BRPI1007900B1

BRPI1007900B1 - CARBONACE MATERIAL FOR SINTERING IRON ORE

Info

Publication number: BRPI1007900B1
Application number: BRPI1007900-9A
Authority: BR
Inventors: Nomura Seiji; Kasama Shunji
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2018-05-15
Also published as: CN102300965B; JP4681688B2; JPWO2010087468A1; CN102300965A; KR101296887B1; KR20110086638A; BRPI1007900A2; WO2010087468A1

Description

(54) Título: MATERIAL CARBONÁCEO PARA SINTERIZAR MINÉRIO DE FERRO (51) Int.CI.: C10L 5/00; C10B 47/30; C22B 1/16 (30) Prioridade Unionista: 02/02/2009 JP 2009-021204 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): SEIJI NOMURA; SHUNJI KASAMA(54) Title: CARBONACEOUS MATERIAL FOR SINTERING IRON ORE (51) Int.CI .: C10L 5/00; C10B 47/30; C22B 1/16 (30) Unionist Priority: 02/02/2009 JP 2009-021204 (73) Holder (s): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor (s): SEIJI NOMURA; SHUNJI KASAMA

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MATERIAL CARBONÁCEO PARA SINTERIZAR MINÉRIO DE FERRO.Descriptive Report of the Invention Patent for CARBONACEOUS MATERIAL FOR SINTERING IRON ORE.

Campo TécnicoTechnical Field

A presente invenção refere-se a um material carbonáceo que pode ser usado como combustível na sinterização de minério de ferro para produzir minério sinterizado.The present invention relates to a carbonaceous material that can be used as a fuel in the sintering of iron ore to produce sintered ore.

Antecedentes da técnicaBackground of the technique

Na produção de minério sinterizado, primeiramente, materiais misturados que têm minério de ferro pulverizado como material principal, e incluindo calcário, sílica, serpentina e outros materiais secundários, combustível sólido, minério retornado, etc, são misturados por um misturador de tambor etc e são granulados para se obter pseudopartículas, sendo que as pseudopartículas do material misturado são carregadas em uma pálete de sinterização em forma de camada, então o combustível sólido nos materiais misturados na camada de superfície é inflamado e o ar é sugado abaixo da pálete de sinterização para gradualmente fazer a combustão se mover sucessivamente para as camadas inferiores e inflamar os materiais misturados carregados para obter um minério sinterizado.In the production of sintered ore, first, mixed materials that have powdered iron ore as the main material, and including limestone, silica, serpentine and other secondary materials, solid fuel, returned ore, etc., are mixed by a drum mixer etc. and are granules to obtain pseudoparticles, with the pseudoparticles of the mixed material being loaded onto a sintering pallet in the form of a layer, then the solid fuel in the materials mixed in the surface layer is ignited and air is sucked below the sintering pallet to gradually make the combustion move successively to the lower layers and ignite the mixed mixed materials to obtain a sintered ore.

No passado, como combustível sólido na produção de minério sinterizado, coque pulverizado era usado. Coque pulverizado é obtido pela classificação dos blocos de coque que são produzidos por uma coqueira, os quais apresentam tamanhos de partículas pequenos e não podem ser alimentados no alto-forno. .In the past, as solid fuel in the production of sintered ore, pulverized coke was used. Powdered coke is obtained by classifying the coke blocks that are produced by a coconut tree, which have small particle sizes and cannot be fed into the blast furnace. .

Além disso, como combustível sólido para a sinterização de minério de ferro diferente de coque pulverizado, por exemplo, aqueles que se referem aos seguintes PLTs 1 e 2 são conhecidos.In addition, as a solid fuel for sintering iron ore other than pulverized coke, for example, those that refer to the following PLTs 1 and 2 are known.

O documento PLT 1 descreve a formulação de carvão obtido pelo craqueamento térmico a 300°C a 900°C em faixa de temperatura 10% em peso ou mais do combustível (material carbonáceo combustível) que é misturado quando se produz minério sinterizado.The PLT 1 document describes the formulation of coal obtained by thermal cracking at 300 ° C to 900 ° C in a temperature range of 10% by weight or more of the fuel (combustible carbonaceous material) which is mixed when producing sintered ore.

Além disso, o documento PLT 2 descreve o aquecimento e a manutenção de uma mistura de minério de ferro pulverizado e carvão aIn addition, document PLT 2 describes the heating and maintenance of a mixture of pulverized iron ore and coal at

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300°C a 900°C o suficiente para que o carvão seja termicamente craqueado e o uso da substância sólida obtida composta de ”char” e minério de ferro parcialmente reduzido como combustível para uso em sinterização.300 ° C to 900 ° C enough for the coal to be thermally cracked and the use of the obtained solid substance composed of "char" and partially reduced iron ore as fuel for sintering.

Lista de CitaçãoCitation List

Literatura de PatentePatent Literature

PLT 1: Publicação de Patente Japonesa (A) No. 5-230558PLT 1: Japanese Patent Publication (A) No. 5-230558

PLT 2: Publicação de Patente Japonesa (A) No. 5-230557PLT 2: Japanese Patent Publication (A) No. 5-230557

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

Problemas TécnicosTechnical problems

Recentemente, o preço de antracito e de carvão aglomerado que formam o material para coque pulverizado tem aumentado. Portanto, um combustível sólido mais barato alternativo que possa ser usado para a produção de minério sinterizado está sendo buscado.Recently, the price of anthracite and agglomerated coal that make up the powdered coke material has increased. Therefore, a cheaper alternative solid fuel that can be used for the production of sintered ore is being sought.

Além disso, devido às questões ambientais, a redução da quantidade de emissão de dióxido de carbono está sendo buscada. Para alcançar esse objetivo, a redução das unidades primárias de combustível está sendo buscada. Portanto, como combustível sólido alternativo, um superior em eficiência de combustão, se comparado ao combustível sólido convencional, é desejado.In addition, due to environmental issues, the reduction in the amount of carbon dioxide emissions is being sought. To achieve this goal, the reduction of primary fuel units is being pursued. Therefore, as an alternative solid fuel, a superior combustion efficiency, when compared to conventional solid fuel, is desired.

Ademais, um aumento na quantidade de escoamento de um alto forno e a melhoria da razão de escoamento estão sendo buscados. Por esta razão, o aumento da produção de minério sinterizado e a melhoria da qualidade do minério sinterizado se tornam essenciais. Portanto, um novo método de produção de minério sinterizado é buscado, o qual permita a melhoria da produtividade e o rendimento de produto do minério sinterizado, se comparado com o caso do uso de combustível sólido. Nesse ponto, o PLT 1 ou 2 não apresenta nada que diga respeito à melhoria da produtividade e rendimento de produto do minério sinterizado.In addition, an increase in the amount of flow from a blast furnace and an improvement in the flow rate are being sought. For this reason, increasing sintered ore production and improving the quality of sintered ore become essential. Therefore, a new sintered ore production method is sought, which allows the improvement of the productivity and the product yield of the sintered ore, when compared to the case of the use of solid fuel. At this point, PLT 1 or 2 has nothing to do with improving the productivity and product yield of sintered ore.

Além disso, da mesma forma que dióxido de carbono, a redução dos óxidos de nitrogênio (NOx) no gás de exaustão de uma máquina de sinterização está sendo buscada.In addition, like carbon dioxide, the reduction of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of a sintering machine is being sought.

A presente invenção foi feita levando em consideração essa si3/17 tuação e tem como seu objeto a provisão de combustível sólido para sinterizar minério de ferro, ou seja, um material carbonáceo que é menos caro do que o combustível para uso em sinterização convencionalmente usado e excelente em eficiência de combustão e que permite a melhoria da produtividade e rendimento de produto do minério sinterizado e a redução da quantidade de exaustão de óxidos de nitrogênio no momento da produção do minério sinterizado.The present invention was made taking this situation into account and has as its object the provision of solid fuel to sinter iron ore, that is, a carbonaceous material that is less expensive than the fuel used in sintering conventionally used and excellent in combustion efficiency and that allows the improvement of productivity and product yield of sintered ore and the reduction of the amount of nitrogen oxide exhaustion at the time of sintered ore production.

Solução para o ProblemaSolution to the Problem

A presente invenção foi feita levando em consideração o problema acima e tem como fundamento o seguinte:The present invention was made taking into account the above problem and is based on the following:

(1) Um material carbonáceo para uso como combustível sólido para sinterizar minério de ferro, sendo que o material carbonáceo é caracterizado por ter as seguintes propriedades:(1) A carbonaceous material for use as a solid fuel for sintering iron ore, the carbonaceous material being characterized by having the following properties:

(1) uma temperatura inicial de reação de 550°C ou menos, (ii) matéria volátil (VM) de 1,0% ou mais (iii) uma razão de número de átomo de hidrogênio e carbono (H/C) de 0,040 ou mais, e (iv) uma quantidade de poros de um tamanho de poro de 0,1 a 10 pm medida por porosimetria por mercúrio de 50 mm³/g ou mais (2) Um material carbonáceo conforme descrito em (1), caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo tem, ainda, as seguintes propriedades:(1) an initial reaction temperature of 550 ° C or less, (ii) volatile matter (VM) of 1.0% or more (iii) a hydrogen and carbon atom number (H / C) ratio of 0.040 or more, and (iv) a quantity of pores of a pore size of 0.1 to 10 pm measured by mercury porosimetry of 50 mm ³ / g or more (2) A carbonaceous material as described in (1), characterized due to the fact that the carbonaceous material also has the following properties:

(v) uma temperatura máxima de velocidade de reação de 600°C ou menos e (vi) uma velocidade de reação a 1000°C de 0,19 min'¹ ou mais (3) Um material carbonáceo, conforme apresentado em (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo tem, ainda, a seguinte propriedade:(v) a maximum reaction speed temperature of 600 ° C or less and (vi) a reaction speed at 1000 ° C of 0.19 min ' ¹ or more (3) A carbonaceous material, as shown in (1) or (2), characterized by the fact that the carbonaceous material also has the following property:

(viii) um índice de microforça (MSIo,2i) de 20 ou mais (4) Um material carbonáceo conforme apresentado em (1) ou (2), caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo é produzido com o uso de carvão subaglomerado ou de lignito como um material.(viii) a micro-strength index (MSIo, 2i) of 20 or more (4) A carbonaceous material as presented in (1) or (2), characterized by the fact that the carbonaceous material is produced using sub-agglomerated coal or of lignite as a material.

4/17 (5) Um material carbonáceo conforme apresentado em (3), caracterizado pelo fato de que o material carbonáceo é produzido com o uso de carvão subaglomerado ou de lignito como um material.4/17 (5) A carbonaceous material as presented in (3), characterized by the fact that the carbonaceous material is produced with the use of sub-agglomerated coal or lignite as a material.

(6) Um método de produção de minério sinterizado caracterizado pelo uso do material carbonáceo conforme determinado em (1) ou (2) como combustível sólido.(6) A sintered ore production method characterized by the use of carbonaceous material as determined in (1) or (2) as a solid fuel.

(7) Um método de produção de minério sinterizado caracterizado pelo uso do material carbonáceo conforme definido em (3) como combustível sólido.(7) A sintered ore production method characterized by the use of carbonaceous material as defined in (3) as a solid fuel.

(8) Um método de produção de minério sinterizado caracterizado pelo uso do material carbonáceo conforme determinado em (4) como combustível sólido.(8) A sintered ore production method characterized by the use of carbonaceous material as determined in (4) as a solid fuel.

Na presente descrição, a temperatura de início de reação significa a seguinte temperatura. Ou seja, um peso predeterminado (10 a 20 mg) de uma amostra ajustada para um tamanho de partícula predeterminado (0,15 a 0,25 mm) é colocado em um balanço térmico, a temperatura é aumentada em uma atmosfera de ar por uma taxa de elevação de temperatura predeterminada (10°C/min), então a redução de peso é medida. Aqui, a temperatura em que a taxa de redução de peso excede de maneira estável 0,002 (1/min) é chamada de temperatura inicial de reação.In the present description, the reaction initiation temperature means the following temperature. That is, a predetermined weight (10 to 20 mg) of a sample adjusted to a predetermined particle size (0.15 to 0.25 mm) is placed in a thermal balance, the temperature is increased in an air atmosphere by a predetermined temperature rise rate (10 ° C / min), then weight reduction is measured. Here, the temperature at which the weight reduction rate steadily exceeds 0.002 (1 / min) is called the initial reaction temperature.

Além disso, na presente descrição, a temperatura em que a inclinação da curva de redução de peso se torna máxima (temperatura em que a redução de peso por unidade tempo se torna máxima) é chamada de temperatura máxima de velocidade de reação.In addition, in the present description, the temperature at which the slope of the weight reduction curve becomes maximum (temperature at which the weight reduction per unit time becomes maximum) is called the maximum reaction rate temperature.

Ademais, na presente descrição, a velocidade de reação a 1000°C indica a razão de redução de peso por unidade de tempo no início quando se coloca um peso predeterminado (10 a 20 mg) de uma amostra ajustada a um tamanho de partícula predeterminado (0,15 a 0,25 mm) em um balanço térmico, aumentando a temperatura em uma atmosfera de nitrogênio até 1000°C, e, então, mudando a atmosfera para uma atmosfera de ar (razão de redução de peso e peso inicial) (1/min).In addition, in the present description, the reaction speed at 1000 ° C indicates the weight reduction ratio per unit time at the beginning when a predetermined weight (10 to 20 mg) of a sample adjusted to a predetermined particle size is placed ( 0.15 to 0.25 mm) in a thermal balance, increasing the temperature in a nitrogen atmosphere up to 1000 ° C, and then changing the atmosphere to an air atmosphere (weight reduction and initial weight ratio) ( 1 / min).

Além disso, a matéria volátil (VM) da presente descrição podeIn addition, the volatile matter (VM) of the present description can

5/17 ser medida pelo método descrito em JISM8812.5/17 be measured by the method described in JISM8812.

Além disso, a razão de número de átomo de hidrogênio e carbono (H/C) pode ser encontrada por H/C=(H%/1)/(C%/12) com base nos percentuais de peso C% e H% de carbono e hidrogênio medidos por análise elementar.In addition, the hydrogen and carbon atom number ratio (H / C) can be found by H / C = (H% / 1) / (C% / 12) based on the weight percentages C% and H% of carbon and hydrogen measured by elementary analysis.

Ademais, na presente descrição, a quantidade de poros é medida por porosimetria por mercúrio. Porosimetria por mercúrio é a técnica de impregnar os poros finos com mercúrio enquanto se aplica pressão a uma amostra de partículas porosas etc e se obtém informações como a distribuição de tamanhos de poro fino a partir da relação da pressão e da quantidade de mercúrio impregnado. A distribuição da quantidade de poros obtida por porosimetria por mercúrio pode ser determinada com o uso de um porosímetro por mercúrio usado normalmente, que mede a distribuição de quantidades de poros de um tamanho de poro de 0,01 a 100 gm na substância sólida.Furthermore, in the present description, the amount of pores is measured by mercury porosimetry. Mercury porosimetry is the technique of impregnating thin pores with mercury while applying pressure to a sample of porous particles etc. and obtaining information such as the distribution of fine pore sizes from the ratio of pressure and the amount of impregnated mercury. The distribution of the amount of pores obtained by mercury porosimetry can be determined using a commonly used mercury porosimeter, which measures the distribution of pore quantities of a pore size from 0.01 to 100 gm in the solid substance.

Além disso, na presente descrição, o índice de microforça (MSI0.21) significa o percentual de peso em relação à amostra de +0,21 mm (0,21 mm ou mais) quando se coloca 2 g de uma amostra de esferas de ferro de 0,5 a 1,0 mm e 12 φ7,9 mm em um recipiente cilíndrico de φ24,2χΙ_300 mm, aplicando impacto a 25 rpm por 800 rotações, então classificando o resultado por uma peneira de rede 70 (0,21 mm).In addition, in this description, the micro-strength index (MSI0.21) means the percentage of weight in relation to the sample of +0.21 mm (0.21 mm or more) when placing 2 g of a sample of spheres of iron from 0.5 to 1.0 mm and 12 φ7.9 mm in a cylindrical container of φ24.2χΙ_300 mm, applying impact at 25 rpm for 800 rotations, then classifying the result by a 70 mesh sieve (0.21 mm ).

Efeito Vantajoso da InvençãoAdvantageous Effect of the Invention

De acordo com a presente invenção, é possível fornecer combustível para sinterizar minério de ferro que seja mais barato do que o combustível para uso em sinterização convencionalmente usado e excelente em eficiência de combustão e que permita uma melhoria da produtividade e rendimento de produto do minério sinterizado e a redução da quantidade de exaustão de óxidos de nitrogênio no momento da produção do minério sinterizado.According to the present invention, it is possible to provide fuel to sinter iron ore that is cheaper than the fuel for use in conventionally used sintering and excellent in combustion efficiency and that allows an improvement in the productivity and product yield of the sintered ore and the reduction in the amount of nitrogen oxide exhaustion when sintered ore is produced.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of Drawings

A figura 1 é uma vista esquemática de um processo de produção de um material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção.Figure 1 is a schematic view of a process for producing a carbonaceous material of one embodiment of the present invention.

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A figura 2 é um gráfico mostrando a distribuição das quantidades de poros do Exemplo H e Exemplo Comparativo A.Figure 2 is a graph showing the pore distribution of Example H and Comparative Example A.

A figura 3 é um gráfico que mostra as relações entre o peso e a temperatura do Exemplo H e Exemplo Comparativo A.Figure 3 is a graph showing the relationship between weight and temperature of Example H and Comparative Example A.

A figura 4 é um gráfico mostrando as relações entre a taxa de redução de peso e a temperatura do Exemplo H e Exemplo Comparativo A.Figure 4 is a graph showing the relationship between the rate of weight reduction and the temperature of Example H and Comparative Example A.

A figura 5 é uma vista esquemática de um processo de produção de minério sinterizado com o uso do material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção.Figure 5 is a schematic view of a sintered ore production process using the carbonaceous material of one embodiment of the present invention.

A figura 6 é uma vista esquemática que mostra o estado de um material de sinterização em um processo de sinterização.Figure 6 is a schematic view showing the state of a sintering material in a sintering process.

Descrição das ModalidadesDescription of Modalities

O material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção é produzido com o uso, por exemplo, de carvão subaglomerado ou de lignito como um material e craqueamento térmico termicamente com o uso de, por exemplo, um forno rotatório ou outro forno craqueador. Carvão subaglomerado e lignito podem ser adquiridos de maneira extremamente barata se comparado com coque pulverizado. Mesmo considerando os custos de produção, etc, o material pode ser obtido de maneira barata se comparado com o combustível sólido convencional. Note que o material bruto do material carbonáceo de acordo com uma modalidade da presente invenção não é limitado a isso. Também é possível usar carvão de qualidade mais baixa do que o carvão aglomerado (carvão não ou levemente aglomerado, carvão aglomerado, carvão subaglomerado, lignito, etc.), mais especificamente carvão com uma razão de número de átomo de oxigênio e carbono (O/C) de 0,07 ou mais. Dentre esses, usar carvão subaglomerado ou lignito como o material bruto, quando se usa o material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção para produzir minério sinterizado, a produtividade e rendimento de produto são ainda mais aprimorados, então isso é preferível.The carbonaceous material of one embodiment of the present invention is produced using, for example, sub-agglomerated coal or lignite as a material and thermal cracking using, for example, a rotary kiln or other cracking kiln. Sub-agglomerated coal and lignite can be purchased extremely cheaply compared to pulverized coke. Even considering production costs, etc., the material can be obtained cheaply compared to conventional solid fuel. Note that the raw material of the carbonaceous material according to an embodiment of the present invention is not limited to this. It is also possible to use lower quality coal than agglomerated coal (non-or slightly agglomerated coal, agglomerated coal, sub-agglomerated coal, lignite, etc.), more specifically coal with an oxygen atom number and carbon ratio (O / C) 0.07 or more. Among these, using sub-agglomerated coal or lignite as the raw material, when using the carbonaceous material of a modality of the present invention to produce sintered ore, the productivity and product yield are further improved, so this is preferable.

Primeiramente, a produção de um material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção será explicada em detalhes com o uso de um exemplo. A figura 1 é uma vista esquemática do processo de produçãoFirst, the production of a carbonaceous material of one embodiment of the present invention will be explained in detail using an example. Figure 1 is a schematic view of the production process

7/17 de um material carbonáceo 1 de uma modalidade da presente invenção, em que 2 indica um forno termocraqueador (forno rotatório) composto de um recipiente vedado no qual é formado um espaço interior isolado da atmosfera de ar por paredes isolantes de calor. Ademais, 3 indica um forno de preaquecimento, enquanto 4 indica um refrigerador de aspersão de água. Além disso, na figura 1, as setas de linha sólida mostram o fluxo do carvão subaglomerado ou lignito ou outro material bruto do material carbonáceo e o material carbonáceo 1 produzido. Por outro lado, as setas de linha pontilhada mostram o fluxo de gás produzido pelo processo de processo de termocraqueamento etc.7/17 of a carbonaceous material 1 of an embodiment of the present invention, in which 2 indicates a thermo-cracking furnace (rotary furnace) composed of a sealed container in which an interior space isolated from the air atmosphere is formed by heat insulating walls. In addition, 3 indicates a preheating oven, while 4 indicates a water spray cooler. In addition, in figure 1, the solid line arrows show the flow of the sub-agglomerated coal or lignite or other raw material of the carbonaceous material and the carbonaceous material 1 produced. On the other hand, the dotted line arrows show the gas flow produced by the thermocracking process, etc.

Primeiro, o carvão subaglomerado ou lignito de material bruto é carregado no interior de um funil (não mostrado) a partir do qual é alimentado através de uma primeira válvula rotatória 5a para uma transportadora helicoidal 3a do forno de preaquecimento 3. O carvão subaglomerado ou lignito carregado através da transportadora helicoidal 3a para o interior do forno de preaquecimento 3 é aquecido no forno de preaquecimento 3 como prétratamento a por exemplo 490°C através do qual a umidade é removida.First, the sub-agglomerated coal or lignite of crude material is loaded into a funnel (not shown) from which it is fed through a first rotary valve 5a to a helical conveyor 3a of the preheat furnace 3. The sub-agglomerated or lignite coal loaded through the helical conveyor 3a into the preheat oven 3 is heated in the preheat oven 3 as pretreatment to, for example, 490 ° C through which moisture is removed.

O carvão subaglomerado ou lignito pré-tratado é descarregado do forno de preaquecimento 3, e, então, alimentado através de uma segunda válvula rotatória 5b à transportadora helicoidal 2a do forno rotatório 2 e carregado no interior do forno rotatório 2. No forno rotatório 2, o material do carvão subaglomerado ou lignito é agitado e movido a qualquer velocidade enquanto é craqueado termicamente a 650 a 850°C. Devido a isso, parte da matéria volátil (VM: hidrocarbonetos, CO, H₂, e outros ingredientes gasosos) e alcatrão é liberada do carvão subaglomerado ou lignito. Por outro lado, o ingrediente sólido que permanece no forno rotatório é chamado carvão. Isso se torna o material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção que tem suas propriedades explicadas adiante. O carvão pode ser alimentado para fora a partir do interior do forno rotatório 2, e, então, resfriado pelo refrigerador de aspersão de água 4 e armazenado para uso no forno de sinterização.The pre-treated sub-agglomerated coal or lignite is discharged from the preheating furnace 3, and then fed through a second rotary valve 5b to the helical conveyor 2a of the rotary kiln 2 and loaded into the rotary kiln 2. In the rotary kiln 2, the material of the sub-agglomerated coal or lignite is agitated and moved at any speed while being thermally cracked at 650 to 850 ° C. Because of this, part of the volatile matter (VM: hydrocarbons, CO, H ₂ , and other gaseous ingredients) and tar is released from the sub-agglomerated or lignite coal. On the other hand, the solid ingredient that remains in the rotary kiln is called coal. This becomes the carbonaceous material of a modality of the present invention that has its properties explained below. The coal can be fed out from inside the rotary kiln 2, and then cooled by the water spray cooler 4 and stored for use in the sintering kiln.

O material carbonáceo (carvão) que é produzido pelo termocra8/17 queamento no forno rotatório 2 se difere, em geral, do coque endurecido no que é um material carbonáceo que se pulveriza facilmente. Conforme é bem conhecido, coque é carbonizado em um forno para coque a 1100 a 1200°C. As partículas de carvão se juntam para formar blocos. No caso do material carbonáceo da presente invenção, tal habilidade de aglomeração é desnecessária. O material precisa apenas ser um produto termicamente craqueado composto de carvão a partir do qual parte da matéria volátil e alcatrão foi removida.The carbonaceous material (coal) that is produced by the thermocra8 / 17 plating in the rotary kiln 2 differs, in general, from the hardened coke in what is a carbonaceous material that is easily pulverized. As is well known, coke is charred in a coke oven at 1100 to 1200 ° C. The coal particles come together to form blocks. In the case of the carbonaceous material of the present invention, such an ability to agglomerate is unnecessary. The material only needs to be a thermally cracked product composed of coal from which part of the volatile matter and tar has been removed.

Note que, na presente modalidade, o material é pré-tratado pelo forno de preaquecimento 3, então carregado no forno rotatório 2 e termicamente craqueado, mas também é possível realizar o termocraqueamento enquanto se omite o pré-tratamento.Note that, in this mode, the material is pre-treated by the preheating oven 3, then loaded in the rotary oven 2 and thermally cracked, but it is also possible to perform the thermocracking while omitting the pre-treatment.

Além disso, o método de resfriamento não é particularmente limitado. Além do refrigerador de aspersão de água, também é possível usar um refrigerador rotatório do tipo de resfriamento externo.In addition, the method of cooling is not particularly limited. In addition to the water spray cooler, it is also possible to use a rotary cooler of the external cooling type.

Ademais, o gás que é produzido por termocraqueamento (gás VM) pode ser reutilizado ao alimentá-lo do forno para uma instalação de utilização de gás. Especificamente, também é possível alimentar o gás que é produzido por termocraqueamento como combustível para o forno rotatório 1 e craquear termicamente o carvão subaglomerado ou lignito. Além disso, também é possível queimar o gás em um forno de combustão 6, e então alimentar o gás de exaustão de combustão ao forno de preaquecimento 2 para utilizá-lo de maneira eficaz no processo de preaquecimento.In addition, the gas that is produced by thermocracking (VM gas) can be reused by feeding it from the oven to a gas utilization facility. Specifically, it is also possible to feed the gas that is produced by thermo-cracking as fuel for the rotary kiln 1 and to crack the sub-agglomerated or lignite coal thermally. In addition, it is also possible to burn the gas in a combustion oven 6, and then supply the flue exhaust gas to the preheat oven 2 to use it effectively in the preheating process.

O material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção (carvão) que é produzido por termocraqueamento de carvão subaglomerado ou lignito a 650 a 850°C, dessa forma, tem matéria volátil (VM) de 1,0% ou mais, uma razão de número de átomo de hidrogênio e carbono (H/C) de 0,040 ou mais, uma quantidade de poros de tamanho 0,1 a 10 pm medida por porosimetria por mercúrio de 50 mm³/g ou mais, e uma temperatura inicial de reação de 550°C ou menos.The carbonaceous material of a modality of the present invention (coal) which is produced by thermocracking of sub-agglomerated or lignite coal at 650 to 850 ° C, thus, has volatile matter (VM) of 1.0% or more, a number ratio of hydrogen and carbon atom (H / C) of 0.040 or more, a quantity of pores of size 0.1 to 10 pm measured by mercury porosimetry of 50 mm ³ / g or more, and an initial reaction temperature of 550 ° C or less.

Ou seja, o material carbonáceo, de acordo com uma modalidade da presente invenção que tem matéria volátil (VM) de 1,0% ou mais, é sus9/17 cetível ao rompimento da estrutura química e começa a reagir a uma temperatura mais baixa do que quando carregado juntamente ao minério de ferro etc em um forno de sinterização. Além disso, ao fazer a razão de número de átomo (H/C) 0,040 ou mais, a estrutura acaba incluindo uma grande quantidade de átomos de hidrogênio, há policiclização insuficiente dos grupos aromáticos, a estrutura química se rompe facilmente e as estruturas que começam a reagir a uma baixa temperatura são incluídas.That is, the carbonaceous material, according to a modality of the present invention that has a volatile matter (MV) of 1.0% or more, is susceptible to disruption of the chemical structure and begins to react at a lower temperature than that when loaded together with iron ore etc. in a sintering furnace. In addition, by making the atom number ratio (H / C) 0.040 or more, the structure ends up including a large amount of hydrogen atoms, there is insufficient polycyclicization of the aromatic groups, the chemical structure breaks down easily and the structures that begin reacting at a low temperature are included.

Além disso, ao fazer a quantidade de poros de um tamanho de 0,1 a 10 pm medidos por porosimetria por mercúrio 50 mm³/g ou mais, a temperatura inicial de combustão se torna mais baixa e a taxa de combustão se torna maior se comparada com quando o valor é menor do que 50 mm³/g, de modo que a reação de sinterização seja mais promovida. Note que os poros de um tamanho menor que 0,1 pm têm uma taxa de difusão de oxigênio relativamente mais lenta se comparada à taxa de combustão sob as condições atmosféricas de reação na camada de sinterização, de modo que o tamanho da pequena quantidade de poros não se torne um fator determinante na combustibilidade. Ademais, poros maiores que 10 pm têm áreas de superfícies de poro pequenas, tendo, então, pouco efeito da combustibilidade. Portanto, no material carbonáceo, de acordo com uma modalidade da presente invenção, a quantidade de poros com um tamanho de poro de 0,1 a 10 pm tem uma grande influência na combustibilidade. Aqui, para facilitar a compreensão, a figura 2 mostra a distribuição da quantidade de poros do material carbonáceo do Exemplo H explicado posteriormente e o coque pulverizado do Exemplo comparativo A. Conforme mostrado na figura 2, no Exemplo H, há muito mais poros de um tamanho de 0,1 a 10 pm se comparado com o Exemplo comparativo A.In addition, by making the amount of pores a size of 0.1 to 10 pm measured by porosimetry by mercury 50 mm ³ / g or more, the initial combustion temperature becomes lower and the combustion rate becomes higher if compared to when the value is less than 50 mm ³ / g, so that the sintering reaction is more promoted. Note that pores of a size less than 0.1 pm have a relatively slower rate of oxygen diffusion compared to the rate of combustion under atmospheric conditions of reaction in the sintering layer, so that the size of the small amount of pores do not become a determining factor in combustibility. In addition, pores larger than 10 pm have small pore surface areas, thus having little effect on combustibility. Therefore, in the carbonaceous material, according to one embodiment of the present invention, the amount of pores with a pore size of 0.1 to 10 pm has a great influence on combustibility. Here, for ease of understanding, Figure 2 shows the pore quantity distribution of the carbonaceous material of Example H explained later and the pulverized coke of Comparative Example A. As shown in Figure 2, in Example H, there are many more pores in one size from 0.1 to 10 pm compared to Comparative Example A.

Além disso, um material carbonáceo que tem as propriedades acima de matéria volátil (VM), a razão de número de átomo (H/C), e a quantidade de poros de um tamanho de 0,1 a 10 pm medida por porosimetria por mercúrio, tem a temperatura inicial de reação de 550°C ou menos e começa a reagir a uma temperatura mais baixa que coque pulverizado. Aqui, para facilidade de compreensão, a figura 3 mostra as curvas de redução de pesoIn addition, a carbonaceous material that has the above properties of volatile matter (VM), the atom number ratio (H / C), and the amount of pores of a size from 0.1 to 10 pm measured by mercury porosimetry. , has an initial reaction temperature of 550 ° C or less and starts to react at a lower temperature than pulverized coke. Here, for ease of understanding, figure 3 shows the weight reduction curves

10/17 do Exemplo H e do Exemplo comparativo A, enquanto a figura 4 coloca em diagramas os primeiros diferenciais da figura 3 na ordenada e mostra as curvas de taxa de redução de peso que expressam a relação entre a temperatura e velocidade de reação. Conforme mostrado na figura 3 e figura 4, o material carbonáceo do Exemplo H tem uma temperatura inicial de reação mais baixa do que aquela do coque pulverizado do Exemplo comparativo A ou menor que 550°C.10/17 of Example H and Comparative Example A, while figure 4 diagrams the first differentials of figure 3 in the ordinate and shows the weight reduction rate curves that express the relationship between temperature and reaction speed. As shown in figure 3 and figure 4, the carbonaceous material of Example H has an initial reaction temperature lower than that of the pulverized coke of Comparative Example A or less than 550 ° C.

Em conformidade, o combustível sólido de uma modalidade da presente invenção composto do material carbonáceo, quando incendiado em uma máquina de sinterização, emite hidrocarbonetos ou outros gases (gases de combustão) a uma temperatura mais baixa do que o coque pulverizado. O gás de combustão acelera o aumento da temperatura do material combustível para uso em sinterização e promove a reação de sinterização na zona de sinterização. A eficiência de combustão é melhorada, de modo que seja possível realizar uma redução das unidades principais de combustível para uso em sinterização e seja possível reduzir a quantidade de exaustão de dióxido de carbono no momento da produção de minério sinterizado se comparado com o anterior. Além disso, o minério sinterizado que é produzido com o uso do combustível sólido de uma modalidade da presente invenção composto do material carbonáceo tem uma força maior se comparado ao minério sinterizado que é produzido com o uso de coque pulverizado, portanto, a produtividade e o rendimento de produto do minério sinterizado podem ser melhorados.Accordingly, the solid fuel of an embodiment of the present invention composed of the carbonaceous material, when ignited in a sintering machine, emits hydrocarbons or other gases (flue gases) at a lower temperature than the pulverized coke. The flue gas accelerates the increase in the temperature of the combustible material for use in sintering and promotes the sintering reaction in the sintering zone. The combustion efficiency is improved, so that it is possible to reduce the main fuel units for use in sintering and it is possible to reduce the amount of carbon dioxide exhaustion at the time of sintered ore production compared to the previous one. In addition, the sintered ore that is produced using the solid fuel of a modality of the present invention composed of the carbonaceous material has a greater strength compared to the sintered ore that is produced using the pulverized coke, therefore, the productivity and the Product yield of sintered ore can be improved.

Além disso, conforme explicado acima, já que a eficiência de combustão é melhorada, a quantidade de produção dos óxidos de nitrogênio no momento da combustão é reduzida. Acredita-se nisso porque a combustão é boa, então a concentração de CO em volta do material carbonáceo é relativamente alta e os óxidos de nitrogênio que são produzidos a partir do material carbonáceo são facilmente reduzidos. Portanto, ao usar o material carbonáceo da presente modalidade para produzir minério sinterizado, é possível reduzir a quantidade de exaustão de óxidos de nitrogênio no momento da produção de minério sinterizado se comparado com o anterior.In addition, as explained above, since combustion efficiency is improved, the amount of nitrogen oxide production at the time of combustion is reduced. This is believed because combustion is good, so the CO concentration around the carbonaceous material is relatively high and the nitrogen oxides that are produced from the carbonaceous material are easily reduced. Therefore, by using the carbonaceous material of the present modality to produce sintered ore, it is possible to reduce the amount of nitrogen oxide exhaustion at the time of sintered ore production compared to the previous one.

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Nota-se que, se for usado um material carbonáceo com alta matéria volátil (VM) em uma máquina de sinterização, parte da matéria volátil (VM) que é produzida na região de baixa temperatura é sugada por um coletor e soprador de poeira sem contribuir com a combustão, de modo que, às vezes, uma manutenção mais frequente do coletor de poeira, etc se torne necessária. Isso envolve trabalho e custo. Por esta razão, o material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção tem, de preferência, matéria volátil (VM) de 10% ou menos.Note that if a carbonaceous material with high volatile matter (VM) is used in a sintering machine, part of the volatile matter (VM) that is produced in the low temperature region is sucked in by a dust collector and blower without contributing combustion, so that sometimes more frequent maintenance of the dust collector, etc. becomes necessary. This involves work and cost. For this reason, the carbonaceous material of one embodiment of the present invention preferably has a volatile matter (VM) of 10% or less.

Além disso, o material carbonáceo de acordo com uma modalidade da presente invenção tem, de preferência, uma temperatura máxima de velocidade de reação de 600°C ou menos e uma velocidade de reação a 1000°C de 0,19 min'¹ ou mais. Por ter tais propriedades, a reação de sinterização pode ser ainda mais promovida, de modo que a produtividade e o rendimento de produto do minério sinterizado possam ser ainda melhorados.In addition, the carbonaceous material according to one embodiment of the present invention preferably has a maximum reaction rate temperature of 600 ° C or less and a reaction rate at 1000 ° C of 0.19 min ' ¹ or more . By having such properties, the sintering reaction can be further promoted, so that the productivity and product yield of the sintered ore can be further improved.

Ainda adicionalmente, o material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção tem, de preferência, um índice de microforça (MSI0.21) de 20 ou mais além das condições acima. Se 20 ou mais, a produtividade e rendimento do minério sinterizado são melhorados ainda mais. Dessa forma, a razão pela qual, quando o índice de resistência micro é 20 ou mais, a produtividade e o rendimento são melhorados, não é clara mas no processo de misturar isso com o material de minério de ferro e granulálos para preparar materiais misturados, a taxa do material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção que é triturado e forma um pó fino cai, de modo que a taxa da exposição do material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção na superfície dos grânulos dos materiais misturados se torne maior e, como consequência, a ignitabilidade dos grânulos seja aumentada e a pulverização seja suprimida. Como consequência, acredita-se que há menos dispersão e perda de função como combustível.Still further, the carbonaceous material of one embodiment of the present invention preferably has a micro-strength index (MSI0.21) of 20 or more in addition to the above conditions. If 20 or more, the productivity and yield of the sintered ore are further improved. Thus, the reason why, when the micro resistance index is 20 or more, productivity and yield are improved, it is not clear but in the process of mixing this with the iron ore material and granulating them to prepare mixed materials, the rate of the carbonaceous material of a modality of the present invention that is crushed and forms a fine powder falls, so that the rate of exposure of the carbonaceous material of a modality of the present invention on the surface of the granules of the mixed materials becomes greater and, as Consequently, the ignitability of the granules is increased and the spraying is suppressed. As a consequence, it is believed that there is less dispersion and loss of function as a fuel.

A seguir, a produção de minério sinterizado com o uso do material carbonáceo da presente modalidade será explicada com referência ao caso do uso de uma máquina de sinterização do tipo Dwight Loyd do tipo de sucção para baixo. A figura 5 é uma vista esquemática do processo de pro12/17 dução de minério sinterizado, em que 10 indica uma máquina de sinterização, 11 (11a a 11 d) indica funis, e 12 (12a, 12b) indica misturadores de tambor.Next, the production of sintered ore using the carbonaceous material of the present modality will be explained with reference to the case of the use of a sintering machine of the Dwight Loyd type of the suction type downwards. Figure 5 is a schematic view of the sintered ore production process, where 10 indicates a sintering machine, 11 (11a to 11d) indicates funnels, and 12 (12a, 12b) indicates drum mixers.

Primeiramente, os materiais brutos do minério sinterizado, ou seja, o minério de ferro triturado para pó ou um tamanho de partícula adequado, o calcário, serpentina ou outros materiais secundários, o minério retornado, o material carbonáceo da presente modalidade, coque pulverizado, ou outro combustível sólido, são carregados nos interiores dos funis de minério de ferro 11a, funil de material secundário 11b, funil de minério retornado 11c, e funil de combustível sólido 11 d. O minério de ferro, os materiais secundários, o minério retornado e o combustível sólido alimentados a partir dos funis são carregados em uma razão predeterminada à misturação com o uso do misturador de tambor 12a onde são triturados e misturados, então, umidade é adicionada para a granulação em um misturador de tambor de uso para granulação 12b para formar pseudopartículas (grânulos). As pseudopartículas são carregadas no interior do funil de compensação 13 e, então, são retiradas pelo alimentador de tambor 14 e são carregadas em uma forma de camada para uma espessura predeterminada (for exemplo, 500 a 700 mm) em uma pálete sem fim 10a de uma máquina de sinterização do tipo Dwight Lloyd 10 (abaixo, a camada em que as pseudopartículas são empilhadas sendo chamada de a camada de material 31).Firstly, the raw materials of the sintered ore, that is, the iron ore crushed to powder or a suitable particle size, the limestone, serpentine or other secondary materials, the returned ore, the carbonaceous material of the present modality, pulverized coke, or other solid fuel, are loaded inside the iron ore hoppers 11a, secondary material funnel 11b, returned ore funnel 11c, and solid fuel funnel 11 d. Iron ore, secondary materials, returned ore and solid fuel fed from the hoppers are loaded at a predetermined rate for mixing using the drum mixer 12a where they are crushed and mixed, then moisture is added to the granulation in a 12b granulation drum mixer to form pseudoparticles (granules). The pseudoparticles are loaded into the compensation funnel 13 and then removed by the drum feeder 14 and loaded in a layered form to a predetermined thickness (for example, 500 to 700 mm) on an endless pallet 10a of a sintering machine of the type Dwight Lloyd 10 (below, the layer in which the pseudoparticles are stacked being called the material layer 31).

A seguir, uma fornalha de ignição 15 é usada para inflamar o combustível sólido nos grânulos (pseudopartículas) na camada de superfície na pálete 10a e começar o processo de sinterização. Após a ignição, caixas de vento 10b são usadas para sugar o ar em direção ao fundo, sendo que o combustível sólido e a matéria volátil que são exauridos do combustível sólido sejam queimados, e o calor da combustão seja usado para sinterizar as pseudopartículas na pálete 10a para obter os pães sinterizados 40.Next, an ignition furnace 15 is used to ignite the solid fuel in the granules (pseudoparticles) in the surface layer on the pallet 10a and begin the sintering process. After ignition, windboxes 10b are used to suck air towards the bottom, where the solid fuel and volatile matter that are exhausted from the solid fuel are burned, and the heat of combustion is used to sinter the pseudoparticles on the pallet 10a to obtain the sintered breads 40.

A figura 6 mostra esquematicamente o estado do material de sinterização no processo de sinterização. Ela ilustra a distribuição de temperatura em um certo ponto do tempo no material de sinterização na pálete 10b quando se usa o combustível sólido da presente modalidade como combus13/17 tível de uso em sinterização. A fornalha de ignição 15 é usada para inflamar o material carbonáceo, etc da presente modalidade no topo da camada de material 31. A zona de sinterização 32 desce, mas, na zona de secagem 33 logo abaixo da zona de sinterização, o gás de combustão faz com que a temperatura do material e do combustível aumente. Por outro lado, a parte onde a combustão ocorreu anteriormente e terminou tem uma queda de temperatura e se torna uma zona de resfriamento 34. Ao se referir à figura 5 em adição à figura 6, será compreendido que um ponto de virada da pálete sem fim 10a está próximo, a combustão prossegue, a camada de material 31 é reduzida, a zona de resfriamento 34 é aumentada, e a massa sinterizada 40 é formada. Note que a distribuição de temperatura mostrada na figura 6 mostra substancialmente o mesmo comportamento que o caso convencional de usar coque pulverizado como combustível sólido.Figure 6 shows schematically the state of the sintering material in the sintering process. It illustrates the temperature distribution at a certain point in time in the sintering material on pallet 10b when using the solid fuel of the present modality as a combustion agent for use in sintering. The ignition furnace 15 is used to ignite the carbonaceous material, etc. of the present embodiment at the top of the material layer 31. The sintering zone 32 goes down, but in the drying zone 33 just below the sintering zone, the flue gas causes the material and fuel temperature to rise. On the other hand, the part where the combustion occurred previously and ended has a temperature drop and becomes a cooling zone 34. When referring to figure 5 in addition to figure 6, it will be understood that a turning point of the endless pallet 10a is close, combustion proceeds, the material layer 31 is reduced, the cooling zone 34 is increased, and the sintered mass 40 is formed. Note that the temperature distribution shown in figure 6 shows substantially the same behavior as the conventional case of using pulverized coke as a solid fuel.

A massa sinterizada que é formada pelo processo de sinterização é descarregada da pálete sem fim 10a, e então triturada pelo primeiro triturador 16 e o ar é resfriado no refrigerador 17. A seguir, é ainda mais triturado pelo crivo grosso 18 e pelo segundo triturador 19 e fornecido a uma peneira de múltiplos estágios 20 para se tornar minério sinterizado tendo um tamanho de partícula predeterminado. Por outro lado, o minério sinterizado não satisfazendo o tamanho de partícula predeterminado se torna minério retornado e é reutilizado como material de sinterização.The sintered mass that is formed by the sintering process is discharged from the endless pallet 10a, and then crushed by the first crusher 16 and the air is cooled in the refrigerator 17. Then, it is further crushed by the coarse sieve 18 and the second crusher 19 and supplied to a multistage screen 20 to become sintered ore having a predetermined particle size. On the other hand, sintered ore that does not satisfy the predetermined particle size becomes returned ore and is reused as sintering material.

Note que o gás produzido pelo processo de sinterização é descarregado das caixas de vento 10b, corre por um coletor de poeira 21 e um ventilador 22, e é exaurido a partir de um tubo de exaustão 23.Note that the gas produced by the sintering process is discharged from the windboxes 10b, flows through a dust collector 21 and a fan 22, and is exhausted from an exhaust pipe 23.

O material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção pode ser usado como pelo menos parte do combustível sólido que é carregado no funil. A razão de mistura do material carbonáceo da presente modalidade no combustível sólido que é usado para a produção do minério sinterizado não é particularmente limitada. Também é possível tonar o combustível sólido completamente o material carbonáceo da presente modalidade. O material carbonáceo de uma modalidade da presente invenção também pode ser usado com o coque pulverizado.The carbonaceous material of one embodiment of the present invention can be used as at least part of the solid fuel that is loaded into the funnel. The mixing ratio of the carbonaceous material of the present modality to the solid fuel that is used for the production of the sintered ore is not particularly limited. It is also possible to tone the solid fuel completely with the carbonaceous material of the present modality. The carbonaceous material of one embodiment of the present invention can also be used with powdered coke.

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ExemplosExamples

Abaixo, os exemplos da presente invenção serão explicados. Note que a presente invenção não é limitada às condições, etc mostradas abaixo, contanto que o objeto da presente invenção não seja prejudicado.Below, examples of the present invention will be explained. Note that the present invention is not limited to the conditions, etc. shown below, as long as the object of the present invention is not impaired.

Um forno rotatório foi usado para craquear termicamente o material mostrado na Tabela 1 a 650 a 850°C para produzir os materiais carbonáceos dos Exemplos C a I. A razão da matéria volátil (VM), a razão de número de átomo de hidrogênio e carbono (H/C), a temperatura inicial de reação, a temperatura máxima de velocidade de reação, a velocidade de reação a 1000°C, a quantidade de poros de 0,1 a 10 pm por porosimetria por mercúrio (medido com o uso de um porosímetro de mercúrio), e o índice de microforça foram determinados para estes.A rotary kiln was used to thermally crack the material shown in Table 1 at 650 to 850 ° C to produce the carbonaceous materials of Examples C to I. The volatile matter (VM) ratio, the hydrogen and carbon atom number ratio (H / C), the initial reaction temperature, the maximum temperature of the reaction speed, the reaction speed at 1000 ° C, the amount of pores from 0.1 to 10 pm by mercury porosimetry (measured with the use of a mercury porosimeter), and the micro strength index were determined for these.

Ou seja, para a temperatura inicial de reação, 10 mg de uma amostra ajustada a um tamanho de partícula de 0,15 a 0,25 mm foram colocados em um balanço térmico, a temperatura foi aumentara em uma atmosfera de ar a uma taxa de elevação de temperatura de 10°C/min, e a redução de peso foi medida. A temperatura na qual a taxa de redução de peso nesse momento excedeu de maneira estável 0,002 (l/min) foi tida como a temperatura inicial de reação.That is, for the initial reaction temperature, 10 mg of a sample adjusted to a particle size of 0.15 to 0.25 mm were placed in a thermal balance, the temperature was increased in an air atmosphere at a rate of temperature rise of 10 ° C / min, and weight reduction was measured. The temperature at which the weight reduction rate at that time steadily exceeded 0.002 (l / min) was taken as the initial reaction temperature.

Além disso, para a temperatura máxima de velocidade de reação, uma curva de redução de peso, como aquela mostrada na figura 1, foi preparada a partir da medição acima da redução de peso, e a temperatura na qual a inclinação da curva de redução de peso se tornou máxima (temperatura em que a redução de peso por unidade de tempo se tornou máxima) foi tida como a temperatura máxima de velocidade de reação.In addition, for the maximum reaction speed temperature, a weight reduction curve, like the one shown in figure 1, was prepared from the measurement above the weight reduction, and the temperature at which the slope of the weight became maximum (temperature at which the weight reduction per unit of time became maximum) was taken as the maximum reaction speed temperature.

Além disso, para a velocidade de reação a 1000°C, 10 mg de uma amostra ajustada a um tamanho de partícula de 0,15 a 0,25 mm foram colocados em um balanço térmico, sendo que a temperatura foi aumentada em uma atmosfera de nitrogênio até 1000°C, então a atmosfera foi transformada em uma atmosfera de ar e a razão com a redução de peso por unidade de tempo inicial (razão de redução de peso e peso inicial) (1/min) foi medida.In addition, for the reaction speed at 1000 ° C, 10 mg of a sample adjusted to a particle size of 0.15 to 0.25 mm were placed in a thermal balance, and the temperature was increased in an atmosphere of nitrogen up to 1000 ° C, then the atmosphere was transformed into an air atmosphere and the ratio of weight reduction per initial time unit (ratio of weight reduction to initial weight) (1 / min) was measured.

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Além disso, a matéria volátil (VM) foi medida pelo método descrito em JISM8812.In addition, the volatile matter (VM) was measured by the method described in JISM8812.

Além disso, a razão de número de átomo de hidrogênio e carbono (H/C) foi calculada por H/C=(H%/1 )/(C%/12) com base no percentual de pesos C% e H% de carbono e hidrogênio medidos por análise elementar.In addition, the hydrogen and carbon atom number ratio (H / C) was calculated by H / C = (H% / 1) / (C% / 12) based on the percentage of weights C% and H% of carbon and hydrogen measured by elementary analysis.

Além disso, a quantidade de poros de tamanho de poro de 0,1 a 10 gm medida por porosimetria por mercúrio foi medida com o uso de um porosímetro de mercúrio.In addition, the amount of pore size pores from 0.1 to 10 gm measured by mercury porosimetry was measured using a mercury porosimeter.

Além disso, o índice de microforça (MSI0.21) foi determinado ao colocar 2 g de uma amostra de 0,5 a 1,0 mm e esferas de ferro de 12 φ7.9 mm em um recipiente cilíndrico de φ24.2χ!_300 mm, aplicando impacto a 25 rpm por 800 rotações, classificando, então, o resultado por uma peneira de rede 70 (0,21 mm), e encontrando o percentual de peso do peso de +0,21 mm (0,21 mm ou mais) quando se mede o peso em relação do peso da amostra.In addition, the micro-strength index (MSI0.21) was determined by placing 2 g of a 0.5 to 1.0 mm sample and 12 φ7.9 mm iron spheres in a φ24.2χ! _300 cylindrical container mm, applying an impact at 25 rpm for 800 revolutions, then classifying the result through a 70 mesh sieve (0.21 mm), and finding the weight weight percentage of +0.21 mm (0.21 mm or plus) when measuring weight in relation to sample weight.

Além disso, a produtividade e o rendimento de produto do minério sinterizado quando se usa os materiais carbonáceos dos Exemplos C a I foram avaliados por um teste de teste em pote de sinterização.In addition, the productivity and product yield of the sintered ore when using the carbonaceous materials of Examples C to I were assessed by a sinter pot test test.

Como teste em pote de sinterização, um aparelho de teste de sinterização de um diâmetro de 30 cm e uma altura de camada de 60 cm foi usado. Um teste foi realizado para produzir minério sinterizado por materiais misturados predeterminados de minério de ferro australiano: 53%, minério de ferro brasileiro: 30%, calcário: 14%, e serpentina: 3% (toda a massa%). Primeiramente, os materiais misturados foram carregados para o interior do aparelho de teste de sinterização até uma altura de 60 cm, então, o material carbonáceo na camada de superfície da camada de material foi inflamado por 90 segundos por um bico de gás propano. Depois disso, a reação de sinterização foi realizada enquanto suga-se o ar para baixo por uma pressão negativa determinada de 15 kPa. O corpo sinterizado após a completude da série de sinterização foi resfriado suficientemente e, então, deixou-se que caísse de uma altura de 2 m quatro vezes para triturá-lo. Partículas de um tamanho de partícula de 5 mm ou maior foram recuperadas como o minérioAs a sinter pot test, a sinter tester with a diameter of 30 cm and a layer height of 60 cm was used. A test was carried out to produce sintered ore using predetermined mixed materials of Australian iron ore: 53%, Brazilian iron ore: 30%, limestone: 14%, and serpentine: 3% (all mass%). First, the mixed materials were loaded into the sintering tester to a height of 60 cm, then the carbonaceous material in the surface layer of the material layer was ignited for 90 seconds by a propane burner. After that, the sintering reaction was carried out while suctioning the air downwards with a determined negative pressure of 15 kPa. The sintered body after the completion of the sintering series was cooled sufficiently and then allowed to fall from a height of 2 m four times to crush it. Particles of 5 mm or larger particle size were recovered as the ore

16/17 sinterizado. A produtividade e o rendimento do minério sinterizado foram medidos a partir desse balanço de material. A avaliação foi realizada pela produtividade e o rendimento de produto. O estado, quando equivalente se comparado às condições base com o uso de coque pulverizado (material carbonáceo A), foi avaliado como Adequado, o estado, quando era bom, foi avaliado Bom, e o estado, quando ainda melhor, foi avaliado como Muito bom. Além disso, o NOx no gás de exaustão no teste em pote de sinterização também foi medido.Sintered 16/17. The productivity and the yield of the sintered ore were measured from this material balance. The evaluation was carried out by productivity and product yield. The state, when equivalent compared to the base conditions with the use of pulverized coke (carbonaceous material A), was assessed as Adequate, the state, when it was good, was assessed Good, and the state, when even better, was assessed as Very good. In addition, NOx in the exhaust gas in the sintering pot test was also measured.

Os resultados são mostrados na Tabela 1. Além disso, como Exemplo comparativo A, uma medição comparativa e uma avaliação como nos exemplos da invenção foram realizadas com o uso de coque pulverizado como o combustível sólido. Ademais, como o Exemplo comparativo B, um material carbonáceo foi produzido por um método similar aos exemplos da invenção com o uso do material para o material carbonáceo como carvão aglomerado e foi medido e avaliado da mesma forma que os exemplos da invenção.The results are shown in Table 1. In addition, as Comparative Example A, a comparative measurement and evaluation as in the examples of the invention were carried out using powdered coke as the solid fuel. Furthermore, like Comparative Example B, a carbonaceous material was produced by a method similar to the examples of the invention using the material for the carbonaceous material as agglomerated coal and was measured and evaluated in the same way as the examples of the invention.

Conforme mostrado na Tabela 1, os Exemplos C a I, os quais têm uma temperatura de início de reação menor que 550°C, são melhorados em produtividade, se comparados ao exemplo comparativo como uso de coque pulverizado e são, também, melhorados em rendimento de produto. Em particular, os Exemplos F a I que têm uma temperatura máxima de velocidade de reação menor que 600°C e uma velocidade de reação a 1000°C maior que 0,19 min'¹ são ainda melhorados em produtividade e rendimento de produto. Ainda adicionalmente, os Exemplos H e I que satisfazem as condições acima e têm um índice de microforça acima de 20 rendem efeitos ainda maiores de melhoria de produtividade e rendimento de produto. Além disso, a concentração de NOx no gás de exaustão também pode ser reduzida.As shown in Table 1, Examples C to I, which have a reaction initiation temperature less than 550 ° C, are improved in productivity, if compared to the comparative example like sprayed coke and are also improved in yield of product. In particular, Examples F to I which have a maximum reaction rate temperature less than 600 ° C and a reaction rate at 1000 ° C greater than 0.19 min ^-1 are further improved in productivity and product yield. In addition, Examples H and I that satisfy the above conditions and have a micro-strength index above 20 yield even greater effects of improving productivity and product yield. In addition, the NOx concentration in the exhaust gas can also be reduced.

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Tabela 1Table 1

Νοχ (PPM) Νοχ (PPM) 225 225 215 215 195 195 160 160 O o CM O O CM 150 150 LO O CM LO O CM IO co v— IO co v— IO co IO co Avaliação de Teste em pote de sinterização Sintering Pot Test Evaluation Rendimento de produto Yield of product Adequado I_____ Adequate I_____ Adequado Adequate Bom Good Bom Good Bom Good Bom a muito bom Good at very good Bom a muito bom Good at very good Muito bom Very good Muito bom Very good Produtividade Productivity Adequado Adequate Adequado Adequate Bom Good Bom Good Bom Good Bom a muito bom Good to very good Bom a muito bom Good to very good Muito bom Very good Muito bom Very good £ o co £ O co IO IO I 44 I I I 44 I I ⁴³⁴³ CO CM CO CM LO Xf· LO Xf · oo oo CM CM CO CM CO CM 46 46 Porosímetro por mercúrio 0,1-10 Om poros (m²/g)Mercury porosimeter 0.1-10 Om pores (m ² / g) 27 27 CO CO I 100 I 100 50 50 CD CO CD CO 183 183 146 146 σ> σ> CM O CM O Balanço térmico Thermal balance Velocidade de reação a 1000DC (min·¹)Reaction speed at 1000DC (min · ¹ ) 0,17 0.17 LO T“ O LO T " O co tr— o” co tr— O" T-“ O T- “ O 0,18 0.18 0,20 I 0.20 I 0,20 0.20 0,21 0.21 0,20 0.20 Temperatura máxima de Velocidade de reação (°C) Maximum temperature of reaction speed (° C) 771 771 797 797 796 796 672 672 634 634 594 _i 594 _i 527 527 550 550 555 555 Temperatura de início de reação (DC) Reaction onset temperature (DC) 563 563 570 570 O co IO O co IO 490 490 478 478 447 447 332 332 392 392 415 415 Calor total gerado (kcal/kg) Total heat generated (kcal / kg) 6890 I 6890 I 6630 6630 6980 6980 6125 6125 0069 0069 7240 7240 7050 7050 6930 6930 6620 6620 Je núáto-mo I Je núáto-mo I O/O O / O O O O O O O 0,001 0.001 0,001 0.001 0,029 0.029 0,017 0.017 900Ό 900Ό 0,073 0.073 0,032 0.032 0,064¹ 0.064 ¹ Razãoι mero de Reason mere O/H O / H 0,037 0.037 0,039 0.039 0,042 0.042 6S0‘0 6S0‘0 0,073 0.073 0,092 0.092 0,321 0.321 0,227 0.227 0,255 0.255 Análise Industrial (d, %) Industrial Analysis (d,%) 1ΛΙΛ 1ΛΙΛ 0,6 0.6 r- co r- co O O X“ X " IO IO 3,0 3.0 10,6 10.6 3,7 3.7 2,8 2.8 Cinzas Ashes CO CO 14,6 14.6 10,9 10.9 18,9 18.9 •*^J· r-7 • * ^ J · r-7 CM OO CM OO 9,2 9.2 o O co co Material Material Coque pulverizado Powdered coke Carvão aglomerado Agglomerated coal carvão não aglomerado unglued coal I Carvão aglo- merado I Agglomerated coal merado Carvão aglomerado Agglomerated coal Carvão subaglomerado Sub-agglomerated coal Carvão subaglomerado Sub-agglomerated coal Carvão subaglomerado Sub-agglomerated coal Lignito Lignito Ex. Comp. A Ex. Comp. THE Ex. Comp. B Ex. Comp. B Ex. C Ex. C Ex. D Ex. D Ex. E Ex. E Ex. F Ex. F Ex. G Ex. G Ex. H Ex. H >< LU > < LU

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Claims

1. Carbonaceous material for use as a solid fuel for sintering iron ore, and said carbonaceous material is characterized by having the following properties:

(i) an initial reaction temperature of 550 ° C or less, (ii) volatile matter (VM) of 1.5% or more, (iii) a hydrogen and carbon atom number (H / C) ratio of 0.040 or more, and (iv) a pore size of a pore size of 0.1 to 10 pm measured by mercury porosimetry of 50 mm ³ / g or more.

2. Carbonaceous material, according to claim 1, characterized by the fact that said carbonaceous material also has the following properties:

(v) a maximum reaction speed temperature of 600 ° C or less and (vi) a reaction speed at 1000 ° C of 0.19 min ^-1 or more.

3. Carbonaceous material, according to claim 1 or 2, characterized by the fact that said carbonaceous material also has the following property:

(viii) A microforce index (MSI _0. ₂ i) 20 or more

4. Carbonaceous material according to claim 1 or 2, characterized by the fact that said carbonaceous material is produced using sub-agglomerated coal or lignite as a material.

5. Carbonaceous material according to claim 3, characterized by the fact that said carbonaceous material is produced with the use of sub-agglomerated or lignite coal as a material.

6. Method for the production of sintered ore characterized by the use of carbonaceous material, as defined in claim 1 or 2, as solid fuel.

7. Method for the production of sintered ore, characterized by the use of carbonaceous material, as defined in claim 3, as solid fuel.

03/16/2018, p. 9/14

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8. Method for the production of sintered ore, characterized by the use of carbonaceous material, as defined in claim 4, as solid fuel.

Petition 870180021457, of 03/16/2018, p. 10/14

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LL

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