PT1370698E

PT1370698E - Método para endurecimento de aglomerados de auto redução

Info

Publication number: PT1370698E
Application number: PT02721445T
Authority: PT
Inventors: Marcos De Albuquerque Contrucci; Edmar Saul Marcheze
Original assignee: Startec Iron Llc
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2007-03-30
Also published as: EP1370698B1; US6565623B2; BR0208171A; DE60216734T2; WO2002075009A1; RU2003130757A; DE60216734D1; ATE348195T1; US20020166414A1; RU2310691C2; ES2274969T3; EP1370698A1; CA2441524A1; CA2441524C; DK1370698T3; BR0208171B1

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO PARA ENDURECIMENTO DE AGLOMERADOS DE AUTO REDUÇÃO

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um método para endurecimento de aglomerados de auto redução que contém óxido de ferro e cimento como uma pasta para alcançar as propriedades de força mecânica necessárias para o uso em subsequentes operações de refinação para a produção de ferro. 0 desenvolvimento dos aglomerados de produção de ferro começou nos anos cinquenta. Estes aglomerados encontravam-se principalmente na forma de granulados, com o objectivo de permitir o uso dos minerais finos, que os métodos convencionais, tais como aqueles usados nos altos-fornos, fornalhas de cúpula, fornalhas eléctricas e outros, não podiam aceitar como materiais em bruto devido ao tamanho pequeno, particularmente no caso do minério de ferro. Algum tempo depois o desenvolvimento Os aglomerados de auto redução inicia-se. Este desenvolvimento caracterizou-se pelo uso das pastas de endurecimento frias, particularmente cimento, cal e silica, que exibem tal como o mecanismo de endurecimento, principalmente, reacções com uma quantidade da água (hidratação) e em menores quantidades com o dióxido de carbono presente no ar (carbonização). Aquelas reacções, embora confiram ao aglomerado as propriedades mecânicas desejadas, são reacções lentas, requerendo entre 10 a 30 dias para a conclusão, e às vezes ainda mais dependendo das condições de tempo (a velocidade da endurecimento diminui com a diminuição da temperatura ambiental). 1

Algumas alternativas foram desenvolvidas para acelerarem as reacções do hidratação referidas acima, por meio do tratamento dos aglomerados em recipientes de pressão (autoclaves) aplicando pressões na ordem de até 20 atmosferas e de vapor de água a 250° C, como citado na patente dos E.U.A n° 4.528.029. A desvantagem principal desta prática alternativa é o custo elevado do equipamento requerido e das circunstâncias de operacionalidade complexas, fazendo com que a aplicação comercial seja difícil. Um método para produzir granulados limalhas de ferro finas, uma pasta hidráulica e água compreendendo secante com gás quente a 65 - 250°C, hidratando com vapor a 50 - 100°C e finalmente secado com gás quente a 100 - 300°C é conhecido da Patente US N° 4,468,253.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Do acordo com a invenção, é providenciado um método para a produção Os aglomerados de auto redução para o uso na produção de ferro. O método inclui produção de uma mistura de partícula que compreende óxido do ferro que contem partículas de um carbono que contêm um redutor e uma pasta de cimento. A água é adicionada à mistura da partícula para produzir um teor de humidade aproximadamente de 7 a 12%. Depois disso, a mistura da partícula é formada em aglomerados. Os aglomerados são sequencialmente e continuamente previamente secados colocando-os em contacto com gás quente a uma temperatura de aproximadamente 80 a 180 C°C para reduzir o teor de humidade dos aglomerados. Os aglomerados secos são então colocados em contacto com água a uma temperatura de aproximadamente 70 a 110°C C para promover uma reacção de endurecimento entre o vapor de água e o cimento. São então secados com gás quente a uma temperatura de aproximadamente 80 a 180°C para alcançar um teor de humidade seleccionado. 2 A mistura da partícula pode incluir um agente de fluxo.

Os aglomerados podem ser usados para constituir uma coluna descendente durante a secagem prévia continua e sequencial, endurecimento, e secagem.

Preferivelmente, o teor de humidade da mistura de partícula pode ser aproximadamente entre 8 a 10%. A secagem prévia continua e sequencial, endurecimento, e secagem podem ser levados a cabo em pressão atmosférica. A etapa de endurecimento é conduzida durante aproximadamente 4 a 12 horas. O óxido do ferro que contem partículas pode incluir pelo menos um minério de ferro e um resíduo industrial. A coluna descendente de aglomerados para uma secagem prévia sequencial e contínua, endurecimento, e secagem, pode encontrar-se dentro de um único recipiente de reactor.

Além disso, de acordo com a invenção, havia instrumentos fornecidos para produção de aglomerados de auto redução que tinham uma pasta de cimento para o uso na produção de ferro. O instrumento inclui uma câmara de secagem vertical alongada. Uma entrada é providenciada no topo da câmara para a introdução uma mistura da partícula dos referidos aglomerados. Os aglomerados compreendem óxido de ferro que contém partículas e partículas de um carbono que contem redutor e uma pasta do cimento, com um teor de humidade de aproximadamente 7 a 12 Uma zona de secagem prévia é providenciada na câmara numa porção superior para secagem 3 prévia da mistura de partícula. Uma área de endurecimento é providenciada na camada numa porção intermédia para endurecimento da pasta de cimento. Uma zona de secagem é fornecida na câmara numa parte inferior para secagem de mistura de partícula.

Na zona de secagem prévia da câmara meios são providenciados para contactar a mistura da partícula com um gás quente a uma temperatura de aproximadamente 80 a 180°C para secar a mistura da partícula. Na zona de endurecimento meios são providenciados para contactar a mistura de partícula com água contendo gás quente a uma temperatura de aproximadamente 70 a 110°C para endurecimento da pasta de cimento. Na zona da secagem os meios são fornecidos para entrarem em contacto com a mistura da partícula com gás quente a uma temperatura de aproximadamente 80 a 180°C para secar a mistura da partícula.

Dentro da câmara meios são fornecidos para controlar a mistura do gás de cada zona da câmara. Neste sentido, o gás pode ser doseado entre zonas para regular ou permitir a mistura. Isto inclui meios para canalizar o gás introduzido na zona de secagem prévia para deixar a câmara no topo, canalizar o gás introduzido na zona de endurecimento para deixar a câmara por uma saída lateral da zona de endurecimento, e canalizar o gás introduzido na zona de secagem para deixar a câmara de uma saída lateral na zona de secagem.

Os meios podem ser fornecidos para desviarem quente que está em contacto com uma porção exterior da câmara na zona de secagem prévia. O gás quente pode ser dirigido neste sentido fornecendo um cobertura que cerca a porção exterior da câmara numa relação espaçada e a passagem pela qual o gás quente é 4 dirigido a um espaço formado entre a parte da câmara exterior e a cobertura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Figura 1 é uma vista frontal de uma forma de realização do instrumento para o uso no endurecimento e em secagem de aglomerados de acordo com o método da invenção; e

Figura 2 é uma vista superior do instrumento da figura 1.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Os aglomerados de auto redução, como descritos acima, são endurecidos e secados numa forma de realização do instrumento de acordo com a invenção como mostrado nas figuras 1 e 2. Este instrumento compreende uma recipiente reactor, designado em geral como V. Os aglomerados entram no topo do recipiente numa abertura designada como 1 e passam sequencial e continuamente através de uma secção 2 de secagem prévia, uma secção de endurecimento 3, e de uma secção de secagem 4. São descarregados do recipiente na abertura de descarga 5 na parte inferior.

Na secção 2 de secagem prévia, o material entra em contacto com gás quente a uma temperatura de 80 a 180° C através de uma válvula 6. O material previamente secado desce ao longo do recipiente e entra na secção de endurecimento onde entra em contacto com água que contem o gás quente a uma temperatura de 70 a 110° C através da válvula 7. O material endurecido foi secado na secção de secagem é retirado do recipiente através de uma porta 5 da sua parte inferior. Uma parcela de saida do gás sai na porta 9 através do topo do 5 recipiente. Uma porção adicional dirige-se através de um espaço 10 formado por um colar cilíndrico 11 eu está em contacto com o exterior das secções de secagem prévia, endurecimento e secagem. Isto impede a mistura do gás de cada uma das três secções.

Do acordo com a invenção, os aglomerados na forma de granulados foram produzidos no laboratório (escala reduzida banco) e numa instalação de escala total (instalação piloto) como indicado na tabela 1. Os aglomerados foram produzidos a partir de uma mistura das limalhas do minério, do carvão e do coque de ferro, com cimento como uma pasta. Estes aglomerados crus são endurecidos pela secagem prévia, endurecidos pelo contacto com vapor e secagem de água. Após endurecimento e secagem, Os aglomerados foram testados para uma força de compressão fria que mede a resistência à fractura pela compressão. 6 TABELA 1 Resultados de Escala Reduzida: Diâmetro de granulados Temperatura de vapor Tempo de Endurecimento Força de Compressão a Frio Força de Compressão a Frio especificada Mm °C Horas Kgf/granulado Kgf/granulado 13 90-100 4.5 38.58 >20 5.6 40.84 12 90-100 4.5 17.80 >17 5.5 21.50 12 90-100 7.5 18.94 >17 12 90-100 4.5 17.76 >17 14 90-100 5 23.30 >23 11 90-100 6 28.04 >15 7 32.7 12 90-100 5 23.7 >17 Módulo de Resultados de Escala Total: Instalação piloto

Diâmetro de granulados Temperatura de vapor Tempo de Endurecimento (Prod. Continua) Força de Compressão a Frio Força de Compressão a Frio especificada Mm °C Horas Kgf/granulado Kgf/granulado 11-14 90-100 10 Entre 31.8 e 50.1 >15 para llmm >23 para 14mm 11.14 90-100 8 Entre 17.72 e 49.0 15 para llmm >23 para 14mm 07-03-2007 7

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para produção de aglomerados de auto redução para o uso na produção de ferro compreendendo: produção de uma mistura de partícula compreendendo óxido de ferro que contém partículas e partículas de um carbono que contém um redutor e uma pasta de cimento; adição de água à referida mistura da partícula para produzir um teor de humidade de cerca de 7 a 12%; depois disso formação da referida mistura em aglomerados; redução sequencial e continua do referido teor de humidade dos referidos aglomerados por contacto com os referidos aglomerados com gás quente a uma temperatura de cerca de 80 a 180° C para secar os referidos aglomerados, pondo em contacto os referidos aglomerados com vapor a uma temperatura de cerca de 70 a 110 °C durante cerca de 4 a 12 horas para endurecer os referidos aglomerados, e secagem dos referidos aglomerados endurecidos com gás quente a uma temperatura de 80 e 180°C para alcançar um teor de humidade seleccionado.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que a referida mistura da partícula inclui um agente de fluxo.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que os referidos aglomerados constituem uma coluna descendente durante a secagem prévia sequencial e contínua, endurecimento, e secagem. 1
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o teor de humidade da referida mistura de partícula é de cerca de 8 a 10%.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a referida secagem prévia sequencial e contínua, endurecimento, e secagem são executados em pressão atmosférica.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o referido óxido de ferro contém partículas incluindo pelo menos um minério de ferro, e resíduos industriais.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações da 3 à 6, em que a referida coluna descendente se encontra dentro de um recipiente reactor único.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações da 2 à 7, em que o referido agente de fluxo é escoria de produção de aço de fornos eléctricos.
9. Aparelho para a produção de aglomerados de auto redução com uma massa de cimento para usar na produção de ferro compreendendo: uma câmara vertical alongada de secagem e endurecimento; uma entrada no topo da referida câmara para introduzir uma mistura de partícula dos referidos aglomerados compreendendo oxido de ferro contendo partículas e partículas de um carbono contendo redutor e pasta de cimento, com um teor de humidade de cerca de 7 a 12%; 2 uma zona de secagem prévia na referida câmara numa porção superior da referida câmara para secagem prévia da mistura de partícula; uma zona de endurecimento na referida câmara numa porção intermédia da referida câmara para endurecimento da referida pasta de cimento; e uma zona de secagem na referida câmara numa porção inferior da referida câmara para secar a referida mistura de partícula, e em que o aparelho compreende ainda meios no interior da referida câmara para controlar mistura do referido gás de cada zona e em que os referidos meios para prevenir mistura do referido gás de cada zona canalizando o referido gás introduzido na referida zona de secagem previa para deixar a referida câmara no topo da referida câmara; canalizar o referido gás introduzido na referida zona de endurecimento para deixar a referida câmara por uma saída lateral na referida zona de endurecimento; e canalizar o referido gás introduzido na referida zona de secagem para deixar a referida câmara por uma saída lateral na zona de secagem. 07-03-2007 3