BR112014001081B1 - Método para refino de ferro fundido - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA REFINO DE FERRO FUNDIDO. A presente invenção refere-se a método para fundição de ferro fundido envolve: introdução de ferro fundido e uma fonte de ferro frio em um recipiente de fundição conversor, fundição da fonte de ferro frio e submissão do ferro fundido a um tratamento de dissilicação através de fornecimento, junto com uma fonte de oxigênio, de um material auxiliar contendo CaO como um componente principal; então, como remoção intermediária de escória, remoção de escória de pelo menos uma porção da escória produzida pelo tratamento de dessilicação; e então realização de um tratamento de desfosforilação através do fornecimento de um agente de formação de escória e uma fonte de oxigênio ao ferro fundido no recipiente de fundição conversor. Neste método: uma substância contendo silício, ou uma substância contendo silício e um material carbonáceo, é/são adicionados como uma fonte de calor ao recipiente de fundição conversor no momento do tratamento de dessilicação; o tratamento de dessilicação é realizado sob condições onde a basicidade da escória (% em massa de CaO/% em massa de SiO2) no término do tratamento de dessilicação é de a partir de 0,5 a 1,5 inclusive e a temperatura do ferro gusa no momento do término (...).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um método de refino onde dessilicação e desfosforilação de ferro fundido são continuamente realizadas com um recipiente de refino tipo conversor único (forno de refino tipo conversor) que inclui uma etapa de remoção de escória (remoção intermediária de escória) no caminho e mais particularmente a um método de refino de ferro fundido em que uma fonte de ferro frio tal como sucata de ferro, ferro frio ou similar pode ser dissolvida de modo eficiente.

TÉCNICA RELACIONADA

[002] Recentemente, é muito grande a exigência em reduzir uma quantidade de emissão de um gás de efeito estufa. Na indústria siderúrgica, consequentemente, se houver um espaço térmico no ferro fundido durante o tratamento de desfosforilação e refino por descarbo- netação do ferro fundido em um conversor, a energia requerida para a produção de produtos de aço é reduzida ao misturar uma fonte de ferro frio tal como sucata de ferro ou similar ao ferro fundido dentro do conversor. Uma vez que a fonte de ferro frio, ou ferro metálico, não precisa ser reduzida diferente do óxido de ferro tal como minério de ferro carregado em um alto-forno, aço fundido pode ser produzido com menor consumo de energia e emissão de gás de efeito estufa do que aqueles na produção de aço fundido através de refino de ferro-gusa aproveitado do alto-forno. Além disso, o aço fundido é produzido ao adicionar a fonte de ferro frio ao ferro fundido produzido no alto-forno, de maneira que aço fundido pode ser produzido em uma quantidade maior do que o ferro fundido produzido no alto-forno, de modo que é possível aumentar a quantidade da produção de aço fundido.

[003] Ultimamente, um método de refino que previamente remove fósforo no ferro fundido é conduzido ao realizar a desfosforilação como um tratamento preliminar para ferro fundido antes do refino por des- carbonetação no conversor (que pode ser chamado "desfosforilação preliminar"), a qual é vantajosa tendo em vista o custo e a qualidade. Isso se baseia no fato que o refino por desfosforilação pode ser conduzido com uma pequena quantidade de agente de refino porque a reação de desfosforilação provavelmente vai continuar de maneira termodinâmica conforme a temperatura de refino cai ou a reação de desfosforilação facilmente continua no estágio de ferro fundido em vez do estágio de aço fundido.

[004] Em um tratamento preliminar típico de ferro fundido, uma fonte de oxigênio sólida tal como óxido de ferro ou similar é primeiro adicionada ao ferro fundido para conduzir a dessilicação, e logo após uma escória gerada pela dessilicação é removida, e depois o agente de refino de desfosforilação (solvente) é adicionado após o ferro fundido ser transferido para outro recipiente de refino, se necessário, para conduzir a desfosforilação. Em geral, o solvente baseado em CaO tal como cal ou similar é usado como um agente de refino de desfosforila- ção para a desfosforilação acima e uma fonte de oxigênio sólida (óxido de ferro ou similar) ou uma fonte de oxigênio gasosa (gás oxigênio ou similar) é usada como uma fonte de oxigênio para a desfosforilação. Como recipiente de refino para conduzir o tratamento preliminar são usados um carro torpedo, um cadinho de fundição (cadinho de fundição de alto-forno, cadinho de fundição de carga), forno para refino tipo conversor e outros.

[005] O ferro fundido após a desfosforilação pelo método acima provoca um problema que uma vez que o silício (Si) como uma fonte de calor é substancialmente consumido por oxidação e também o carbono (C) é oxidado para diminuir a concentração de carbono em cerca de 1,5% em massa (% em massa é referida como "% em massa" a seguir) em comparação com aquela de aproveitamento e, portanto, não há espaço térmico para dissolver a fonte de ferro frio, tais como sucata de ferro ou similar, a fonte de ferro frio não pode ser combinada na etapa de refino por descarbonetação no conversor do ferro fundido sujeito à desfosforilação.

[006] Para esse fim, no caso de requerer a produção aumentada do aço fundido, uma operação retornando para o sopro convencional para o conversor pode ser realizada ao abandonar a desfosforilação como o tratamento preliminar e simultaneamente conduzindo o refino por desfosforilação e o refino por descarbonetação no conversor.

[007] No entanto, não somente a redução de custo e o aumento da qualidade do material de aço podem ser alcançados, mas também a quantidade de escória gerada pode ser reduzida pela desfosforila- ção, de modo que é desejado que a desfosforilação do ferro fundido seja conduzida como mencionado acima sem a condução da mudança acima no modo de operação e somente o refino por descarbonetação é ainda conduzido no conversor e ao mesmo tempo um razão composta da fonte de ferro frio tal como ferro velho ou similar é aumentada, de modo que o aço fundido é produzido em uma quantidade maior que aquela do ferro fundido por unidade de massa produzida no alto-forno.

[008] No refino por descarbonetação do ferro fundido no conversor, foi até aqui tentado adicionar ferrosilício (Fe-Si), Al metálico ou um material carbonáceo tal como coque, carvão de pedra, grafite ou similar como uma fonte de calor e oxidar tal fonte de calor com um gás oxigênio suprido para assegurar uma temperatura final para o refino por descarbonetação utilizando o calor da oxidação resultante. Embora seja possível aumentar a razão de composição da fonte ferro frio ao adicionar tal fonte de calor, o ferrosilício e o Al metálico são caros porque são produzidos usando uma grande quantidade de luz elétrica, de modo que a sua adição não é industrialmente possível somente pelo fato que a composição da fonte de ferro frio pode ser aumentada. Além disso, o uso de ferrosilício ou Al metálico forma SiO2 ou Al2O3 que obstrui o refino, de modo que é necessário diluir SiO2 ou Al2O3 resultante, e então a quantidade de solvente baseado em CaO é aumentada para causar o aumento do custo de produção.

[009] Além disso, o ferro fundido existente no próprio conversor é considerado ser usado como uma fonte econômica de calor. Uma vez que a geração de calor convertida por 1 kg de oxigênio que reage com ferro (Fe) é próxima a do ferrosilício, é possível eficientemente utilizar um gás oxigênio de sopro comparado com o material carbonáceo tal como coque, grafite ou similar. No entanto, quando o ferro é oxidado, há o problema que a erosão de um refratário se torna vigorosa devido à concentração de FeO na escória ser alta como não menos do que 35% em massa em um processo de refino por descarbonetação de remoção de carbono no ferro fundido através de fornecimento de gás oxigênio. Além disso, a oxidação do ferro ser torna grande, de modo que tal uso não é industrialmente estabelecido.

[0010] Por outro lado, o material carbonáceo é frequentemente usado como uma fonte de calor por ser barato. No entanto, coque ou antracita usado como o material carbonáceo para a fonte de calor é pouco na geração de calor por unidade de massa comparado ao ferro- silício ou Al metálico. De modo a compensar a mesma quantidade de calor, o material carbonáceo precisa ser usado em uma quantidade maior e também uma quantidade maior de gás oxigênio é necessária ser adicionalmente adicionada para combustão desse material carbo- náceo, o que leva a prolongar o tempo de sopro no conversor e há um certo receio de que haja diminuição da produtividade no conversor mesmo se a fração da fonte de ferro frio composta for aumentada. Além disso, enxofre incluído no coque ou antracita é incorporado ao ferro fundido ou aço fundido de modo a causar uma melhora da concen- tração de enxofre no ferro fundido ou aço fundido, que é necessária para usar tratamento por dessulfurização após o aproveitamento do conversor quando aço de baixo teor enxofre é particularmente produzido e também uma causa de aumento do custo de produção.

[0011] Além disso, é realizado um método em que gás CO gerado da reação de descarbonetação durante o processo de refino por des- carbonetação é secundariamente queimado no conversor (2CO + O2 ^ 2CO2) e a geração de calor por essa segunda combustão é absorvida no aço fundido de modo a aumentar a quantidade de dissolução da fonte de ferro frio (por exemplo, vide Tetsu-to-Hagane, vol. 71 (1985), No. 15. p. 1787-1794). No refino por descarbornização comum, no entanto, a eficácia de armazenamento de calor no metal fundido é baixa e somente um revestimento refratário no conversor é aquecido e a maior parte do calor da combustão secundária é descarregado do conversor, de modo que existe um problema de aumentar o dano do revestimento refratário no conversor. Neste método, há um limite para aumentar a razão composta da fonte de ferro frio.

[0012] Para o propósito de se aumentar a eficácia de armazenamento de calor do calor da combustão secundária e dissolver uma grande quantidade da fonte de ferro frio com uma pequena quantidade de material carbonáceo usado, a JP-A-H08-260022 propõe um método em que uma grande quantidade de escória é formada no conversor em uma quantidade de não menos do que 100 kg, porém não mais do que 1000 kg por 1 tonelada de ferro fundido dentro do conversor e assim a combustão secundária é conduzida na escória.

[0013] Além disso, a JP-A-H10-265820 propõe um método em que escória é formada no conversor em uma quantidade de não menos do que 100 kg, porém não mais do que 400 kg por 1 tonelada de ferro fundido dentro do conversor e combustão secundária é conduzida na escória e ao mesmo tempo a escória é fortemente agitada por um so- pro de gás de agitação de um tubo condutor de sopro inferior.

[0014] Nos métodos descritos nos documentos acima, no entanto, o material carbonáceo deve ser convoluto na escória após assegurar a quantidade de escória de não menos do que 100 kg por 1 tonelada de ferro fundido no conversor, o que significa que a razão da escória espumante ocupada no volume do conversor se torna maior. Como um resultado, é requerido diminuir significantemente a quantidade de ferro fundido a ser acondicionada no conversor para evitar a explosão da escória pelo gargalo do conversor durante o sopro, então há um problema que a eficácia da dissolução da fonte de ferro frio e finalmente diminuída.

[0015] Por outro lado, a JP-A-H09-176717 propõe um método de fabricação de aço a partir de um ferro fundido de alto-forno através de um conversor, que compreende uma primeira etapa de carregar ferro fundido aproveitado de um alto-forno em um conversor de sopro inferior e superior para conduzir dessilicação e remoção da escória resultante dessiliconizada, uma segunda etapa de se submeter o ferro fundido deixado no conversor após a dessilicação à desfosforilação e dessulfurização e uma terceira etapa de aproveitar o ferro fundido des- fosforizado e dessulfurizado do conversor para um cadinho de metal quente e carregamento em outro conversor de sopro superior e inferior disponível para conduzir descarbonetação em tal conversor.

[0016] De acordo com o método descrito na JP-A-H09-176717, é dito que a fonte de ferro frio pode ser dissolvida usando um calor de combustão por oxidação de silício no ferro fundido durante a dessilica- ção, mas há um limite na quantidade da fonte de ferro frio dissolvida somente pelo calor da combustão de silício incluído no ferro fundido, de modo que há ainda espaço para melhoria do ponto de vista de aumentar a razão composta de fonte de ferro frio.

[0017] Até agora, o uso de óxido de ferro é comum na dessilicação conduzida como uma parte de um pré-tratamento para o ferro fundido de modo a evitar problemas operacionais através da formação de espuma de escória no recipiente de ferro fundido e para suprir uma grande quantidade de oxigênio em curto tempo.

[0018] Por exemplo, há um método de dessilicação em que o óxido de ferro como uma fonte de oxigênio para a dessilicação é soprado no ferro fundido junto com o gás veículo em reação de dessilicação em um estágio inicial do pré-tratamento do ferro fundido. Neste método, no entanto, o óxido de ferro é endotermicamente decomposto durante a progressão da reação de redução, e então o calor da combustão de silício no ferro fundido não pode ser eficientemente convertido em calor para dissolver a sucata de ferro e aumento de temperatura do ferro fundido não é obtido de modo suficiente no estágio de reação de des- silicação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO TAREFA A SER RESOLVIDA PELA INVENÇÃO

[0019] Como mencionado acima, há muitas propostas para o propósito de fabricação de mais ferro fundido a partir de ferro fundido por unidade de massa produzida ao conduzir dessilicação e desfosforila- ção como um pré-tratamento de ferro fundido e ainda conduzir o refino por descarbonetação em um conversor ao mesmo tempo aumentando uma razão composta de uma fonte de ferro frio tal como sucata de ferro ou similar em um alto-forno, porém uma maneira eficaz não foi realmente proposta até agora.

[0020] A invenção é feita tendo em vista a situação acima e é para prover um método de refino de ferro fundido onde compensação térmica para dissolver a fonte de ferro frio tal como sucata de ferro ou similar pode ser conduzida em um curto tempo de maneira eficiente e econômica sem requerer muito equipamento e energia inerente ao ferro fundido é eficientemente utilizada na dissolução da fonte de ferro frio com economia e refinamento suficiente do ferro fundido (dessilicação, desfosforilação) pode ser realizado tendo em consideração o custo e a qualidade.

SOLUÇÃO PARA TAREFA

[0021] De modo a solucionar a tarefa acima, o sumário da invenção é como a seguir.

[0022] Isto é, a invenção é um método de refinamento ferro fundido ao carregar ferro fundido e uma fonte de ferro frio em um recipiente de refino tipo conversor, fornecimento de um material auxiliar contendo CaO como um componente principal junto com uma fonte de oxigênio para dissolver a fonte de ferro frio e ao mesmo tempo conduzir a des- silicação do ferro fundido, remoção de pelo menos uma parte da escória produzida pela dessilicação como uma remoção de escória intermediária e subsequentemente fornecimento de um agente formador de escória e uma fonte de oxigênio ao ferro fundido no recipiente de refino tipo conversor para conduzir desfosforilação, caracterizada pelo fato de que um material contendo silício ou uma combinação de material contendo silício e um material de carbono é adicionado como uma fonte de calor ao recipiente de refino tipo conversor na dessilicação e então a dessilicação é realizada sob condições que a basicidade da escória (% em massa CaO/% em massa SiO2) no término da dessili- cação não é menos do que 0,5, mas não mais que 1,5 e uma tempera-tura de ferro fundido no término da dessilicação não é menor 1280°C, mas não maior que 1350°C e então não menos que 30% em massa de escória produzida na dessilicação são removidos do recipiente de refino tipo conversor na remoção intermediária de refino.

[0023] No método de refino do ferro fundido compreendendo a modalidade acima, como um meio concreto para solucionar a tarefa acima são preferíveis os que seguem:

[0024] uma quantidade aditiva de pelo menos um do material auxi- liar que contém CaO como um componente principal e o material que contém silício é ajustada de modo a fornecer a basicidade da escória (% em massa CaO/% em massa SiO2) no término da dessilicação em uma faixa de não menos do que 0,5, mas não mais do que 1,0;

[0025] uma quantidade da fonte de oxigênio fornecida é ajustada para tornar a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação não menor do que 1320°C;

[0026] uma quantidade total de silício não óxido no material contendo silício carregado no recipiente de refino tipo conversor ou adicionado na dessilicação está na faixa de 4~10 kg/t por massa total do ferro fundido e a fonte de ferro frio carregada no recipiente de refino tipo conversor;

[0027] uma unidade de consumo Xs (kg/t) da fonte de ferro frio por massa total da fonte de ferro frio e ferro fundido carregados no recipiente de refino tipo conversor está na faixa de não menos de 220, mas não mais do que 260 como um valor de Y calculado pela equação a seguir (1) e a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação não é menor que 1280°C, mas não maior que 1320°C: Y = (3 + 34,5[% Si] + 0,21 Ti) • (1000 - Xs)/1000 .... (1)

[0028] em que [% Si]: concentração de silício em ferro fundido carregado (% em massa)

[0029] Ti: temperatura do ferro fundido carregado (°C)

[0030] Xs: unidade de consumo da fonte de ferro frio (kg/t);

[0031] 5) uma razão de remoção de escória da escória removida do recipiente de refino tipo conversor na remoção de escória intermediária é de 60~90% em massa da escória produzida na dessilicação;

[0032] 6) uma quantidade de escória da escória no recipiente de refino tipo conversor após a remoção de escória intermediária não é menos do que 4 kg/t mas, não mais do que 20 kg/t;

[0033] 7) uma quantidade de oxigênio fornecida ao ferro fundido exceto o oxigênio consumido para oxidação de silício na dessilicação não é menos que 2 Nm3/t como uma unidade de consumo por massa total do ferro fundido e fonte de ferro frio carregada no recipiente de refino tipo conversor;

[0034] 8) a fonte de ferro frio é pelo menos uma selecionada da sucata de ferro ou ferro reduzido direto e ferro frio;

[0035] 9) um tempo variando da finalização da dessilicação até a remoção da escória dessiliconizada não é mais do que 4 minutos;

[0036] 10) o material auxiliar contendo CaO como um component principal é pelo menos um selecionado de uma escória de conversor e escória (escória de cadinho) produzida na prática de refino de cadinho;

[0037] 11) como o material contendo silício é usado um material auxiliar composto principalmente de carboneto de silício;

[0038] 12) o material auxiliar composto principalmente de carbone to de silício é briquete de SiC e/ou refratário baseado em resíduos de SiC contendo SiC como um componente principal;

[0039] 13) uma quantidade de adição do briquete de SiC e/ou do refratário de resíduo baseado de SiC não é mais do que um limite de adição superior W calculado a partir da equação a seguir (2):

[0040] W = (F - 600) x 0.3 + 22.4 x 28 + Xsi + 10 (2)

[0041] em que W: limite superior de quantidade de adição de bri quete de SiC e/ou material de resíduo baseado em SiC (ton)

[0042] F: quantidade de oxigênio total fornecida na dessilicação (Nm3)

[0043] Xsi: teor de Si (% em massa) contida como SiC no briquete de SiC ou refratário de resíduo baseado em SiC.

EFEITO DA INVENÇÃO

[0044] De acordo com o método de refino de ferro fundido que compreende a modalidade da invenção acima, o calor da combustão de silício no material que contém silício (fonte de silício) adicionado ao ferro fundido na dessilicação é positivamente utilizado como uma compensação térmica para dissolver a fonte de ferro frio tal como sucata do ferro ou similar e a dessilicação e desfosforilação são continuamente realizadas no mesmo recipiente de refino tipo conversor através da remoção intermediária de escória, de modo que é possível dissolver eficientemente uma grande quantidade da fonte de ferro frio em um curto tempo.

[0045] Além disso, de acordo com o método de refino de ferro fundido da invenção, a dessilicação é realizada no recipiente de refino tipo conversor, de modo que há espaço no volume do recipiente e problemas operacionais não são causados pela espuma da escória, mas também uma grande quantidade de oxigênio gasoso pode ser fornecida ao ferro fundido em um curto tempo sem usar óxido de ferro e é possível utilizar o calor da combustão do silício na dissolução da fonte de ferro frio sem ser consumido como um calor de decomposição de óxido de ferro.

[0046] Além disso, de acordo com o método de refino do ferro fundido da invenção, a desfosforilação é realizada seguindo a dessilica- ção, de modo que a quantidade de calor dissipada para a atmosfera na translocação no recipiente e quantidade de calor absorvida pelo refrator podem ser utilizadas como um calor para dissolver a fonte de ferro frio.

[0047] Além disso, através da remoção intermediária da escória conduzida entre a dessilicação e a desfosforilação é descarregada uma escória que tem uma basicidade baixa (% em massa CaO/% em massa SiO2 = 0,5~1,5) gerada na dessilicação do recipiente de refino tipo conversor para desse modo reduzir a quantidade da escória com a baixa basicidade que resta no recipiente, de maneira que a quantidade de CaO (agente de formação de escória baseado em CaO) usada a ser adicionada e carregada para conduzir desfosforilação suficiente em uma desfosforilação da última metade requerida com uma alta ba- sicidade (= 1,5~3,0) pode ser reduzida.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0048] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra uma seção de um recipiente de refino tipo conversor adequado para refinar ferro fundido de acordo com a invenção.

[0049] As Figuras 2(a)~(e) são vistas esquemáticas que ilustram uma sequência de processo de refino requerido pela invenção, respectivamente.

[0050] A Figura 3 é um gráfico que mostra uma relação entre a basicidade de escória, razão de remoção de escória e viscosidade da escória.

[0051] A Figura 4 é um gráfico que mostra a relação entre a temperatura de ferro fundido durante a remoção intermediária da escória e a razão de remoção de escória.

[0052] A Figura 5 é um gráfico que mostra resultados estudados em uma relação entre a presença e ausência de fonte de ferro frio não dissolvido no momento do término da dessilicação e a temperatura do ferro frio e a razão de remoção de escória no término da dessilicação.

[0053] A Figura 6 é um gráfico que mostra a temperatura do ferro fundido na remoção intermediária da escória e na concentração do fósforo após a desfosforilação.

[0054] A Figura 7 é um gráfico que mostra a relação entre o consumo unitário de cal em três etapas de refino de dessilicação, desfos- forilação e descarbonetação e razão de remoção de escória.

[0055] A Figura 8 é um gráfico que mostra uma relação entre quantidade de escória em recipiente durante remoção de escória intermediária e concentração de fósforo após desfosforilação.

[0056] A Figura 9 é um gráfico que mostra uma relação entre a quantidade de oxigênio exceto a quantidade dessiliconizada na razão de dessilicação e remoção de escória.

[0057] A Figura 10 é um gráfico que mostra uma relação entre um momento tempo partir da finalização da dessilicação até o início da remoção de escória e a razão de remoção de escória.

[0058] A Figura 11 é um gráfico que mostra um exemplo de transições de concentração de silício, concentração de carbono, concentração de fósforo e concentração de manganês em ferro fundido durante um período que vai da dessilicação até aproveitamento.

[0059] A Figura 12 é um gráfico que mostra uma relação entre quantidade total de oxigênio transmitido durante a dessilicação, quantidade de combustão de SiC e rendimento de SiC.

MODALIDADES PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[0060] A invenção será descrita concretamente com referência aos desenhos abaixo.

[0061] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra uma seção de um recipiente de refino tipo conversor adequado uso no refino ferro fundido de acordo com a invenção e as Figuras 2(a)~(e) são vistas esquemáticas que ilustram uma sequência de processo de refino de ferro fundido de acordo com invenção, respectivamente.

[0062] Além disso, a Figura 1 é uma vista que ilustra a etapa de dessilicação da Figura 2(b).

[0063] No método de refino de ferro fundido de acordo com a invenção pode ser usado um recipiente de refino tipo conversor superior e inferior soprável (conversor) 1 como mostrado na Figura 1.

[0064] O sopro superior é realizado ao fornecer gás oxigênio 3 por uma lanceta de sopro superior 2 capaz de ir para cima e para baixo no interior do recipiente de refino tipo conversor 1 e em direção ao ferro fundido 4 a partir de uma ponta da lanceta de sopro 2 superior. O gás oxigênio 3 é um oxigênio industrial puro.

[0065] Também, o sopro inferior é realizado através de tubos con- dutores de sopro inferiores (extremidades de sopro inferiores) 5 dispostos no fundo do recipiente tipo conversor 1.

[0066] Um gás 6 para sopro inferior é soprado no ferro fundido 4 para fortalecer a agitação do ferro fundido 4 e tem uma função de promover a dissolução de uma fonte de ferro frio, de modo que ele pode ser um gás que contém gás oxigênio ou um gás inerte tal como gás argônio, gás nitrogênio ou similar.

[0067] Além disso, o gás 6 para sopro inferior pode ter uma função de soprar um fluxo (agente de formação de escória) no ferro fundido junto com um gás veículo (gás de transporte).

[0068] Na Figura 1, o numeral 7 é um funil que abriga um material contendo silício (aqui abaixo referido como "fonte de silício") 8, o numeral 9 é um funil que abriga um material auxiliar que contém CaO como um componente principal (referido aqui como "solvente baseado em CaO") 10, o numeral 11 é uma calha para carga de fonte de silício 8 acondicionada no funil 7 ao recipiente de refino tipo conversor 1, o numeral 12 é uma calha para carregar o solvente baseado em CaO 10 acondicionado no funil 9 para o recipiente de refino tipo conversor 1 e o numeral 13 é um orifício de aproveitamento para aproveitamento do ferro fundido 4 a partir do recipiente de refino tipo conversor 1 após o refino.

[0069] No método de refino do ferro fundido 4 de acordo com a invenção são usados dois ou mais recipientes de refino do tipo conversor sopráveis inferior e superior 1 tendo a modalidade acima, em que pelo menos um dos recipientes de refino do tipo conversor 1 pode conduzir dessilicação e desfosforilação (pré-tratamento) do ferro fundido 4, e pelo menos um remanescente pode conduzir descarbonetação do ferro fundido pré-tratado 4. Isto é, a dessilicação e a desfosforilação do ferro fundido 4 são conduzidas no(s) recipiente(s) de refino do tipo conversor 1 para o pré-tratamento do ferro fundido, e então o ferro fundido 4 submetido ao pré-tratamento para ferro fundido é transferido para o(s) recipiente(s) de refino do tipo conversor 1 para descarbone- tação de modo a conduzir a descarbonetação.

[0070] No refino do ferro fundido 4, como mostrado na Figura 2(a), uma fonte de ferro frio 14 tal como sucatas de ferroo ou similar é primeiro carregada no recipiente de refino tipo conversor 1 e então o ferro fundido 4 é carregado através de cadinho de carga 15.

[0071] Em seguida, a fonte de silício 8 acondicionada no funil 7 e o solvente baseado em CaO 10 acondicionado no funil 9 são adicionados ao ferro fundido 4 dentro do recipiente de refino tipo conversor 1 pelas calhas 11 e 12, respectivamente, e logo após o gás oxigênio ou óxido de ferro é supridos como uma fonte de oxigênio para conduzir dessilicação como mostrado na Figura 2(b).

[0072] Na dessilicação do ferro fundido 4, o silício contido na fonte de silício 8 e o silício contido no ferro fundido 4 são reagidos com oxigênio na fonte de oxigênio (Si + 2O ^ SiO2) para gerar calor de oxidação, e a temperatura do ferro fundido é aumentada pelo calor da oxidação de modo a promover dissolução da fonte de ferro frio 14 no ferro fundido.

[0073] Como a fonte de ferro frio previamente carregada no recipiente de refino tipo conversor 1 pode ser uma fonte contendo ferro como seu componente principal tal como ferro reduzido direto, ferro fundido frio ou similares além da sucata de ferro definida em "Padrões uniformes de sucatas de ferro" da Associação de matérias-primas ferrosas do Japão.

[0074] Como que a fonte de oxigênio para dessilicação pode ser somente o gás oxigênio 3 suprido da lanceta de sopro superior 2 ou óxido de ferro (não mostrado) pode ser usado junto com o gás oxigênio 3.

[0075] De modo a formar uma escória 16 tendo uma basicidade alvo (% em massa CaO/% em massa SiO2) (a qual pode ser simplesmente representada como "basicidade" daqui em diante) durante a dessilicação conduzida por um curto espaço de tempo, é considerado ser eficaz usar parcialmente o óxido de ferro que tem uma função de promover a formação de escória a partir do solvente baseado em CaO 10, porém não pode ser dito que o uso do óxido de ferro de absorção de calor no aumento do calor e decomposição é preferível a partir de um ponto de vista de dissolução de uma grande quantidade da fonte de ferro frio 14 como um objetivo da invenção. Então, é desejável usar somente o gás oxigênio 3 sem usar o óxido de ferro como fonte de oxigênio.

[0076] Já que o recipiente de refino tipo conversor 1 é usado como um recipiente de refino, agitação forte é possível, de modo a ser confirmado que a escória 16 que tem uma basicidade alvo pode ser suficientemente formada mesmo quando a dessilicação é realizada usando somente o gás oxigênio.

[0077] Além disso, a carga de solvente baseado em CaO 10 pode ser feita após o início da dessilicação, porém uma regulagem de tempo mais rápida é desejável assim que possível de modo a suficientemente formar a escória 16 durante a dessilicação em um curto espaço de tempo, de modo que é preferível carregar previamente o solvente baseado em CaO 10 no recipiente de refino tipo conversor 1 junto com a fonte de ferro frio 14.

[0078] O uso do solvente baseado em CaO 10 na dessilicação é para ajustar a basicidade da escória resultante 16. Como solvente baseado em CaO 10 pode ser usado cal (CaO), calcário (CaCO3), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), dolomita clara carbonizada, dolomita verde e outros. O teor de CaO é de preferência não menos do que 30% em massa, mais preferivelmente não mais do que 60% em massa. Além disso, uma escória produzida durante o refino por descarbonetação de ferro fundido no conversor (escória do conversor), uma escória produzida durante o refino de ferro fundido (descarbonetação) usando o recipiente de refino tipo conversor 1 (escória do conversor) e uma escória produzida durante o refino em um cadinho (escória de cadinho) podes ser também usadas. A escória do conversor e a escória do cadinho têm uma basicidade de 3~5 e funcionam suficientemente para ajustar a basicidade da escória resultante 16.

[0079] Na invenção, uma fonte de silício 8 que tem uma grande quantidade de geração de calor é carregada no recipiente de refino tipo conversor 1 como uma fonte de calor para dissolver uma grande quantidade da fonte de ferro frio 14 em um curto tempo. Como fonte de silício 8 pode ser usado ferrosilício (Fe-Si) e silício metálico.

[0080] Como a fonte de silício 8 é usado um material auxiliar que consiste essencialmente de carboneto de silício. De modo concreto, é preferível usar briquete de SiC mais barato que consiste essencialmente de SiC ou refratário de resíduo baseado em SiC consistindo essencialmente em SiC.

[0081] O termo "refratário de resíduo baseado em SiC" usado aqui significa refratários de SiC não utilizados efetivamente até agora, por exemplo, um refratário baseado em SiC usado, os gerados como materiais excedentes na construção de refratário baseado em SiC e outros. Como a fonte de calor, não é necessário usar somente a fonte de silício 8 sozinha, então ela deve ser usada junto com uma outra fonte de calor tal como material carbonáceo, Al metálico ou similares. Especialmente, já que o material carbonáceo não é caro, é preferível usar o material carbonáceo além da fonte de silício 8.

[0082] No método de refino do ferro fundido 4 de acordo com a invenção, remoção intermediária de escória é conduzida após a dessi- licação como mostrado na Figura 2(c), de maneira que uma escória de baixa basicidade 16 contendo uma grande quantidade de SiO2 gerada na dessilicação é descarregada a partir do recipiente de refino tipo conversor 1. Neste caso, a quantidade de adição de pelo menos um do solvente baseado em CaO 10 e a fonte de silício 8 é ajustada na dessilicação de modo que a basicidade da escória 16 a ser descarregada esteja dentro de uma faixa de 0.5~1.5.

[0083] À medida que a quantidade do solvente baseado em CaO 10 usado se torna maior, a basicidade aumenta, enquanto que à medida que a quantidade da fonte de silício 8 se torna maior, a basicida- de diminui.

[0084] Na dessilicação, também, a quantidade da fonte de silício 8 fornecida é ajustada de modo que a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação não seja menor do que 1280°C para tornar a temperatura da escória 16 descarregada não menos do que 1280°C. À medida que a quantidade da fonte de silício 8 fornecida se torna maior, a temperatura do ferro fundido aumenta. Além disso, a temperatura da escória 16 é igual ou maior que a temperatura do ferro fundido 4 (a fonte de silício 8 é frequentemente queimada na escória, de modo que o calor da combustão da fonte de silício 8 é absorvido na escória 16), assim é confirmado que quando a temperatura da escória 16 não é menor do que 1280°C, a temperatura do ferro fundido 4 não é menor do que 1280°C.

[0085] A razão pela qual a basicidade da escória 16 e a temperatura do ferro fundido 4 são ajustadas às faixas acima na invenção baseia-se no fato uma boa propriedade de remoção de escória e razão de remoção de escória (razão de remoção de escória (% em massa) = (massa de escória descarregada)/(massa de escória gerada na dessi- licação) x 100) são obtidas enquanto assegurando a fluidez da escória 16.

[0086] Figura 3 é um gráfico que mostra a relação entre basicida- de da escória, razão de remoção da escória e viscosidade da escória. Como mostrado na Figura 3, quando a basicidade da escória 16 é de menos do que 0,5, a viscosidade da escória 16 se torna maior e uma boa razão de remoção de escória não pode ser obtida. Por outro lado, quando a basicidade da escória 16 excede 1,5, sólida de fase sólida é causada e a fluidez da escória 16 se torna baixa e a razão de remoção de escória diminui. Na invenção, então, a basicidade da escória 16 não é de menos do que 0,5, mas não mais do que 1,5. Assim, a basi- cidade da escória 16 é suficiente estar na faixa de 0,5~1,5 a partir de um ponto de vista de assegurar a propriedade da remoção da escória e a razão de remoção da escória 16, porém a basicidade da escória 16 é preferível ser ajustada para uma faixa de 0,5~1,0 a partir de um ponto de vista de redução da quantidade de solvente baseado em CaO usado na dessilicação.

[0087] Quando a temperatura da escória 16 é menor do que 1280°C, o aumento da viscosidade da escória através da escória da fase sólida e o aumento de viscosidade através da escória de fase líquida são causadas e então a capacidade de fluir da escória 16 se torna menor e como mostrado na Figura 4, a razão de remoção de escória da escória 16 é diminuída. Consequentemente, o caso da temperatura da escória 16 ser menor que 1280°C é causado dependendo da condição inicial do ferro fundido usado 4, por exemplo, mesmo em um estágio que a concentração de silício no ferro fundido é menos de 0,05% em massa com o avanço da dessilicação. Neste caso, é necessário que a reação de dessilicação seja promovida adicionalmente para assegurar a temperatura do ferro fundido de não menos do que 1280°C.

[0088] A Figura 5 é um gráfico que mostra os resultados estudados em uma relação entre presença ou ausência de fonte de ferro frio não dissolvido 14 na hora de completar a dessilicação, temperatura do ferro fundido no término da dessilicação e razão de remoção de escó- ria. Como mostrado na Figura 5, a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação é preferivelmente não menos do que 1320°C a partir de um ponto de vista de promoção de dissolução da fonte de ferro frio 14.

[0089] Por outro lado, quando a temperatura do ferro fundido 4 na remoção intermediária de escória excede 1350°C, a temperatura do ferro fundido após a desfosforilação se torna maior e a concentração de fósforo no ferro fundido 4 não é menos do que 0,030% em massa, o que causa o aumento da fonte de CaO requerida no refino por des- carbonetação.

[0090] Isto resulta do fato que mesmo se o tempo de carga do material auxiliar (agente de formação de escória) na desfosforilação for mais curto, oxigênio é suprido para dissolver o material auxiliar e assim a temperatura do ferro fundido 4 após a desfosforilação aumenta inevitavelmente.

[0091] Uma inter-relação entre a temperatura do ferro fundido durante a remoção de escória intermediária e a concentração de fósforo no ferro fundido 4 após a desfosforilação é mostrada na Figura 6. Como visto na Figura 6, a temperatura do ferro fundido durante a remoção intermediária de escória é desejável não ser maior do que 1350°C para avançar a reação de desfosforilação.

[0092] Quando a temperatura do ferro fundido durante a remoção intermediária de escória excede 1350°C, a concentração de óxido de magnésio e a basicidade na escória precisam ser aumentadas de modo a prevenir danos por corrosão em revestimentos de construções de óxido de magnésio - carbono e então há um problema de aumento de custo. Na invenção, então, a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação não é deixada ser maior do que 1350°C.

[0093] Na dessilicação, uma quantidade total de silício não óxido (silício não sendo um óxido, aqui chamado simplesmente silício) da fonte de silício 8 carregada no recipiente de refino tipo conversor 1 ou adicionada durante a dessilicação está de preferência na faixa de 4~10 kg/t por massa total do ferro fundido 4 e a fonte de ferro frio 14 carregada no recipiente de refino tipo conversor 1.

[0094] Quando a quantidade total de silício adicionado exceder 10 kg/t, uma quantidade de ácido silícico formado na dessilicação se torna muito grande, de modo que mesmo se a dessilicação for realizada em tal estado que a quantidade total da escória desfosforizada na carga prévia é deixada no recipiente de refino tipo conversor 1, é necessário adicionar uma grande quantidade de fonte de óxido de cálcio (solvente baseado em CaO) para ajustar mais a basicidade e também a quantidade de escória no recipiente de refino tipo conversor 1 se torna excessiva, o que não é favorável tendo em vista o custo de refino e similar.

[0095] Enquanto que quando a quantidade total de silício é menos de 4 kg/t, a quantidade de geração de calor através da reação de oxidação de silício é pequena, o que não é eficaz para dissolver a fonte de ferro frio 14. Quando a quantidade total de silício é de 4~10 kg/t, ela pode ser dita ser uma faixa preferencial tendo em vista não somente o ajuste da basicidade após a dessilicação, mas também assegurar a fonte de calor para dissolver a fonte de ferro frio 14.

[0096] Além da fonte de silício 8, a fonte de calor requerida para dissolver a fonte de ferro frio 14 pode utilizar um material carbonáceo, ferrosilício, Al metálico ou similar como uma parte da fonte de calor.

[0097] Na desfosforilação após a dessilicação, é necessário controlar a temperatura do ferro fundido 4 para uma faixa própria para conduzir a desfosforilação de forma eficiente. Com relação a isso, ao controlar a temperatura de ferro fundido após a dessilicação para não mais do que 1320°C pode ser amplamente reduzido um material de esfriamento tal como minério de ferro ou similar adicionado para ajus-tar a temperatura na desfosforilação.

[0098] Quando a dessilicação e a desfosforilação são realizadas continuamente no mesmo recipiente de refino tipo conversor 1, o car-regamento da fonte de ferro frio 14 tal como sucatas de ferro através de uma calha antes da desfosforilação é difícil tendo em vista de seu tempo de operação. Além disso, uma vez que a fonte de ferro frio 14 capaz de ser carregada da parte superior do conversor durante o tratamento é cara, granulada, ou quantitativamente limitada tal como remos ou similar gerados em fábricas de ferro, é difícil usar de forma constante uma grande quantidade de tal fonte. De fato, é comum que a fonte de ferro frio 14 não seja carregada da parte superior do conversor com um aparelho de carregamento superior devido à restrição no tipo e número do material auxiliar a ser usado.

[0099] Na desfosforilação, então, a fonte de ferro frio 14 capaz de ser utilizada industrialmente em uma grande quantidade é limitada ao óxido de ferro tal como minério de ferro ou similar, e é comum que uma fonte de ferro frio 14 econômica tais como sucatas de ferro ou similares não possa ser utilizada suficientemente.

[00100] Por outro lado, uma grande quantidade de sucatas de ferro econômicas é relativamente fácil de ser usada como uma fonte de ferro frio 14 na dessilicação, pelo que a temperatura do ferro fundido após a dessilicação é controlada para não mais do que 1320°C. Como resultado, a quantidade de óxido de ferro usada na desfosforilação pode ser amplamente reduzida, e o calor de reação pela absorção de calor na redução do óxido de ferro pode ser indiretamente utilizado na dissolução da fonte de ferro frio 14 na dessilicação.

[00101] Quando a temperatura do ferro fundido após a dessilicação é diminuída, há um receio de que a fonte de ferro frio 14 permaneça em um estado fundido. No entanto, a fonte de ferro frio restante 14 é mantida no recipiente de refino tipo conversor 1 junto com o ferro fun dido 4 e a sua dissolução progride durante a desfosforilação subsequente, de modo que não há problema na operação contanto que a dissolução da fonte de ferro frio 14 seja terminada no final da desfosfo- rilação.

[00102] De modo a controlar a temperatura do ferro fundido após a dessilicação para uma faixa de 1280~1320°C enquanto controlando o aumento na quantidade da fonte de ferro frio 14 usado e o custo do refino, é preferível que o consumo unitário de fonte de ferro frio Xs (kg/t) por massa total da fonte de ferro frio (sucatas de ferro) 14 e o ferro fundido 4 se apresente em uma faixa de não menos do que 220 mas não mais do que 260 como um valor de Y calculado pela equação a seguir (1):Y = (3 + 34,5[% Si] + 0,21Ti) • (1000 - Xs)/1000 (1)

[00103] em que [% Si]: concentração de silício na carga de ferro fundido (% em massa),

[00104] Ti: temperatura do ferro fundido carregado (°C),

[00105] Xs: consumo unitário da fonte de ferro frio (kg/t).

[00106] Quando o valor de Y é menor do que 220, é necessário que o material carbonáceo tal como grafite amorfo ou similar seja adicionado como uma fonte de calor para prolongar o tempo de refino ou uma fonte de calor cara tal como ferrosilício ou similar é adicionada em uma quantidade grande, e também o solvente baseado em CaO 10 é adicionalmente usado para ajustar a basicidade da escória, e então o aumento do custo de refino e a redução da produtividade são causados, de modo que tal valor não é desejável.

[00107] Quando o valor de Y excede 260, um material de resfriamento tal como minério de ferro é usado para controlar a temperatura, de modo que tal valor não é preferível a partir de um ponto de vista que a quantidade de fonte de ferro frio 14 usada se torna máximo.

[00108] Na dessilicação adequada para a invenção, a temperatura do ferro fundido após a dessilicação é controlada para uma faixa própria e também silício é usado como uma fonte de calor, de modo que mesmo se a fonte de ferro frio 14 for usada em uma grande quantidade de 100~250 kg/t por massa total do ferro fundido 4 e a fonte de ferro frio 14, a redução da produtividade e o aumento do custo do refino não são causados e a dissolução da fonte de ferro frio 14 e o refino do ferro fundido 4 podem ser conduzidos eficientemente. No entanto, quando o consumo unitário da fonte de ferro frio exceder 250 kg/t, há um problema que fonte de calor adicional é necessária para causar o aumento do custo ou tempo de refino é prolongado para reduzir a produtividade. E também, o aumento adicional da quantidade de uso não é eficiente tendo em vista de restrição no carregamento do equipamento da fonte de ferro frio.

[00109] Na invenção, a razão de remoção de escória da escória descarregada do recipiente de refino tipo conversor 1 na remoção intermediária de escória é de não menos de 30% em massa da escória formada na dessilicação.

[00110] Devido ao fato que, como mostrado na Figura 7, quando a razão de remoção de escória é menos do que 30% em massa, a quantidade do solvente baseado em CaO 10 usado é aumentada de modo a assegurar a basicidade da escória (escória na desfosforilação) com o propósito de prevenir má desfosforilação na subsequente desfosfori- lação e consequentemente a quantidade de escória se torna maior, de modo que a espuma da escória não pode ser controlada na desfosfori- lação e a explosão de escória é causada em uma porta de saída do recipiente de refino tipo conversor 1 de modo a gerar problemas operacionais devido a tal explosão de escória.

[00111] Na Figura 7 é mostrada uma relação entre um consumo unitário de cal (CaO) nas três etapas de refino de dessilicação, desfos- forilação e descarbonetação e uma razão de remoção de escória e a ausência ou a presença de explosão de escória também são mostradas.

[00112] Uma linha horizontal interrompida na Figura 7 (consumo unitário de cal me = 26.7 kg/t) é um consumo unitário médio de cal da dessilicação e desfosforilação (pré-tratamento) de ferro fundido para refino por descarbonetação no conversor de acordo com a técnica convencional. Na invenção, o consumo unitário de cal é menor do que o convencional quando a razão de remoção da escória não é menos do que 60% em massa.

[00113] De modo a assegurar a quantidade mínima de escória requerida na etapa de desfosforilação enquanto evitando o aumento do custo, a razão de remoção de escória é de preferência de 60~90% em massa. Isto é, é eficaz aumentar a razão de remoção de escória para não menos de 60% em massa de modo a suprimir a quantidade de uso total do solvente baseado em CaO 10 consumido da dessilicação e desfosforilação para o refinamento por descarbonetação do ferro fundido 4, enquanto que quando a razão de remoção de escória da escória 16 excede 90% em massa, a formação de escória do solvente baseado em CaO 10 recentemente adicionado na desfosforilação sub-sequente é danificada e há um receio de que haja obstrução da reação de desfosforilação. Para este fim, a razão de remoção de escória na remoção intermediária de escória é de preferência não mais do que 90% em massa.

[00114] Na invenção, é preferível que a quantidade da escória restante 16 no recipiente de refino tipo conversor 1 seja controlada para não menos do que 4 kg/t, mas não mais do que 20 kg/t no recipiente de refino tipo conversor 1 após o término da remoção da escória intermediária. Quando a quantidade da escória restante no recipiente de refino tipo conversor 1 for menor que 4 kg/t, é necessário que se use óxido de ferro para promover a formação de escória do solvente base- ado em cal na desfosforilação subsequente, enquanto que quando excede 20 kg/t, há um problema que a quantidade de solvente baseado em cal usado aumenta ou a operação de desfosforilação é obstruída.

[00115] A Figura 8 é um gráfico que mostra uma inter-relação entre uma quantidade da escória restante 16 no recipiente de refino tipo conversor 1 após a remoção intermediária da escória e uma concentração de fósforo no ferro fundido após a desfosforilação. Como pode ser visto a partir da Figura 8, quando a quantidade da escória restante 16 no recipiente de refino tipo conversor 1 é pequena, ela se torna inconveniente na dissolução do material auxiliar durante a desfosforila- ção. Por outro lado, quando a quantidade restante da escória 16 é grande, a quantidade de material auxiliar usado na desfosforilação aumenta, e também a concentração de fósforo no ferro fundido tende a ser aumentada após a desfosforilação.

[00116] De modo a promover a formação de escória do solvente baseado em cal sem usar fluoreto ou óxido de ferro na desfosforilação, é eficaz deixar uma quantidade apropriada da escória no recipiente de refino tipo conversor 1 para utilizar dióxido de silício ou óxido de ferro na escória fundida restante para a promoção da formação de escória. Para esta finalidade, a escória é descarregada do recipiente de refino tipo conversor 1 na remoção de escória intermediária ao ajustar um ângulo de inclinação do conversor de modo que a escória de 4~20 kg/t é deixada no recipiente de refino tipo conversor 1.

[00117] Assim, é possível promover eficientemente a reação de desfosforilação sem usar óxido de ferro na desfosforilação, e o calor da reação por absorção de calor na redução de óxido de ferro pode indiretamente ser utilizado como uma fonte de calor para dissolver a fonte de ferro frio na dessilicação.

[00118] De modo a aumentar a propriedade de remoção de escória na remoção intermediária de escória, é eficaz conduzir a espumação da escória no recipiente de refino tipo conversor 1. Para esse fim, é requerido o aumento da taxa de geração de gás CO pela reação do carbono incluído no ferro fundido 4 com oxigênio.

[00119] Quando a escória 16 é descarregada ao ajustar o ângulo de inclinação do recipiente de refino tipo conversor 1 de modo a prevenir o fluxo do ferro fundido 4, é inevitável que uma certa quantidade da escória 16 seja deixada no recipiente de refino tipo conversor 1, porém já que uma razão real da escória da espumação 16 é de cerca de 1/10 e uma gravidade específica de massa é consideravelmente diminuída quando comparada com uma gravidade específica verdadeira, a quantidade da escória restante 16 no recipiente de refino tipo conversor 1 pode ser controlada um nível baixo. Aqui, quando uma densidade de escória específica não espumante é uma gravidade específica verdadeira e uma gravidade de escória específica na espumação é uma gravidade específica de massa, a razão real é definida por (gravidade específica de massa/gravidade específica verdadeira).

[00120] A Figura 9 é um gráfico que mostra a relação entre uma quantidade de oxigênio que não uma quantidade de oxigênio requerida para oxidar o silício incluído no ferro fundido 4 e uma razão da remoção de escória da escória. Além disso, "quantidade de oxigênio exceto a quantidade dessiliconizada" na dessilicação representada em um eixo horizontal de Figura 9 significa uma quantidade de oxigênio exceto o oxigênio usado na oxidação de Si em ferro fundido, briquete de SiC como um material de aumento de calor e silício não oxidante. Como mostrado na Figura 9, quando o oxigênio exceto o oxigênio requerido para oxidar silício no ferro fundido durante a dessilicação é fornecido ao ferro fundido 4, a razão de remoção da escória varia dependendo da quantidade de oxigênio. De modo a assegurar uma razão alvo para remoção de escória, é preferível que uma quantidade de oxigênio fornecida ao ferro fundido 4 exceto o oxigênio requerido para oxidar silício no ferro fundido durante a dessilicação não seja menos do que 2 Nm3/t, mais desejável não menos do que 4 Nm3/t como um consumo unitário por massa total do ferro fundido 4 e a fonte de ferro frio 14 carregada no recipiente de refino tipo conversor 1. Além disso, o limite superior de tal quantidade de oxigênio é desejável ser cerca de 10 Nm3/t a partir de um ponto de vista de se prevenir descarbonetação excessiva para suprimir a diminuição de concentração de carbono no ferro fundido como uma fonte de calor para descarbonetação subsequente.

[00121] Uma vez que a razão de remoção de escória é consideravelmente diminuída quando a espumação da escória diminui, o intervalo de tempo entre a finalização da dessilicação para a remoção da escória é preferível estar dentro de 4 minutos como mostrado na Figura 10.

[00122] Após a remoção intermediária da escória, o solvente baseado em CaO 10 e a fonte de oxigênio são supridos ao ferro fundido restante 4 no recipiente de refino tipo conversor para conduzir desfos- forilação do ferro fundido 4 como mostrado na Figura 2(d). Como a fonte de oxigênio usada na desfosforilação, é preferível usar um gás oxigênio de uma lanceta de sopro superior 2. Já que a invenção é para dissolver a grande quantidade da fonte de ferro frio 14, não é preferível usar óxido de ferro de absorção de calor no aumento de temperatura e decomposição como uma fonte de oxigênio. Quando a basicidade da escória 16 produzida na dessilicação não é menos de 1,5, a reação de desfosforilação progride. Neste caso, não é necessário adicionar novamente o solvente baseado em CaO 10 na etapa de desfosforilação.

[00123] Fósforo no ferro fundido é oxidado com oxigênio na fonte de oxigênio para formar um óxido de fósforo (P2O5). O óxido de fósforo é incorporado á escória, que é formada pela formação de escória de solvente baseado em CaO 10 e funciona como um refinador de des- fosforilação, como um composto estável de 3CaO • P2O5 para progredir com a reação de desfosforilação do ferro fundido 4.

[00124] Quando a reação de desfosforilação é progredida para reduzir a concentração de fósforo no ferro fundido para um certo valor, como mostrado na Figura 2(e), a desfosforilação é completa e o recipiente de refino tipo conversor 1 é inclinado na direção de um lado provido com uma porta de aproveitamento 13 para aproveitar o ferro fundido 4 dentro do recipiente de refino tipo conversor 1 para um recipiente de manutenção de ferro fundido (não mostrado) (etapa de aproveitamento).

[00125] O refino do ferro fundido de acordo com a invenção é realizado como mencionado acima.

[00126] A Figura 11 é um gráfico que mostra um exemplo de transição da concentração do silício, concentração de carbono, concentração de fósforo e concentração de manganês em ferro fundido por um período a partir da etapa de dessilicação até a etapa de aproveitamento quando aplicando a invenção. Como mostrado na Figura 11, de acordo com a invenção, o calor da combustão de silício incluído no material que contém silício (fonte de silício) adicionado ao ferro fundido durante a dessilicação é positivamente utilizado como um método de compensação térmica para dissolver a fonte de ferro frio tal como sucatas de ferro ou similar, e a dessilicação e a desfosforilação são continuamente conduzidas no ferro fundido através da etapa de remoção de escória (remoção intermediária de escória) com o recipiente de refino tipo conversor, de modo a ser realizada para dissolver eficientemente a grande quantidade de fonte de ferro frio em um curto tempo.

[00127] A dessilicação tem sido realizada até aqui como um pré- tratamento não contínuo do ferro fundido. Neste caso, o óxido de ferro foi suprido como uma fonte de oxigênio na dessilicação convencional com o propósito de evitar problemas operacionais devido à espuma- ção da escória no recipiente de ferro fundido e ao mesmo tempo suprir a grande quantidade de oxigênio em curto tempo. No método de sopro de óxido de ferro principalmente como uma fonte de oxigênio para a dessilicação do ferro fundido em um estágio de dessilicação inicial no pré-tratamento do ferro fundido como descrito, por exemplo, no documento de Patente 3, o aumento da temperatura do ferro fundido no estágio de dessilicação não é obtido suficientemente.

[00128] Assim, o óxido de ferro é decomposto e absorve calor na dessilicação convencional, de modo que o calor da combustão de silício no ferro fundido não pode ser eficientemente convertido em calor para dissolver a fonte de ferro frio. Na invenção, a dessilicação é realizada no recipiente de refino tipo conversor 1 e há um espaço no volume do recipiente, de modo que é possível suprir uma grande quantidade de oxigênio gasoso para o ferro fundido 4 em um curto tempo sem usar o óxido de ferro, e também é possível utilizar calor de combustão de silício para dissolver a fonte de ferro frio 14 sem ser usado como um calor de decomposição para o óxido de ferro. Além disso, de acordo com a invenção, a desfosforilação é continuamente realizada após a dessilicação, uma quantidade de descarga de calor associada com a translocação do recipiente de refino pode ser utilizada como um calor para dissolver a fonte de ferro frio.

[00129] Já que a escória com uma baixa basicidade produzida na dessilicação é descarregada do recipiente de refino tipo conversor 1 entre a dessilicação e a desfosforilação, é possível reduzir a quantidade de solvente baseado em CaO 10 usado na desfosforilação que requer uma alta basicidade (= 1,5 ~ 3,0).

[00130] Também de acordo com a invenção, a escória do conversor e a escória do cadinho, que são difíceis de ser limpas devido à sua alta basicidade, podem ser utilizadas como solvente baseado em CaO 10 para ajustar a basicidade da escória na dessilicação. A escória do conversor e a escória do cadinho são reproduzidas como uma escória que tem uma baixa basicidade após a dessilicação, de modo que é possível limpar a escória do conversor e a escória do cadinho. A utilização da escória do conversor e escória do cadinho pode promover a formação de escória suficientemente mesmo na dessilicação por um curto tempo, de modo que o aumento da taxa de remoção de escória é alcançada.

[00131] Além disso, de acordo com a invenção, quando um material auxiliar contendo carboneto de silício como um componente principal é usado como um material que contém silício (fonte de silício) carregado no conversor na dessilicação, ou concretamente quando usando briquete de SiC contendo SiC como um componente principal e/ou refratário de resíduo baseado em SiC contendo SiC como um componente principal, uma maior quantidade de calor pode ser compensada de forma econômica e eficiente. O material contendo silício é preferível que tenha um teor de carboneto de silício de não menos do que 30% em massa.

[00132] Nesta relação, a quantidade de adição de briquete de SiC e refratário de resíduo baseado em SiC é preferível ser não mais do que um limite de adição superior W calculado pela equação a seguir (2): W = (F - 600) x 0.3 + 22.4 x 28 + Xsi + 10 (2)

[00133] em que W: um limite de adição superior de briquete de SiC e/ou refratário de resíduo baseado em SiC (ton),

[00134] F: quantidade total de oxigênio transmitido durante a dessi- licação (Nm3),

[00135] Xsi: teor de Si incluído como SiC no briquete de SiC ou refratário de resíduo baseado em SiC (% em massa).

[00136] Além disso, o limite de adição superior W é um total de valores calculados no briquete de SiC e no refratário de resíduo baseado em SiC, respectivamente.

[00137] A Figura 12 é um gráfico que mostra a relação entre uma quantidade total de oxigênio transmitido durante a dessilicação, uma quantidade de combustão de SiC e um rendimento de SiC. Como visto na Figura 12, há um limite superior de quantidade de SiC que agiu como uma fonte de calor dependendo da quantidade total de oxigênio transmitido durante a dessilicação (quantidade de oxigênio usado na dessilicação), e é possível compensar a quantidade de calor estável mais eficientemente ao evitar a perda de calor e o aumento de custo devido à ocorrência de uma grande quantidade de SiC não reagido.

EXEMPLOS Exemplo 1

[00138] Um pré-tratamento de ferro fundido é realizado usando um recipiente de refino tipo conversor de 250 t de capacidade tendo uma modalidade conforme mostrado na Figura 1 de uma maneira mostrada nas Figuras 2(a)~(e), durante o qual a situação de processamento é investigada. Os resultados são mostrados na Tabela 1.

[00139] No Exemplo 1, sopro superior é realizado ao soprar um gás oxigênio 3 em um ferro fundido 4 com uma lanceta de sopro superior 2, enquanto que o sopro inferior é realizado soprando um gás nitrogênio no ferro fundido com cinco tubos condutores de sopro superiores 5 dispostos no fundo do recipiente de refino tipo conversor 1. No refino do ferro fundido 4, uma fonte de ferro frio 14 é primeiro carregada no recipiente de refino tipo conversor 1, e logo após o ferro fundido 4 é carregado, e então uma fonte de silício e solvente baseado em CaO são carregados para iniciar a dessilicação.

[00140] Como uma fonte de silício sendo um fonte de calor na des- silicação são usados briquetes de SiC contendo 52,5% em massa de Si como SiC, e também um material carbonáceo é usado junto com briquetes de SiC em uma parte da operação (Exemplo da Invenção 2). Após a dessilicação, uma operação de remoção de escória é conduzi- da rapidamente e subsequentemente a desfosforilação é conduzida. Um intervalo de tempo do começo da dessilicação através da desfos- forilação até o término do aproveitamento é cerca de 30 minutos da mesma maneira que na Figura 11. Como a fonte de ferro frio é usada sucata de ferro definida em "Padrões uniformes de sucatas de ferro" ("Uniform standards of ferrous scraps") da Associação de matérias- primas ferrosas do Japão.

[00141] A quantidade de oxigênio transmitido no item desfosforila- ção da Tabela 1 mostra uma quantidade total em dessilicação e des- fosforilação. Nos exemplos da Invenção 1 ~ 4, briquetes de SiC sozinhos ou briquetes de SiC e material carbonáceo são carregados antes da dessilicação e a operação de remoção de escória é conduzida ime-diatamente após a dessilicação e subsequentemente a desfosforilação é conduzida.

[00142] O Exemplo da Invenção 1 é um caso em que a temperatura do ferro fundido na remoção intermediária da escória é de 1327°C, e o Exemplo da Invenção 2 é um caso que a temperatura do ferro fundido na remoção intermediária de escória é de 1320°C. Em ambos exemplos, a taxa de remoção de escória é tão alta quanto 70% e também todas as sucatas de ferro são dissolvidas.

[00143] Os exemplos da Invenção 3 e 4 são um caso que a temperatura de ferro fundido (temperatura da escória) é de 1295°C e 1280°C, respectivamente. A temperatura do ferro fundido é menor que aquelas nos exemplos da Invenção 1 e 2, e à medida que a temperatura é diminuída, a taxa de remoção de escória é diminuída. Fica claro que mesmo quando a basicidade da escória é de 0,5 como no Exemplo da Invenção 4, se a temperatura do ferro fundido não for menor do que 1280°C, a razão de remoção de escória de cerca de 30% pode ser assegurada.

[00144] No Exemplo comparativo 1, a fonte de silício é adicionada da mesma forma que Exemplos da Invenção 1 ~ 4, e a desfosforilação é realizada sem conduzir a remoção intermediária da escória. Pode ser visto que o Exemplo Comparativo 1 tende a aumentar a quantidade de cal usada diferente dos Exemplos da Invenção 1 ~ 4 que conduzem a remoção intermediária de escória.

[00145] O Exemplo Comparativo 2 é um caso em que a temperatura do ferro fundido após a finalização da dessilicação é de cerca de 1396°C ao ajustar a quantidade de sucatas usadas. No Exemplo Comparativo 2, é torna claro que uma grande quantidade de minério de ferro (20 kg/t) deve ser usada para ajuste de temperatura na des- fosforilação.

[00146] A partir dos resultados acima, foi confirmado que no método de refino do ferro fundido de acordo com a invenção, o calor de combustão de silício pode ser usado efetivamente para dissolver as sucatas enquanto suprimindo o custo de refino.

[00147] Exemplo 2

[00148] O pré-tratamento do ferro fundido de acordo com a invenção é realizado usando o recipiente do tipo conversor como no Exemplo 1. Um gás oxigênio é soprado no ferro fundido através da lanceta de sopro superior 2, enquanto um gás nitrogênio para agitação é soprado no ferro fundido através de sete tubos condutores de sopro inferiores 5 dispostos no fundo do conversor, de maneira que que o pré- tratamento é conduzido. Em todas as operações, a fonte de ferro frio é primeiro carregada no recipiente de refino tipo conversor 1 e logo após o ferro fundido é carregado e a fonte de silício e solvente baseado em CaO são carregados para iniciar a dessilicação. Como a fonte de silício sendo uma fonte de calor na dessilicação são usados briquetes de SiC contendo 52,5% em massa de Si como SiC, e o material carboná- ceo é usado junto com os briquetes de SiC em uma parte das operações. Após a dessilicação, a operação de remoção de escória é conduzida imediatamente e subsequentemente a desfosforilação é conduzida. O intervalo de tempo do começo da dessilicação através da des- fosforilação até o término do aproveitamento é cerca de 30 minutos como na Figura 11. Como fonte de ferro frio, é usada sucata de ferro definida em "padrões uniformes de sucatas de ferro" da Associação de materiais ferrosos brutos do Japão.

[00149] Na tabela 2 são mostradas condições de operação e resul- tados de operação de Exemplos da Invenção aplicando a invenção e Exemplos comparativos para comparação. Em quaisquer das operações, óxido de ferro não é usado durante a dessilicação, mas a basici- dade da escória descarregada do recipiente de refino tipo conversor é alcançada para um valor alvo na etapa de remoção de escória após a dessilicação e a escória é suficientemente formada.

[00150] Nos Exemplos da Invenção 5 e 6, a temperatura de ferro fundido no término da dessilicação não é menor do que 1320°C ou a temperatura da escória na remoção intermediária da escória não é menor do que 1320°C, e a basicidade da escória é de 1,0 ~ 1,1 e a viscosidade da escória é baixa, de modo que a razão de remoção de escória de alta de 70% em massa é obtida. Além disso, as sucatas de ferro são completamente dissolvidas nos Exemplos da Invenção 5, 6, 9 e 10.

[00151] Nos Exemplos da Invenção 7 e 8, a taxa de remoção de escória é diminuída com a diminuição da temperatura da escória na remoção intermediária da escória. No entanto, mesmo com a basici- dade é 0,5 como no Exemplo da Invenção 8, se não menos do que 1280°C for assegurado como uma temperatura de ferro fundido no término da dessilicação, a taxa de remoção de escória de 30% em massa pode ser assegurada. Também, foi confirmado que a explosão de escória não é causada na porta de saída do conversor embora a quantidade de SiO2 da escória no conversor durante a desfosforila- ção atinja 2,5 kg/t no máximo na desfosforilação subsequente.

[00152] No entanto, a escória de ferro não é parcialmente dissolvida nos Exemplos da Invenção 7 e 8 devido à transição da temperatura do ferro fundido ser baixa durante a dessilicação e a desfosforilação. Isto é, quando a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação não é menor do que 1280°C, a razão de remoção de escória de não menos do que 30% em massa pode ser assegurada, porém quando a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação é menor do que 1320°C, pode ser visto que a possibilidade de não dissolver a sucata de ferro é alta.

[00153] No Exemplo da Invenção 9, embora a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação seja tão alta quanto 1330°C, a ba- sicidade da escória seja tão alta quanto 1,5 e a viscosidade da escória seja alta, de modo que a operação para remoção de escória é difícil, porém a razão de remoção de escória de 30% em massa pode ser as-segurada.

[00154] No exemplo da Invenção 10, embora briquetes de SiC sejam adicionados em uma quantidade maior do que o limite superior de adição (W) de briquete de SiC e/ou refratário de resíduo baseado em SiC calculado pela equação (2) com relação à quantidade total de oxigênio transmitido na dessilicação, a fração de adição excessiva não age como uma fonte de calor, de modo que a temperatura final na dessilicação fica de alguma forma baixa ou é difícil de controlar a temperatura do ferro fundido na remoção intermediária de escória e também o aumento desperdiçante de custo é causado.

[00155] No exemplo comparativo 3, a basicidade da escória é 1,0, enquanto a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação é menor do que 1280°C e a taxa de remoção de escória fica em 20% em massa. Além disso, no Exemplo Comparativo 3, a quantidade da escória levada para a desfosforilação se torna grande, e a explosão da escória é causada na porta de saída do conversor durante a desfosforila- ção. A partir desse fato, é confirmado que é particularmente eficaz assegurar 1280°C como a temperatura do ferro fundido no término da dessilicação.

[00156] Na tabela 2, a quantidade de combustão de SiC significa uma diferença entre a quantidade de briquete de SiC adicionada ao conversor durante a dessilicação e quantidade de briquete de SiC restante na escória após a dessilicação uma vez que ela não é reagida e rendimento de SiC significa uma razão de quantidade de combustão de SiC para quantidade de briquete de SiC adicionada ao conversor.

[00157] Na tabela 3 é mostrada uma comparação entre composição química da escória do conversor usada na dessilicação do Exemplo da Invenção 6 e composição química da escória tirada da remoção inter- mediária de escória do Exemplo da Invenção 6. Como visto na Tabela 3, a escória do conversor que tem uma basicidade de cerca de 4 pode ser modificada para uma escória de baixa basicidade tendo uma basi- cidade de 1,0 ao usar a escória do conversor como um material que ajusta a basicidade da escória na dessilicação. De acordo com a invenção, pode ser confirmado que a escória do conversor de uma alta basicidade sendo difícil na utilização do material pode ser modificada para se tornar uma escória de baixa fácil na utilização do material.Tabela 3

DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA 1 recipiente de refino tipo conversor 2 lanceta de sopro superior 3 gás oxigênio 4 ferro fundido 5 tubo condutor de sopro inferior 6 gás para bocal de sopro inferior 7 funil 8 material contendo silício (fonte de silício) 9 funil 10 material auxiliar contendo CaO como componente principal (solvente baseado em CaO ) 11 calha 12 calha 13 porta de aproveitamento 14 fonte de ferro frio 15 cadinho de carga 16 escória

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00158] De acordo com a invenção, pode ser provido um método de refino capaz de refinar eficientemente ferro fundido enquanto mantendo uma razão de composto de uma fonte de ferro frio tais como sucatas de ferro ou similares em um nível alto.

Claims (13)

1. Método para refino de ferro fundido, caracterizado pelo fato de que compreende: carregar ferro fundido e uma fonte de ferro frio em um reci-piente de refino conversor, fornecer ou carregar um material auxiliar contendo CaO como um componente principal ao recipiente de refino conversor; fornecer uma primeira fonte de oxigênio e um primeiro ma-terial contendo silício ou uma combinação de um material contendo silício e um material de carbono para o recipiente de refino conversor como fonte de calor para dissolver a fonte de ferro frio e conduzir a dessilicação do ferro fundido; remover pelo menos uma parte de escória produzida pela dessilicação como uma remoção de escória intermediária, e subsequentemente fornecer um agente de formação de es-cória e uma segunda fonte de oxigênio ao ferro fundido no recipiente de refino conversor para conduzir a desfosforilação, em que a dessilicação é realizada sob condições tais que a basicidade da escória após o término da dessilicação está na faixa de 0,5 a 1,5, onde a basicidade é % em massa CaO/% em massa SiO2, uma temperatura de ferro fundido após no término da dessi- licação está na faixa de 1280°C a 1350°C, e não menos do que 30% em massa da escória produzida na dessilicação são removidos do recipiente de refino conversor na remoção intermediária de escória, em que uma quantidade de escória da escória restante no recipiente de refino conversor após a remoção intermediária de escória não é menor que 4 kg/t, mas não é maior que 20 kg/t.

2. Método para refino de ferro fundido, de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma quantidade de adição de pelo menos um material auxiliar contendo CaO como um componente principal e o primeiro material contendo silício é ajustada de modo a fornecer a basicidade da escória após o término da dessilica- ção na faixa de 0,5 a 1,0.

3. Método para refino de ferro fundido, de acordo com a rei-vindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma quantidade da segunda fonte de oxigênio fornecida é ajustada para regular a tempe-ratura do ferro fundido após o término da dessilicação para não menos do que1320oC.

4. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ferro fundido carregado no recipiente de refino conversor inclui um segundo material contendo silício, e uma quantidade total de silício não óxido no primeiro e se-gundo material contendo silício está na faixa de 4 a 10 kg/t por massa total do ferro fundido e fonte de ferro frio carregado no recipiente de refino conversor.

5. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um valor Y está na faixa de 220 a 260, onde Y é calculado de acordo com a equação (1): Y = (3 + 34,5[% Si] + 0,21 Ti) ■ (1000 - Xs)/1000 .... (1) onde [% Si]: concentração de silício no ferro fundido carre-gado (% em massa), Ti : temperatura de ferro fundido carregado (oC), e Xs: consumo unitário de fonte de ferro frio (kg/t) da fonte de ferro frio por massa total da fonte de ferro frio e ferro fundido carregado no recipiente de refino conversor.

6. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a razão de remoção de escória da escória removida do recipiente de refino conversor na remoção de escória intermediária está na faixa de 60 a 90 % em massa da escória produzida na dessilicação.

7. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a quantidade de oxigênio fornecida ao ferro fundido, exceto o oxigênio consumido para oxidação do silício na dessilicação, é não menos do que 2 Nm3/t como um consumo unitário por massa total do ferro fundido e fonte de ferro frio carregada no recipiente de refino conversor.

8. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a fonte de ferro frio é pelo menos um de sucata de ferro, ferro reduzido direto e ferro frio.

9. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qual-quer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a escória dessiliconizada é removida não mais do que 4 minutos após a dessilicação.

10. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o material auxiliar que contém CaO como um componente principal fornecido na dessilicação é pelo menos um de uma escória de conversor e escória de cadinho.

11. Método para refino de ferro fundido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro material contendo silício é composto principalmente de carboneto de silício.

12. Método para refino de ferro fundido, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o primeiro material contendo silício composto principalmente de carboneto de silício é pelo menos um de briquete de SiC e refratário de resíduo baseado em SiC contendo carboneto de silício como um componente principal.

13. Método para refino de ferro fundido, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma quantidade de adição W de pelo menos um de briquete de SiC e refratário de resíduo baseado em SiC, onde o limite de adição superior W é calculado, de acordo com a equação (2): W = (F - 600) x 0,3 + 22,4 x 28 + Xsi + 10 (2) onde W: limite superior de quantidade de adição de pelo menos um de briquete de SiC e resíduo baseado em SiC (ton), F: quantidade total de oxigênio transmitido em dessilicação (Nm3), e Xsi : teor de Si (% em massa) contido como SiC em pelo menos um de briquete de SiC e refratário de resíduo baseado em SiC.

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