of the fuel gas to fuel gas.

[0033] (6) O método para refino de ferro fundido de acordo com (5), em que a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação G é controlada de modo que a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação VG satisfaz a fórmula (2) a seguir: 0,2 < VG/C < 1,0 (2) onde VG denota a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (Nm/s), e C denota a velocidade do som (Nm/s).[0033] (6) The method for refining cast iron according to (5), in which the combustion/oxidation gas feeding rate G is controlled so that the combustion/oxidation gas discharge rate VG satisfies the following formula (2): 0.2 < VG/C < 1.0 (2) where VG denotes the combustion/oxidation gas discharge velocity (Nm/s), and C denotes the speed of sound (Nm /s).

[0034] (7) O método para refino de ferro fundido de acordo com (5) ou (6), em que o agente de fundição de pó contém pelo menos um de óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis e o agente de fundição de pó, junto com um gás inerte, é alimentado à superfície do banho de ferro fundido para realizar refino/oxidação do ferro fundido ao qual uma fonte de ferro frio foi adicionada.[0034] (7) The method for refining cast iron according to (5) or (6), wherein the powder casting agent contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances and the agent of smelting powder, together with an inert gas, is fed to the surface of the cast iron bath to carry out refining/oxidation of the cast iron to which a source of cold iron has been added.

[0035] (8) O método para refino de ferro fundido de acordo com (7), em que o ferro fundido é metal quente e o refino/oxidação é desfosforação preliminar do metal quente.[0035] (8) The method for refining cast iron according to (7), wherein the cast iron is hot metal and the refining/oxidation is preliminary dephosphorization of the hot metal.

[0036] (9) Um método para refino de ferro fundido, incluindo uso de uma lança de sopro superior incluindo um trajeto de alimentação de agente de fundição em pó, um trajeto de alimentação de gás combustível, um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação para um gás combustível e um trajeto de alimentação e gás de combustão/oxidação; alimentação de um gás combustível através do trajeto de alimentação de gás combustível e alimentação de um gás de combustão/oxidação através do trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação de modo a formar uma chama na frente de um bocal da lança de sopro superior em direção a uma superfície do banho de ferro fundido em um vaso de reação; e alimentação de um agente de fundição em pó que contém pelo menos um de óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis para a superfície do banho de ferro fundido junto com um gás inerte através do trajeto de alimentação de agente de fundição em pó e alimentação de um gás de refino/oxidação para a superfície do banho de ferro fundido através do trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação, enquanto se aquece o agente de fundição em pó com a chama e sopro do agente de fundição em pó para a superfície banho de ferro fundido,[0036] (9) A method for refining cast iron, including use of an upper blow lance including a powder casting agent feeding path, a fuel gas feeding path, a flue gas feeding path /oxidation to a fuel gas and a feed path and combustion/oxidation gas; feeding a combustible gas through the fuel gas supply path and feeding a combustion/oxidizing gas through the combustion/oxidizing gas supply path so as to form a flame in front of a nozzle of the upper blow lance in toward a surface of the cast iron bath in a reaction vessel; and feeding a powder casting agent containing at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances to the surface of the cast iron bath together with an inert gas through the powder casting agent feeding path and feeding a refining/oxidizing gas to the surface of the cast iron bath through the refining/oxidizing gas supply path, while heating the powder casting agent with the flame and blowing the powder casting agent to the cast iron bath surface,

[0037] em que, quando o vaso de reação tem uma borda livre na faixa de 0,5 a 2,0 m, a lança de sopro superior tendo uma função de queimador de acordo com (1) é usada como a lança de sopro superior para formar a chama, de modo que a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível satisfaz a fórmula (3) a seguir: 1,0 < (G/F)/(G/F)st < 5,0 (3) onde G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min), F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min) e (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível.[0037] wherein, when the reaction vessel has a freeboard in the range of 0.5 to 2.0 m, the upper blow lance having a burner function according to (1) is used as the blow lance top to form the flame, so that the flow ratio of combustion/oxidation gas to fuel gas satisfies the following formula (3): 1.0 < (G/F)/(G/F)st < 5, 0 (3) where G denotes the combustion/oxidation gas feed rate (Nm3/min), F denotes the fuel gas feed rate (Nm3/min) and (G/F)st denotes the stoichiometric coefficient ratio of combustion gas/oxidation required for complete combustion of fuel gas to fuel gas.

[0038] (10) O método para refino de ferro fundido de acordo com (9), em que a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação G é controlada de modo que a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação satisfaz a fórmula (4) a seguir: 1,0 < VG/C < 3,0 (4) onde VG denota a oxidação velocidade de descarga de gás de combustão (Nm/s) e C denota a velocidade do som (Nm/s).[0038] (10) The method for refining cast iron according to (9), in which the combustion/oxidation gas feeding rate G is controlled so that the combustion/oxidation gas discharge rate satisfies the formula (4) below: 1.0 < VG/C < 3.0 (4) where VG denotes the oxidation flue gas discharge velocity (Nm/s) and C denotes the speed of sound (Nm/s) .

[0039] (11) O método para refino de ferro fundido de acordo com (9) ou (10), em que o ferro fundido é metal quente e o refino do ferro fundido com o gás de refino/oxidação é desfosforação do metal quente.[0039] (11) The method for refining cast iron according to (9) or (10), wherein the cast iron is hot metal and refining the cast iron with the refining/oxidizing gas is dephosphorization of the hot metal .

Efeitos Vantajosos da InvençãoAdvantageous Effects of the Invention

[0040] Em uma lança de sopro superior tendo uma função de queimador de acordo com a presente invenção, um indicador A, que indica a relação posicional entre um bocal de sopro de gás de refino oxigênio e um bocal de queimador satisfaz A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0,0524 > 0. Isto reduz a interferência entre um gás de refino oxigênio a ser soprado e uma chama formada pelo queimador e, deste modo, mantém uma alta temperatura da chama do queimador. Isto permite que um pó seja aquecido de forma eficiente e, como um resultado, aprimora a eficiência de depósito de calor de ferro fundido.[0040] In an upper blowing lance having a burner function according to the present invention, an indicator A, which indicates the positional relationship between an oxygen refining gas blowing nozzle and a burner nozzle satisfies A = 1, 7(R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0.0524 > 0. This reduces interference between an oxygen refining gas being blown and a flame formed by the burner and thus , maintains a high temperature of the burner flame. This allows a powder to be heated efficiently and, as a result, improves the heat deposit efficiency of cast iron.

[0041] Tal lança de sopro superior com uma função de queimador pode aprimorar a eficiência de depósito de calor de ferro fundido. Assim, o uso de tal lança de sopro superior como uma lança de sopro superior para refino em sopro para desfosforação ou sopro para descarburação permite que uma grande quantidade de sucata seja usada e pode reduzir grandemente a proporção de mistura de metal quente. A eficiência aprimorada de depósito de calor pode permitir economia no uso de materiais de carbono e reduzir a emissão de CO2.[0041] Such an upper blow lance with a burner function can improve the heat deposit efficiency of cast iron. Thus, the use of such a top blow lance as a top blow lance for refining in dephosphor blow or decarburization blow allows a large amount of scrap to be used and can greatly reduce the hot metal mixing ratio. Improved heat deposit efficiency can enable savings in the use of carbon materials and reduce CO2 emissions.

[0042] Uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção usa um ou dois ou mais de combustíveis gasosos, tal como gás propano e gás C, combustíveis líquidos tal como óleo pesado e combustíveis sólidos tais como plásticos, como combustível para um bocal de queimador, deste modo, permitindo o refino de ferro fundido em um forno de fundição do tipo banho de ferro.[0042] An upper blow lance in accordance with the present invention uses one or two or more of gaseous fuels, such as propane gas and C gas, liquid fuels such as heavy oil, and solid fuels such as plastics, as fuel for a nozzle burner, thus allowing the refining of cast iron in an iron bath type smelting furnace.

[0043] Uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção também pode ser usada para fornecer um material auxiliar granular de um ou dois ou mais de óxidos de metal e minérios de óxido de metal fundido através de um bocal de queimador da lança de sopro superior, deste modo, permitindo que o metal fundido seja submetido a uma fundição/redução.[0043] An upper blow lance in accordance with the present invention can also be used to deliver a granular auxiliary material of one or two or more metal oxides and molten metal oxide ores through a burner nozzle of the blow lance. superior blowing, thereby allowing the molten metal to undergo smelting/reduction.

[0044] De acordo com a presente invenção, a proporção de fluxo de um gás de combustão/oxidação alimentado através de um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação para o gás combustível injetado através de um trajeto de alimentação de gás combustível de uma lança de sopro superior para formação de uma chama de queimador que desce a partir da ponta da mesma é controlada dentro de uma faixa predeterminada em relação à proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível. Assim, a proporção (l/L) do comprimento l da chama (m) para a altura L da lança de sopro superior (m) pode ser definida em 0,8 ou mais e 1,2 ou menos. Como um resultado, o calor da chama pode ser eficazmente transferido para um agente de fundição em pó alimentado através da lança de sopro superior. O agente de fundição em pó aquecido pode aprimorar a margem de calor do ferro fundido. Isto pode aumentar grandemente a proporção de mistura de uma fonte de ferro frio, tal como sucata, por exemplo, no refino/oxidação de ferro fundido em um conversor. Isto também pode reduzir eficazmente a quantidade de material de carbono para carburação, o qual é adicionado para manter consistentemente a alta eficiência de depósito de calor de ferro fundido em um vaso de reação e reduzir as emissões de CO2.[0044] According to the present invention, the flow ratio of a combustion/oxidation gas fed through a combustion/oxidation gas supply path to the fuel gas injected through a fuel gas supply path of a upper blow lance for forming a burner flame descending from the tip thereof is controlled within a predetermined range in relation to the combustion gas/oxidation stoichiometric coefficient ratio required for complete combustion of the fuel gas to fuel gas. Thus, the ratio (l/L) of the flame length l (m) to the height L of the upper blow lance (m) can be set to 0.8 or more and 1.2 or less. As a result, heat from the flame can be effectively transferred to a powder casting agent fed through the upper blow lance. The heated powder casting agent can enhance the heat margin of cast iron. This can greatly increase the mixing ratio of a cold iron source such as scrap, for example in the refining/oxidation of cast iron in a converter. This can also effectively reduce the amount of carbon carburizing material, which is added to consistently maintain the high heat deposit efficiency of cast iron in a reaction vessel and reduce CO2 emissions.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of the Drawings

[0045] A Figura 1 é uma vista esquemática de lança de sopro superior de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, instalada em uma unidade de fundição do tipo conversor.[0045] Figure 1 is a schematic view of an upper blow lance according to a first embodiment of the present invention, installed in a converter-type casting unit.

[0046] As Figuras 2(a) e 2(b) são vistas esquemáticas das estruturas específicas da lança de sopro superior de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.[0046] Figures 2(a) and 2(b) are schematic views of the specific structures of the upper blow lance according to the first embodiment of the present invention.

[0047] A Figura 3 é um gráfico da relação entre a temperatura do pó e o valor-A de acordo com a primeira modalidade da presente invenção.[0047] Figure 3 is a graph of the relationship between powder temperature and A-value according to the first embodiment of the present invention.

[0048] A Figura 4 é uma vista esquemática em seccional transversal de uma unidade de conversor usada em uma segunda modalidade da presente invenção.[0048] Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a converter unit used in a second embodiment of the present invention.

[0049] A Figura 5 é uma vista esquemática em corte longitudinal ampliada de uma lança de sopro superior usada na segunda modalidade da presente invenção.[0049] Figure 5 is an enlarged longitudinal sectional schematic view of an upper blow lance used in the second embodiment of the present invention.

[0050] A Figura 6 é um gráfico da relação entre a proporção de fluxo de um gás oxigênio para combustão para gás propano e o índice de comprimento de chama na segunda modalidade da presente invenção.[0050] Figure 6 is a graph of the relationship between the flow ratio of an oxygen gas for combustion to propane gas and the flame length index in the second embodiment of the present invention.

[0051] A Figura 7 é um gráfico da relação entre a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança e o índice de depósito de calor de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. O índice de depósito de calor é a proporção de calor depositado em cada proporção (l/L) para o calor depositado em uma proporção (l/L) = 1 na qual o comprimento l da chama é igual à altura L da lança.[0051] Figure 7 is a graph of the relationship between the ratio (l/L) of the flame length l to the lance height L and the heat deposit index according to the second embodiment of the present invention. The heat deposit index is the ratio of heat deposited at each ratio (l/L) to the heat deposited at a ratio (l/L) = 1 in which the length l of the flame is equal to the height L of the lance.

[0052] A Figura 8 é uma vista esquemática seccional transversal de uma unidade de fundição usada em uma terceira modalidade da presente invenção.[0052] Figure 8 is a schematic cross-sectional view of a casting unit used in a third embodiment of the present invention.

[0053] A Figura 9 é uma vista esquemática em corte longitudinal ampliada de uma lança de sopro superior usada na terceira modalidade da presente invenção.[0053] Figure 9 is an enlarged longitudinal sectional schematic view of an upper blow lance used in the third embodiment of the present invention.

[0054] A Figura 10 é um gráfico da relação entre a proporção de fluxo de um gás de oxigênio para combustão para gás propano e o índice de comprimento da chama na terceira modalidade da presente invenção.[0054] Figure 10 is a graph of the relationship between the flow ratio of an oxygen gas for combustion to propane gas and the flame length index in the third embodiment of the present invention.

[0055] A Figura 11 é um gráfico da relação entre a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança e o índice de depósito de calor de acordo com a terceira modalidade da presente invenção. O índice de depósito de calor é a proporção de calor depositado em cada proporção (1/L) para o calor depositado em uma proporção (l/L) = 1 na qual o comprimento da chama 1 é igual à altura da lança L.[0055] Figure 11 is a graph of the relationship between the ratio (l/L) of the flame length l to the lance height L and the heat deposit index according to the third embodiment of the present invention. The heat deposit index is the ratio of heat deposited at each ratio (1/L) to the heat deposited at a ratio (l/L) = 1 in which the length of flame 1 is equal to the height of the lance L.

Descrição de ModalidadesDescription of Modalities Primeira modalidadeFirst modality

[0056] A presente invenção será mais especificamente descrita com referência aos desenhos anexos.[0056] The present invention will be more specifically described with reference to the attached drawings.

[0057] A Figura 1 é uma vista esquemática que mostra uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção instalada em uma unidade de fundição do tipo de conversor. As Figuras 2(a) e 2(b) são vistas seccionais ampliadas da ponta de uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção. Um vaso de reação, em uma primeira modalidade da presente invenção, inclui um forno de fundição do tipo de banho de ferro, por exemplo.[0057] Figure 1 is a schematic view showing an upper blow lance in accordance with the present invention installed in a converter-type casting unit. Figures 2(a) and 2(b) are enlarged sectional views of the tip of an upper blow lance in accordance with the present invention. A reaction vessel, in a first embodiment of the present invention, includes an iron bath type smelting furnace, for example.

[0058] Nas figuras, o numeral de referência 1 denota um corpo de alto-forno. O corpo de alto-forno 1 inclui um envoltório 1a, o qual constitui o esqueleto do corpo de alto-forno 1 e uma camada de refratário 1b formada dentro do envoltório 1a.[0058] In the figures, the reference numeral 1 denotes a blast furnace body. The blast furnace body 1 includes a shell 1a, which constitutes the skeleton of the blast furnace body 1, and a refractory layer 1b formed within the shell 1a.

[0059] O numeral de referência 2 denota um bocal de sopro inferior, o qual está disposto na parte inferior do corpo de alto-forno 1 e através do qual um gás inerte, tal como gás Ar, é soprado através do bocal de sopro inferior para agitar um banho de ferro em refino. O numeral de referência 3 denota o ferro fundido no corpo de alto forno 1. O numeral de referência 4 denota a escória que flutua sobre o ferro fundido. A numeral de referência 5 denota uma lança de sopro superior disposta verticalmente com a ponta da mesma virada para baixo.[0059] The reference numeral 2 denotes a lower blowing nozzle, which is arranged in the lower part of the blast furnace body 1 and through which an inert gas, such as Ar gas, is blown through the lower blowing nozzle to stir a bath of iron in refining. The reference numeral 3 denotes the molten iron in the blast furnace body 1. The reference numeral 4 denotes the slag floating on the molten iron. The reference numeral 5 denotes an upper blow lance arranged vertically with its tip facing downwards.

[0060] Uma extremidade superior da lança de sopro superior 5 está acoplada a uma tubulação de alimentação de gás de refino de oxigênio 6, uma tubulação de alimentação de gás oxigênio para combustão 7, uma tubulação de alimentação de gás combustível 8 e uma tubulação de alimentação de pó 9.[0060] An upper end of the upper blow lance 5 is coupled to an oxygen refining gas supply pipe 6, an oxygen gas supply pipe for combustion 7, a fuel gas supply pipe 8 and a fuel gas supply pipe 8. powder feed 9.

[0061] O numeral de referência 10 denota um pó soprado através da lança de sopro superior 5. O numeral de referência 11 denota uma chama formada pela combustão do combustível. O numeral de referência 12 denota um gás de refino oxigênio soprado junto com o pó 10.[0061] The reference numeral 10 denotes a powder blown through the upper blow lance 5. The reference numeral 11 denotes a flame formed by the combustion of fuel. The reference numeral 12 denotes an oxygen refining gas blown together with powder 10.

[0062] Conforme especificamente ilustrado nas Figuras 2(a) e 2(b), a lança de sopro superior 5 é composta de um corpo principal de lança 5a e uma porção de bocal 5b unida à ponta do corpo principal de lança 5a.[0062] As specifically illustrated in Figures 2(a) and 2(b), the upper blow lance 5 is composed of a lance main body 5a and a nozzle portion 5b attached to the tip of the lance main body 5a.

[0063] O corpo principal de lança 5a inclui um tubo externo 5a1 tendo um circuito de água de resfriamento e um tubo interno 5a2 concentricamente disposto no interior do tubo externo 5a1 de modo a formar um trajeto de sopro para o gás de refino oxigênio.[0063] The lance main body 5a includes an outer tube 5a1 having a cooling water circuit and an inner tube 5a2 concentrically disposed within the outer tube 5a1 so as to form a blowing path for the oxygen refining gas.

[0064] A porção de bocal 5b inclui um bocal de sopro 5b1 para o gás de refino oxigênio através do qual gás oxigênio é soprado no banho de ferro contido no corpo de alto-forno 1 e um bocal de queimador 5b2. O pó 10, junto com um gás de transporte, tal como um gás inerte, é soprado através do trajeto mais interno no tubo interno 5a2.[0064] The nozzle portion 5b includes a blow nozzle 5b1 for oxygen refining gas through which oxygen gas is blown into the iron bath contained in the blast furnace body 1 and a burner nozzle 5b2. The powder 10, together with a carrier gas, such as an inert gas, is blown through the innermost path in the inner tube 5a2.

[0065] Os tubos 5a3 e 5a4, os quais constituem um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação e um trajeto de alimentação de combustível, podem estar concentricamente dispostos dentro do tubo interno 5a2 do corpo principal de lança 5a, conforme apropriado. Neste caso, o tubo mais interno 5a4 constitui um trajeto de alimentação de pó.[0065] Tubes 5a3 and 5a4, which constitute a combustion/oxidation gas supply path and a fuel supply path, may be concentrically arranged within the inner tube 5a2 of the main boom body 5a, as appropriate. In this case, the innermost tube 5a4 constitutes a powder supply path.

[0066] O bocal de sopro de gás de refino oxigênio 5b1 tem uma pluralidade de aberturas de injeção e dispostas ao longo de uma órbita circular K (vide Figura 2(b)) em intervalos em comunicação com o trajeto de sopro de gás de refino oxigênio.[0066] The oxygen refining gas blowing nozzle 5b1 has a plurality of injection openings and arranged along a circular orbit K (see Figure 2(b)) at intervals in communication with the refining gas blowing path oxygen.

[0067] O bocal de queimador 5b2 tem um J eixo que é coaxial com o eixo central K1 da órbita circular K e forma uma chama 11 dentro das aberturas de injeção e do bocal de sopro de gás de refino oxigênio 5b1. O bocal de queimador 5b2 tem uma abertura de injeção f para soprar o pó 10 aquecido com a chama 11 no banho de ferro.[0067] The burner nozzle 5b2 has a J axis that is coaxial with the central axis K1 of the circular orbit K and forms a flame 11 within the injection openings and the oxygen refining gas blowing nozzle 5b1. The burner nozzle 5b2 has an injection opening f for blowing the powder 10 heated with the flame 11 into the iron bath.

[0068] A órbita circular K é denotada por uma linha virtual. Quando o eixo de cada uma das aberturas de injeção e está disposto sobre a órbita circular K, a órbita circular K é referida como um círculo de passo das aberturas de injeção e.[0068] The circular orbit K is denoted by a virtual line. When the axis of each of the injection ports e is arranged on the circular orbit K, the circular orbit K is referred to as a pitch circle of the injection ports e.

[0069] Um indicador A que indica a relação posicional entre os bocais de sopro de gás de refino oxigênio 5a e o bocal de queimador 5b satisfaz a condição A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan (θ - 12 °) - 0,0524 > 0, onde R (mm) denota o raio do círculo de passo das aberturas de injeção e dos bocais de sopro de gás de refino oxigênio 5b1, r (mm) denota o raio da abertura injeção f do bocal de queimador 5b2, d (mm) denota o diâmetro das aberturas de injeção e do bocal de oxigênio para refino 5bi, θ (°) denota o ângulo (inclinação) entre o eixo dl das aberturas de injeção e do bocal de sopro de gás de refino oxigênio 5b1 e o eixo central K1 da órbita circular e L denota a altura da lança (a distância vertical da superfície do banho de ferro até a ponta do bocal da lança).[0069] An indicator A indicating the positional relationship between the oxygen refining gas blowing nozzles 5a and the burner nozzle 5b satisfies the condition A = 1.7(R - r - d/2)/L + tan ( θ - 12 °) - 0.0524 > 0, where R (mm) denotes the radius of the pitch circle of the injection openings and the refining gas blowing nozzles oxygen 5b1, r (mm) denotes the radius of the injection opening f of burner nozzle 5b2, d (mm) denotes the diameter of the injection ports and the oxygen nozzle for refining 5bi, θ (°) denotes the angle (slope) between the dl axis of the injection ports and the blow nozzle of oxygen refining gas 5b1 and the central axis K1 of the circular orbit and L denotes the lance height (the vertical distance from the surface of the iron bath to the tip of the lance nozzle).

[0070] A razão para a relação posicional entre o bocal de sopro de gás de refino oxigênio 5b1 e o bocal de queimador 5b2 satisfaz A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan (θ - 12 °) - 0,0524 > 0 na lança de sopro superior será descrita em detalhes abaixo.[0070] The ratio for the positional relationship between the oxygen refining gas blowing nozzle 5b1 and the burner nozzle 5b2 satisfies A = 1.7(R - r - d/2)/L + tan (θ - 12° ) - 0.0524 > 0 on the upper blow lance will be described in detail below.

[0071] Os presentes inventores acreditam que, quando o pó de óxido de metal ou óxido é soprado através de uma lança, aquecimento do pó soprado antes que o pó contate o ferro fundido pode reduzir efetivamente a proporção de mistura de metal quente e eles estudaram sobre métodos de aquecimento e adição de pó.[0071] The present inventors believe that when metal oxide or oxide powder is blown through a lance, heating the blown powder before the powder contacts the cast iron can effectively reduce the mixing ratio of hot metal and they have studied on heating methods and powder addition.

[0072] Um forno tubular vertical tendo um diâmetro interno de 1 m e uma altura de 3 m foi usado para investigar o estado do pó aquecido. Várias lanças de sopro superior, cada uma das quais pode fornecer o pó através de sua porção central e tem a função de queimador, conforme mostrado na Tabela 1, foram instaladas sobre uma porção superior do forno tubular vertical. Um experimento de sopro de pó (cal tendo um tamanho de 75 mm ou menos) foi realizado usando as várias lanças de sopro superior acima e a temperatura do pó soprado de topo foi medida com um termômetro de radiação. Tabela 1 [0072] A vertical tubular furnace having an internal diameter of 1 m and a height of 3 m was used to investigate the state of the heated powder. Several top blowing lances, each of which can supply powder through its central portion and has the function of a burner, as shown in Table 1, were installed over an upper portion of the vertical tube furnace. A powder blowing experiment (lime having a size of 75 mm or less) was carried out using the above several top blowing lances and the temperature of the top blown powder was measured with a radiation thermometer. Table 1

[0073] A Figura 3 ilustra os resultados. Descobriu-se, a partir dos resultados ilustrados na Figura 3 que, quando a relação posicional entre os bocais de sopro de gás de refino oxigênio 5b1 e o bocal de queimador 5b2 na lança de sopro superior satisfaz A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan (θ - 12 °) - 0,0524 > 0, a temperatura do pó aumentou significativamente.[0073] Figure 3 illustrates the results. It is found from the results illustrated in Figure 3 that when the positional relationship between the oxygen refining gas blowing nozzles 5b1 and the burner nozzle 5b2 on the upper blowing lance satisfies A = 1.7(R - r - d/2)/L + tan (θ - 12 °) - 0.0524 > 0, the powder temperature increased significantly.

[0074] Esta condição foi calculada a partir dos locais de expansão de um jato de gás do queimador e um jato de gás de refino oxigênio e se baseia na ideia de que contato excessivo (interferência) entre o gás de refino oxigênio e a chama do queimador reduz a temperatura da chama do queimador. Sob a condição, a interferência entre o gás de refino oxigênio e a chama do queimador é reduzida e uma alta temperatura da chama do queimador pode ser mantida. Assim, o pó pode ser aquecido de forma eficiente.[0074] This condition was calculated from the expansion locations of a burner gas jet and an oxygen refining gas jet and is based on the idea that excessive contact (interference) between the oxygen refining gas and the burner flame burner reduces the temperature of the burner flame. Under the condition, the interference between the oxygen refining gas and the burner flame is reduced and a high temperature of the burner flame can be maintained. Thus, the powder can be heated efficiently.

[0075] De acordo com a presente invenção, em refino por desfosforação (sopro) ou refino por descarburação enquanto um gás de refino oxigênio soprado de cima é soprado, um pó de material auxiliar pode ser eficazmente aquecido com uma chama de queimador e alimentado ao ferro fundido. Assim, uma quantidade maior de sucata do que antes pode ser fundida.[0075] According to the present invention, in dephosphorization (blowing) refining or decarburization refining while an oxygen refining gas blown from above is blown, a powder of auxiliary material can be effectively heated with a burner flame and fed to the cast iron. Thus, a larger quantity of scrap than before can be smelted.

[0076] Isso pode reduzir o custo para fusão e refino associados ao refino por desfosforação e descarburação e obtém conservação de recursos e conservação de energia. Isto pode também estabilizar a operação do conversor e produzir efeitos industrialmente benéficos.[0076] This can reduce the cost for smelting and refining associated with refining by dephosphorization and decarburization and achieves resource conservation and energy conservation. This can also stabilize the operation of the converter and produce industrially beneficial effects.

[0077] O valor-A é, de preferência, 0,20 como o limite máximo, a fim de evitar a erosão do refratário em virtude de combustão secundária do gás de refino oxigênio.[0077] The A-value is preferably 0.20 as the maximum limit, in order to avoid erosion of the refractory due to secondary combustion of the oxygen refining gas.

[0078] A altura L da lança é definida na faixa de cerca de 2000 a 5000 mm em operação do conversor. Em um vaso de reação tendo uma borda livre na faixa de 0,5 a 2 m, a altura L da lança varia de 500 a 2000 mm.[0078] The height L of the boom is set in the range of about 2000 to 5000 mm in converter operation. In a reaction vessel having a freeboard in the range of 0.5 to 2 m, the boom height L varies from 500 to 2000 mm.

[0079] O ferro fundido a ser tratado com uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção é, de preferência, ferro fundido produzido em instalações de produção de metal quente, tais como alto-fornos (ferro fundido usado em um processo de desfosforação) ou ferro fundido desfosforado após um processo de desfosforação.[0079] The cast iron to be treated with a top blow lance in accordance with the present invention is preferably cast iron produced in hot metal production facilities, such as blast furnaces (cast iron used in a process of dephosphorization) or dephosphorized cast iron after a dephosphorization process.

[0080] No refino de ferro fundido, um combustível para um bocal de queimador pode ser um ou dois ou mais de combustíveis gasosos, tais como gás propano e gás C, combustíveis líquidos tal como óleo pesado e combustíveis sólidos tais como plásticos.[0080] In refining cast iron, a fuel for a burner nozzle can be one or two or more of gaseous fuels such as propane gas and C gas, liquid fuels such as heavy oil and solid fuels such as plastics.

[0081] Em carregamento de um pó ou grãos de um óxido de metal ou um óxido de minério em um forno de fundição do tipo banho de ferro para produzir metal fundido através de fundição/redução, um material de carbono para redução do óxido e um material de carbono para compensar a redução de calor devem ser adicionados adicionalmente. O óxido de metal ou minério de óxido pode ser minério de ferro, um pó sinterizado, minério de cromo, minério de manganês ou poeira formada na produção de ferro.[0081] In loading a powder or grains of a metal oxide or an ore oxide into an iron bath type smelting furnace to produce molten metal through smelting/reduction, a carbon material for reducing the oxide and a Carbon material to compensate for heat reduction must be added additionally. The metal oxide or oxide ore may be iron ore, a sintered powder, chromium ore, manganese ore, or dust formed in the production of iron.

EXEMPLO 1EXAMPLE 1

[0082] Uma lança de sopro superior tendo uma estrutura conforme ilustrada na Figura 2 foi usada. Metal quente tendo uma composição conforme mostrado na Tabela 2 foi carregado junto com sucata de ferro em um conversor de sopro superior e inferior tendo uma capacidade de 2,5 toneladas, conforme ilustrado na Figura 1 e foi submetido a sopro para desfosforação sob as condições conforme mostrado na Tabela 3.[0082] An upper blow lance having a structure as illustrated in Figure 2 was used. Hot metal having a composition as shown in Table 2 was loaded together with scrap iron into an upper and lower blowing converter having a capacity of 2.5 tons as illustrated in Figure 1 and was subjected to blowing for dephosphorization under the conditions as shown in Table 2. shown in Table 3.

[0083] Após escoamento e formação de escória, o metal quente desfosforado foi carregado junto com sucata de ferro ao conversor de sopro superior e inferior e foi submetido a sopro para descarburação sob as condições mostradas na Tabela 3. Foi estudado o efeito do valorA da lança de sopro superior sobre a proporção de mistura de metal quente. A Tabela 4 mostra os resultados.[0083] After flowing and slag formation, the hot dephosphored metal was charged together with iron scrap to the upper and lower blowing converter and was subjected to blowing for decarburization under the conditions shown in Table 3. The effect of the A value of the upper blow lance over hot metal mixing ratio. Table 4 shows the results.

[0084] No sopro para desfosforação, o alto-forno foi carregado com sucata de ferro e, então, com ferro fundido tendo uma temperatura de 1350 °C. Um gás oxigênio de sopro foi alimentado através da lança de sopro superior. Simultaneamente, um pó de óxido de cálcio, um gás de combustão oxigênio e gás propano foram soprados à superfície do ferro fundido e gás argônio foi soprado como um gás de agitação no ferro fundido através de bocais de sopro inferiores.[0084] When blowing for dephosphorization, the blast furnace was charged with scrap iron and then with molten iron having a temperature of 1350 °C. A blowing oxygen gas was fed through the upper blowing lance. Simultaneously, a calcium oxide powder, an oxygen flue gas and propane gas were blown onto the surface of the cast iron and argon gas was blown as a stirring gas into the cast iron through lower blowing nozzles.

[0085] Neste sopro, a quantidade de carregamento de sucata de ferro foi ajustada de modo que a temperatura final de desfosforação fosse de 1400 ° C. A quantidade de adição de óxido de cálcio foi ajustada de modo que a basicidade (% em massa de CaO/% em massa de SiO2) da escória no alto-forno fosse de 2,5.[0085] In this blow, the loading amount of scrap iron was adjusted so that the final dephosphorization temperature was 1400°C. The adding amount of calcium oxide was adjusted so that the basicity (mass % of CaO/mass% SiO2) of the slag in the blast furnace was 2.5.

[0086] No sopro para descarburação, o alto-forno foi carregado com sucata de ferro e, então, com ferro fundido (ferro fundido desfosforado) tendo uma temperatura de 1350 °C. Um gás oxigênio de sopro foi alimentado através da lança de sopro superior. Simultaneamente, um pó de óxido de cálcio, um gás de combustão oxigênio e gás propano foram soprados à superfície do ferro fundido e gás argônio foi soprado como um gás de agitação no ferro fundido através de um bocal de sopro inferior.[0086] When blowing for decarburization, the blast furnace was charged with scrap iron and then with molten iron (dephosphorized cast iron) having a temperature of 1350 °C. A blowing oxygen gas was fed through the upper blowing lance. Simultaneously, a calcium oxide powder, an oxygen flue gas and propane gas were blown onto the surface of the cast iron and argon gas was blown as a stirring gas into the cast iron through a lower blowing nozzle.

[0087] A quantidade de carregamento de sucata de ferro foi ajustada de modo que a temperatura final de descarburação fosse de 1680 °C e a concentração de carbono fosse de 0,05% em massa. A quantidade de adição de óxido de cálcio foi ajustada de modo que a basicidade (% em massa de CaO/% em massa de SiO2) da escória no alto-forno fosse de 3,5. Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 [0087] The loading amount of iron scrap was adjusted so that the final decarburization temperature was 1680 °C and the carbon concentration was 0.05% by mass. The amount of calcium oxide addition was adjusted so that the basicity (wt% CaO/wt% SiO2) of the slag in the blast furnace was 3.5. Table 2 Table 3 Table 4

[0088] Conforme é evidente a partir da Tabela 4, o uso de uma lança de sopro tendo uma função de queimador de acordo com a presente invenção em sopro para desfosforação e descarburação pode aumentar a proporção de mistura de sucata de ferro e diminuir grandemente a proporção de mistura de metal quente.[0088] As is evident from Table 4, the use of a blow lance having a burner function in accordance with the present invention in blowing for dephosphorization and decarburization can increase the mixing ratio of iron scrap and greatly decrease the hot metal mixing ratio.

[0089] A fim de realizar a fundição/redução de metal fundido através de uma lança de sopro de acordo com a presente invenção, 2,5 toneladas de metal quente foram carregados em um conversor e sopro foi iniciado em uma taxa de fluxo de gás de refino oxigênio de 7,5 Nm3/min e uma taxa de fluxo de gás nitrogênio de sopro inferior de 0,25 Nm3/min enquanto coque era adequadamente alimentado ao conversor.[0089] In order to carry out smelting/reduction of molten metal through a blow lance in accordance with the present invention, 2.5 tons of hot metal were loaded into a converter and blowing was started at a gas flow rate oxygen refining rate of 7.5 Nm3/min and a lower blowing nitrogen gas flow rate of 0.25 Nm3/min while coke was adequately fed to the converter.

[0090] Então, a temperatura do metal quente foi aumentada para 1600 °C. No momento quando a temperatura do metal quente atingiu 1600 °C, o metal quente começou a ser alimentado com um pó de minério de cromo através da lança de sopro superior para realizar sopro para fundição/redução. Neste sopro para fundição/redução, gás propano e gás oxigênio para o queimador também começaram a ser alimentados pelo lança de sopro superior quando sopro para fundição/redução foi iniciado.[0090] Then, the temperature of the hot metal was increased to 1600 °C. At the moment when the temperature of the hot metal reached 1600 °C, the hot metal began to be fed with a chromium ore powder through the upper blow lance to carry out blowing for smelting/reduction. In this smelting/reduction blow, propane gas and oxygen gas for the burner also started to be fed from the upper blow lance when smelting/reduction blowing was started.

[0091] As taxas de fluxo de gás propano e gás oxigênio foram de 0,2 e 1,0 Nm3/min, respectivamente. Durante o sopro para fundição/redução, a temperatura do metal quente foi medida conforme necessário e a taxa de alimentação do pó de minério de cromo foi alterada, de modo que a temperatura do metal quente fosse de 1600 °C, a qual era adequada para fundição/redução.[0091] The flow rates of propane gas and oxygen gas were 0.2 and 1.0 Nm3/min, respectively. During blowing for smelting/reduction, the temperature of the hot metal was measured as required, and the feeding rate of the chrome ore powder was changed, so that the temperature of the hot metal was 1600 °C, which was suitable for casting/reduction.

[0092] Após o decurso de um tempo predeterminado (aproximadamente 30 minutos), a alimentação do pó de minério de cromo, propano e gás oxigênio foi interrompida e sopro foi continuado durante mais três minutos somente com a alimentação de um gás oxigênio soprado de cima.[0092] After the elapse of a predetermined time (approximately 30 minutes), the feed of chrome ore powder, propane and oxygen gas was stopped and blowing was continued for another three minutes only with the feed of oxygen gas blown from above .

[0093] A Tabela 5 mostra o resultado da investigação sobre a relação entre o índice de uso de minério de cromo e o valor-A em sopro para fundição/redução junto com os resultados de Exemplos Comparativos (Exemplos Comparativos 3 e 4; as condições de sopro para os Exemplos Comparativos 3 e 4 foram as mesmas conforme para os Exemplos 4 e 5). Os índices de uso de minério de cromo na tabela foram com base nos índices de uso no Exemplo 5, o qual foi definido em 1,00. Tabela 5 [0093] Table 5 shows the result of the investigation into the relationship between the chrome ore usage index and the A-value in blowing for smelting/reduction together with the results of Comparative Examples (Comparative Examples 3 and 4; the conditions blowing for Comparative Examples 3 and 4 were the same as for Examples 4 and 5). The chrome ore usage rates in the table were based on the usage rates in Example 5, which was set to 1.00. Table 5

[0094] Conforme é evidente a partir da Tabela 5, o índice de uso do minério de cromo em sopro para fundição/redução foi baixa nos Exemplos Comparativos 3 e 4, os quais tinham um valor-A de zero ou menos.[0094] As is evident from Table 5, the use rate of chrome ore in smelting/smelting blowing was low in Comparative Examples 3 and 4, which had an A-value of zero or less.

Segunda modalidadeSecond modality

[0095] Uma segunda modalidade da presente invenção é dirigida ao refino/oxidação que é realizado através de alimentação de um gás de refino/oxidação ao metal quente em um conversor através de uma lança de sopro superior. Tal refino/oxidação atualmente predominante inclui refino por desfosforação preliminar de metal quente e descarburação de metal quente. A presente invenção pode ser aplicada a ambos os tratamentos de refino/oxidação. Quando a invenção é aplicada ao refino por descarburação de metal quente, a presente invenção pode ser aplicada ao metal quente submetido à desfosforação preliminar ou metal quente não submetido à desfosforação preliminar. A presente invenção pode ser aplicada à desfosforação preliminar e o metal quente refinado por desfosforação preliminar pode ser submetido a refino por descarburação em um conversor de acordo com a presente invenção.[0095] A second embodiment of the present invention is directed to refining/oxidation which is carried out by feeding a refining/oxidizing gas to the hot metal in a converter through an upper blow lance. Such currently prevalent refining/oxidation includes refining by preliminary hot metal dephosphorization and hot metal decarburization. The present invention can be applied to both refining/oxidation treatments. When the invention is applied to refining by decarburization of hot metal, the present invention can be applied to hot metal subjected to preliminary dephosphorization or hot metal not subjected to preliminary dephosphorization. The present invention can be applied to preliminary dephosphorization and the hot metal refined by preliminary dephosphorization can be subjected to decarburization refining in a converter according to the present invention.

[0096] De metal quente (ferro fundido) para uso na presente invenção é metal quente (ferro fundido) produzido por um alto-forno. Este metal quente (ferro fundido) é recebido por um contentor de transporte de metal quente, tal como uma panela de metal quente ou um carro-torpedo, e transportado para um conversor no qual refino por desfosforação preliminar e descarburação são realizados. A presente invenção será mais especificamente descrita na desfosforação preliminar exemplificativa a seguir de metal quente em um conversor com referência aos desenhos anexos.[0096] Hot metal (cast iron) for use in the present invention is hot metal (molten iron) produced by a blast furnace. This hot metal (molten iron) is received by a hot metal transport container, such as a hot metal pan or torpedo car, and transported to a converter in which refining by preliminary dephosphorization and decarburization are carried out. The present invention will be more specifically described in the following exemplary preliminary dephosphorization of hot metal in a converter with reference to the accompanying drawings.

[0097] A Figura 4 é uma vista seccional transversal esquemática de uma unidade de conversor usada na presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 4, uma unidade de conversor 101 inclui um corpo principal de alto-forno 102 e uma lança de sopro superior 103, a qual pode ser inserida no corpo principal de alto-forno 102 e se mover para cima e para baixo no mesmo. O corpo principal de alto-forno 102 inclui um envoltório 104. Um refratário 105 está disposto dentro do envoltório 104. Um orifício de escoamento 106 para derramar metal quente 126 após desfosforação está posicionado em uma parte superior do corpo principal de alto-forno 102. Uma pluralidade de bocais de sopro inferior 107 para soprar um gás de agitação 128 estão posicionados na parte inferior do corpo principal de alto-forno 102. Os bocais de sopro inferiores 107 estão acoplados a uma tubulação de entrada de gás 108. Conversores tendo uma borda livre maior do que recipientes de transferência de metal quente, tais como panelas de metal quente e carros-torpedo, permitem que o metal quente seja agitado vigorosamente. Assim, conversores têm uma alta capacidade de fundir uma fonte de ferro frio e permitir desfosforação rápida com uma pequena quantidade de fluxo de cálcio.[0097] Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a converter unit used in the present invention. As illustrated in Figure 4, a converter unit 101 includes a blast furnace main body 102 and an upper blow lance 103, which can be inserted into the blast furnace main body 102 and move up and down in the same. The blast furnace main body 102 includes a casing 104. A refractory 105 is disposed within the casing 104. A drain hole 106 for pouring hot metal 126 after dephosphorization is positioned in an upper part of the blast furnace main body 102. A plurality of lower blowing nozzles 107 for blowing a stirring gas 128 are positioned at the bottom of the blast furnace main body 102. The lower blowing nozzles 107 are coupled to a gas inlet pipe 108. Converters having a lip Free larger than hot metal transfer containers, such as hot metal pans and torpedo cars, allow the hot metal to be stirred vigorously. Thus, converters have a high capacity to melt a cold iron source and allow rapid dephosphorization with a small amount of calcium flux.

[0098] A lança de sopro superior 103 está acoplada a uma tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 109, uma tubulação de alimentação de gás combustível 110, uma tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 111, uma tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 112 e uma tubulação de alimentação de água de resfriamento e uma tubulação de drenagem (não mostrada) para alimentação e drenagem de água de resfriamento para resfriamento da lança de sopro superior 103. Um gás inerte, tal como gás nitrogênio ou gás Ar, e um agente de fundição em pó 129 que contém pelo menos um de óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis, são alimentados à tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 109. Um gás combustível, tal como gás propano, gás natural liquefeito ou gás de forno de coque, é alimentado à tubulação de alimentação de gás combustível 110. Um gás de combustão/oxidação, tal como gás oxigênio ou ar, para queima do gás combustível, são alimentados à tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 111. O gás de combustão/oxidação é, geralmente, gás oxigênio. Um gás de refino/oxidação, tal como gás oxigênio, é alimentado à tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 112. O gás de refino/oxidação pode ser gás oxigênio (oxigênio puro industrial), ar rico em oxigênio ou uma mistura gasosa de gás oxigênio e um gás nobre e é, em geral, gás oxigênio. Na Figura 4, o gás oxigênio é alimentado como o gás de combustão/oxidação e o gás de refino/oxidação.[0098] The upper blow lance 103 is coupled to a powder casting agent supply pipeline 109, a fuel gas supply pipeline 110, a combustion/oxidation gas supply pipeline 111, a refining/oxidizing gas 112 and a cooling water supply pipe and a drain pipe (not shown) for feeding and draining cooling water for cooling the upper blow lance 103. An inert gas, such as nitrogen gas or Ar gas, and a powder casting agent 129 that contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances, are fed to the powder casting agent supply pipe 109. A combustible gas, such as propane gas , liquefied natural gas or coke oven gas, is fed to the fuel gas supply pipe 110. A combustion/oxidation gas, such as oxygen gas or air, for burning the fuel gas, is fed to the gas supply pipe combustion/oxidation gas 111. The combustion/oxidation gas is generally oxygen gas. A refining/oxidizing gas, such as oxygen gas, is fed to the refining/oxidizing gas supply line 112. The refining/oxidizing gas may be oxygen gas (pure industrial oxygen), oxygen-rich air, or a gas mixture of oxygen gas is a noble gas and is, in general, oxygen gas. In Figure 4, oxygen gas is fed as the combustion/oxidation gas and the refining/oxidation gas.

[0099] Um combustível hidrocarboneto líquido, tal como óleo pesado ou querosene, pode ser usado em vez do gás combustível. No entanto, um combustível hidrocarboneto líquido pode causar entupimento em um bocal em uma saída do trajeto de fluxo da lança de sopro superior 103. Assim, um gás combustível (combustível gasoso) é, de preferência, usado na presente modalidade. O uso de um combustível gasoso pode, vantajosamente, evitar o entupimento de um bocal, facilitar o controle da taxa de alimentação e evitar desaparecimento da chama em virtude de sua alta inflamabilidade.[0099] A liquid hydrocarbon fuel, such as heavy oil or kerosene, can be used instead of the fuel gas. However, a liquid hydrocarbon fuel may cause clogging in a nozzle at an outlet of the flow path of the upper blow lance 103. Thus, a fuel gas (gaseous fuel) is preferably used in the present embodiment. The use of a gaseous fuel can advantageously avoid clogging of a nozzle, facilitate control of the feed rate and prevent flame disappearance due to its high flammability.

[00100] A outra extremidade da tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 109 não acoplada à lança de sopro superior 103 está acoplada ao distribuidor 113, o qual contém o agente de fundição em pó 129. O distribuidor 113 está acoplado a uma tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição em pó 109A. Um gás inerte alimentado ao distribuidor 113 através da tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição em pó 109A funciona como um gás de transporte para o agente de fundição em pó 129 contido no distribuidor 113. O agente de fundição em pó 129 no distribuidor 113 é alimentado à lança de sopro superior 103 através da tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 10 9 e é soprado sobre o metal quente 126 através da ponta da lança de sopro superior 103. Na Figura 4, gás nitrogênio é alimentado à lança de sopro superior 103 como um gás de transporte para o agente de fundição em pó 129.[00100] The other end of the powder casting agent supply pipe 109 not coupled to the upper blow lance 103 is coupled to the distributor 113, which contains the powder casting agent 129. The distributor 113 is coupled to a pipeline 109A powder casting agent carrier gas feed system. An inert gas fed to the distributor 113 through the powder casting agent carrier gas supply piping 109A functions as a carrier gas for the powder casting agent 129 contained in the distributor 113. The powder casting agent 129 in the Distributor 113 is fed to the upper blow lance 103 through the powder casting agent feed pipe 109 and is blown onto the hot metal 126 through the tip of the upper blow lance 103. In Figure 4, nitrogen gas is fed to the upper blow lance 103 as a carrier gas for the powder casting agent 129.

[00101] A Figura 5 é uma vista esquemática em corte transversal de uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 5, a lança de sopro superior 103 inclui um corpo principal cilíndrico 114 e uma ponta de lança de fundição de cobre 115 unida, por exemplo, por meio de soldagem, à extremidade inferior do corpo principal da lança 114. O corpo principal da lança 114 é construído de seis tubos de aço circulares concêntricos, isto é, um tubo sêxtuplo, incluindo um tubo mais interno 120, um tubo divisório 121, um tubo interno 122, um tubo intermediário 123, um tubo externo 124 e um tubo mais externo 125.[00101] Figure 5 is a schematic cross-sectional view of an upper blow lance in accordance with the present invention. As illustrated in Figure 5, the upper blow lance 103 includes a cylindrical main body 114 and a copper casting lance tip 115 joined, for example by welding, to the lower end of the main lance body 114. The body main boom 114 is constructed of six concentric circular steel tubes, i.e., a sextuple tube, including an inner tube 120, a divider tube 121, an inner tube 122, an intermediate tube 123, an outer tube 124, and a outermost 125.

[00102] A tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 109 está em comunicação com o tubo mais interno 120. O agente de fundição em pó 129, juntamente com um gás de transporte, passa através do tubo mais interno 120. A tubulação de alimentação de gás combustível 110 está em comunicação com o tubo divisório 121. Um gás combustível, tal como gás propano, passa através de um vão entre o tubo mais interno 120 e o tubo divisório 121. A tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 111 está em comunicação com o tubo interno 122. Um gás combustível de combustão/oxidação passa através de um vão entre o tubo divisório 121 e o tubo interno 122. A tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 112 está em comunicação com o tubo intermediário 123. Um gás de refino/oxidação passa através de uma abertura entre o tubo interno 122 e o tubo intermediário 123. A tubulação de alimentação de água de resfriamento e a tubulação de drenagem estão em comunicação com o tubo externo 124 ou o tubo mais externo 125. A água de resfriamento passa através de um vão entre o tubo intermediário 123 e o tubo externo 124 e um vão entre o tubo externo 124 e o tubo mais externo 125. Embora a água de resfriamento passe através de um vão entre o tubo intermediário 123 e o tubo externo 124 e um vão entre o tubo externo 124 e o tubo mais externo 125, qualquer trajeto pode ser um trajeto de alimentação de água. Os trajetos são construídos de modo que a água de resfriamento retorna na ponta da lança 115.[00102] The powder casting agent supply pipe 109 is in communication with the innermost pipe 120. The powder casting agent 129, together with a carrier gas, passes through the innermost pipe 120. The powder casting agent supply pipe 109 combustible gas supply 110 is in communication with the divider tube 121. A combustible gas, such as propane gas, passes through a gap between the innermost tube 120 and the divider tube 121. The combustion/oxidation gas supply piping 111 is in communication with the inner tube 122. A combustion/oxidizing combustible gas passes through a gap between the divider tube 121 and the inner tube 122. The refining/oxidizing gas supply piping 112 is in communication with the inner tube 122. intermediate tube 123. A refining/oxidizing gas passes through an opening between the inner tube 122 and the intermediate tube 123. The cooling water supply piping and the drain piping are in communication with the outer tube 124 or the outer tube 123. external tube 125. The cooling water passes through a gap between the intermediate tube 123 and the outer tube 124 and a gap between the outer tube 124 and the outermost tube 125. Although the cooling water passes through a gap between the outer tube 125. intermediate 123 and the outer tube 124 and a gap between the outer tube 124 and the outermost tube 125, any path can be a water supply path. The paths are constructed so that the cooling water returns at the tip of the boom 115.

[00103] O interior do tubo mais interno 120 está em comunicação com um orifício central 116 disposto aproximadamente na posição do eixo central da ponta da lança 115. O espaço entre o tubo mais interno 120 e o tubo divisório 121 está em comunicação com um bocal de gás combustível 117 composto de um bocal anular ou uma pluralidade de orifícios de bocal em um círculo concêntrico ao redor do orifício central 116. O espaço entre o tubo divisório 121 e o tubo interno 122 está em comunicação com um bocal de gás de combustão/oxidação 118 composto de um bocal anular ou uma pluralidade de orifícios de bocal em um círculo concêntrico ao redor do bocal de gás combustível 117. O espaço entre o tubo interno 122 e o tubo intermediário 123 está em comunicação com uma pluralidade de orifícios circundantes 119 em torno do bocal de gás de combustão/oxidação 118. O orifício central 116 é um bocal para soprar agente de fundição em pó 129 juntamente com um gás de transporte. O bocal de gás combustível 117 é um bocal para injeção de um gás combustível. O bocal de gás de combustão/oxidação 118 é um bocal para injeção de um gás de oxidação para a combustão do gás combustível. Os orifícios circundantes 119 são bocais para soprar um gás de refino/oxidação. Em outras palavras, o interior do tubo mais interno 120 serve como um trajeto de alimentação de fonte de agente de fundição em pó 131. O espaço entre o tubo mais interno 120 e o tubo divisório 121 serve como um trajeto de alimentação de gás combustível 132. O espaço entre o tubo divisório 121 e o tubo interno 122 serve como um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 133. O espaço entre o tubo interno 122 e o tubo intermediário 123 serve como um trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação 134. O espaço entre o tubo intermediário 123 e o tubo externo 124 e o espaço entre o tubo externo 124 e o tubo mais externo 125 servem como um trajeto de alimentação de água ou um trajeto de escoamento para a água de resfriamento. Assim, a lança de sopro superior 103 inclui o trajeto de alimentação de agente de fundição em pó 131, o trajeto de alimentação de gás combustível 132, o trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 133 e o trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação 134 separadamente e inclui ainda o trajeto alimentação de água e o trajeto de drenagem para água de resfriamento.[00103] The interior of the innermost tube 120 is in communication with a central hole 116 disposed approximately in the position of the central axis of the lance tip 115. The space between the innermost tube 120 and the dividing tube 121 is in communication with a nozzle gas nozzle 117 comprised of an annular nozzle or a plurality of nozzle holes in a concentric circle around the central orifice 116. The space between the divider tube 121 and the inner tube 122 is in communication with a combustion gas nozzle/ oxidation 118 composed of an annular nozzle or a plurality of nozzle holes in a concentric circle around the fuel gas nozzle 117. The space between the inner tube 122 and the intermediate tube 123 is in communication with a plurality of surrounding holes 119 in around the combustion/oxidation gas nozzle 118. The central hole 116 is a nozzle for blowing powder casting agent 129 together with a carrier gas. The fuel gas nozzle 117 is a nozzle for injecting a fuel gas. The combustion/oxidation gas nozzle 118 is a nozzle for injecting an oxidation gas for combustion of the fuel gas. The surrounding holes 119 are nozzles for blowing a refining/oxidizing gas. In other words, the interior of the innermost tube 120 serves as a powder casting agent supply path 131. The space between the innermost tube 120 and the divider tube 121 serves as a fuel gas supply path 132 The space between the divider tube 121 and the inner tube 122 serves as a combustion/oxidizing gas supply path 133. The space between the inner tube 122 and the intermediate tube 123 serves as a refining/oxidizing gas supply path. oxidation 134. The space between the intermediate tube 123 and the outer tube 124 and the space between the outer tube 124 and the outermost tube 125 serve as a water supply path or a flow path for the cooling water. Thus, the upper blow lance 103 includes the powder casting agent supply path 131, the fuel gas supply path 132, the combustion/oxidation gas supply path 133 and the refining gas supply path. /oxidation 134 separately and also includes the water supply path and the drainage path for cooling water.

[00104] O orifício central 116 é um bocal reto. Os orifícios circundantes 119 são bocais Laval, os quais são compostos de dois cones que têm uma seção transversal decrescente e uma seção transversal crescente. O orifício central 116 pode também ser um bocal Laval. O bocal de gás de combustível 117 e o bocal de gás de combustão/oxidação 118 são bocais retos tendo uma ranhura anular ou bocais retos tendo uma seção transversal circular. Em um bocal Laval, a menor seção transversal entre dois cones tendo uma seção transversal decrescente e uma seção transversal crescente é referida como uma garganta.[00104] The central hole 116 is a straight nozzle. The surrounding orifices 119 are Laval nozzles, which are composed of two cones that have a decreasing cross-section and an increasing cross-section. The central hole 116 may also be a Laval nozzle. The fuel gas nozzle 117 and the combustion/oxidation gas nozzle 118 are straight nozzles having an annular groove or straight nozzles having a circular cross section. In a Laval nozzle, the smallest cross-section between two cones having a decreasing cross-section and an increasing cross-section is referred to as a throat.

[00105] A fim de aumentar a proporção de mistura de uma fonte de ferro frio usando a unidade de conversor 101, desfosforação do metal quente 126 é realizada conforme descrito abaixo de acordo com a presente invenção.[00105] In order to increase the mixing ratio of a cold iron source using the converter unit 101, dephosphorization of the hot metal 126 is carried out as described below in accordance with the present invention.

[00106] Primeiro, o corpo principal de alto-forno 102 é carregado com uma fonte de ferro frio. A fonte de ferro frio pode ser sucata de ferro, tal como restos de tarugos, semiacabados ou chapas de aço geradas em produção de ferro ou resíduos domésticos, ferro magneticamente coletado de escória e ainda ferro gusa frio ou ferro reduzido. A proporção de mistura da fonte de ferro frio é, de preferência, de 5% em massa ou mais da fonte de ferro total (a proporção de mistura da fonte de ferro frio (% em massa) = quantidade de fonte de ferro frio x 100/(a quantidade de metal quente + a quantidade de fonte de ferro frio)). Quando a proporção de mistura da fonte de ferro frio é menos de 5% em massa, isto resulta em um aprimoramento insignificante na produtividade e uma redução insignificante na emissão de CO2. A proporção máxima de mistura da fonte de ferro frio não está particularmente limitada, contanto que a temperatura do metal quente após desfosforação preliminar esteja em uma faixa desejada. Quando a fonte de ferro frio está quase completamente carregada, o gás de agitação 128 começa a ser soprado através dos bocais de sopro inferiores 107.[00106] First, the main blast furnace body 102 is charged with a source of cold iron. The source of cold iron can be scrap iron, such as billet scraps, semi-finished products or steel sheets generated in iron production or household waste, iron magnetically collected from slag, and cold pig iron or reduced iron. The mixing ratio of the cold iron source is preferably 5% by mass or more of the total iron source (the mixing ratio of the cold iron source (% by mass) = amount of cold iron source x 100 /(the amount of hot metal + the amount of cold iron source)). When the mixing ratio of the cold iron source is less than 5% by mass, this results in a negligible improvement in productivity and a negligible reduction in CO2 emission. The maximum mixing ratio of the cold iron source is not particularly limited, as long as the temperature of the hot metal after preliminary dephosphorization is in a desired range. When the cold iron source is almost completely charged, stirring gas 128 begins to be blown through the lower blowing nozzles 107.

[00107] O corpo principal de alto-forno 102 é carregado com a fonte de ferro frio e, então, com o metal quente 126. O metal quente 126 pode ter qualquer composição. Desfosforação preliminar pode ser precedida por dessulfuração ou dessiliconização. O metal quente 126, antes de desfosforação preliminar, é composto principalmente de carbono: de 3,8% a 5,0% em massa, silício: 0,3% em massa ou menos, fósforo: 0,08% a 0,2% em massa e enxofre: 0,05% em massa ou menos, aproximadamente. Uma grande quantidade de escória 127 produzida no corpo principal de alto-forno durante desfosforação preliminar resulta em baixa eficiência de desfosforação. Assim, de forma a reduzir a quantidade de escória no alto-forno para aprimorar a eficiência da desfosforação, o silício no metal quente é, de preferência, removido antes de desfosforação preliminar ("dessiliconização de metal quente"), de modo que a concentração de silício no metal quente seja de 0,20% em massa ou menos, mais preferivelmente 0,10% em massa ou menos. Desfosforação pode ser realizada sem problemas quando a temperatura do metal quente varia entre 1200 °C a 1400 °C. No caso quando dessiliconização é realizada, a escória produzida durante dessiliconização é removida antes de desfosforação.[00107] The blast furnace main body 102 is charged with the cold iron source and then with the hot metal 126. The hot metal 126 can have any composition. Preliminary dephosphorization may be preceded by desulfurization or desiliconization. Hot metal 126, before preliminary dephosphorization, is composed mainly of carbon: 3.8% to 5.0% by mass, silicon: 0.3% by mass or less, phosphorus: 0.08% to 0.2 % by mass and sulfur: 0.05% by mass or less approximately. A large amount of slag 127 produced in the main blast furnace body during preliminary dephosphorization results in low dephosphorization efficiency. Therefore, in order to reduce the amount of slag in the blast furnace to improve dephosphorization efficiency, the silicon in the hot metal is preferably removed before preliminary dephosphorization ("hot metal desiliconization"), so that the concentration of silicon in the hot metal is 0.20 mass % or less, more preferably 0.10 mass % or less. Dephosphorization can be carried out smoothly when the temperature of the hot metal varies between 1200 °C to 1400 °C. In the case when desiliconization is carried out, the slag produced during desiliconization is removed before dephosphorization.

[00108] Um gás inerte é, então, alimentado ao distribuidor 113 e o agente de fundição em pó 129, junto com o gás inerte, é soprado sobre a superfície do banho de metal quente 126 através do orifício central 116 da lança de sopro superior 103. Quase simultaneamente com sopro do agente de fundição em pó 129, um gás combustível é ejetado através do bocal de gás combustível 117 da lança de sopro superior 103 e um gás de oxidação, tal como oxigênio gasoso, é ejetado através do bocal de gás de combustão/oxidação 118. Uma chama é formada descendo na frente do bocal da lança de sopro superior 103 em direção à superfície do banho de metal quente 126.[00108] An inert gas is then fed to the distributor 113 and the powder casting agent 129, together with the inert gas, is blown onto the surface of the hot metal bath 126 through the central orifice 116 of the upper blow lance 103. Almost simultaneously with blowing the powder casting agent 129, a combustible gas is ejected through the combustible gas nozzle 117 of the upper blow lance 103 and an oxidizing gas, such as oxygen gas, is ejected through the gas nozzle combustion/oxidation process 118. A flame is formed descending in front of the upper blow lance nozzle 103 towards the surface of the hot metal bath 126.

[00109] Quando uma chama é formada na ponta da lança de sopro superior 103, as quantidades de gás de combustão e gás de combustão/oxidação alimentadas à lança de sopro superior 103 ou a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível é controlada para satisfazer a fórmula (1) a seguir, de modo que a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior seja de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos, desse modo, queimando completamente o gás combustível na borda livre do conversor. 0,4 < (G/F)/(G/F)st < 1,0 (1) G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min) através da lança de sopro superior. F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min) através da lança de sopro superior. (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerido para combustão completa do gás combustível em gás combustível.[00109] When a flame is formed at the tip of the upper blow lance 103, the amounts of combustion gas and combustion/oxidation gas fed to the upper blow lance 103 or the flow ratio of combustion/oxidation gas to fuel gas is controlled to satisfy formula (1) below, so that the ratio (l/L) of the flame length l to the height L of the upper blow lance is 0.8 or more and 1.2 or less, thereby completely burning the fuel gas at the freeboard of the converter. 0.4 < (G/F)/(G/F)st < 1.0 (1) G denotes the combustion/oxidation gas feed rate (Nm3/min) through the upper blow lance. F denotes the fuel gas feed rate (Nm3/min) through the upper blow lance. (G/F)st denotes the ratio of combustion/oxidation gas stoichiometric coefficient required for complete combustion of fuel gas to fuel gas.

[00110] A altura L da lança de sopro superior refere-se à distância vertical da superfície estacionária do banho de metal quente 126 até a ponta do bocal da lança de sopro superior. O valor assumido da altura L da lança de sopro superior na presente invenção varia de 2,0 a 5,0 m. Isto é porque o valor da borda livre do conversor até a qual o metal quente 126 é carregado varia de aproximadamente 2,0 a 5,0 m. A borda livre se refere à altura (distância) da superfície estacionária do banho de metal quente 126 até uma porta de carregamento de um vaso de refino, tal como um conversor.[00110] The height L of the upper blowing lance refers to the vertical distance from the stationary surface of the hot metal bath 126 to the tip of the upper blowing lance nozzle. The assumed value of the height L of the upper blow lance in the present invention varies from 2.0 to 5.0 m. This is because the value of the freeboard of the converter to which the hot metal 126 is carried varies from approximately 2.0 to 5.0 m. Freeboard refers to the height (distance) from the stationary surface of the hot metal bath 126 to a loading port of a refining vessel, such as a converter.

[00111] Quando (G/F)/(G/F)st é menos de 0,4 ou mais de 1,0, o gás combustível pode queimar antes que o gás combustível atinja a superfície do banho de metal quente 126 no corpo principal de alto-forno 102 ou combustível não queimado pode restar, resultando em baixa eficiência de depósito de calor do agente de fundição em pó 129. Quando (G/F)/(G/F)st é 0,4 ou mais e 1,0 ou menos, a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior pode ser definida entre 0,8 ou mais e 1,2 ou menos. A altura L da lança de sopro superior é a distância na qual o agente de fundição em pó 129 flui da ponta da lança de sopro superior 103 para a superfície do banho de metal quente 126 e a chama é gerada entre a ponta da lança e a superfície do banho. Quando a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior está próximo de 1 e está na faixa de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos, o combustível consumido pela chama da lança de sopro superior é consumido eficientemente para aquecer o agente de fundição em pó 129 e, conforme demonstrado pelo experimento 2 descrito abaixo, a chama da lança de sopro superior aquece efetivamente o agente de fundição em pó 129, resultando em alta eficiência de depósito de calor.[00111] When (G/F)/(G/F)st is less than 0.4 or more than 1.0, the combustible gas may burn before the combustible gas reaches the surface of the hot metal bath 126 in the body blast furnace main 102 or unburned fuel may remain, resulting in low heat deposit efficiency of powder smelting agent 129. When (G/F)/(G/F)st is 0.4 or more and 1 .0 or less, the ratio (l/L) of the flame length l to the height L of the upper blow lance can be set between 0.8 or more and 1.2 or less. The height L of the upper blow lance is the distance at which the powder casting agent 129 flows from the tip of the upper blow lance 103 to the surface of the hot metal bath 126 and the flame is generated between the tip of the lance and the bath surface. When the ratio (l/L) of the flame length l to the upper blow lance height L is close to 1 and is in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, the fuel consumed by the lance flame of top blow lance is efficiently consumed to heat the powder casting agent 129, and as demonstrated by experiment 2 described below, the flame from the top blow lance effectively heats the powder casting agent 129, resulting in high heat deposit efficiency .

[00112] Além da fórmula (1), a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação VG (Nm/s) é, de preferência, mantida de modo a satisfazer a fórmula (2) a seguir: 0,2 < VG/C < 1,0 (2) onde VG denota a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (Nm/s), e C denota a velocidade do som (Nm/s).[00112] In addition to formula (1), the combustion/oxidation gas discharge velocity VG (Nm/s) is preferably maintained so as to satisfy the following formula (2): 0.2 < VG/ C < 1.0 (2) where VG denotes the combustion/oxidation gas discharge velocity (Nm/s), and C denotes the speed of sound (Nm/s).

[00113] Um valor VG/C de menos de 0,2 resulta em um estado mal misturado do gás combustível e do gás de combustão/oxidação e tende a resultar em combustão incompleta do gás combustível no espaço entre a superfície do banho de metal quente 126 e a ponta da lança de sopro superior 103. Um valor VG/C de mais de 1,0 tende a resultar em queima do gás combustível antes que o gás combustível atinja a superfície do banho de metal quente 126 e baixa eficiência de depósito de calor do agente de fundição em pó 129. Isto tende a resultar em baixa eficiência de depósito de calor do metal quente (ferro fundido) e uma baixa proporção de mistura da fonte de ferro frio, tal como sucata de ferro.[00113] A VG/C value of less than 0.2 results in a poorly mixed state of the fuel gas and the combustion/oxidation gas and tends to result in incomplete combustion of the fuel gas in the space between the surface of the hot metal bath 126 and the tip of the upper blow lance 103. A VG/C value of more than 1.0 tends to result in burning of the fuel gas before the fuel gas reaches the surface of the hot metal bath 126 and poor carbon deposit efficiency. heat from the powder casting agent 129. This tends to result in low heat deposition efficiency of the hot metal (molten iron) and a low mixing ratio of the cold iron source, such as scrap iron.

[00114] Quando o gás combustível e o gás de combustão/oxidação são alimentados à lança de sopro superior 103 de acordo com as condições que satisfazem a fórmula (1), o gás combustível do bocal de gás combustível 117 está, assim, adjacente ao gás de combustão/oxidação do bocal de gás de combustão/oxidação 118 em todas as direções radiais da lança de sopro superior 103 que o gás combustível e o gás de combustão/oxidação interferem um com o outro. Assim, também em virtude de uma temperatura ambiente elevada, quando as concentrações de gás do gás combustível e do gás de combustão/oxidação atingem a faixa de seus limites de inflamabilidade, os gases queimam e formam uma chama sob a lança de sopro superior 103 sem um dispositivo de ignição.[00114] When the fuel gas and the combustion/oxidation gas are fed to the upper blow lance 103 according to the conditions satisfying formula (1), the fuel gas from the fuel gas nozzle 117 is thus adjacent to the combustion/oxidation gas from the combustion/oxidation gas nozzle 118 in all radial directions of the upper blowing lance 103 that the fuel gas and the combustion/oxidation gas interfere with each other. Thus, also due to a high ambient temperature, when the gas concentrations of the fuel gas and the combustion/oxidation gas reach the range of their flammability limits, the gases burn and form a flame under the upper blow lance 103 without an ignition device.

[00115] Um experimento foi realizado sobre a possibilidade de ajustar o comprimento da chama à altura da lança através de alimentação de um gás combustível e um gás de combustão/oxidação e controle da quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado, de modo a satisfazer a fórmula (1).[00115] An experiment was carried out on the possibility of adjusting the length of the flame to the height of the lance by feeding a fuel gas and a combustion/oxidation gas and controlling the amount of combustion/oxidation gas to be fed, so to satisfy formula (1).

Experimento 1Experiment 1

[00116] Usando a unidade de conversor 101 ilustrada na Figura 4, o comprimento da chama foi investigado no caso onde a quantidade de gás de combustão/oxidação alimentado foi alterada. O corpo principal de alto-forno 102 da unidade de conversor 101 pode conter 350 toneladas de ferro fundido. O corpo principal de alto-forno 102 foi carregado com 300 toneladas de ferro fundido. A lança de sopro superior 103 foi disposta em uma posição em uma altura L da lança de sopro superior estando na faixa de 2,0 a 5,0 m. Uma pluralidade de corpos principais de lança 114 com as mesmas dimensões foram preparados e receberam pontas de lança 115 de diferentes modelos. O gás combustível e o gás de combustão/oxidação de gás combustível foram alimentados à lança de sopro superior 103 para formar uma chama na extremidade inferior da lança de sopro superior 103.[00116] Using the converter unit 101 illustrated in Figure 4, the flame length was investigated in the case where the amount of combustion/oxidation gas fed was changed. The blast furnace main body 102 of the converter unit 101 can contain 350 tons of cast iron. The main body of blast furnace 102 was loaded with 300 tons of cast iron. The upper blowing lance 103 was arranged in a position at a height L of the upper blowing lance being in the range of 2.0 to 5.0 m. A plurality of spear main bodies 114 with the same dimensions were prepared and received spear tips 115 of different models. The fuel gas and fuel gas combustion/oxidation gas were fed to the upper blowing lance 103 to form a flame at the lower end of the upper blowing lance 103.

[00117] As pontas de lança 115 tinham um orifício central tendo um diâmetro interno de 55 mm, um bocal de gás combustível tendo um vão de ranhura anular de 6,5 mm e orifícios circundantes tendo um bocal Laval de cinco orifícios cada tendo um tamanho de garganta de 50 mm posicionados em um ângulo de 15 graus em relação ao eixo central da lança. As pontas de lança 115 tinham bocais de gás de combustão/oxidação 118 de diferentes modelos. Os bocais de gás de combustão/oxidação 118 eram vão de ranhura anular. As pontas de lança 115 tinham dimensões diferentes dos vãos de ranhura anular na faixa de 16,4-25,4 mm.[00117] Spearheads 115 had a central hole having an internal diameter of 55 mm, a fuel gas nozzle having an annular groove gap of 6.5 mm and surrounding holes having a Laval nozzle of five holes each having a size of 50 mm throat positioned at an angle of 15 degrees in relation to the central axis of the boom. The 115 spearheads had 118 combustion/oxidation gas nozzles of different designs. The combustion/oxidation gas nozzles 118 were annular slotted. Spearheads 115 had different dimensions of the annular groove spans in the range of 16.4-25.4 mm.

[00118] Cada uma das pontas de lança 115 foi soldada ao corpo principal de lança 114 correspondente para montar as lanças de sopro superior 103, incluindo os bocais de gás de combustão/oxidação 118, com diferentes vãos. Assim, quando de formação de uma chama, a velocidade de injeção (velocidade de descarga (Nm/s)) do gás de combustão/oxidação podia ser alterada, mesmo quando a taxa de fluxo de gás de combustão/oxidação (Nm3/s) era fixa.[00118] Each of the lance tips 115 was welded to the corresponding lance main body 114 to mount the upper blow lances 103, including the combustion/oxidation gas nozzles 118, with different spans. Therefore, when a flame is formed, the injection speed (discharge speed (Nm/s)) of the combustion/oxidation gas could be changed, even when the flow rate of combustion/oxidation gas (Nm3/s) was fixed.

[00119] O gás combustível era gás propano (valor calórico: 100,5 MJ/Nm3). A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) F do gás propano foi de 12 Nm3/min. O gás de combustão/oxidação de gás combustível e o gás de refino/oxidação foram gás oxigênio. A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) G do gás de combustão/oxidação de gás combustível variava de 0 a 75 Nm3/min. A taxa de fluxo de alimentação de gás de refino/oxidação variava de 485560 Nm3/min. A taxa de fluxo total de alimentação de oxigênio para o corpo principal de alto-forno 102 foi mantida constante e a 560 Nm3/min em cada operação. A proporção de coeficiente estequiométrico (G/F)st do gás de combustão/oxidação necessária para combustão completa do gás propano em gás propano foi de 5,0.[00119] The fuel gas was propane gas (calorific value: 100.5 MJ/Nm3). The feed flow rate (feed rate) F of propane gas was 12 Nm3/min. The combustible gas combustion/oxidation gas and the refining/oxidation gas were oxygen gas. The feed flow rate (feed rate) G of the combustion gas/fuel gas oxidation varied from 0 to 75 Nm3/min. The refining/oxidation gas feed flow rate ranged from 485560 Nm3/min. The total flow rate of oxygen supply to the blast furnace main body 102 was maintained constant and at 560 Nm3/min in each operation. The combustion/oxidation gas stoichiometric coefficient (G/F)st ratio required for complete combustion of propane gas to propane gas was 5.0.

[00120] Após uma das lanças de sopro superior 103 ser selecionada, o gás combustível e gás de combustão/oxidação foram soprados pela lança de sopro superior 103 selecionada para formar uma chama estável. O comprimento da chama foi medido visualmente sob várias condições. A Figura 6 mostra os resultados de medição para uma altura L da lança de sopro superior de 2,5 m. O "índice de comprimento de chama" no eixo vertical na Figura 6 se refere à proporção "l/lst" do comprimento l da chama visualmente medido da ponta da lança de sopro superior 103 até a ponta da chama para o comprimento da chama lst visualmente medido na proporção estequiométrica. "(G/F)/(G/F)st" no eixo horizontal na Figura 6 se refere à proporção de fluxo do gás de combustão/oxidação para o gás propano em relação a (G/F)st.[00120] After one of the upper blowing lances 103 was selected, the fuel gas and combustion/oxidation gas were blown by the selected upper blowing lance 103 to form a stable flame. Flame length was measured visually under various conditions. Figure 6 shows the measurement results for an upper blow lance height L of 2.5 m. The "flame length index" on the vertical axis in Figure 6 refers to the ratio "l/lst" of the flame length l visually measured from the tip of the upper blow lance 103 to the flame tip to the flame length lst visually measured in stoichiometric proportion. "(G/F)/(G/F)st" on the horizontal axis in Figure 6 refers to the flow ratio of combustion/oxidation gas to propane gas relative to (G/F)st.

[00121] A Figura 6 mostra que o comprimento da chama podia ser mudado alterando a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado. Assim, o comprimento l da chama adequado ajustado para a altura L da lança de sopro superior poderia ser formado alterando a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado.[00121] Figure 6 shows that the length of the flame could be changed by changing the amount of combustion/oxidation gas to be fed. Thus, the appropriate flame length l adjusted for the height L of the upper blow lance could be formed by changing the amount of combustion/oxidation gas to be fed.

[00122] Em seguida, o comportamento de depósito de calor sobre o metal quente foi estudado alterando a altura L da lança de sopro superior sob a condição da proporção teórica de combustão "(G/F)/(G/F)st = 1" no Experimento 1 (Experimento 2).[00122] Then, the heat deposit behavior on the hot metal was studied by changing the height L of the upper blow lance under the condition of the theoretical combustion ratio "(G/F)/(G/F)st = 1 " in Experiment 1 (Experiment 2).

Experimento 2Experiment 2

[00123] No caso em que a taxa de combustão teórica era 1, o gás combustível e o gás de combustão/oxidação de gás combustível foram alimentados à lança de sopro superior 103 para formar uma chama na extremidade inferior da lança de sopro de topo 103 da mesma maneira conforme no Experimento 1, exceto quanto à taxa de combustão teórica "(G/F)/(G/F)st = 1". O agente de fundição em pó foi aquecido. As quantidades de calor depositado sobre o ferro fundido em diferentes alturas L da lança de sopro superior foram calculadas a partir do aumento na temperatura do ferro fundido.[00123] In the case where the theoretical combustion rate was 1, the fuel gas and the fuel gas combustion/oxidation gas were fed to the upper blow lance 103 to form a flame at the lower end of the top blow lance 103 in the same way as in Experiment 1, except for the theoretical combustion rate "(G/F)/(G/F)st = 1". The powder casting agent was heated. The amounts of heat deposited on the cast iron at different heights L of the upper blow lance were calculated from the increase in temperature of the cast iron.

[00124] A Figura 7 ilustra a relação entre a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança e o índice de depósito de calor. O índice de depósito de calor é a proporção de calor depositado em cada proporção (l/L) para o calor depositado em uma proporção (l/L) = 1 na qual o comprimento l da chama é igual à altura L da lança. Depósito de calor sobre o metal quente a partir do agente de fundição em pó aquecido com a chama é assumida como sendo eficiente quando o índice de depósito de calor é maior do que 0,8. A partir da Figura 7, confirmou-se que tal depósito eficiente de calor foi obtido em (l/L) na faixa de 0,8 a 1,2. O agente de fundição em pó 129 ejetado do orifício central 116 juntamente com o gás inerte é aquecido ou aquecido e fundido com o calor da chama e o agente de fundição em pó aquecido ou fundido 129 é soprado para a superfície do banho de metal quente 126. O calor do agente de fundição em pó 129 é depositado sobre o metal quente 126 e aumenta a temperatura do metal quente 126, deste modo, promovendo a fundição da fonte de ferro frio adicionada. O agente de fundição em pó 129 contém, de preferência, pelo menos um de óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis.[00124] Figure 7 illustrates the relationship between the ratio (l/L) of the flame length l to the lance height L and the heat deposit index. The heat deposit index is the ratio of heat deposited at each ratio (l/L) to the heat deposited at a ratio (l/L) = 1 in which the length l of the flame is equal to the height L of the lance. Heat deposit on the hot metal from the powder casting agent heated with the flame is assumed to be efficient when the heat deposit index is greater than 0.8. From Figure 7, it was confirmed that such efficient heat deposition was obtained in (l/L) in the range of 0.8 to 1.2. The powder casting agent 129 ejected from the central hole 116 together with the inert gas is heated or heated and melted with the heat of the flame and the heated or melted powder casting agent 129 is blown to the surface of the hot metal bath 126 Heat from the powder casting agent 129 is deposited on the hot metal 126 and increases the temperature of the hot metal 126, thereby promoting the melting of the added cold iron source. The powder casting agent 129 preferably contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances.

[00125] Ainda, ao mesmo tempo, o gás de refino/oxidação, tal como gás oxigênio, é soprado sobre a superfície do banho de metal quente 126 através dos orifícios circundantes 119 da lança de sopro superior 103. A reação de desfosforação do metal quente 126 prossegue à medida que o fósforo no metal quente reage com o gás de oxidação ou óxido de ferro para formar um óxido de fósforo (P2O5) e o óxido de fósforo é absorvido na escória 127 que surge pela formação de escória de fluxo de cálcio. A taxa de desfosforação aumenta com a aceleração de formação de escórias de fluxo de cálcio. Assim, o agente de fundição em pó 129 é, de preferência, fluxo de cálcio, tal como óxido de cálcio (CaO), calcário (CaCO3) ou cal hidratada (Ca(OH)2). Uma mistura de óxido de cálcio e um acelerador de formação de escória, tal como fluorita (CaF2) ou alumina (Al2O3), podem ser usados como o fluxo de cálcio. A escória do conversor (escória de CaO-SiO2) produzida em um processo de sopro para descarburação do metal quente 126 pode ser total ou parcialmente usada como fluxo de cálcio.[00125] Still, at the same time, the refining/oxidizing gas, such as oxygen gas, is blown onto the surface of the hot metal bath 126 through the surrounding holes 119 of the upper blow lance 103. The metal dephosphorization reaction Hot 126 proceeds as the phosphorus in the hot metal reacts with the oxidizing gas or iron oxide to form a phosphorus oxide (P2O5) and the phosphorus oxide is absorbed into the slag 127 that arises from the formation of calcium flux slag . The rate of dephosphorization increases with the acceleration of calcium flux slag formation. Thus, the powder casting agent 129 is preferably calcium flux, such as calcium oxide (CaO), limestone (CaCO3) or hydrated lime (Ca(OH)2). A mixture of calcium oxide and a slag formation accelerator, such as fluorite (CaF2) or alumina (Al2O3), can be used as the calcium flux. Converter slag (CaO-SiO2 slag) produced in a blowing process for decarburization of hot metal 126 can be used in whole or in part as calcium flux.

[00126] O fluxo de cálcio soprado sobre a superfície do banho de metal quente 126 como o agente de fundição em pó 129 forma imediatamente a escória 127. Um gás de refino/oxidação alimentado reage com o fósforo no metal quente para formar óxido de fósforo. Enquanto o metal quente 126 e as escórias 127 são vigorosamente agitados com o gás de agitação 128, o óxido de fósforo gerado é rapidamente absorvido pela escória 127. Assim, a reação de desfosforação do metal quente 126 se processa rapidamente. Quando o agente de fundição em pó 129 não contém fluxo de cálcio, o fluxo de cálcio é carregado separadamente a partir de um alimentador em uma porção superior do alto-forno.[00126] Calcium flow blown onto the surface of the hot metal bath 126 as the powder casting agent 129 immediately forms slag 127. A fed refining/oxidizing gas reacts with the phosphorus in the hot metal to form phosphorus oxide . While the hot metal 126 and slag 127 are vigorously stirred with the stirring gas 128, the phosphorus oxide generated is quickly absorbed by the slag 127. Thus, the dephosphorization reaction of the hot metal 126 proceeds quickly. When the powder casting agent 129 does not contain calcium flux, the calcium flux is charged separately from a feeder in an upper portion of the blast furnace.

[00127] Quando o agente de fundição em pó 129 contém óxido de ferro, tal como minério de ferro ou carepa, o óxido de ferro serve como uma fonte de oxigênio e reage com o fósforo no aço fundido, deste modo, promovendo a reação de desfosforação. Ainda, o óxido de ferro reage com o fluxo de cálcio para formar um composto de FeO-CaO sobre a superfície do fluxo de cálcio, deste modo, promovendo a formação de escórias do fluxo de cálcio e a reação de desfosforação. Quando óxido de ferro contendo uma substância combustível, tal como pó de alto-forno ou poeira de conversor, é usado, a substância combustível queima com a chama e a combustão da matéria combustível também aquece o metal quente 126.[00127] When the powder casting agent 129 contains iron oxide, such as iron ore or scale, the iron oxide serves as a source of oxygen and reacts with the phosphorus in the molten steel, thereby promoting the phosphorus reaction. dephosphorization. Furthermore, iron oxide reacts with the calcium flux to form a FeO-CaO compound on the surface of the calcium flux, thereby promoting the formation of calcium flux slag and the dephosphorization reaction. When iron oxide containing a combustible substance, such as blast furnace dust or converter dust, is used, the combustible substance burns with the flame and the combustion of the combustible matter also heats the hot metal 126.

[00128] Quando o agente de fundição em pó 129 contém uma substância combustível, tal como escória de alumínio (óxido de Al contendo 30 a 50% em massa de metal Al produzido por uma reação entre Al e oxigênio no ar quando um lingote ou sucata de Al é derretida em um alto-forno de fusão) ou coque, a substância combustível queima com a chama e o calor de combustão da substância combustível contribui para o aquecimento do metal quente 126 além do calor de combustão do combustível. Quando uma mistura de fluxo de cálcio, óxido de ferro e uma substância combustível é usada como o agente de fundição em pó 129, seus respectivos efeitos podem ser obtidos.[00128] When the powder casting agent 129 contains a combustible substance, such as aluminum slag (Al oxide containing 30 to 50% by mass of Al metal produced by a reaction between Al and oxygen in air when an ingot or scrap of Al is melted in a fusion blast furnace) or coke, the combustible substance burns with the flame and the heat of combustion of the combustible substance contributes to the heating of the hot metal 126 in addition to the heat of combustion of the fuel. When a mixture of calcium flux, iron oxide and a combustible substance is used as the powder casting agent 129, their respective effects can be obtained.

[00129] O calor do agente de fundição em pó 129 aquecido ou aquecido e fundido com a chama formada a partir do lança de sopro superior 103 é transferido para o metal quente 126. O calor de combustão da chama na ponta da lança de sopro superior acima do metal quente 126 também é transferido para o metal quente 126. O calor transferido para o metal quente 126, juntamente com a agitação vigorosa do metal quente 126, promove a fusão da fonte de ferro frio no metal quente. A fonte de ferro frio é completamente fundida durante desfosforação.[00129] The heat of the powder casting agent 129 heated or heated and fused with the flame formed from the upper blow lance 103 is transferred to the hot metal 126. The heat of combustion from the flame at the tip of the upper blow lance above the hot metal 126 is also transferred to the hot metal 126. The heat transferred to the hot metal 126, together with vigorous stirring of the hot metal 126, promotes fusion of the cold iron source into the hot metal. The cold iron source is completely melted during dephosphorization.

[00130] Quando a concentração de fósforo do metal quente 126 atinge seu valor alvo ou menos, todas as fontes da lança de sopro superior 103 para o metal quente 126 estão paradas e a desfosforação está concluída. Após desfosforação, o corpo principal de alto-forno 102 é inclinado para derramar o metal quente 126 que foi submetido à desfosforação preliminar em um vaso de metal quente, tal como uma panela ou um uma panela de carregamento de conversor, através do orifício de escoamento 106 e o metal quente 126 escoado é transportado para uma unidade no próximo processo.[00130] When the phosphorus concentration of the hot metal 126 reaches its target value or less, all sources of the upper blow lance 103 for the hot metal 126 are stopped and dephosphorization is complete. After dephosphorization, the blast furnace main body 102 is tilted to pour the hot metal 126 that has undergone preliminary dephosphorization into a hot metal vessel, such as a pan or a converter charging pan, through the drain hole. 106 and the flowed hot metal 126 is transported to a unit in the next process.

[00131] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, as quantidades de gás combustível e gás de oxigênio a serem alimentados para formação de uma chama de queimador na ponta de uma lança de sopro superior podem ser adequadamente controladas para ajustar o comprimento da chama correspondendo a qualquer uma das várias alturas da lança. Como um resultado, o agente de fundição em pó 129 alimentado ao corpo principal de alto-forno 102 através da lança de sopro superior 103 pode ser contínua e consistentemente aquecido antes de atingir a superfície do banho de metal quente 126. O calor do agente de fundição em pó 129 é firmemente depositado sobre o metal quente 126 e aprimora a margem de calor do metal quente 126. Isso pode permitir um grande aumento na proporção de mistura de uma fonte de ferro frio, tal como sucata de ferro, no refino/oxidação de metal quente 126 na unidade de conversor 101.[00131] As described above, in accordance with the present invention, the quantities of fuel gas and oxygen gas to be fed to form a burner flame at the tip of an upper blow lance can be suitably controlled to adjust the length of the lance. flame corresponding to any of several spear heights. As a result, the powder casting agent 129 fed to the blast furnace main body 102 via the upper blow lance 103 can be continuously and consistently heated before reaching the surface of the hot metal bath 126. The heat from the casting agent casting powder 129 is firmly deposited onto the hot metal 126 and enhances the heat margin of the hot metal 126. This can allow a large increase in the mixing ratio of a cold iron source, such as scrap iron, in refining/oxidation of hot metal 126 in converter unit 101.

EXEMPLO 2EXAMPLE 2

[00132] Uma unidade de conversor 101 e uma lança de sopro superior 103 tendo as mesmas dimensões conforme nos Experimentos 1 e 2 foram usadas. A unidade de conversor 101 foi carregada com metal quente e sucata de ferro. O lança de sopro superior 103 foi inserida dentro de um corpo principal de alto-forno 102 em uma altura de 2,5 m da lança e, então, sopro para desfosforação (desfosforação preliminar de metal quente) foi realizado. Da mesma maneira conforme nos Experimentos descritos acima, gás propano foi alimentado à lança de sopro superior 103 como combustível e gás oxigênio foi alimentado à lança de sopro superior 103 como um gás de combustão/oxidação e um gás de refino/oxidação. A lança de sopro superior 103 tinha um orifício central tendo um diâmetro interno de 55 mm, um bocal de gás combustível tendo um vão de ranhura anular de 6,5 mm e um bocal de gás de combustão/oxidação tendo um vão de ranhura anular na faixa de 16,4 a 25,4 mm e orifícios circundantes de um bocal Laval de cinco orifícios, cada orifício tendo um tamanho de garganta de 50 mm disposto em um ângulo de 15 graus em relação ao eixo central da lança. A velocidade de descarga poderia ser alterada mudando o vão de ranhura anular uniforme em uma taxa de alimentação constante. Em sopro para desfosforação, o gás de combustão/oxidação foi alimentado à unidade de conversor 101 de modo que a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior fosse de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos e de modo que a proporção de fluxo (G/F) da taxa de alimentação (Nm3/min) do gás de combustão/oxidação alimentado através do trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação para a taxa de alimentação (Nm3/min) do gás propano alimentado através do trajeto de alimentação de gás combustível variasse de 0,4 a 1,0 vez a proporção de coeficiente estequiométrico (G/F)st do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível (Exemplos 21 a 25). Para fins de comparação, a quantidade de gás de combustão/oxidação alimentado foi reduzida para menos de 40% ou aumentada para mais de 100% da quantidade de gás de combustão/oxidação necessária para combustão completa do gás combustível, de modo que o valor de (G/F)/(G/F)st estivesse fora da faixa de 0,4 a 1,0 (Exemplos Comparativos 21 e 22). Nos Exemplos 22 e 23, a velocidade de descarga VG (Nm/s) do gás de combustão/oxidação foi ajustada e o gás de combustão; oxidação de gás combustível foi alimentado de modo que VG/C variasse de 0,2 a 1,0. Nos Exemplos 24 e 25, VG/C estava fora da faixa de 0,2 a 1,0. C denota a velocidade do som (Nm/s) e é cerca de 1150 m/s na proximidade do metal quente tendo uma temperatura de 1350 °C.[00132] A converter unit 101 and an upper blow lance 103 having the same dimensions as in Experiments 1 and 2 were used. Converter unit 101 was loaded with hot metal and scrap iron. The upper blow lance 103 was inserted into a blast furnace main body 102 at a height of 2.5 m from the lance and then blowing for dephosphorization (preliminary dephosphorization of hot metal) was carried out. In the same manner as in the Experiments described above, propane gas was fed to the upper blow lance 103 as fuel and oxygen gas was fed to the upper blow lance 103 as a combustion/oxidation gas and a refining/oxidation gas. The upper blow lance 103 had a central orifice having an internal diameter of 55 mm, a fuel gas nozzle having an annular slot gap of 6.5 mm, and a combustion/oxidation gas nozzle having an annular slot gap in the range of 16.4 to 25.4 mm and surrounding holes of a five-hole Laval nozzle, each hole having a throat size of 50 mm arranged at an angle of 15 degrees to the central axis of the boom. The discharge speed could be changed by changing the uniform annular groove gap at a constant feed rate. In blowing for dephosphorization, the combustion/oxidation gas was fed to the converter unit 101 so that the ratio (l/L) of the flame length l to the upper blow lance height L was 0.8 or more and 1.2 or less and such that the flow ratio (G/F) of the feed rate (Nm3/min) of the flue/oxidation gas fed through the flue/oxidation gas feed path to the feed rate (Nm3/min) of propane gas fed through the fuel gas supply path would vary from 0.4 to 1.0 times the combustion/oxidation gas stoichiometric coefficient (G/F)st ratio required for complete combustion of the gas fuel into combustible gas (Examples 21 to 25). For comparison purposes, the amount of flue/oxidation gas fed was reduced to less than 40% or increased to more than 100% of the amount of flue/oxidation gas required for complete combustion of the fuel gas, so that the value of (G/F)/(G/F)st was outside the range of 0.4 to 1.0 (Comparative Examples 21 and 22). In Examples 22 and 23, the VG discharge velocity (Nm/s) of the combustion/oxidation gas was adjusted and the combustion gas; Fuel gas oxidation was fed so that VG/C varied from 0.2 to 1.0. In Examples 24 and 25, VG/C was outside the range of 0.2 to 1.0. C denotes the speed of sound (Nm/s) and is about 1150 m/s in the vicinity of the hot metal having a temperature of 1350 °C.

[00133] Um corpo principal de alto-forno 202 foi carregado com sucata de ferro de modo que nenhuma sucata de ferro permanecesse não fundida após desfosforação e foi, então, carregado com 300 toneladas de metal quente tendo uma temperatura de 1350 °C. Um pó misto de óxido de cálcio, minério de ferro e poeira da produção de aço, o gás combustível, o gás de combustão/oxidação e o gás de refino/oxidação foram, então, soprados para a superfície do metal quente através da lança de sopro superior 203 enquanto gás argônio era soprado no metal quente como um gás de agitação através do bocal de sopro inferior 7.[00133] A blast furnace main body 202 was charged with scrap iron so that no scrap iron remained unmelted after dephosphorization and was then charged with 300 tons of hot metal having a temperature of 1350 °C. A mixed powder of calcium oxide, iron ore and steel production dust, fuel gas, combustion/oxidation gas and refining/oxidation gas were then blown to the surface of the hot metal through the blow lance. upper blow 203 while argon gas was blown into the hot metal as a stirring gas through the lower blow nozzle 7.

[00134] A quantidade de sucata de ferro foi ajustada de modo que a temperatura final de desfosforação preliminar fosse de 1400 °C. A quantidade de óxido de cálcio foi ajustada de modo que a basicidade (% em massa de CaO/% em massa de SiO2) da escória no alto-forno fosse de 2,5.[00134] The amount of iron scrap was adjusted so that the final preliminary dephosphorization temperature was 1400 °C. The amount of calcium oxide was adjusted so that the basicity (wt% CaO/wt% SiO2) of the slag in the blast furnace was 2.5.

[00135] A Tabela 6 mostra a composição do metal quente usado em desfosforação preliminar. Tabela 6 [00135] Table 6 shows the composition of the hot metal used in preliminary dephosphorization. Table 6

[00136] A Tabela 7 mostra a composição da poeira da produção de aço. Tabela 7 [00136] Table 7 shows the composition of dust from steel production. Table 7

[00137] A taxa de sopro de agente de fundição em pó, as taxas de fluxo dos diversos gases que fluem através do lança de sopro superior, a taxa de fluxo de gás soprado por baixo e o comprimento da chama na desfosforação preliminar foram definidos conforme mostrado na Tabela 8.[00137] The blowing rate of powder casting agent, the flow rates of the various gases flowing through the upper blowing lance, the flow rate of gas blown from below and the flame length in preliminary dephosphorization were defined as shown in Table 8.

[00138] A quantidade de gás de combustão/oxidação de gás combustível a ser alimentada foi ajustada e os valores resultantes de (G/F)/(G/F)st e VG/C são mostrados na Tabela 8. Tabela 8 [00138] The amount of combustion gas/fuel gas oxidation to be fed was adjusted and the resulting values of (G/F)/(G/F)st and VG/C are shown in Table 8. Table 8

[00139] A Tabela 9 mostra os resultados de desfosforação preliminar obtidos usando o método de operação de acordo com as condições de operação descritas acima. A proporção de mistura de sucata de ferro foi alterada diversas vezes e a Tabela 9 mostra a maior proporção de mistura de sucata de ferro na qual nenhuma sucata de ferro permaneceu não fundida após desfosforação. Tabela 9 [00139] Table 9 shows the preliminary dephosphorization results obtained using the operating method according to the operating conditions described above. The scrap iron mixing ratio was changed several times and Table 9 shows the highest scrap iron mixing ratio in which no scrap iron remained unmelted after dephosphorization. Table 9

[00140] Conforme é evidente a partir da Tabela 9, uma comparação dos Exemplos 21 a 25 com os Exemplos Comparativos 21 e 22 em relação ao tempo de sopro e à proporção de mistura de sucata de ferro mostra que o método de acordo com a presente invenção permite operação em uma maior proporção de mistura de sucata de ferro, mesmo quando o tempo de sopro para desfosforação preliminar de metal quente é fixado em 8 minutos. Assim, a presente invenção pode permitir desfosforação preliminar eficiente de metal quente.[00140] As is evident from Table 9, a comparison of Examples 21 to 25 with Comparative Examples 21 and 22 with respect to blowing time and iron scrap mixing ratio shows that the method according to the present invention allows operation at a higher mixing ratio of scrap iron, even when the blowing time for preliminary dephosphorization of hot metal is set at 8 minutes. Thus, the present invention can enable efficient preliminary dephosphorization of hot metal.

[00141] Os Exemplos 21 a 23, os quais satisfazem VG/C de 0,2 ou mais ou e 1,0 ou menos, permitem operação em uma maior proporção de mistura de sucata do que os Exemplos 24 e 25, os quais tinham VG/C fora desta faixa. Assim, desfosforação preliminar mais eficiente de metal quente pode ser realizada em VG/C de 0,2 ou mais e 1,0 ou menos.[00141] Examples 21 to 23, which satisfy VG/C of 0.2 or more or 1.0 or less, allow operation at a higher scrap mixture ratio than Examples 24 and 25, which had VG/C outside this range. Thus, more efficient preliminary dephosphorization of hot metal can be carried out at VG/C of 0.2 or more and 1.0 or less.

Terceira ModalidadeThird Modality

[00142] A presente invenção é dirigida ao refino/oxidação que é realizado através de alimentação de um gás de refino/oxidação ao ferro fundido em um vaso de reação tendo uma pequena borda livre, tal como um carro-torpedo, uma panela de metal quente ou um alto-forno elétrico, através de uma lança de sopro superior. Tal refino/oxidação inclui atualmente desfosforação de metal quente e aço fundido e refino por descarburação de metal quente e a presente invenção pode ser aplicada a qualquer um destes tratamentos de refino/oxidação. Quando a invenção é aplicada ao refino por descarburação de metal quente, a presente invenção pode ser aplicada a qualquer metal quente submetido à desfosforação ou metal quente não submetido à desfosforação. A presente invenção pode ser aplicada à desfosforação de metal quente e o metal quente refinado por desfosforação pode ser submetido a refino por descarburação em um vaso de reação de acordo com a presente invenção.[00142] The present invention is directed to refining/oxidation which is carried out by feeding a refining/oxidizing gas to molten iron in a reaction vessel having a small free edge, such as a torpedo car, a metal pan hot or an electric blast furnace, through an upper blow lance. Such refining/oxidation currently includes dephosphorization of hot metal and molten steel and refining by decarburization of hot metal and the present invention can be applied to any of these refining/oxidation treatments. When the invention is applied to refining by decarburization of hot metal, the present invention can be applied to any hot metal subjected to dephosphorization or hot metal not subjected to dephosphorization. The present invention can be applied to the dephosphorization of hot metal and the hot metal refined by dephosphorization can be subjected to refining by decarburization in a reaction vessel in accordance with the present invention.

[00143] A presente invenção refere-se a um método para refino de ferro fundido através de refino/oxidação em um vaso de reação. Nas modalidades a seguir, o metal quente produzido em um alto-forno é usado como ferro fundido típico. A presente invenção será mais especificamente descrita em relação à desfosforação de tal metal quente em um vaso de reação com referência aos desenhos anexos.[00143] The present invention relates to a method for refining cast iron through refining/oxidation in a reaction vessel. In the following embodiments, hot metal produced in a blast furnace is used as typical cast iron. The present invention will be more specifically described in relation to the dephosphorization of such hot metal in a reaction vessel with reference to the accompanying drawings.

[00144] A Figura 8 é uma vista seccional transversal esquemática de uma unidade de fundição usada na presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 8, uma unidade de fundição 201 inclui um vaso de reação 202 e uma lança de sopro superior 203 a qual pode ser inserida no vaso de reação 202 e ser movida para cima e para baixo em seu interior. Um refratário é colocado dentro do vaso de reação 202. A lança de sopro superior 203 é acoplada a uma tubulação de alimentação de agente de fundição de pó 204, uma tubulação de alimentação de gás combustível 205, uma tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 206, uma tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 207 e uma tubulação de alimentação de água de resfriamento e uma tubulação de drenagem (não mostrada) para fornecer e drenar a água de resfriamento para resfriar a lança de sopro superior 203. Juntamente com um gás inerte, tal como gás nitrogênio ou gás Ar, um agente de fundição em pó 228 que contém pelo menos um de óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis, são alimentados à tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 204. Um gás combustível, tal como gás propano, gás natural liquefeito ou gás de coque, é alimentado à tubulação de alimentação de gás combustível 205. Um gás de combustão/oxidação, tal como gás oxigênio ou ar, para queima do gás combustível é alimentado à tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 206. Como o gás de combustão/oxidação, gás oxigênio é geralmente usado. Um gás de refino/oxidação, tal como gás oxigênio, é alimentado à tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 207. Como o gás de refino/oxidação, gás oxigênio (oxigênio puro industrial), ar rico em oxigênio ou uma mistura gasosa de gás oxigênio e um gás nobre podem ser usados e gás oxigênio é geralmente usado. Na Figura 8, o gás de combustão/oxidação e o gás de refino/oxidação são gás oxigênio.[00144] Figure 8 is a schematic cross-sectional view of a casting unit used in the present invention. As illustrated in Figure 8, a casting unit 201 includes a reaction vessel 202 and an upper blow lance 203 which can be inserted into the reaction vessel 202 and moved up and down within it. A refractory is placed inside the reaction vessel 202. The upper blowing lance 203 is coupled to a powder smelting agent supply pipeline 204, a fuel gas supply pipeline 205, a flue gas supply pipeline/ oxidation 206, a refining/oxidizing gas supply pipe 207, and a cooling water supply pipe and a drain pipe (not shown) for supplying and draining cooling water to cool the upper blow lance 203. Together with an inert gas, such as nitrogen gas or Ar gas, a powder casting agent 228 that contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances, are fed to the powder casting agent supply pipe 204 A fuel gas, such as propane gas, liquefied natural gas or coke gas, is fed to the fuel gas supply pipe 205. A combustion/oxidation gas, such as oxygen gas or air, for burning the fuel gas is fed to the flue/oxidation gas supply pipe 206. As the flue/oxidation gas, oxygen gas is generally used. A refining/oxidizing gas, such as oxygen gas, is fed to the refining/oxidizing gas supply line 207. Such as refining/oxidizing gas, oxygen gas (industrial pure oxygen), oxygen-rich air, or a gas mixture of oxygen gas and a noble gas can be used and oxygen gas is generally used. In Figure 8, the combustion/oxidation gas and the refining/oxidation gas are oxygen gas.

[00145] Um combustível hidrocarboneto líquido, tal como óleo pesado ou querosene, pode ser usado em vez do gás combustível. No entanto, um combustível hidrocarboneto líquido pode causar entupimento de um bocal em uma saída do trajeto de fluxo da lança de sopro superior 203. Assim, um gás combustível (combustível gasoso) é, de preferência, usado na presente modalidade. O uso de um combustível gasoso pode, vantajosamente, evitar o entupimento de um bocal, facilitar o controle da taxa de alimentação e evitar desaparecimento da chama em virtude de sua alta inflamabilidade.[00145] A liquid hydrocarbon fuel, such as heavy oil or kerosene, can be used instead of the fuel gas. However, a liquid hydrocarbon fuel may cause clogging of a nozzle at an outlet of the flow path of the upper blow lance 203. Thus, a fuel gas (gaseous fuel) is preferably used in the present embodiment. The use of a gaseous fuel can advantageously avoid clogging of a nozzle, facilitate control of the feed rate and prevent flame disappearance due to its high flammability.

[00146] A outra extremidade da tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 204 não acoplada à lança de sopro superior 203 é acoplada ao distribuidor 213, o qual contém o agente de fundição em pó 228. O distribuidor 213 é acoplado a uma tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição em pó 204A. Um gás inerte é alimentado ao distribuidor 213 através da tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição em pó 204A como um gás de transporte para o agente de fundição em pó 228 no distribuidor 213. O agente de fundição em pó 228 no distribuidor 213 é alimentado à lança de sopro superior 203 através da tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 204 e é soprado sobre o metal quente 226 através da ponta da lança de sopro superior 203. Na Figura 8, gás nitrogênio é alimentado à lança de sopro superior 203 como um gás de transporte para o agente de fundição em pó 228.[00146] The other end of the powder casting agent supply pipe 204 not coupled to the upper blow lance 203 is coupled to the distributor 213, which contains the powder casting agent 228. The distributor 213 is coupled to a pipeline 204A powder casting agent carrier gas supply. An inert gas is fed to the distributor 213 through the powder casting agent carrier gas supply pipe 204A as a carrier gas for the powder casting agent 228 in the distributor 213. The powder casting agent 228 in the distributor 213 is fed to the upper blow lance 203 through the powder casting agent supply pipe 204 and is blown onto the hot metal 226 through the tip of the upper blow lance 203. In Figure 8, nitrogen gas is fed to the blow lance 203. top blow 203 as a carrier gas for the powder casting agent 228.

[00147] A Figura 9 é uma vista seccional transversal esquemática de uma lança de sopro superior de acordo com a presente invenção. Conforme ilustrado na Figura 9, a lança de sopro superior 203 inclui um corpo principal cilíndrico 214 e uma ponta de lança de fundição de cobre 215 unida, por exemplo, por meio de soldagem, à extremidade inferior do corpo principal de lança 214. O corpo principal de lança 214 é composto de seis tubos circulares concêntricos de aço, isto é, um tubo sêxtuplo, incluindo um tubo mais interno 220, um tubo divisório de 221, um tubo interno 222, um tubo intermediário 223, um tubo externo 224 e um tubo mais externo 225.[00147] Figure 9 is a schematic cross-sectional view of an upper blow lance in accordance with the present invention. As illustrated in Figure 9, the upper blow lance 203 includes a cylindrical main body 214 and a copper casting lance tip 215 joined, for example by welding, to the lower end of the main lance body 214. The body main boom 214 is composed of six concentric circular steel tubes, i.e., a sextuple tube, including an inner tube 220, a divider tube 221, an inner tube 222, an intermediate tube 223, an outer tube 224, and a outermost tube 225.

[00148] A tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 204 está em comunicação com o tubo mais interno 220. O agente de fundição em pó 228, juntamente com um gás de transporte, passa através do tubo mais interno 220. A tubulação de alimentação de gás combustível 205 está em comunicação com o tubo divisório 221. Um gás combustível, tal como gás propano, passa através de um vão entre o tubo mais interno 220 e o tubo divisório 221. A tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 206 está em comunicação com o tubo interno 222. Um gás combustível de combustão/oxidação passa através de um vão entre o tubo divisório 221 e o tubo interno 222. A tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 207 está em comunicação com o tubo intermediário 223. Um gás de refino/oxidação passa através de uma abertura entre o tubo interno 222 e o tubo intermediário 223. A tubulação de alimentação de água de resfriamento e a tubulação de drenagem estão em comunicação com o tubo externo 224 ou o tubo mais externo 225. A água de resfriamento passa através de um vão entre o tubo intermediário 223 e o tubo externo 224 e um vão entre o tubo externo 224 e o tubo mais externo 225. Embora a água de resfriamento passe através de um vão entre o tubo intermediário 223 e o tubo externo 224 e um vão entre o tubo externo 224 e o tubo mais externo 225, qualquer trajeto pode ser um trajeto de alimentação de água. Os trajetos são construídos de modo que a água de resfriamento retorna na ponta da lança 215.[00148] The powder casting agent supply pipeline 204 is in communication with the innermost tube 220. The powder casting agent 228, together with a carrier gas, passes through the innermost tube 220. combustible gas supply 205 is in communication with the divider tube 221. A combustible gas, such as propane gas, passes through a gap between the innermost tube 220 and the divider tube 221. The combustion/oxidation gas supply piping 206 is in communication with the inner tube 222. A combustion/oxidizing combustible gas passes through a gap between the divider tube 221 and the inner tube 222. The refining/oxidizing gas supply piping 207 is in communication with the inner tube 222. intermediate tube 223. A refining/oxidizing gas passes through an opening between the inner tube 222 and the intermediate tube 223. The cooling water supply piping and the drain piping are in communication with the outer tube 224 or the outer tube 223. external tube 225. The cooling water passes through a gap between the intermediate tube 223 and the outer tube 224 and a gap between the outer tube 224 and the outermost tube 225. Although the cooling water passes through a gap between the tube intermediate 223 and the outer tube 224 and a gap between the outer tube 224 and the outermost tube 225, any path may be a water supply path. The paths are constructed so that the cooling water returns at the tip of the boom 215.

[00149] O interior do tubo mais interno 220 está em comunicação com um orifício central 216 disposto aproximadamente na posição do eixo central da ponta da lança 215. O espaço entre o tubo mais interno 220 e o tubo divisório 221 está em comunicação com um bocal de gás combustível 117 composto de um bocal anular ou uma pluralidade de orifícios de bocal em um círculo concêntrico ao redor do orifício central 116. O espaço entre o tubo divisório 121 e o tubo interno 122 está em comunicação com um bocal de gás de combustão/oxidação 118 composto de um bocal anular ou uma pluralidade de orifícios de bocal em um círculo concêntrico ao redor do bocal de gás combustível 217. O espaço entre o tubo interno 222 e o tubo intermediário 223 está em comunicação com uma pluralidade de orifícios circundantes 219 em torno do bocal de gás de combustão/oxidação 218. O orifício central 216 é um bocal para soprar agente de fundição em pó 229 juntamente com um gás de transporte. O bocal de gás combustível 217 é um bocal para injeção de um gás combustível. O bocal de gás de combustão/oxidação 218 é um bocal para injeção de um gás de oxidação para a combustão do gás combustível. Os orifícios circundantes 219 são bocais para soprar um gás de refino/oxidação. Em outras palavras, o interior do tubo mais interno 220 serve como um trajeto de alimentação de fonte de agente de fundição em pó 231. O espaço entre o tubo mais interno 220 e o tubo divisório 221 serve como um trajeto de alimentação de gás combustível 232. O espaço entre o tubo divisório 221 e o tubo interno 222 serve como um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 233. O espaço entre o tubo interno 222 e o tubo intermediário 223 serve como um trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação 234. O espaço entre o tubo intermediário 223 e o tubo externo 224 e o espaço entre o tubo externo 224 e o tubo mais externo 225 servem como um trajeto de alimentação de água ou um trajeto de escoamento para a água de resfriamento. Em outras palavras, a lança de sopro superior 203 inclui o trajeto de alimentação de agente de fundição em pó 231, o trajeto de alimentação de gás combustível 232, o trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 233 e o trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação 234 separadamente e inclui ainda o trajeto alimentação de água e o trajeto de drenagem para água de resfriamento.[00149] The interior of the innermost tube 220 is in communication with a central hole 216 disposed approximately in the position of the central axis of the lance tip 215. The space between the innermost tube 220 and the dividing tube 221 is in communication with a nozzle gas nozzle 117 comprised of an annular nozzle or a plurality of nozzle holes in a concentric circle around the central orifice 116. The space between the divider tube 121 and the inner tube 122 is in communication with a combustion gas nozzle/ oxidation 118 composed of an annular nozzle or a plurality of nozzle holes in a concentric circle around the fuel gas nozzle 217. The space between the inner tube 222 and the intermediate tube 223 is in communication with a plurality of surrounding holes 219 in around the combustion/oxidation gas nozzle 218. The central hole 216 is a nozzle for blowing powder casting agent 229 together with a carrier gas. The fuel gas nozzle 217 is a nozzle for injecting a fuel gas. The combustion/oxidation gas nozzle 218 is a nozzle for injecting an oxidation gas for the combustion of fuel gas. The surrounding holes 219 are nozzles for blowing a refining/oxidizing gas. In other words, the interior of the innermost tube 220 serves as a powder casting agent supply path 231. The space between the innermost tube 220 and the divider tube 221 serves as a fuel gas supply path 232 The space between the divider tube 221 and the inner tube 222 serves as a combustion/oxidation gas supply path 233. The space between the inner tube 222 and the intermediate tube 223 serves as a refining/oxidation gas supply path. oxidation 234. The space between the intermediate tube 223 and the outer tube 224 and the space between the outer tube 224 and the outermost tube 225 serve as a water supply path or a flow path for the cooling water. In other words, the upper blow lance 203 includes the powder casting agent supply path 231, the fuel gas supply path 232, the combustion/oxidation gas supply path 233, and the gas supply path 233. refining/oxidation process 234 separately and also includes the water supply path and the drainage path for cooling water.

[00150] O orifício central 216 é um bocal reto. Os orifícios circundantes 219 são bocais Laval, os quais são compostos de dois cones que têm uma seção transversal decrescente e uma seção transversal crescente. O orifício central 216 pode também ser um bocal Laval. O bocal de gás de combustível 217 e o bocal de gás de combustão/oxidação 218 são bocais retos tendo uma ranhura anular ou bocais retos tendo uma seção transversal circular. Em um bocal Laval, a menor seção transversal entre dois cones tendo uma seção transversal decrescente e uma seção transversal crescente é referida como uma garganta.[00150] The central hole 216 is a straight nozzle. The surrounding orifices 219 are Laval nozzles, which are composed of two cones that have a decreasing cross-section and an increasing cross-section. The central hole 216 may also be a Laval nozzle. The fuel gas nozzle 217 and the combustion/oxidation gas nozzle 218 are straight nozzles having an annular groove or straight nozzles having a circular cross section. In a Laval nozzle, the smallest cross-section between two cones having a decreasing cross-section and an increasing cross-section is referred to as a throat.

[00151] A fim de reduzir a proporção de mistura do metal quente e aumentar a proporção de mistura de uma fonte de ferro frio ou aumentar a margem de calor de metal quente (ferro fundido) usando a unidade de fundição 201, desfosforação do metal quente 126 é realizada conforme descrito abaixo de acordo com a presente invenção.[00151] In order to reduce the mixing ratio of hot metal and increase the mixing ratio of a cold iron source or increase the heat margin of hot metal (cast iron) using the casting unit 201, dephosphorization of the hot metal 126 is performed as described below in accordance with the present invention.

[00152] Primeiro, o vaso de reação 202 é carregado com uma fonte de ferro frio. A fonte de ferro frio pode ser sucata de ferro, tal como restos de tarugos, semiacabados ou chapas de aço geradas em produção de ferro ou resíduos domésticos, ferro magneticamente coletado de escória e ainda ferro gusa frio ou ferro reduzido. A proporção de mistura da fonte de ferro frio é, de preferência, de 5% em massa ou mais da fonte de ferro total (a proporção de mistura da fonte de ferro frio (% em massa) = quantidade de fonte de ferro frio x 100/(a quantidade de metal quente + a quantidade de fonte de ferro frio)). Quando a proporção de mistura da fonte de ferro frio é menos de 5% em massa, isto resulta em um aprimoramento insignificante na produtividade e uma redução insignificante na emissão de CO2. A proporção máxima de mistura da fonte de ferro frio não está particularmente limitada, contanto que a temperatura do metal quente após desfosforação preliminar esteja em uma faixa desejada.[00152] First, reaction vessel 202 is charged with a source of cold iron. The source of cold iron can be scrap iron, such as billet scraps, semi-finished products or steel sheets generated in iron production or household waste, iron magnetically collected from slag, and cold pig iron or reduced iron. The mixing ratio of the cold iron source is preferably 5% by mass or more of the total iron source (the mixing ratio of the cold iron source (% by mass) = amount of cold iron source x 100 /(the amount of hot metal + the amount of cold iron source)). When the mixing ratio of the cold iron source is less than 5% by mass, this results in a negligible improvement in productivity and a negligible reduction in CO2 emission. The maximum mixing ratio of the cold iron source is not particularly limited, as long as the temperature of the hot metal after preliminary dephosphorization is in a desired range.

[00153] O vaso de reação 202 é carregado com a fonte de ferro frio e, então, com o metal quente 226. O metal quente 226 pode ter qualquer composição. Desfosforação preliminar pode ser precedida por dessulfuração ou dessiliconização. O metal quente 226, antes de desfosforação preliminar, é composto principalmente de carbono: de 3,8% a 5,0% em massa, silício: 0,3% em massa ou menos, fósforo: 0,08% a 0,2% em massa e enxofre: 0,05% em massa ou menos, aproximadamente. Uma grande quantidade de escória 227 produzida no vaso de reação 202 durante desfosforação preliminar resulta em baixa eficiência de desfosforação. Assim, de forma a reduzir a quantidade de escória no alto-forno para aprimorar a eficiência da desfosforação, o silício no metal quente é, de preferência, removido antes de desfosforação preliminar ("dessiliconização de metal quente"), de modo que a concentração de silício no metal quente seja de 0,20% em massa ou menos, mais preferivelmente 0,10% em massa ou menos. Desfosforação pode ser realizada sem problemas quando a temperatura do metal quente varia entre 1200 °C a 1400 °C. No caso quando dessiliconização é realizada, a escória produzida durante dessiliconização é removida antes de desfosforação.[00153] The reaction vessel 202 is charged with the cold iron source and then with the hot metal 226. The hot metal 226 can have any composition. Preliminary dephosphorization may be preceded by desulfurization or desiliconization. Hot metal 226, before preliminary dephosphorization, is composed primarily of carbon: 3.8% to 5.0% by mass, silicon: 0.3% by mass or less, phosphorus: 0.08% to 0.2 % by mass and sulfur: 0.05% by mass or less approximately. A large amount of slag 227 produced in the reaction vessel 202 during preliminary dephosphorization results in low dephosphorization efficiency. Therefore, in order to reduce the amount of slag in the blast furnace to improve dephosphorization efficiency, the silicon in the hot metal is preferably removed before preliminary dephosphorization ("hot metal desiliconization"), so that the concentration of silicon in the hot metal is 0.20 mass % or less, more preferably 0.10 mass % or less. Dephosphorization can be carried out smoothly when the temperature of the hot metal varies between 1200 °C to 1400 °C. In the case when desiliconization is carried out, the slag produced during desiliconization is removed before dephosphorization.

[00154] Um gás inerte é, então, alimentado ao distribuidor 213 e o agente de fundição em pó 228, junto com o gás inerte, é soprado sobre a superfície do banho de metal quente 226 através do orifício central 216 da lança de sopro superior 203. Quase simultaneamente com sopro do agente de fundição em pó 228, um gás combustível é ejetado através do bocal de gás combustível 217 da lança de sopro superior 203 e um gás de oxidação, tal como oxigênio gasoso, é ejetado através do bocal de gás de combustão/oxidação 218. Uma chama é formada descendo na frente do bocal da lança de sopro superior 203 em direção à superfície do banho de metal quente 226.[00154] An inert gas is then fed to the distributor 213 and the powder casting agent 228, together with the inert gas, is blown onto the surface of the hot metal bath 226 through the center hole 216 of the upper blow lance 203. Almost simultaneously with blowing the powder casting agent 228, a combustible gas is ejected through the combustible gas nozzle 217 of the upper blow lance 203 and an oxidizing gas, such as oxygen gas, is ejected through the gas nozzle combustion/oxidation process 218. A flame is formed descending in front of the upper blow lance nozzle 203 towards the surface of the hot metal bath 226.

[00155] Quando uma chama é formada na ponta da lança de sopro superior 203, as quantidades de gás de combustão e gás de combustão/oxidação alimentadas à lança de sopro superior 203 ou a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível é controlada para satisfazer a fórmula (3) a seguir, de modo que a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior seja de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos, desse modo, queimando completamente o gás combustível na borda livre do vaso de reação. 1,0 < (G/F)/(G/F)st < 5,0 (3) G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min) através da lança de sopro superior. F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min) através da lança de sopro superior. (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerido para combustão completa do gás combustível em gás combustível.[00155] When a flame is formed at the tip of the upper blow lance 203, the amounts of combustion gas and combustion/oxidation gas fed to the upper blow lance 203 or the flow ratio of combustion/oxidation gas to fuel gas is controlled to satisfy formula (3) below, so that the ratio (l/L) of the flame length l to the height L of the upper blow lance is 0.8 or more and 1.2 or less, thereby completely burning the fuel gas at the free edge of the reaction vessel. 1.0 < (G/F)/(G/F)st < 5.0 (3) G denotes the combustion/oxidation gas feed rate (Nm3/min) through the upper blow lance. F denotes the fuel gas feed rate (Nm3/min) through the upper blow lance. (G/F)st denotes the ratio of combustion/oxidation gas stoichiometric coefficient required for complete combustion of fuel gas to fuel gas.

[00156] A altura L da lança de sopro superior se refere à distância vertical da superfície estacionária do banho de metal quente 226 até a ponta do bocal da lança de sopro superior. O valor assumido da altura L da lança de sopro superior na presente invenção varia de 2,0 a 5,0 m. Isto é porque o valor da borda livre do vaso de refino até a qual o metal quente 226 é carregado varia de aproximadamente 0,5 a 2,0 m. A borda livre se refere à altura (distância) da superfície estacionária do banho de metal quente 226 até uma porta de carregamento do vaso de reação.[00156] The height L of the upper blowing lance refers to the vertical distance from the stationary surface of the hot metal bath 226 to the tip of the upper blowing lance nozzle. The assumed value of the height L of the upper blow lance in the present invention varies from 2.0 to 5.0 m. This is because the value of the freeboard of the refining vessel to which the hot metal 226 is loaded varies from approximately 0.5 to 2.0 m. Freeboard refers to the height (distance) from the stationary surface of the hot metal bath 226 to a loading port of the reaction vessel.

[00157] Quando (G/F)/(G/F)st é menos de 1,0 ou mais de 5,0, o gás combustível pode queimar antes que o gás combustível atinja a superfície do banho de metal quente 226 no vaso de reação 202 ou combustível não queimado pode restar, resultando em baixa eficiência de depósito de calor do agente de fundição em pó 228. Quando (G/F)/(G/F)st é 1,0 ou mais e 5,0 ou menos, a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior pode ser definida entre 0,8 ou mais e 1,2 ou menos. A altura L da lança de sopro superior é a distância na qual o agente de fundição em pó 228 flui da ponta da lança de sopro superior 203 para a superfície do banho de metal quente 226 e a chama é gerada entre a ponta da lança e a superfície do banho. Quando a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior está próximo de 1 e está na faixa de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos, o combustível consumido pela chama da lança de sopro superior é consumido eficientemente para aquecer o agente de fundição em pó 228 e, conforme demonstrado pelo experimento 3 descrito abaixo, a chama da lança de sopro superior aquece efetivamente o agente de fundição em pó 228, resultando em alta eficiência de depósito de calor.[00157] When (G/F)/(G/F)st is less than 1.0 or more than 5.0, the fuel gas may burn before the fuel gas reaches the surface of the hot metal bath 226 in the vessel of reaction 202 or unburned fuel may remain, resulting in low heat deposit efficiency of the powder casting agent 228. When (G/F)/(G/F)st is 1.0 or more and 5.0 or At least, the ratio (l/L) of the flame length l to the height L of the upper blow lance can be set between 0.8 or more and 1.2 or less. The height L of the upper blow lance is the distance at which the powder casting agent 228 flows from the tip of the upper blow lance 203 to the surface of the hot metal bath 226 and the flame is generated between the tip of the lance and the bath surface. When the ratio (l/L) of the flame length l to the upper blow lance height L is close to 1 and is in the range of 0.8 or more and 1.2 or less, the fuel consumed by the lance flame of top blow lance is efficiently consumed to heat the powder casting agent 228, and as demonstrated by experiment 3 described below, the flame from the top blow lance effectively heats the powder casting agent 228, resulting in high heat deposit efficiency .

[00158] Além da fórmula (3), a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação VG (Nm/s) é, de preferência, mantida de modo a satisfazer a fórmula (4) a seguir: 1,0 < VG/C < 3,0 (4) onde VG denota a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (Nm/s), e C denota a velocidade do som (Nm/s).[00158] In addition to formula (3), the combustion/oxidation gas discharge velocity VG (Nm/s) is preferably maintained so as to satisfy the following formula (4): 1.0 < VG/ C < 3.0 (4) where VG denotes the combustion/oxidation gas discharge velocity (Nm/s), and C denotes the speed of sound (Nm/s).

[00159] Um valor VG/C de menos de 1,0 resulta em um estado mal misturado do gás combustível e do gás de combustão/oxidação e tende a resultar em combustão incompleta do gás combustível no espaço entre a superfície do banho de metal quente (ferro fundido ) 226 e a ponta da lança de sopro superior 203. Um valor VG/C de mais de 3,0 tende a resultar em queima do gás combustível antes que o gás combustível atinja a superfície do banho de metal quente 226 e baixa eficiência de depósito de calor do agente de fundição em pó 228. Isto tende a resultar em baixa eficiência de depósito de calor do metal quente (ferro fundido) e torna mais difícil aprimorar a margem de calor do metal quente (ferro fundido). Além disso, quando uma fonte de ferro frio, tal como sucata de ferro, é adicionada ao metal quente 226 (ferro fundido), é difícil aumentar a proporção de mistura da fonte de ferro frio.[00159] A VG/C value of less than 1.0 results in a poorly mixed state of the fuel gas and the combustion/oxidation gas and tends to result in incomplete combustion of the fuel gas in the space between the surface of the hot metal bath (cast iron) 226 and the tip of the upper blow lance 203. A VG/C value of more than 3.0 tends to result in burning of the fuel gas before the fuel gas reaches the surface of the hot metal bath 226 and low heat deposit efficiency of the powder casting agent 228. This tends to result in low heat deposit efficiency of the hot metal (cast iron) and makes it more difficult to improve the heat margin of the hot metal (cast iron). Furthermore, when a cold iron source such as scrap iron is added to hot metal 226 (molten iron), it is difficult to increase the mixing ratio of the cold iron source.

[00160] Quando o gás combustível e o gás de combustão/oxidação são alimentados à lança de sopro superior 203 de acordo com as condições que satisfazem as fórmulas (3) e (4), o gás combustível do bocal de gás combustível 217 está, assim, adjacente ao gás de combustão/oxidação do bocal de gás de combustão/oxidação 218 em todas as direções radiais da lança de sopro superior 203 que o gás combustível e o gás de combustão/oxidação interferem um com o outro. Assim, também em virtude de uma temperatura ambiente elevada, quando as concentrações de gás do gás combustível e do gás de combustão/oxidação atingem a faixa de seus limites de inflamabilidade, os gases queimam e formam uma chama sob a lança de sopro superior 203 sem um dispositivo de ignição. Além disso, espera-se que a eficiência de depósito de calor do ferro fundido (ferro fundido) seja aprimorada.[00160] When the fuel gas and combustion/oxidation gas are fed to the upper blow lance 203 according to the conditions satisfying formulas (3) and (4), the fuel gas from the fuel gas nozzle 217 is, Thus, adjacent to the combustion/oxidation gas of the combustion/oxidation gas nozzle 218 in all radial directions of the upper blow lance 203 that the fuel gas and the combustion/oxidation gas interfere with each other. Thus, also due to a high ambient temperature, when the gas concentrations of the fuel gas and the combustion/oxidation gas reach the range of their flammability limits, the gases burn and form a flame under the upper blow lance 203 without an ignition device. In addition, the heat deposit efficiency of cast iron (cast iron) is expected to be improved.

[00161] No experimento a seguir, foi demonstrado que o comprimento l da chama pode ser ajustado para a altura L da lança através de alimentação de um gás combustível e um gás de combustão/oxidação e controlando a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado, de modo a satisfazer as fórmulas (3) e (4).[00161] In the following experiment, it was demonstrated that the flame length l can be adjusted to the lance height L by feeding a fuel gas and a combustion/oxidation gas and controlling the amount of combustion/oxidation gas at be fed, in order to satisfy formulas (3) and (4).

Experimento 3Experiment 3

[00162] O comprimento da chama foi investigado em diferentes taxas de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min) e diferentes taxas de injeção de gás combustão/oxidação (velocidades de descarga (Nm/s)), usando uma unidade de vaso de reação similar à unidade de fundição 201 ilustrada na Figura 8. O vaso de reação 202 da unidade de fundição 201 pode conter 200 toneladas de ferro fundido. A lança de sopro superior 203 foi disposta em uma posição em uma altura L da lança de sopro superior estando na faixa de 0,5 a 2,0 m. Uma pluralidade de corpos principais de lança 214 com as mesmas dimensões foram preparados e receberam pontas de lança 215 de diferentes modelos.[00162] Flame length was investigated at different combustion/oxidation gas feed rates (Nm3/min) and different combustion/oxidation gas injection rates (discharge velocities (Nm/s)), using a reaction vessel similar to the smelter unit 201 illustrated in Figure 8. The reaction vessel 202 of the smelter unit 201 can contain 200 tons of molten iron. The upper blowing lance 203 was arranged in a position at a height L of the upper blowing lance being in the range of 0.5 to 2.0 m. A plurality of spear main bodies 214 with the same dimensions were prepared and received spear tips 215 of different designs.

[00163] Cada uma das pontas de lança 215 tinham, em comum umas com as outras, um orifício central tendo um diâmetro interno de 11,5 mm, um bocal de gás combustível tendo um vão de ranhura anular de 1 mm e orifícios circundantes tendo um bocal Laval de três orifícios, cada um tendo um tamanho de garganta de 4,5 mm posicionados em um ângulo de 15 graus em relação ao eixo central da lança, isto é, todos os orifícios circundantes foram dispostos no mesmo ângulo em relação ao eixo central da lança. Por outro lado, as pontas de lança 215 tinham bocais de gás de combustão/oxidação 218 de diferentes modelos. Os bocais de gás de combustão/oxidação 218 eram vãos de ranhura anular. As pontas de lança 215 tinham dimensões diferentes dos vãos de ranhura anular na faixa de 0,5 a 1,5 mm.[00163] Each of the spearheads 215 had, in common with each other, a central hole having an internal diameter of 11.5 mm, a fuel gas nozzle having an annular groove gap of 1 mm and surrounding holes having a Laval nozzle of three holes, each having a throat size of 4.5 mm positioned at an angle of 15 degrees to the central axis of the boom, i.e. all surrounding holes were arranged at the same angle to the axis boom center. On the other hand, the spearheads 215 had combustion/oxidation gas nozzles 218 of different designs. The combustion/oxidation gas nozzles 218 were annular grooved openings. Spearheads 215 had different dimensions of the annular groove gaps in the range of 0.5 to 1.5 mm.

[00164] Cada uma das pontas de lança 215 foi soldada ao corpo principal de lança 214 correspondente para montar as lanças de sopro superior 203, incluindo os bocais de gás de combustão/oxidação 218, com diferentes vãos. Assim, quando de formação de uma chama, a velocidade de injeção (velocidade de descarga (Nm/s)) do gás de combustão/oxidação podia ser alterada, mesmo quando a taxa de fluxo de gás de combustão/oxidação (Nm3/s) era fixa.[00164] Each of the lance tips 215 was welded to the corresponding lance main body 214 to mount the upper blow lances 203, including the combustion/oxidation gas nozzles 218, with different gaps. Therefore, when a flame is formed, the injection speed (discharge speed (Nm/s)) of the combustion/oxidation gas could be changed, even when the flow rate of combustion/oxidation gas (Nm3/s) was fixed.

[00165] Uma lança de sopro superior 203 foi selecionada entre as lanças de sopro superior 203. Um gás combustível e um gás de combustão/oxidação de gás combustível foram alimentados através da lança de sopro superior 203 selecionada de modo a formar uma chama na extremidade inferior da lança de sopro superior 203. O agente de fundição em pó foi alimentado ao vaso de reação 202 através do orifício central reto circular da lança de sopro superior 203. O gás combustível foi alimentado ao vaso de reação 202 através do bocal de gás combustível anular (circular). O gás de combustão/oxidação de gás combustível foi alimentado ao vaso de reação 202 através do bocal anular (circular) de gás de combustão/oxidação. O gás de refino/oxidação foi alimentado ao vaso de reação 202 através dos orifícios circundantes do bocal do tipo Laval disposto sobre o círculo concêntrico. Uma chama foi formada mais de uma vez desta maneira.[00165] An upper blowing lance 203 was selected from the upper blowing lances 203. A fuel gas and a fuel gas combustion/oxidation gas were fed through the selected upper blowing lance 203 so as to form a flame at the end bottom of the upper blow lance 203. The powder casting agent was fed to the reaction vessel 202 through the circular straight center hole of the upper blow lance 203. The fuel gas was fed to the reaction vessel 202 through the fuel gas nozzle annular (circular). The combustible gas combustion/oxidation gas was fed to the reaction vessel 202 through the annular (circular) combustion/oxidation gas nozzle. The refining/oxidizing gas was fed to the reaction vessel 202 through the surrounding orifices of the Laval-type nozzle disposed on the concentric circle. A flame has been formed more than once in this way.

[00166] O gás combustível era gás propano (valor calórico: 100,5 MJ/Nm3). A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) F do gás propano foi de 1,0 Nm3/min. O gás de combustão/oxidação de gás combustível e o gás de refino/oxidação foram gás oxigênio. A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) G do gás de combustão/oxidação de gás combustível variava de 5 a 8,8 Nm3/min. A taxa de fluxo de alimentação de gás de refino/oxidação variava de 46,2 a 50 Nm3/min. A taxa de fluxo total de alimentação de oxigênio para o vaso de reação 202 foi fixada a 55 Nm3/min. A proporção de coeficiente estequiométrico (G/F)st do gás de combustão/oxidação necessária para combustão completa do gás propano em gás propano foi de 5,0. A velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação era igual ou maior do que a velocidade do som.[00166] The fuel gas was propane gas (calorific value: 100.5 MJ/Nm3). The feed flow rate (feed rate) F of propane gas was 1.0 Nm3/min. The combustible gas combustion/oxidation gas and the refining/oxidation gas were oxygen gas. The feed flow rate (feed rate) G of the combustion gas/fuel gas oxidation varied from 5 to 8.8 Nm3/min. The refining/oxidation gas feed flow rate varied from 46.2 to 50 Nm3/min. The total flow rate of oxygen supply to the reaction vessel 202 was set at 55 Nm3/min. The combustion/oxidation gas stoichiometric coefficient (G/F)st ratio required for complete combustion of propane gas to propane gas was 5.0. The combustion/oxidation gas discharge velocity was equal to or greater than the speed of sound.

[00167] Após o gás combustível e gás de combustão/oxidação terem sido soprados pela lança de sopro superior 203 selecionada para formar uma chama estável, o comprimento da chama foi medido visualmente sob várias condições. A Figura 10 mostra os resultados de medição. "(G/F)/(G/F)st" no eixo horizontal na Figura 10 se refere à proporção de fluxo do gás de combustão/oxidação para o gás propano em relação a (G/F)st. O "índice de comprimento de chama" no eixo vertical na Figura 10 se refere à proporção "l/lst" do comprimento l da chama na proporção estequiométrica. A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) F do gás propano em (G/F) foi de 1,0 Nm3/min. A taxa de fluxo de alimentação (taxa de alimentação) G de gás de combustão/oxidação de gás combustível em (G/F) foi de 5,0 Nm3/min. O comprimento da chama foi de 1,2 m neste caso.[00167] After the fuel gas and combustion/oxidation gas were blown by the selected upper blow lance 203 to form a stable flame, the length of the flame was measured visually under various conditions. Figure 10 shows the measurement results. "(G/F)/(G/F)st" on the horizontal axis in Figure 10 refers to the flow ratio of combustion/oxidation gas to propane gas relative to (G/F)st. The "flame length index" on the vertical axis in Figure 10 refers to the ratio "l/lst" of the flame length l in stoichiometric ratio. The feed flow rate (feed rate) F of propane gas in (G/F) was 1.0 Nm3/min. The feed flow rate (feed rate) G of flue gas/fuel gas oxidation in (G/F) was 5.0 Nm3/min. The flame length was 1.2 m in this case.

[00168] Conforme ilustrado na Figura 10, descobriu-se que quando a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado foi alterada e quando a velocidade de descarga do gás de combustão/oxidação estava acima da velocidade do som, o comprimento da chama variava em relação ao comprimento de chama na combustão teórico na qual o gás combustível e gás de combustão/oxidação queimam completamente. Uma vez que o comprimento l da chama em (G/F)st foi de 0,9 m e a altura L da lança de sopro superior era de 0,8 m, o comprimento da chama pode ser ajustado de forma apropriada à altura da lança alterando-se a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado.[00168] As illustrated in Figure 10, it was found that when the amount of combustion/oxidation gas to be fed was changed and when the discharge speed of the combustion/oxidation gas was above the speed of sound, the flame length varied in relation to the theoretical combustion flame length at which the fuel gas and combustion/oxidation gas burn completely. Since the flame length l at (G/F)st was 0.9 m and the height L of the upper blow lance was 0.8 m, the flame length can be adjusted appropriately to the lance height by changing - the amount of combustion/oxidation gas to be fed.

[00169] Em seguida, o comportamento de depósito de calor sobre o metal quente foi estudado alterando-se a altura L da lança de sopro superior sob a condição da proporção de combustão teórica "(G/F)/(G/F)st = 1" no Experimento 3 (Experimento 4).[00169] Then, the heat deposit behavior on the hot metal was studied by changing the height L of the upper blow lance under the condition of the theoretical combustion ratio "(G/F)/(G/F)st = 1” in Experiment 3 (Experiment 4).

Experimento 4Experiment 4

[00170] No caso em que a taxa de combustão teórica era 1, o gás combustível e o gás de combustão/oxidação de gás combustível foram alimentados à lança de sopro superior 203 para formar uma chama na extremidade inferior da lança de sopro de topo 203 da mesma maneira conforme no Experimento 1, exceto quanto à taxa de combustão teórica "(G/F)/(G/F)st = 1". Para (G/F)/(G/F)st = 1, l é 0,9 m. O agente de fundição em pó foi aquecido. As quantidades de calor depositado sobre o ferro fundido em diferentes alturas L da lança de sopro superior foram calculadas a partir do aumento na temperatura do ferro fundido. A Figura 11 ilustra a relação entre a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança e o índice de depósito de calor. O índice de depósito de calor é a proporção de calor depositado em cada proporção (l/L) para o calor depositado em uma proporção (l/L) = 1 na qual o comprimento l da chama é igual à altura L da lança. Depósito de calor sobre o metal quente a partir do agente de fundição em pó aquecido com a chama é assumida como sendo eficiente quando o índice de depósito de calor é maior do que 0,8. A Figura 11 mostra que tal depósito eficiente de calor foi obtido em (l/L) na faixa de 0,8 a 1,2.[00170] In the case where the theoretical combustion rate was 1, the fuel gas and the fuel gas combustion/oxidation gas were fed to the upper blow lance 203 to form a flame at the lower end of the top blow lance 203 in the same way as in Experiment 1, except for the theoretical combustion rate "(G/F)/(G/F)st = 1". For (G/F)/(G/F)st = 1, l is 0.9 m. The powder casting agent was heated. The amounts of heat deposited on the cast iron at different heights L of the upper blow lance were calculated from the increase in temperature of the cast iron. Figure 11 illustrates the relationship between the ratio (l/L) of the flame length l to the lance height L and the heat deposit index. The heat deposit index is the ratio of heat deposited at each ratio (l/L) to the heat deposited at a ratio (l/L) = 1 in which the length l of the flame is equal to the height L of the lance. Heat deposit on the hot metal from the powder casting agent heated with the flame is assumed to be efficient when the heat deposit index is greater than 0.8. Figure 11 shows that such efficient heat deposition was obtained in (l/L) in the range of 0.8 to 1.2.

[00171] O agente de fundição em pó 228 ejetado do orifício central 216 juntamente com o gás inerte é aquecido ou aquecido e fundido com o calor da chama e o agente de fundição em pó aquecido ou fundido 228 é soprado para a superfície do banho de metal quente 226. O calor do agente de fundição em pó 228 é depositado sobre o metal quente 226 e aumenta a temperatura do metal quente 226, deste modo, promovendo a fundição da fonte de ferro frio adicionada.[00171] The powder casting agent 228 ejected from the central hole 216 together with the inert gas is heated or heated and melted with the heat of the flame and the heated or melted powder casting agent 228 is blown to the surface of the bath. hot metal 226. Heat from the powder casting agent 228 is deposited on the hot metal 226 and increases the temperature of the hot metal 226, thereby promoting the melting of the added cold iron source.

[00172] Ao mesmo tempo, o gás de refino/oxidação, tal como gás oxigênio, é soprado sobre a superfície do banho de metal quente 226 através dos orifícios circundantes 219 da lança de sopro superior 203. A reação de desfosforação do metal quente 226 prossegue à medida que o fósforo no metal quente reage com o gás de oxidação ou óxido de ferro para formar um óxido de fósforo (P2O5) e o óxido de fósforo é absorvido na escória 227 que surge pela formação de escória de fluxo de cálcio. A taxa de desfosforação aumenta com a aceleração de formação de escórias de fluxo de cálcio. Assim, o agente de fundição em pó 228 é, de preferência, fluxo de cálcio, tal como óxido de cálcio (CaO), calcário (CaCO3) ou cal hidratada (Ca(OH)2). Uma mistura de óxido de cálcio e um acelerador de formação de escória, tal como fluorita (CaF2) ou alumina (Al2O3), podem ser usados como o fluxo de cálcio. A escória do conversor (escória de CaO-SiO2) produzida em um processo de sopro para descarburação do metal quente 126 pode ser total ou parcialmente usada como fluxo de cálcio.[00172] At the same time, the refining/oxidizing gas, such as oxygen gas, is blown onto the surface of the hot metal bath 226 through the surrounding holes 219 of the upper blow lance 203. The dephosphorization reaction of the hot metal 226 proceeds as the phosphorus in the hot metal reacts with the oxidation gas or iron oxide to form a phosphorus oxide (P2O5) and the phosphorus oxide is absorbed into the slag 227 that arises from the formation of calcium flux slag. The rate of dephosphorization increases with the acceleration of calcium flux slag formation. Thus, the powder casting agent 228 is preferably calcium flux, such as calcium oxide (CaO), limestone (CaCO3) or hydrated lime (Ca(OH)2). A mixture of calcium oxide and a slag formation accelerator, such as fluorite (CaF2) or alumina (Al2O3), can be used as the calcium flux. Converter slag (CaO-SiO2 slag) produced in a blowing process for decarburization of hot metal 126 can be used in whole or in part as calcium flux.

[00173] O fluxo de cálcio soprado sobre a superfície do banho de metal quente 226 como o agente de fundição em pó 228 forma imediatamente a escória 227. Um gás de refino/oxidação alimentado reage com o fósforo no metal quente para formar óxido de fósforo. O óxido de fósforo gerado é rapidamente absorvido pela escória 227. Assim, a reação de desfosforação do metal quente 226 se processa rapidamente. Quando o agente de fundição em pó 228 não contém fluxo de cálcio, o fluxo de cálcio é carregado separadamente a partir de um alimentador, por exemplo.[00173] Calcium flow blown onto the surface of the hot metal bath 226 as the powder casting agent 228 immediately forms slag 227. A fed refining/oxidizing gas reacts with the phosphorus in the hot metal to form phosphorus oxide . The phosphorus oxide generated is quickly absorbed by the slag 227. Thus, the dephosphorization reaction of the hot metal 226 takes place quickly. When the powder casting agent 228 does not contain calcium flux, the calcium flux is charged separately from a feeder, for example.

[00174] Quando o agente de fundição em pó 228 contém óxido de ferro, tal como minério de ferro ou carepa, o óxido de ferro serve como uma fonte de oxigênio e reage com o fósforo no aço fundido, deste modo, promovendo a reação de desfosforação. Ainda, o óxido de ferro reage com o fluxo de cálcio para formar um composto de FeO-CaO sobre a superfície do fluxo de cálcio, deste modo, promovendo a formação de escórias do fluxo de cálcio e a reação de desfosforação. Quando óxido de ferro contendo uma substância combustível, tal como pó de alto-forno ou poeira de conversor, é usado, a substância combustível queima com a chama e a combustão da matéria combustível também aquece o metal quente 226.[00174] When the powder casting agent 228 contains iron oxide, such as iron ore or scale, the iron oxide serves as a source of oxygen and reacts with the phosphorus in the molten steel, thereby promoting the phosphorus reaction. dephosphorization. Furthermore, iron oxide reacts with the calcium flux to form a FeO-CaO compound on the surface of the calcium flux, thereby promoting the formation of calcium flux slag and the dephosphorization reaction. When iron oxide containing a combustible substance, such as blast furnace dust or converter dust, is used, the combustible substance burns with the flame and the combustion of the combustible matter also heats the hot metal 226.

[00175] Quando o agente de fundição em pó 228 contém uma substância combustível, tal como escória de alumínio (óxido de Al contendo 30 a 50% em massa de metal Al produzido por uma reação entre Al e oxigênio no ar quando um lingote ou uma sucata de Al é derretida em um alto-forno de fusão) ou coque, a substância combustível queima com a chama e o calor de combustão da substância combustível contribui para o aquecimento do metal quente 226. Quando uma mistura de fluxo de cálcio, óxido de ferro e uma substância combustível é usada, os respectivos efeitos podem ser obtidos.[00175] When powder casting agent 228 contains a combustible substance, such as aluminum slag (Al oxide containing 30 to 50% by mass of Al metal produced by a reaction between Al and oxygen in air when an ingot or an Al scrap is melted in a blast furnace) or coke, the combustible substance burns with the flame and the heat of combustion of the combustible substance contributes to the heating of the hot metal 226. When a mixture of calcium flux, aluminum oxide iron and a combustible substance is used, respective effects can be obtained.

[00176] O calor do agente de fundição em pó 228 aquecido ou aquecido e fundido com a chama formada a partir do lança de sopro superior 203 é transferido para o metal quente 226. O calor de combustão da chama na ponta da lança de sopro superior acima do metal quente 226 também é transferido para o metal quente 226. O calor transferido para o metal quente 226, juntamente com a agitação vigorosa do metal quente 226, promove a fusão da fonte de ferro frio no metal quente. A fonte de ferro frio é completamente fundida durante desfosforação.[00176] The heat of the powder casting agent 228 heated or heated and fused with the flame formed from the upper blow lance 203 is transferred to the hot metal 226. The heat of combustion from the flame at the tip of the upper blow lance above the hot metal 226 is also transferred to the hot metal 226. The heat transferred to the hot metal 226, together with vigorous stirring of the hot metal 226, promotes fusion of the cold iron source into the hot metal. The cold iron source is completely melted during dephosphorization.

[00177] Quando a concentração de fósforo do metal quente 226 atinge seu valor alvo ou menos, todas as fontes da lança de sopro superior 203 para o metal quente 226 estão paradas e a desfosforação está concluída.[00177] When the phosphorus concentration of the hot metal 226 reaches its target value or less, all sources of the upper blow lance 203 for the hot metal 226 are stopped and dephosphorization is complete.

[00178] Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, o comprimento da chama pode ser menor do que ou igual à altura da lança correspondendo a qualquer uma das diversas alturas de lança controlando-se a quantidade de calor do gás combustível para formação de uma chama de queimador na ponta da lança de sopro superior por área seccional transversal no bocal de gás combustível 212 e controlando-se adequadamente a quantidade de gás oxigênio a ser alimentado. Como um resultado, o agente de fundição em pó 228 alimentado ao vaso de reação 202 através da lança de sopro superior 203 pode ser contínua e consistentemente aquecido antes de atingir a superfície do banho de metal quente 226. O calor do agente de fundição em pó 228 é firmemente depositado sobre o metal quente 226 e aprimora a margem de calor do metal quente 226. Isso pode aumentar significativamente a proporção de mistura de uma fonte de ferro frio, tal como sucata de ferro, em refino/oxidação do metal quente 226 quando o metal quente 226 é usado como ferro fundido na instalação de fundição de 201.[00178] As described above, according to the present invention, the length of the flame can be less than or equal to the height of the lance corresponding to any of several lance heights by controlling the amount of heat of the fuel gas for formation of a burner flame at the tip of the upper blow lance by cross-sectional area in the fuel gas nozzle 212 and appropriately controlling the amount of oxygen gas to be fed. As a result, the powder casting agent 228 fed to the reaction vessel 202 through the upper blow lance 203 can be continuously and consistently heated before reaching the surface of the hot metal bath 226. The heat from the powder casting agent 228 is firmly deposited on the hot metal 226 and enhances the heat margin of the hot metal 226. This can significantly increase the mixing ratio of a cold iron source, such as scrap iron, in refining/oxidizing the hot metal 226 when hot metal 226 is used as cast iron in the 201 foundry plant.

[00179] A presente invenção refere-se ao refino/oxidação de ferro fundido em um vaso de reação. Por exemplo, a presente invenção pode ser aplicada para descarbonizar o metal quente 226 em um conversor para produzir aço fundido, o aço fundido transportado para outro vaso de reação e refino/oxidação do aço fundido realizado no vaso de reação. A presente invenção aprimora a margem de calor de ferro fundido, tal como metal quente ou aço fundido.[00179] The present invention relates to the refining/oxidation of cast iron in a reaction vessel. For example, the present invention can be applied to decarbonize hot metal 226 in a converter to produce molten steel, the molten steel transported to another reaction vessel, and refining/oxidation of the molten steel carried out in the reaction vessel. The present invention improves the heat margin of cast iron, such as hot metal or molten steel.

EXEMPLO 3EXAMPLE 3

[00180] Usando uma unidade de fundição 201 tendo as mesmas dimensões conforme nos Experimentos 3 e 4 e uma pluralidade de lanças de sopro superior 203 da mesma maneira conforme nos experimentos descritos acima, a unidade de fundição de 201 foi carregada com metal quente 226 e sucata de ferro e cada uma das lanças de sopro superior 203 foi introduzida no vaso de reação 202 em uma altura apropriada da lança. Sopro para desfosforação (desfosforação preliminar de metal quente) foi realizado mais de uma vez.[00180] Using a casting unit 201 having the same dimensions as in Experiments 3 and 4 and a plurality of upper blow lances 203 in the same manner as in the experiments described above, the casting unit 201 was charged with hot metal 226 and scrap iron and each of the upper blow lances 203 were introduced into the reaction vessel 202 at an appropriate lance height. Blowing for dephosphorization (preliminary dephosphorization of hot metal) was carried out more than once.

[00181] Da mesma maneira conforme nos experimentos descritos acima, gás propano foi alimentado à lança de sopro superior 203 como um combustível e gás oxigênio foi alimentado à lança de sopro superior 203 como um gás de combustão/oxidação e um gás de refino/oxidação. Em sopro para desfosforação, a quantidade de gás de combustão/oxidação a ser alimentado foi ajustada de modo que a proporção (l/L) do comprimento l da chama para a altura L da lança de sopro superior fosse de 0,8 ou mais e 1,2 ou menos. (1) O gás de combustão/oxidação foi alimentado à lança de sopro superior 203 de modo que a proporção de fluxo (G/F) da taxa de alimentação (Nm3/min) do gás de combustão/oxidação alimentado através de um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação para a taxa de alimentação (Nm3/min) do gás propano alimentado através de um trajeto de alimentação de gás combustível variasse de 1,0 a 5,0 vezes a proporção de coeficiente estequiométrico (G/F)st do gás de combustão/oxidação necessária para combustão completa do gás combustível em gás combustível. (2) A velocidade de descarga (Nm/s) do gás de combustão/oxidação foi ajustada usando uma das lanças de sopro superior 203 tendo diferentes vãos de ranhura do bocal de gás combustível, que tinha um bocal de gás de combustão/oxidação 218 tendo um vão desejado, de modo que a proporção (VG/C) da velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (m/s) para a velocidade do som variava de 1,0 a 3,0 (Exemplos 31 a 35). A unidade de fundição 201 foi operada da mesma maneira conforme no Exemplo 31, exceto que a velocidade de descarga (Nm/s) de gás de combustão/oxidação foi ajustada usando uma das lanças de sopro superior 203 apropriada na qual (VG/C) foi mantida fora da faixa de 1,0 a 3,0 (Exemplos 36 e 37).[00181] In the same manner as in the experiments described above, propane gas was fed to the upper blow lance 203 as a fuel and oxygen gas was fed to the upper blow lance 203 as a combustion/oxidation gas and a refining/oxidation gas . In dephosphorization blowing, the amount of combustion/oxidation gas to be fed was adjusted so that the ratio (l/L) of the flame length l to the upper blow lance height L was 0.8 or more and 1.2 or less. (1) The combustion/oxidation gas was fed to the upper blow lance 203 so that the flow ratio (G/F) of the feed rate (Nm3/min) of the combustion/oxidation gas fed through a flow path combustion/oxidation gas feed to feed rate (Nm3/min) of propane gas fed through a fuel gas feed path varied from 1.0 to 5.0 times the stoichiometric coefficient (G/F) ratio st of combustion gas/oxidation required for complete combustion of fuel gas to fuel gas. (2) The discharge speed (Nm/s) of the combustion/oxidation gas was adjusted using one of the upper blow lances 203 having different slot clearances from the fuel gas nozzle, which had a combustion/oxidation gas nozzle 218 having a desired gap, such that the ratio (VG/C) of the combustion/oxidation gas discharge velocity (m/s) to the speed of sound varied from 1.0 to 3.0 (Examples 31 to 35) . The casting unit 201 was operated in the same manner as in Example 31, except that the discharge speed (Nm/s) of combustion/oxidation gas was adjusted using one of the appropriate upper blow lances 203 in which (VG/C) was kept outside the range of 1.0 to 3.0 (Examples 36 and 37).

[00182] Para comparação com os Exemplos 31 a 37, a unidade de fundição 201 foi operada de modo que (G/F)/(G/F)st estava fora da faixa de 1,0 a 5,0 sob condições tais que a quantidade de gás de combustão/oxidação alimentado era a quantidade necessária para combustão completa (Exemplos Comparativos 31 e 32). C denota a velocidade do som (Nm/s) e é cerca de 1,150 m/s na proximidade do metal quente tendo uma temperatura de 1350 °C.[00182] For comparison with Examples 31 to 37, the casting unit 201 was operated such that (G/F)/(G/F)st was outside the range of 1.0 to 5.0 under conditions such that the amount of combustion/oxidation gas fed was the amount required for complete combustion (Comparative Examples 31 and 32). C denotes the speed of sound (Nm/s) and is about 1,150 m/s in the vicinity of the hot metal having a temperature of 1350 °C.

[00183] O vaso de reação 202 foi carregado com sucata de ferro de forma que nenhuma sucata de ferro permanecesse não fundida após desfosforação e foi, então, carregado com 200 toneladas de metal quente tendo uma temperatura de 1350 °C. Um pó misto de óxido de cálcio, minério de ferro e poeira da produção de aço, gás combustível, gás de combustão/oxidação e gás de refino/oxidação foram, então, soprados para a superfície do metal quente através da lança de sopro superior 203.[00183] The reaction vessel 202 was charged with scrap iron so that no scrap iron remained unmelted after dephosphorization and was then charged with 200 tons of hot metal having a temperature of 1350 °C. A mixed powder of calcium oxide, iron ore and steel production dust, fuel gas, combustion/oxidation gas and refining/oxidation gas were then blown to the surface of the hot metal through the upper blow lance 203 .

[00184] A quantidade de sucata de ferro a ser carregada foi ajustada de modo que a temperatura final de desfosforação preliminar fosse de 1400 °C. A quantidade de óxido de cálcio a ser adicionada foi ajustada de modo que a basicidade (% em massa de CaO/% em massa SiO2) da escória no alto-forno fosse de 2,5.[00184] The amount of scrap iron to be loaded was adjusted so that the final preliminary dephosphorization temperature was 1400 °C. The amount of calcium oxide to be added was adjusted so that the basicity (wt% CaO/wt% SiO2) of the slag in the blast furnace was 2.5.

[00185] A tabela 10 mostra a composição do metal quente usado em desfosforação. Tabela 10 [00185] Table 10 shows the composition of the hot metal used in dephosphorization. Table 10

[00186] A tabela 11 mostra a composição da poeira da produção de aço que foi usada. Tabela 11 [00186] Table 11 shows the composition of the steel production dust that was used. Table 11

[00187] A Tabela 12 mostra os valores de ajuste da taxa de agente de sopro de agente de fundição em pó, as taxas de fluxo de vários gases que fluem através da lança de sopro superior, a altura da lança de sopro superior e o comprimento l de chama quando de desfosforação. A quantidade de gás de combustão/oxidação de gás combustível a ser alimentado foi ajustada e os valores resultantes de (G/F)/(G/F)st e VG/C estão mostrados na Tabela 12. Tabela 12 [00187] Table 12 shows the adjustment values of the powder casting agent blowing agent rate, the flow rates of various gases flowing through the upper blowing lance, the height of the upper blowing lance and the length l of flame when dephosphorizing. The amount of combustion gas/fuel gas oxidation to be fed was adjusted and the resulting values of (G/F)/(G/F)st and VG/C are shown in Table 12. Table 12

[00188] A Tabela 13 mostra os resultados de desfosforação obtidos sob as condições de operação e por meio do método de operação descritos acima. A proporção de mistura de sucata de ferro foi alterada e a Tabela 13 mostra a maior proporção de mistura de sucata de ferro na qual nenhuma sucata de ferro permaneceu não fundida após desfosforação. Tabela 13 [00188] Table 13 shows the dephosphorization results obtained under the operating conditions and through the operating method described above. The scrap iron mixing ratio was changed and Table 13 shows the highest scrap iron mixing ratio in which no scrap iron remained unmelted after dephosphorization. Table 13

[00189] Conforme é eviden te a partir da Tabe a 13, uma comparação dos Exemplos 31 a 37 com os Exemplos Comparativos 31 e 32 em relação ao tempo de sopro e à proporção de mistura de sucata de ferro mostra que um método de acordo com a presente invenção permite operação em uma alta proporção de mistura de sucata de ferro no metal quente, mesmo quando o tempo de sopro para desfosforação preliminar de metal quente é fixado em 8 minutos. Os Exemplos 31 a 35, os quais satisfazem o valor VG/C na faixa de 1,0 ou mais e 3,0 ou menos, permitem operação em um maior proporção de mistura de sucata de ferro do que os Exemplos 36 e 37, os quais tinham valores VG/C fora desta faixa. Assim, desfosforação preliminar mais eficiente do metal quente pode ser realizada com o valor VG/C de 1,0 ou mais e 3,0 ou menos.[00189] As is evident from Table 13, a comparison of Examples 31 to 37 with Comparative Examples 31 and 32 with respect to blowing time and iron scrap mixing ratio shows that a method according to The present invention allows operation at a high mixing ratio of scrap iron to hot metal, even when the blowing time for preliminary dephosphorization of hot metal is set at 8 minutes. Examples 31 to 35, which satisfy the VG/C value in the range of 1.0 or more and 3.0 or less, allow operation at a higher iron scrap mixture ratio than Examples 36 and 37, which which had VG/C values outside this range. Thus, more efficient preliminary dephosphorization of the hot metal can be carried out with the VG/C value of 1.0 or more and 3.0 or less.

Aplicabilidade industrialIndustrial applicability

[00190] De acordo com a presente invenção, o calor de combustão de um queimador pode ser eficazmente transferido para o ferro fundido através de um pó. Isto pode aprimorar a eficiência de depósito de calor sobre o ferro fundido e pode reduzir grandemente a proporção de mistura do metal quente usando uma grande quantidade de sucata em refino por desfosforação e refino por descarburação em um vaso de reação, tal como um conversor.[00190] According to the present invention, the heat of combustion from a burner can be effectively transferred to cast iron through a powder. This can improve the efficiency of heat deposit on molten iron and can greatly reduce the mixing ratio of hot metal by using a large amount of scrap in dephosphorization refining and decarburization refining in a reaction vessel such as a converter.

[00191] De acordo com a presente invenção, eficiência de depósito de calor aprimorada pode permitir uma economia no uso de materiais de carbono e reduzir as emissões de CO2. Lista de Símbolos de Referência 1 corpo de alto-forno 1a envoltório 1b camada refratária 2 bocal de sopro inferior 3 ferro fundido 4 escória 5 lança de sopro superior 5a corpo principal de lança 5a1 tubo externo 5a2 tubo interno 5a3 tubo 5a4 tubo 5b porção de bocal 5b1 bocal de sopro de gás oxigênio de refino 5b2 bocal de queimador 6 tubulação de alimentação de gás oxigênio para refino 7 tubulação de alimentação de gás oxigênio para combustão 8 tubulação de alimentação de gás combustível 9 tubulação de alimentação de pó 10 pó 11 chama 12 gás oxigênio para refino e abertura de injeção f abertura de injeção 101 unidade de conversor 102 corpo principal de alto-forno 103 lança de sopro superior 104 envoltório 105 refratário 106 orifício de escoamento 107 bocal de sopro inferior 108 tubulação de entrada de gás 109 tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 109A tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição 110 tubulação de alimentação de gás combustível 111 tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 112 tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 113 distribuidor 114 corpo principal de lança 115 ponta de lança 116 orifício central 117 bocal de gás combustível 118 bocal de gás de combustão/oxidação 119 orifícios circundantes 120 tubo mais interno 121 tubo divisório 122 tubo interno 123 tubo intermediário 124 tubo externo 125 tubo mais externo 126 metal quente 127 escória 128 gás de agitação 129 agente de fundição em pó 131 trajeto de alimentação de agente de fundição em pó 132 trajeto de alimentação de gás combustível 133 trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 134 trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação 201 unidade de fundição 202 vaso de reação 203 lança de sopro superior 204 tubulação de alimentação de agente de fundição em pó 204A tubulação de alimentação de gás de transporte de agente de fundição 205 tubulação de alimentação de gás combustível 206 tubulação de alimentação de gás de combustão/oxidação 207 tubulação de alimentação de gás de refino/oxidação 213 distribuidor 214 corpo principal de lança 215 ponta de lança 216 orifício central 217 bocal de gás combustível 218 bocal de gás de combustão/oxidação 219 orifícios circundantes 220 tubo mais interno 221 tubo divisório 222 tubo interno 223 tubo intermediário 224 tubo externo 225 tubo mais externo 226 metal quente 227 escória 228 agente de fundição em pó 231 trajeto de alimentação de agente de fundição em pó 232 trajeto de alimentação de gás combustível 233 trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação 234 trajeto de alimentação de gás de refino/oxidação[00191] According to the present invention, improved heat deposit efficiency can allow savings in the use of carbon materials and reduce CO2 emissions. List of Reference Symbols 1 blast furnace body 1a casing 1b refractory layer 2 lower blowing nozzle 3 cast iron 4 slag 5 upper blowing lance 5a main lance body 5a1 outer tube 5a2 inner tube 5a3 tube 5a4 tube 5b nozzle portion 5b1 refining oxygen gas blowing nozzle 5b2 burner nozzle 6 oxygen gas supply pipe for refining 7 oxygen gas supply pipe for combustion 8 fuel gas feed pipe 9 powder feed pipe 10 powder 11 flame 12 gas oxygen for refining and injection port of casting agent powder 109A casting agent transport gas supply pipeline 110 fuel gas supply pipeline 111 combustion/oxidation gas supply pipeline 112 refining/oxidation gas supply pipeline 113 distributor 114 main body spearhead 115 spearhead 116 center hole 117 fuel gas nozzle 118 combustion/oxidation gas nozzle 119 surrounding holes 120 innermost tube 121 dividing tube 122 inner tube 123 intermediate tube 124 outer tube 125 outermost tube 126 hot metal 127 slag 128 stirring gas 129 powder casting agent 131 powder casting agent supply path 132 fuel gas supply path 133 combustion/oxidation gas supply path 134 refining/oxidation gas supply path 201 unit foundry 202 reaction vessel 203 upper blow lance 204 powder casting agent feed pipe 204A casting agent transport gas feed pipe 205 fuel gas feed pipe 206 combustion/oxidation gas feed pipe 207 refining/oxidation gas supply pipe 213 distributor 214 spear main body 215 spear tip 216 center hole 217 fuel gas nozzle 218 combustion/oxidation gas nozzle 219 surrounding holes 220 innermost tube 221 divider tube 222 inner tube 223 intermediate tube 224 outer tube 225 outermost tube 226 hot metal 227 slag 228 powder casting agent 231 powder casting agent supply path 232 fuel gas supply path 233 combustion/oxidation gas supply path 234 refining/oxidation gas feed

Claims (10)

1. Lança de sopro superior (5, 103, 203) com uma função de queimador, compreendendo: um bocal de sopro de gás oxigênio de refino (5b1) tendo uma pluralidade de aberturas de injeção (e, f) através das quais gás oxigênio é soprado em um banho de ferro em um vaso de reação (202), as aberturas de injeção (e, f) estando dispostas ao longo de uma órbita circular em intervalos; e um bocal de queimador (5b2) tendo um eixo coaxial com o eixo central da órbita circular, formando uma chama (11) dentro do bocal de sopro de gás oxigênio de refino (5b1) e tendo aberturas de injeção (e, f) para soprar um pó aquecido pela chama (11) no banho de ferro, caracterizada pelo fato de que um indicador A que indica a relação posicional entre as aberturas de injeção (e) do bocal de sopro de gás oxigênio de refino (5b1) e as aberturas de injeção (f) do bocal de queimador (5b2) satisfaz a condição a seguir: A = 1,7(R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0,0524 > 0, onde R denota o raio do círculo de passo das aberturas de injeção (e) do bocal de sopro de gás oxigênio de refino (5b1) (mm), r denota o raio das aberturas de injeção (f) do bocal de queimador (5b2) (mm), d denota o diâmetro das aberturas de injeção (e, f) do bocal oxigênio para refino (mm), θ denota o ângulo (inclinação) entre o eixo do bocal de sopro de gás oxigênio de refino (5b1) e o eixo central da órbita circular (°), e L denota a altura da lança (mm).1. Upper blow lance (5, 103, 203) with a burner function, comprising: a refining oxygen gas blow nozzle (5b1) having a plurality of injection openings (e, f) through which oxygen gas is blown into an iron bath in a reaction vessel (202), the injection ports (e, f) being arranged along a circular orbit at intervals; and a burner nozzle (5b2) having a coaxial axis with the central axis of the circular orbit, forming a flame (11) within the refining oxygen gas blowing nozzle (5b1) and having injection openings (e, f) for blowing a powder heated by the flame (11) into the iron bath, characterized by the fact that an indicator A that indicates the positional relationship between the injection openings (e) of the refining oxygen gas blowing nozzle (5b1) and the openings injection port (f) of the burner nozzle (5b2) satisfies the following condition: A = 1.7(R - r - d/2)/L + tan(θ - 12 °) - 0.0524 > 0, where R denotes the radius of the pitch circle of the injection openings (e) of the refining oxygen gas blowing nozzle (5b1) (mm), r denotes the radius of the injection openings (f) of the burner nozzle (5b2) ( mm), d denotes the diameter of the injection openings (e, f) of the refining oxygen nozzle (mm), θ denotes the angle (inclination) between the axis of the refining oxygen gas blowing nozzle (5b1) and the axis center of the circular orbit (°), and L denotes the height of the boom (mm). 2. Lança de sopro superior (5, 103, 203) tendo uma função de queimador de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a lança de sopro superior (5, 103, 203) é uma lança de sopro superior (5, 103, 203) para refino para uso em refino para desfosforação ou refino para descarburação.2. Upper blow lance (5, 103, 203) having a burner function according to claim 1, characterized by the fact that the upper blow lance (5, 103, 203) is an upper blow lance (5 , 103, 203) for refining for use in dephosphorization refining or decarburization refining. 3. Método para refino de ferro fundido (3) em um conversor ou em um vaso de reação (202) usando a lança de sopro superior (5, 103, 203), como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende: uso de uma lança de sopro superior (5, 103, 203) incluindo um trajeto de alimentação de agente de fundição em pó (131, 231), um trajeto de alimentação de gás combustível (132, 232), um trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação (133, 233) para um gás combustível e um trajeto de alimentação de gás para refino/oxidação (134, 234); alimentação de um gás combustível através do trajeto de alimentação de gás combustível (132, 232) e alimentação de um gás de combustão/oxidação através do trajeto de alimentação de gás de combustão/oxidação (133, 233) de modo a formar uma chama (11) na frente de um bocal da lança de sopro superior (5, 103, 203) em direção a uma superfície do banho de ferro fundido (3) no conversor ou no vaso de reação (202); e alimentação de um agente de fundição em pó (129, 228) através do trajeto de alimentação de agente de fundição em pó (131, 231) e alimentação de um gás para refino/oxidação à superfície do banho de ferro fundido (3) através do trajeto de alimentação de gás para refino/oxidação (134, 234), enquanto se aquece o agente de fundição em pó (129, 228) com a chama (11) e sopro do agente de fundição em pó (129, 228) para a superfície do banho de ferro fundido (3); em que um combustível para o bocal de queimador (5b2) é um ou dois ou mais combustíveis gasosos, tais como gás propano e gás de coque, combustíveis líquidos, tal como óleo pesado e combustíveis sólidos, tais como plásticos.3. Method for refining cast iron (3) in a converter or in a reaction vessel (202) using the upper blow lance (5, 103, 203), as defined in claim 1 or 2, characterized by the fact that comprises: use of an upper blow lance (5, 103, 203) including a powder casting agent supply path (131, 231), a fuel gas supply path (132, 232), a from combustion/oxidation gas (133, 233) to a fuel gas and a gas supply path for refining/oxidation (134, 234); feeding a combustible gas through the combustible gas supply path (132, 232) and feeding a combustion/oxidation gas through the combustion/oxidation gas supply path (133, 233) so as to form a flame ( 11) in front of a nozzle of the upper blow lance (5, 103, 203) towards a surface of the cast iron bath (3) in the converter or reaction vessel (202); and feeding a powder casting agent (129, 228) through the powder casting agent feeding path (131, 231) and feeding a refining/oxidizing gas to the surface of the cast iron bath (3) through of the gas supply path for refining/oxidation (134, 234), while heating the powder casting agent (129, 228) with the flame (11) and blowing the powder casting agent (129, 228) to the surface of the cast iron bath (3); wherein a fuel for the burner nozzle (5b2) is one or two or more gaseous fuels, such as propane gas and coke gas, liquid fuels, such as heavy oil, and solid fuels, such as plastics. 4. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que, quando o conversor tem uma borda livre na faixa de 2,0 a 5,0 m, a lança de sopro superior (5, 103, 203) tendo uma função de queimador, como definida na reivindicação 1, é usada como a lança de sopro superior (5, 103, 203) para formar a chama (11), de modo que a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível satisfaz a fórmula (1) a seguir: 0,4 < (G/F)/(G/F)st < 1,0 (1) onde G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min), F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min) e (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível.4. Method for refining cast iron (3) according to claim 3, characterized in that, when the converter has a freeboard in the range of 2.0 to 5.0 m, the upper blow lance (5 , 103, 203) having a burner function as defined in claim 1, is used as the upper blow lance (5, 103, 203) to form the flame (11), so that the gas flow ratio of combustion/oxidation to fuel gas satisfies the following formula (1): 0.4 < (G/F)/(G/F)st < 1.0 (1) where G denotes the combustion gas feed rate/ oxidation (Nm3/min), F denotes the fuel gas feed rate (Nm3/min) and (G/F)st denotes the combustion gas/oxidation stoichiometric coefficient ratio required for complete combustion of the fuel gas to fuel gas . 5. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação G é controlada de modo que a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação VG satisfaz a fórmula (2) a seguir: 0,2 < VG/C < 1,0 (2) onde VG denota a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (Nm/s), e C denota a velocidade do som (Nm/s).5. Method for refining cast iron (3) according to claim 4, characterized in that the combustion/oxidation gas feed rate G is controlled so that the combustion/oxidation gas discharge rate VG satisfies the following formula (2): 0.2 < VG/C < 1.0 (2) where VG denotes the combustion/oxidation gas discharge velocity (Nm/s), and C denotes the speed of sound ( Nm/s). 6. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que o agente de fundição em pó (129, 228) contém pelo menos um dentre óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis e o agente de fundição em pó (129, 228), junto com um gás inerte, é alimentado à superfície do banho de ferro fundido (3) para realizar refino/oxidação do ferro fundido (3) ao qual uma fonte de ferro frio foi adicionada.6. Method for refining cast iron (3) according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the powder casting agent (129, 228) contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances and the powder casting agent (129, 228), together with an inert gas, is fed to the surface of the cast iron bath (3) to carry out refining/oxidation of the cast iron (3) to which a source of cold iron was added. 7. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o ferro fundido (3) é metal quente (126, 226) e o refino/oxidação é desfosforação preliminar do metal quente (126, 226).7. Method for refining cast iron (3) according to claim 6, characterized in that the cast iron (3) is hot metal (126, 226) and the refining/oxidation is preliminary dephosphorization of the hot metal (126 , 226). 8. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agente de fundição em pó (129, 228) contém pelo menos um dentre óxido de ferro, fluxo de cálcio e substâncias combustíveis, e o agente de fundição em pó (129, 228), junto com um gás inerte, é alimentado à superfície do banho de ferro fundido (3) através do trajeto de alimentação de agente de fundição em pó (131, 231); e em que, quando o vaso de reação (202) tem uma borda livre na faixa de 0,5 a 2,0 m, a lança de sopro superior (5, 103, 203) tendo uma função de queimador, como definida na reivindicação 1, é usada como a lança de sopro superior (5, 103, 203) para formar a chama (11), de modo que a proporção de fluxo de gás de combustão/oxidação para gás combustível satisfaz a fórmula (3) a seguir: 1,0 < (G/F)/(G/F)st < 5,0 (3) onde G denota a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação (Nm3/min), F denota a taxa de alimentação de gás combustível (Nm3/min), e (G/F)st denota a proporção de coeficiente estequiométrico do gás de combustão/oxidação requerida para combustão completa do gás combustível em gás combustível.8. Method for refining cast iron (3) according to claim 3, characterized in that the powder casting agent (129, 228) contains at least one of iron oxide, calcium flux and combustible substances, and the powder casting agent (129, 228), together with an inert gas, is fed to the surface of the cast iron bath (3) through the powder casting agent supply path (131, 231); and wherein, when the reaction vessel (202) has a freeboard in the range of 0.5 to 2.0 m, the upper blow lance (5, 103, 203) having a burner function, as defined in claim 1, is used as the upper blowing lance (5, 103, 203) to form the flame (11), so that the flow ratio of combustion/oxidation gas to fuel gas satisfies the following formula (3): 1.0 < (G/F)/(G/F)st < 5.0 (3) where G denotes the combustion/oxidation gas feed rate (Nm3/min), F denotes the gas feed rate fuel (Nm3/min), and (G/F)st denotes the ratio of flue/oxidation gas stoichiometric coefficient required for complete combustion of fuel gas to fuel gas. 9. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a taxa de alimentação de gás de combustão/oxidação G é controlada de modo que a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação satisfaz a fórmula (4) a seguir: 1,0 < VG/C < 3,0 (4) onde VG denota a velocidade de descarga de gás de combustão/oxidação (Nm/s), e C denota a velocidade do som (Nm/s).9. Method for refining cast iron (3) according to claim 8, characterized in that the combustion/oxidation gas feed rate G is controlled so that the combustion/oxidation gas discharge rate satisfies the following formula (4): 1.0 < VG/C < 3.0 (4) where VG denotes the combustion/oxidation gas discharge velocity (Nm/s), and C denotes the speed of sound (Nm /s). 10. Método para refino de ferro fundido (3) de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o ferro fundido (3) é metal quente (126, 226), e o refino do ferro fundido (3) com o gás de refino/oxidação é desfosforação do metal quente (126, 226).10. Method for refining cast iron (3) according to claim 8 or 9, characterized in that the cast iron (3) is hot metal (126, 226), and refining the cast iron (3) with the refining/oxidizing gas is dephosphorization of the hot metal (126, 226).