BR112012005690B1

BR112012005690B1 - Aparelho e método para produção de ferro com gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio e, e aparelho e método usado para transferência a quente e carregamento a quente de material de produção de ferroaparelho e método para produção de ferro com gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio e, e aparelho e método usado para transferência a quente e carregamento a quente de material de produção de ferro.

Info

Publication number: BR112012005690B1
Application number: BR112012005690-5A
Authority: BR
Inventors: Yuanhong Qi; Qingtao Wang; Dingliu Yan; Peimin Guo
Original assignee: Central Iron & Steel Research Institute; Shandong Tiexiong Metallurgical Technology Co., Ltd.; Shandong Coking Group Co., Ltd
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2019-04-02
Also published as: AR079117A1; MX2012002313A; US20150159952A1; EP2505674A1; US20120312125A1; MX348755B; US9581387B2; JP5638621B2; CA2773589A1; AU2010324338B2; MY161677A; AU2010324338A1; RU2012110031A; US8986601B2; EP2505674A4; JP2013511618A; CA2773589C; ZA201201421B; WO2011063672A1; EP2505674B1

Abstract

a presente invenção oferece um método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio repleto de oxigênio que compreende transferir a quente e carregar a quente o cuque em alta temperatura,o sinter e a pelota para o forno de produção de ferro (3) através do dispositivo de transferência e carregamento, e injetar oxigênio e gás combustivel rico em hodrogênio a uma temperatura predeterminada no forno de produção de ferro(3) através da ventaneira de oxigênio e da ventaneira de gás disposta no forno de produção (3), respectivamente. propõe-se ainda um aparelho para produção de ferro usando gás rico em hodrogênio e repleto de oxigênio que compreende um sistema de matéria-prima, um sistema de gás abóbada do forno, um sistema de injeção de gás do forno de coque, um sistema de injeção de poeira, um sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco de escória e um sistema d oxigênio(11). além disso, são proporcionados um aparelho e método para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro.

Description

“APARELHO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE FERRO COM GÁS RICO EM HIDROGÊNIO E REPLETO DE OXIGÊNIO E, E APARELHO E MÉTODO USADO PARA TRANSFERÊNCIA A QUENTE E CARREGAMENTO A QUENTE DE MATERIAL DE PRODUÇÃO DE FERRO”

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se aos campos técnicos de produção de ferro e recursos energéticos, em particular a um método e aparelho para produção de ferro para realizar a transferência a quente e o carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro e fabricar ferro com gás rico em hidrogênio repleto de oxigênio e baixo teor de carbono.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

Com o rápido avanço da indústria moderna, os recursos energéticos globais são consumidos extensamente, e a quantidade de emissões de CO2 aumenta fortemente, resultando na poluição do ar e no efeito estuda, que representam uma ameaça ao ambiente global vital à vida dos seres humanos. Na China, a quantidade de emissões de CO2 na indús15 tria siderúrgica só perde para a indústria de energia elétrica. Portanto, é de extrema importância a redução da emissão de CO2 para a indústria siderúrgica. O sistema de produção de ferro, do qual o consumo de energia representa mais de 70% do consumo total de energia na produção do ferro e do aço, é o principal alvo da economia de energia e da redução de emissões. No entanto, é difícil economizar energia e reduzir consideravelmente as emissões 20 nos processos de coque, sinterização, peletização e nos diversos outros processos com o nível de tecnologia atual; portanto, precisa-se urgentemente de uma inovação tecnológica para alcançar os objetivos de economia de energia e redução das emissões.

Dentre as principais matérias-primas para produção de ferro em alto-forno estão o coque, o sinter e a pelota. No momento, as cargas do alto-forno são carregadas no forno à 25 temperatura atmosférica. Embora as cargas a uma temperatura atmosférica sejam boas para o transporte, a reposição e uso, os materiais precisam ser resfriados à temperatura atmosférica a partir da alta temperatura através do aparelho de resfriamento durante o processo de produção, e precisam ser reaquecidos à temperatura elevada após serem carregados no alto-forno, o que aumenta o custo do equipamento e exige grande espaço para 30 ele, além do desperdício de uma grande quantidade de energia térmica.

Geralmente, o coque vermelho retirado do forno de coque tem uma temperatura de aproximadamente 800 a 1200°C. No momento, existem duas formas principais de apagamento a seco do coque e apagamento a úmido do coque que resfriam o coque à temperatura atmosférica. Qualquer que seja a forma de apagamento utilizada, ocorrerá fissura devido 35 à tensão no coque devido à mudança brusca de temperatura, acarretando diminuição da resistência e da produção do coque. Embora o processo de apagamento rápido a seco do coque possa coletar o calor sensível do coque para gerar energia elétrica, a taxa de recupePetição 870180037623, de 07/05/2018, pág. 13/46

2/24 ração de energia é baixa; o processo de apagamento a úmido do coque apague rapidamente o coque pela água injetada a partir da torre de apagamento do coque, o que torna o calor sensível do coque totalmente desperdiçado sem qualquer utilização, além de consumir uma grande quantidade de recursos de água e poluir de certa forma o ambiente.

Em geral, o sinter não-resfriado em alta temperatura tem uma temperatura de cerca de 80 a 1000 °C, e a pelota não-resfriada em alta temperatura tem uma temperatura de cerca de 800 a 1400 °C. No momento, eles são resfriados principalmente pelo resfriador de correia ou pelo resfriador circular, durante o qual o calor sensível dos mesmos é utilizado através da caldeira de calor residual para gerar um fluxo de baixa pressão. No entanto, a taxa de recuperação de energia também é baixa.

O alto-forno obteve efeitos satisfatórios nos quesitos de aumento de produção, economia de coque e redução do consumo energético usando gás rico em oxigênio e injetando fortemente carvão. Quando a proporção de gás rico em oxigênio aumenta a ponto de permitir a fusão de oxigênio puro, pode-se atingir o máximo da injeção de carvão, reduz-se a razão de coque, mas os problemas consequentes são que: a quantidade de gás no altoforno está abaixo do suficiente; e a temperatura da parte superior é baixa, pois os materiais frios são carregados no forno, influenciando assim indiretamente a redução do gás, o que torna a razão de redução direta e a perda não desejada de carbono maiores. Embora o problema de que a energia térmica na parte superior é insuficiente possa ser solucionado pelo conceito técnico popular atual, isto é, injetando-se gás em alta temperatura na parte inferior do forno, esse conceito técnico está apenas no estágio de ser um design concebido, uma vez que há o problema de deposição de carbono durante o processo de aquecimento e uma certa quantidade de gás precisa ser adicionalmente fornecida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De modo a solucionar os problemas anteriores, o objetivo da presente invenção é oferecer um método e aparelho para produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio, e, mais especificamente, oferecer um processo de produção de ferro e um aparelho relacionado com base nos processos de coqueamento, sinterização, peletização e um forno de produção de ferro que usa a tecnologia de fusão de injeção de gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio, de modo a obter os efeitos de um produto limpo e uma emissão eficiente em termos energéticos e ecologicamente correta.

O método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio de acordo com a presente invenção inclui: executar os processos de coqueamento, sinterização, peletização com eles acoplados uns aos outros, em que o forno de produção de ferro, o coque, o sinter e a pelota não são apagados, mas transferidos a quente e carregados a quente no forno de produção de ferro sob temperatura elevada através de dispositivos de transferência e carregamento. A ventaneira de oxigênio e as instalações de injeção de

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3/24 gás são dispostos na parte inferior do forno de produção de ferro, de modo a injetar gás combustível rico em hidrogênio e oxigênio com uma temperatura predeterminada no forno de produção de ferro. A ventaneira de gás é disposta na parte central e inferior do forno de produção de ferro, de modo a injetar gás combustível rico em hidrogênio com uma tempera5 tura predeterminada no forno de produção de ferro. Assim, o objetivo anterior pode ser alcançado mediante o uso de gás combustível rico em hidrogênio em vez de coque e carvão. O gás com temperatura elevada e alto valor térmico que é descarregado da parte superior do forno de produção de ferro transfere o calor físico ao gás combustível rico em hidrogênio sendo injetado no forno através do trocador de calor regenerativo, e então o gás é fornecido 10 para produzir o coque, o sinter e a pelota. Aqui, o gás combustível rico em hidrogênio inclui gás de forno de coque, gás natural e outros tipos de gás combustível rico em hidrogênio.

Uma concretização da presente invenção proporciona um método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio, compreendendo: 1) transferir dire-tamente o coque vermelho quente maduro produzido por um forno de coque a um silo de 15 transmissão de coque em alta temperatura por um dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, transferir diretamente o sinter em alta temperatura produzido por uma máquina de sinterização a um silo de transmissão de sinter em alta temperatura por um disposi-tivo de transferência de sinter em alta temperatura fechado, e transferir diretamente a pelota em alta temperatura produzido por uma máquina de aquecimento de pelota a um silo de 20 transmissão de pelota em alta temperatura por um dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura fechado;

2) transportar sequencialmente cargas em alta temperatura em uma certa proporção para a abóbada do forno resistente à alta temperatura em lote através de tremonhas de pesagem de alta temperatura e para o dispositivo de transferência de carga em alta tempe- ra-tura sequencialmente usando os três silos de transmissão em alta temperatura como recipi-entes temporários e de isolamento térmico para o coque, sinter e pelota em alta temperatura, e então distribuir as cargas em alta temperatura no forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real, em que há duas fileiras de ventaneiras dispostas no forno de produção de ferro, que são uma 30 fileira infe-rior de ventaneiras de oxigênio em uma parte inferior do mesmo e uma fileira superior de ventaneiras de gás em uma parte central ou inferior do mesmo;

3) controlar as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota de modo que fiquem entre 100°C~ 1200 °C, 100 °C~ 1000 °C e 100°C~ 1400 °C, respectivamente, usando as funções de armazenagem e isolamento térmico dos três silos de transmissão, em que as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem respectivamente ser de 300-1000°C, 300-900°C e 300-1000°C, de preferência, todas as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem ser de 500-800°C;

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4) injetar 200-600 m3/tonelada de ferro de oxigênio e 20-300 m3/ tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré-aquecido no forno de produção de ferro através da fileira inferior de ventaneiras de oxigênio disposta na parte inferior do forno de produção de ferro, e injetar 100-600 m³/ tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré5 aquecido no forno de produção de ferro em uma posição disposta na parte central e inferior do forno de produção de ferro, isto é, uma parte acima de uma raiz de uma zona coesiva, ao mesmo tempo, o gás combustível rico em hidrogênio sendo gás de forno de coque ou gás natural, a temperatura do gás combustível rico em hidrogênio injetado sendo controlada para ficar na faixa de 600-1200°C;

5) remover a poeira do gás descarregado da abóbada do forno com uma temperatura de 250-1200°C através de um dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno 4, sendo então submetido à troca de calor através de 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, de modo a recuperar o calor sensível do gás, em que 2 a 3 dispositivos de troca de calor regenerativos são usados para pré-aquecimento do gás combustível rico em hidrogênio que é injetado no forno na parte acima da raiz da zona coesiva, e os outros 2-3 dispositivos de troca de calor regenerativos são usados para préaquecimento do gás rico em hidrogênio que é injetado no forno através da ventaneira de oxigênio;

6) reduzir a temperatura do gás descarregado da abóbada do forno a 200°C ou menor após passar pelos 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, sendo então submetido à remoção da poeira através dos dispositivos de remoção de poeira em saco, e o gás limpo para troca do gás de forno de coque no processo operacional do forno de coque e para fabricação da pelota e do sinter;

7) injetar a poeira recuperada pelo dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno e 4-30 dispositivos de remoção de poeira em saco no forno de produção de ferro a partir das ventaneiras de oxigênio do forno de produção de ferro através do tanque de injeção de poeira, de modo a eliminar a poluição da poeira; e

8) granular a escória líquida em alta temperatura gerada pelo forno de produção de ferro através do dispositivo de troca de calor e granulação de escória, e recuperar o calor sensível da escória para gerar o fluxo de alta pressão através da caldeira, em que o fluxo de alta pressão aciona um dispositivo de geração de energia combinado em combinação com o 'gás descarregado da abóbada do forno para gerar energia elétrica.

A presente invenção usa um carregamento quente de carga que utiliza a energia térmica de forma suficiente, de modo a permitir que a parte superior da correia de material 35 granulado fique na faixa de temperatura para uma reação de redução, de modo que a proporção metálica da carga chegue a 70% ou mais através da parte superior do forno; usa o carregamento quente acoplado à fusão repleta de oxigênio, de modo a permitir que um ge

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5/24 rador razoavelmente uniforme de distribuição de energia térmica seja acionado para gerar energia elétrica pela recuperação do calor sensível da escória em conjunto com a recuperação da pressão residual da abóbada do forno, de modo a aprimorar a eficiência da geração de energia elétrica.

Outro aspecto da concretização da presente invenção oferece um aparelho para realizar o método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio, que inclui um forno de produção de ferro, um sistema de matéria-prima conectado ao forno de produção de ferro através de uma abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura, um sistema de gás da abóbada do forno conectado ao forno de produção de ferro por 10 meios de condutos, um sistema de injeção de gás de forno de coque conectado ao forno de produção de ferro através dos condutos, um sistema de injeção de poeira conectado ao forno de fabricação de ferro através dos condutos, um sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco da escória conectado ao forno de produção de ferro através de um distribuidor de escória-ferro, e um sistema de oxigênio conectado ao forno de produção de 15 ferro através dos condutos.

O sistema de matéria-prima consiste do forno de coque, da máquina de sinterização, da máquina de aquecimento de pelota, do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura, do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura, do silo de trânsito de coque em alta temperatu20 ra, do silo de trânsito de sinter em alta temperatura, do silo de trânsito de pelota em alta temperatura, da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura, da tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura, da tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura, do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura e da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura.

O forno de coque é conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura. A máquina de sinterização é conectada ao silo de trânsito de sinter em alta temperatura através do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura. A máquina de aquecimento de pelota é conectada ao silo de trânsito de pelota em alta temperatura através do dispositivo de transferência 30 de pelota em alta temperatura. As tremonhas de pesagem em alta temperatura são respectivamente conectadas aos silos de trânsito correspondentes de coque, sinter e pelota através de condutos ou uma canaleta fechada. As tremonhas de pesagem em alta temperatura são conectadas ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada. O dispositivo de transferência de carga em alta tempe35 ratura é conectado ao forno de produção de ferro através da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura.

O sistema de gás da abóbada do forno consiste do dispositivo de remoção de poeiPetição 870180037623, de 07/05/2018, pág. 17/46

6/24 ra do gás de alta temperatura da abóbada do forno, dos 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, dos 4 a 30 dispositivos de remoção de poeira em saco, do dispositivo de geração de energia combinado e do dispositivo de armazenagem de gás. O forno de produção de ferro é conectado ao dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura através de condutos. O dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno, os dispositivos de troca de calor regenerativos, os dispositivos de remoção de poeira em saco, o dispositivo de geração de energia combinado e o dispositivo de armazenagem de gás são conectados sequencialmente através dos condutos.

O sistema de injeção de gás de forno de coque consiste do forno de coque, do sistema de limpeza do gás do forno de coque, de um primeiro soprador de gás pressurizado, de um segundo soprador de gás pressurizado, dos dispositivos de troca de calor regenerativos, e do dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás. O forno de coque é conectado ao sistema de limpeza de gás do forno de coque. O gás é transferido em dois caminhos após ser limpo pelo sistema de limpeza de gás do forno de coque, um dos quais é conectado sequencialmente ao soprador de gás pressurizado, ao dispositivo de troca de calor regenerativo, ao dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás e ao forno de produção de ferro através dos condutos, e o outro dos quais é conectado sequencialmente ao soprador de gás pressurizado, ao dispositivo de troca de calor regenerativo e ao forno de produção de ferro.

O sistema de injeção de poeira consiste do dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno, dos dispositivos de remoção de poeira em saco e do tanque de injeção de poeira. O dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno é conectado ao tanque de injeção de poeira através do dispositivo de transferência de poeira. Os dispositivos de remoção de poeira em saco são conectados ao tanque de injeção de poeira através do dispositivo de transferência de poeira, e o tanque de injeção de poeira é conectado ao forno de produção de ferro.

O sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco de escória inclui o separador de escória-ferro, o dispositivo de troca de calor e granulação de escória, a caldeira, o soprador e o dispositivo de geração de energia combinado.

A escória-ferro flui para o separador de escória-ferro através de um distribuidor de escória-ferro a partir do forno de produção de ferro, que é dividido em um fluxo de escória líquida conectado ao dispositivo de troca de calor e granulação de escória através de um distribuidor de escória, e um fluxo de ferro fundido conectado ao dispositivo de transporte de ferro fundido através de um distribuidor de ferro. O soprador é conectado ao dispositivo de troca de calor e granulação de escória através dos condutos. O dispositivo de troca de calor e granulação de escória é conectado à caldeira através dos condutos, e é conectado ao dispositivo de transferência de escória através de um duto de corte. A caldeira é conectada ao

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7/24 dispositivo de geração de energia combinado junto com o calor residual através dos condutos.

O dispositivo de troca de calor regenerativo pode ser um trocador de calor regenerativo ou um trocador de calor da abóbada de troca de calor.

Duas fileiras de ventaneiras são dispostas no forno de produção de ferro, que são a fileira inferior de ventaneiras de oxigênio na parte inferior e a fileira superior de ventaneiras de gás na parte central e inferior.

Ainda outra concretização da presente invenção proporciona um dispositivo para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro do 10 alto-forno, que inclui uma câmara de carbonização do forno de coque, uma máquina de sinterização, uma máquina de aquecimento de pelota, um alto-forno, um tanque de trânsito de coque vermelho, um tanque de trânsito de sinter quente, um tanque de trânsito de pelota quente, um vagão de transporte de coque vermelho, um vagão de transporte de sinter quente, um vagão de transporte de pelota quente e um dispositivo de transporte e içamento de 15 material.

A câmara de carbonização do forno de coque é conectada ao tanque de trânsito de coque vermelho através do vagão de transporte de coque vermelho. A máquina de sinterização é conectada ao tanque de trânsito de sinter quente através do vagão de transporte sinter quente. A máquina de aquecimento de pelota é conectada ao tanque de trânsito de 20 pelota quente através do vagão de transporte de pelota quente.

O tanque de trânsito de coque vermelho, o tanque de trânsito de sinter quente, o tanque de trânsito de pelota quente são conectados ao alto-forno através do dispositivo de transporte e içamento de material, respectivamente.

Cada um dos tanques de trânsito pode ter um revestimento de um material de iso25 lamento térmico resistente a impacto, e uma cobertura de vedação disposta na entrada do tanque de trânsito e tendo um material de isolamento térmico disposto nele defrontando-se com o tanque, e tem uma forma tal como uma forma quadrada, retangular, oval, cilíndrica ou circular.

O dispositivo de transporte e içamento de material pode ser um dispositivo de iça30 mento vertical-horizontal ou um dispositivo de içamento do tipo ponte enviesada.

Ainda outra concretização da presente invenção proporciona um método para a transferência a quente e o carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro do alto-forno que usa o aparelho para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro do alto-forno. O método compreende: transportar o coque 35 vermelho maduro retirado da câmara de carbonização do forno de coque para o tanque de trânsito de coque vermelho através do vagão de transporte de coque vermelho, transportar o sinter quente gerado pela máquina de sinterização para o tanque de trânsito de sinter quen

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8/24 te através do vagão de transporte de sinter quente, e transportar a pelota quente gerada pela máquina de aquecimento de pelota para o tanque de trânsito de pelota quente através do vagão de transporte de pelota quente; e transferir o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente em uma certa proporção para o alto-forno um após o outro e em lote através 5 do aparelho de içamento e transporte de material usando os tanques de trânsito supramencionados, respectivamente, como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente, em que as temperaturas do coque vermelho, do sinter, da pelota e do minério granulado carregado no alto-forno são controladas para serem de 100-1200°C, 100-1000°C, 100-1400°C e uma temperatura atmosférica, res10 pectivamente, usando os efeitos de isolamento térmico e armazenagem dos tanques de trânsito acima. As temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem ser, respectivamente, de 300-1000°C, 300-900°C e 300-1000°C, de preferência, todas as temperaturas de carregamento do coque, sinter e pelota podem ser de 500-800°C.

Ainda outra concretização da presente invenção proporciona um aparelho usado para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro incluindo o dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de coque. O dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de coque consiste de um forno de coque, um dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, um silo de trânsito de coque em alta temperatura, uma tremonha de pesagem de coque em alta temperatura, 20 um dispositivo de transferência de carga em alta temperatura e uma abóbada do forno resistente à alta temperatura. O forno de coque é conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura. A tremonha de pesagem de coque em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de coque através de condutos ou uma canaleta fechada. A tremonha de pesagem de coque em alta 25 temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada. O dispositivo de transferência de carga em alta temperatura é conectado ao forno de produção de ferro através da abóbada do forno resistente à alta temperatura.

O aparelho adicionalmente inclui um dispositivo de carregamento a quente e trans30 ferência a quente de sinter ou um dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de pelota. O dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de sinter consiste de uma máquina de sinterização, um dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura, um silo de trânsito de sinter em alta temperatura e uma tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura. A máquina de sinterização é conectada ao silo de trânsito de 35 sinter em alta temperatura através do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura. A tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de sinter em alta temperatura através de condutos ou de uma canaleta fechada. A tremo

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9/24 nha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada. O dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de pelota consiste de uma máquina de aquecimento de pilota, um dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura, um silo de trânsito de pelota em alta temperatura e uma tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura. A máquina de aquecimento de pelota é conectada ao silo de trânsito de pelota em alta temperatura através do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura. A tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de pelota em alta temperatura através de condutos ou de uma canaleta fechada. A tremonha de pesagem de alta temperatura de pelota em alta temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada.

Ainda outra concretização da presente invenção proporciona um método para transferência a quente e carregamento a quente de matéria-prima de produção de ferro, que compreende: transferir diretamente o coque maduro produzido pelo forno de coque ao silo de trânsito de coque em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de coque em alta temperatura sem ser apagado; e transportar o coque em alta temperatura para a abóbada do forno resistente à alta temperatura através da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando o silo de trânsito de coque em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para o coque em alta temperatura, e então distribuir o coque em alta temperatura ao forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real.

O método para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro de acordo com a presente invenção pode adicionalmente compreender transportar o coque em alta temperatura junto com o sinter em alta temperatura para o forno de produção de ferro, ou transportar o coque em alta temperatura junto com a pelota em alta temperatura para o forno de produção de ferro. Neste método, as temperaturas do coque, do sinter e da pelota carregados no forno de produção de ferro são de 100°C~1200°C, 1001000°C e 100-1400°C, respectivamente. Além disso, as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem ser de 300-1000°C, 300-900°C e 300-1000°C, respectivamente. De preferência, todas as temperaturas de carregamento do material acima podem ser de 500 a 800°C. Na presente invenção, as temperaturas das matérias-primas carregadas no forno de produção de ferro são as temperaturas de carregamento da matéria-prima.

Comparada à técnica anterior, a presente invenção oferece as seguintes vantagens:

1. O coque, o sinter e a pelota, cujas temperaturas são, respectivamente, de 100

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1200°C, 100-1000°C e 100-1400°C, são diretamente carregados no forno de produção de ferro, de modo que o calor sensível dos materiais seja utilizado de maneira suficiente, a oscilação da temperatura dos materiais seja reduzida, e o investimento em dispositivos de resfriamento para os materiais seja reduzido.

Uma vez que o coque não é apagado, a poluição causada pelo processo de apagamento a úmido do coque é eliminado, a fissura devido à tensão sobre o coque resultante da grande mudança de temperatura é consequentemente eliminada, a resistência do coque é melhorada, M40 é aumentado em 3% a 8%, M10 é reduzido em 0,3% a 0,8% e a quantidade de coque fragmentado e coque empoeirado é reduzida.

2. Uma vez que os materiais são carregados no forno sob alta temperatura, boa parte do calor físico dos materiais é fornecida ao forno de produção de forno para repor a perda de energia térmica da parte superior que é causada pela quantidade insuficiente de gás. A quantidade de calor físico pode chegar a 1,59GJ, dado que as temperaturas do coque, do sinter e do pellet são de 800^oC, e suas quantidades de consumo por tonelada de ferro são, respectivamente, de 0,3t, 1,28t e 0,32t.

Uma vez que a parte superior usa o carregamento a quente das cargas, a correia de material granulado na parte superior está inteiramente na faixa de temperatura de redução indireta, portanto, as cargas estando na condição de redução indireta após entrarem no forno de produção de ferro. Portanto, o tempo para a reação de redução é relativamente prolongado, e o efeito de redução indireta é melhorado.

3. O processo de fornecer gás redutor rico em hidrogênio, que é o gás de forno de coque pré-aquecido a 600-1100^oC e injetado pela ventaneira de gás da fileira superior, melhorou o potencial do gás da parte superior e as condições dinâmicas da redução da parte superior, fazendo com que a redução indireta da parte superior seja realizada de modo suficiente, e a proporção metálica das cargas entrando na parte inferior do forno de produção de ferro chegue a 90% ou mais. Uma vez que o produto gasoso gerado pela redução das cargas com hidrogênio é água, a redução rica em hidrogênio reduz a emissão de CO2.

4. O alto-forno tradicional usa rajada quente, cuja quantidade chega a 1600m³ por tonelada de ferro, em que N2 ocupa 1000m² na quantidade total; na presente invenção, sopra-se oxigênio industrial através da ventaneira de oxigênio da soleira, o que reduz o gás gerado na soleira, e diminui a necessidade de permeabilidade ao ar da coluna de estoque.

O gás do forno de coque é soprado através da soleira ao mesmo tempo e a temperatura de combustão teórica em frente à ventaneira pode ser reduzida utilizando a decomposição do metano no gás do forno de coque. O gás gerado pela decomposição e o hidrogênio que existe inerentemente no gás de forno de coque melhoram a quantidade de hidrogênio na soleira, fazendo com que a redução direta de C possa ser parcialmente substituída pela redução indireta de hidrogênio na parte inferior, a perda de calor da redução direta seja

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11/24 diminuída, e os objetivos de economia de energia e economia de coque sejam alcançados. A quantidade de escória de forno que é obtida pela grande quantidade da poeira de carvão injetada e a quantidade de escória é obtida pelo fluxo adicionado que é usado para equilibrar a alcalinidade são reduzidas mediante a injeção do gás de forno de coque em vez da injeção da poeira de carvão, de modo a reduzir a quantidade de escória de forno por tonelada de ferro e atingir o objetivo de economia de energia.

5. Com a condução suficiente de redução indireta no forno de produção de ferro, a proporção metálica é de 70% antes de as cargas entrarem na região metálica da parte inferior; o fato de o processo de produção de ferro poder ser completado depende essencial10 mente da fusão e da carburização na soleira, além da quantidade pequena de redução adicional; a reação de carburização progride à frente do tempo devido à alta proporção metálica da parte superior, o tempo de carburização é reduzido, o coeficiente de utilização do altoforno pode ser consideravelmente melhorado e a produção da capacidade do forno pode chegar a 1,5 vez a de um alto-forno normal

6. Os óxidos metálicos nas cargas com baixo ponto de ebulição, tal como K, Na, Zn e assim por diante, são reduzidos a metal e então escapam do forno pelo gás em alta temperatura, de modo a reduzir o acúmulo circular e reduzir o fenômeno de nodulação do revestimento do revestimento do forno. Além disso, a permeabilidade ao ar da coluna de estoque é melhorada sem a deposição de poeira de metal alcalino-terroso.

7. O calor residual da escória do forno é recuperado pela granulação e pelo fluxo gerado pela caldeira e o gás em alta pressão da abóbada do forno é usado para acionar a TRT (Unidade de Turbina de Recuperação do Gás da Abóbada do Alto-Forno) para gerar energia elétrica, de modo que o calor residual da escória de alto-forno seja utilizado, recursos de água sejam economizados, e a eficiência de geração de energia elétrica usando um único gás seja aprimorada, sendo que a quantidade de água economizada por tonelada de ferro por chegar a 0,5t ou mais.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Fig. 1 é um diagrama esquemático estrutural ilustrando um método e um aparelho para produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio de acordo com 30 a presente invenção.

A Fig. 2 é um diagrama esquemático estrutural ilustrando um método e um aparelho para transferência a quente e carregamento a quente de matérias-primas de produção de ferro de acordo com a presente invenção.

Numerais de Referência Principais

1: dispositivo de transferência de carga em alta temperatura;

2: abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura;

3: forno de produção de ferro;

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4: dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno;

5: dispositivo de geração de energia combinado;

6: dispositivo de armazenamento de gás;

7: tanque de injeção de poeira;

8, 9: soprador de gás pressurizado;

10: dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás;

11: sistema de oxigênio;

12, 13: dispositivo de transferência de poeira;

14: separador de escória-ferro;

15: dispositivo de troca de calor e granulação de escória;

16: caldeira;

17: soprador;

18: dispositivo de transferência de escória;

19: dispositivo de transferência de ferro fundido;

B1: câmara de carbonização do forno de coque;

B2: máquina de sinterização;

B3: máquina de aquecimento de pelota;

B4: alto-forno;

40: tanque de trânsito de coque vermelho;

20: tanque de trânsito de sinter quente;

30: tanque de trânsito de pelota quente;

100: vagão de transporte de coque vermelho;

200: vagão de transporte de sinter quente;

300: vagão de transporte de pelota quente; e

400: dispositivo de transporte e içamento de material.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS Daqui em diante, a presente invenção será explicada e descrita em mais detalhes em conexão com os desenhos acompanhantes e as concretizações específicas.

Concretização 1

Referindo-se ao diagrama esquemático do método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio na Fig. 1, um processo de produção do método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio pode ser implementado como se segue.

O coque vermelho maduro retirado por um forno de coque C1 é diretamente transferido a um silo de transmissão de coque em alta temperatura C3 por um dispositivo de transferência de coque em alta temperatura C2 sem ser apagado, o sinter em alta tempera

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13/24 tura produzido por uma máquina de sinterização S1 é transferido diretamente a um silo de transmissão de sinter em alta temperatura S3 por um dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura S2 fechado sem ser resfriado por um resfriador de correia ou um resfriador circular, e a pelota em alta temperatura produzida por uma máquina de aquecimento de 5 pelota P1 é transferida diretamente a um silo de transmissão de pelota em alta temperatura P3 por um dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura fechado P2 sem ser resfriado por um resfriador de correia ou um resfriador circular. As tremonhas de pesagem de alta temperatura C4, S4 e P4 são respectivamente dispostas sob os silos de transmissão das três cargas acima, de modo que as três cargas em uma certa proporção sejam adicio10 nadas sequencialmente em um dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1, e elevadas a uma abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura 2 pelo dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1 e então distribuídas a um forno de produção de ferro 3 pela abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura 2 de acordo com as exigências reais.

Os silos de transmissão C3, S3 e P3 são silos de estrutura de aço, cada um dos quais tem um revestimento de um material de isolamento térmico com resistência a impacto ou uma combinação de um material de isolamento térmico e uma placa de revestimento resistente ao calor, e uma cobertura de vedação disposta em uma entrada de cada silo e tendo um material de isolamento térmico disposto em um lado desta defrontando-se com o 20 silo. Utilizando-se as funções de isolamento térmico e armazenagem dos silos de transmissão de alta temperatura C3, S3 e P3, a presente invenção pode controlar as temperaturas do coque, do sinter e da pelota carregados no forno de produção de ferro para estar entre 100°C~1200°C, 100°C~1000°C e 100°C~1400°C, respectivamente, em que a temperatura de carregamento da pelota também pode ser de 100°C~1000°C. Além disso, a tempera25 tura de carregamento do coque pode ser controlada para ser 300-1000°C, de preferência, 500-800°C; a temperatura de carregamento do sinter pode ser controlada para ser 300900°C, de preferência, 500-800°C; e a temperatura de carregamento da pelota pode ser controlada para ser de 300-1000°C, de preferência, 500-800°C. O dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1 é uma máquina de placa de corrente de alta temperatura 30 fechada ou uma combinação de um vagão fechado e pontes enviesadas. Neste concretização, as temperaturas de carregamento de todas as matérias-primas mencionadas acima podem ser de 300°C, 500°C, 800°C, 900°C, 1000°C, 1200°C, 1400°C, ou cada uma das temperaturas nas faixas acima das temperaturas de carregamento do coque, do sinter e do pellet, todos dentre os quais podem alcançar o objetivo de transferir a quente e carregar a 35 quente as matérias-primas na presente invenção.

Há duas fileiras de ventaneiras dispostas no forno de produção de ferro 3, que são a fileira inferior de ventaneiras de oxigênio na parte inferior do forno de produção de ferro e

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14/24 uma fileira superior de ventaneiras de gás na parte central e inferior do forno de produção de ferro.. Apos as cargas atingirem uma altura predeterminada no forno, injeta-se oxigênio no forno de produção de ferro 3 através da fileira inferior de ventaneiras de oxigênio dispostas na parte inferior do forno de produção de ferro 3, enquanto isso, uma proporção predetermi5 nada de gás combustível rico em hidrogênio é injetada; isto é, injetam-se 200-600 m³/tonelada de ferro de oxigênio e 20-300 m³/tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré-aquecido. Quando a superfície de carga no forno atinge um nível normal, 100-600 m³/tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré-aquecido são injetados no forno de produção de ferro 3 através da ventaneira de gás da fileira superior que é 10 disposta na parte central e inferior do forno de produção de ferro 3, isto é, uma parte acima da raiz da zona coesiva. O gás combustível rico em hidrogênio, nesta concretização, é o gás do forno de coque. Aqui, o gás combustível rico em hidrogênio também pode ser gás natural, e a temperatura de injeção do gás combustível rico em hidrogênio é controlada para estar em uma faixa de 600 a 1200^oC.

O gás descarregado pela abóbada do forno de produção de ferro tem uma temperatura de 250 a 1200^oC, e é desempoeirado através de um dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno 4, e então entra nos dispositivos de troca de calor regenerativos H1 ou H3 (H1 e H3 são usados alternadamente) e H2 ou H4 (H2 e H4 são usados alternadamente) para trocar calor, de modo a recuperar o calor sensível do 20 gás. Os dispositivos de troca de calor regenerativos H1 e H3 (H1 e H3 são usados alternadamente) são usados para pré-aquecimento do gás combustível rico em hidrogênio que é injetado no forno na parte acima da raiz da zona coesiva, e os dispositivos de troca de calor regenerativos H2 e H4 (H2 e H4 são usados alternadamente) são usados para pré-aquecer o gás rico em hidrogênio que é injetado no forno através da ventaneira de oxigênio. Aqui, o 25 número de dispositivos de troca de calor regenerativos pode ser 4 a 6.

O gás descarregado da abóbada do forno cai a uma temperatura de 200^oC ou menos após passar através de 4-6 dispositivos de troca de calor regenerativos, e então é adicionalmente desempoeirado através dos dispositivos de remoção de poeira em saco F1, F2, F3 e F4. Aqui, o número de dispositivos de remoção de poeira em saco pode ser de 4 a 30.

O gás desempoeirado entra em um dispositivo de geração de energia combinado 5 para gerar energia elétrica, e finalmente entra em um dispositivo de armazenagem de gás 6 de modo a ser fornecido aos usuários do gás para fabricação de coque, sinter, pelota e assim por diante.

A poeira gerada pelo dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura 35 da abóbada do forno 4 é adicionada periodicamente a um tanque de injeção de poeira 7 através de um dispositivo de transferência de poeira 12, e a poeira gerada pelos dispositivos de remoção de poeira em saco F1, F2, F3 e F4 é adicionada periodicamente ao tanque de

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15/24 injeção de poeira 7 através de um dispositivo de transferência de poeira 13. Finalmente, a poeira é injetada no forno de produção de ferro 3 pela fileira inferior das ventaneiras de oxigênio na parte inferior do forno de produção de ferro pelo tanque de injeção de poeira 7, de modo a eliminar a poluição da poeira.

O gás do forno de coque gerado pelo forno de coque C1 é injetado no forno de produção de ferro 3 em duas trajetórias após ser limpo por um sistema de limpeza C5. Uma trajetória é aquela em que o gás do forno de coque é pressurizado através de um soprador de gás pressurizado 8, submetido à troca de calor através do dispositivo de troca de calor regenerativo H1 ou H3 (H1 e H3 são usados alternadamente) para subir a uma temperatura de 600-1100°C, tem sua temperatura ajustada através de um dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás 10, e então é injetado no forno de produção de ferro 3 através da fileira superior das ventaneiras de gás. O dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás 10 assegura que o gás injetado através da fileira superior de ventaneiras de gás tenham uma temperatura consistente com a da exigência do processo. A outra trajetória é pressurizada através de um soprador de gás pressurizado 9, submetida à troca de calor através do dispositivo de troca de calor regenerativo H2 ou H4 (H2 e H4 são usados alternadamente) e então injetada no forno de produção de ferro 3 através da fileira inferior de ventaneiras de oxigênio.

A escória líquida e o ferro fundido em alta temperatura são descarregados de um escoadouro de ferro disposto na parte inferior do forno de produção de ferro 3, e são separados através de um separador de escória-ferro 14. O ferro fundido entra em um dispositivo de transporte de ferro fundido 19, e a escória entra em um dispositivo de troca de calor e granulação de escória 15. A escória, após ser granulada e submetida à troca de calor, é transportada para fora através de um dispositivo de transferência de escória 18, e o calor residual da escória é soprado para uma caldeira 16 pelo ar do soprador 17 para gerar um fluxo de alta pressão e alta temperatura, que aciona um dispositivo de geração de energia combinado 5 em combinação com o gás descarregado pela abóbada do forno, de modo a utilizar a energia térmica da escória de maneira suficiente.

Concretização 2

Referindo-se ao diagrama estrutural esquemático do aparelho para produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio na Fig. 1, o aparelho para produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio da presente invenção inclui um forno de produção de ferro, um sistema de matéria-prima conectado ao forno de produção de ferro 3 através de uma abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura 2, um sistema de gás da abóbada do forno conectado ao forno de produção de ferro 3 por meios de condutos, um sistema de injeção de gás de forno de coque conectado ao forno de produção de ferro 3 através dos condutos, um sistema de injeção de poeira conectado ao

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16/24 forno de fabricação de ferro 3 através dos condutos, um sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco da escória conectado ao forno de produção de ferro 3 através de um distribuidor de escória-ferro, e um sistema de oxigênio é conectado ao forno de produção de ferro 3 através dos condutos. Duas fileiras de ventaneiras são dispostas no forno 5 de produção de ferro 3, isto é, uma fileira inferior de ventaneiras de oxigênio dispostas na parte inferior do forno de produção de ferro 3 e uma fileira superior de ventaneiras de gás na parte central e inferior do forno de produção de ferro 3.

O sistema de matéria-prima consiste do forno de coque C1, da máquina de sinterização S1, da máquina de aquecimento de pelota P1, do dispositivo de transferência de co10 que em alta temperatura C2, do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura

S2, do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura P2, do silo de trânsito de coque em alta temperatura C3, do silo de trânsito de sinter em alta temperatura S3, do silo de trânsito de pelota em alta temperatura P3, da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura P4, da tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura S4, da tremonha 15 de pesagem de pelota em alta temperatura P4, do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1 e da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura 2.

O forno de coque C1 é conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura

C3 através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura C2, a máquina de sinterização S1 é conectada ao silo de trânsito de sinterização em alta temperatura S3 atra20 vés do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura S2, a máquina de aquecimento de pelota P1 é conectada ao silo de trânsito de pelota em alta temperatura P3 através do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura P2. As tremonhas de pesagem de alta temperatura C4, S4 e P4 são respectivamente conectadas aos silos de trânsito correspondentes do coque, do sinter e da pelota através de condutos ou canaletas fechadas, e 25 são conectadas ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1 através dos condutos ou canaletas fechadas, e o dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 1 é conectado ao forno de produção de ferro 3 através da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura 2.

O sistema de gás da abóbada do forno consiste do dispositivo de remoção de poei30 ra do gás de alta temperatura da abóbada do forno 4, dos dispositivos de troca de calor regenerativos H1, H2, H3 e H4, dos dispositivos de remoção de poeira em saco F1, F2, F3 e F4, do dispositivo de geração de energia combinado 5 e do dispositivo de armazenagem de gás 6. O forno de produção de ferro 3 é conectado ao dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno 4 através de condutos, e o dispositivo de re35 moção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno 4, os dispositivos de troca de calor regenerativos H1, H2, H3 e H4, o dispositivo de remoção de poeira em saco F1, F2, F3 e F4, o dispositivo de geração de energia combinado 5, e o dispositivo de armazena

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17/24 gem de gás 6 são conectados sequencialmente através de condutos. Além do mais, o número de dispositivos de troca de calor regenerativos pode ser de 4 a 6, e o número de dispositivos de remoção de poeira em saco pode ser de 4 a 30. Os dispositivos de troca de calor regenerativos também podem ser um trocador de calor do tipo troca de calor.

O sistema de injeção de gás de forno consiste do forno de coque C1, do sistema de limpeza de gás do forno de coque C5, do soprador de gás pressurizado 8, do soprador de gás pressurizado 9, dos dispositivos de troca de calor regenerativos H1, H2, H3 e H4, e o dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás 10, em que o forno de coque C1 é conectado ao sistema de limpeza de gás do forno de coque C5 através dos condutos; e o gás é transferido em duas trajetórias após ser limpo pelo sistema de limpeza de gás do forno de coque C5, uma das quais é conectada sequencialmente ao soprador de gás pressurizado 8, o dispositivo de troca de calor regenerativo H1 e H3, e o dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás 10, e então é conectado à fileira superior de ventaneiras de gás dispostas na parte central e inferior (isto é, a parte acima da raiz da zona coesiva) do forno de produção de ferro 3 através dos condutos, e a outra das quais é conectada sequencialmente ao soprador de gás pressurizado 9 e ao dispositivo de troca de calor regenerativo H2 e H4, e então é conectado à fileira inferior de ventaneiras de oxigênio dispostas na parte inferior do forno de produção de ferro 3.

O sistema de oxigênio 11 é conectado ao forno de produção de ferro 3 através dos condutos.

O sistema de injeção de poeira consiste do dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno 5, dos dispositivos de remoção de poeira em saco F1-F4 e do tanque de injeção de poeira 7. O dispositivo de remoção de poeira do gás em alta temperatura da abóbada do forno 4 é conectado ao tanque de injeção de gás 7 através do dispositivo de transferência 12, e os dispositivos de remoção de poeira em saco F1-F4 são conectados ao tanque de injeção de poeira 7 através do dispositivo de transferência de poeira 13. O tanque de injeção de poeira 7 é conectado à fileira inferior das ventaneiras de oxigênio na parte inferior do forno de produção de ferro 3.

O sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco de escória consiste principalmente do separador de escória-ferro 14, do dispositivo de troca de calor e granulação de escória 15, da caldeira 16, do soprador 17 e do dispositivo de geração de energia combinado 5. A escória-ferro flui para o separador de escória-ferro 14 através de um distribuidor de escória-ferro a partir do forno de produção de ferro 3, que é dividido em um fluxo de escória líquida conectado ao dispositivo de troca de calor e granulação de escória 15 através de um distribuidor de escória, e um fluxo de ferro fundido conectado ao dispositivo de transporte de ferro fundido 19 através de um distribuidor de ferro. O soprador 17 é conectado ao dispositivo de troca de calor e granulação de escória 15 através dos condutos. O

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18/24 dispositivo de troca de calor e granulação de escória 16 é conectado à caldeira 16 através dos condutos, e é conectado ao dispositivo de transferência de escória 18 través de um duto de corte. A caldeira 16 é conectada ao dispositivo de geração de energia 5 combinado junto com o calor residual através dos condutos.

O aparelho da presente concretização pode implementar que a s temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota sejam, respectivamente, de 100-1200°C, 1001000^OC e 100-14000C.

Os seguintes efeitos benéficos podem ser obtidos pelo uso do método de produção de ferro da Concretização 1 e do aparelho de produção de ferro da Concretização 2: o con10 sumo de energia do processo de produção de ferro diminui em 10 a 50%; a produção de ferro fundido aumenta de 50 a 200%; economizam-se recursos terrestres, e reduz-se o investimento em construção; a emissão de CO2 diminui em 15 a 40%; e a quantidade de água utilizada diminui em 80% ou mais.

[Concretização 3]

Referindo-se ao diagrama estrutural esquemático do aparelho usado para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro do altoforno da Fig. 2.

O aparelho da presente concretização inclui uma câmara de carbonização B1 do forno de coque, uma máquina de sinterização B2, uma máquina de aquecimento de pelota 20 B3, um alto-forno B4, um tanque de trânsito de coque vermelho 40, um tanque de trânsito de sinter quente 20, um tanque de trânsito de pelota quente 30, um vagão de transporte de coque vermelho 100, um vagão de transporte de sinter quente 200, um vagão de transporte de pelota quente 300, e um dispositivo de içamento e transporte de material 400.

A câmara de carbonização B1 do forno de coque é conectada ao tanque de trânsito 25 de coque vermelho 40 através do vagão de transporte de coque vermelho 100. A máquina de sinterização B2 é conectada ao tanque de trânsito de sinter quente 20 através do vagão de transporte de sinter quente 200. A máquina de aquecimento de pelota B3 é conectada ao tanque de trânsito de pelota quente 30 através do vagão de transporte de pelota quente 300.

O tanque de trânsito de coque vermelho 40, o tanque de trânsito de sinter quente 30 20, o tanque de trânsito de pelota quente 30 são conectados ao alto-forno B4 através do dispositivo de transporte e içamento de material 400, respectivamente.

Nesta concretização, cada um dos tanques de trânsito pode ter um revestimento de um material de isolamento térmico resistente a impacto, e uma cobertura de vedação disposta na entrada do tanque de trânsito e tendo um material de isolamento térmico disposto 35 nele defrontando-se com o tanque, e tem uma forma tal como uma forma quadrada, retangular, oval, cilíndrica ou circular.

Nesta concretização, o dispositivo de transporte e içamento de material 400 usa um

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19/24 dispositivo de içamento vertical-horizontal ou um dispositivo de içamento do tipo ponte enviesada.

O aparelho da presente concretização pode realizar que as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota sejam, respectivamente, de 100-1200°C, 1005 1000^OC e 100-1400°C.

[Concretização 4]

Referindo-se ao diagrama esquemático do método usado para transferência a quente e carregamento a quente da matéria-prima de produção de ferro do alto-forno na Fig. 2.

O método desta concretização compreende: transportar o coque vermelho maduro retirado da câmara de carbonização B1 do forno de coque para o tanque de trânsito de coque vermelho 40 através do vagão de transporte de coque vermelho 100, transportar o sinter quente gerado pela máquina de sinterização B2 para o tanque de trânsito de sinter quente 20 através do vagão de transporte de sinter quente 200, e transportar a pelota quente 15 gerada pela máquina de aquecimento de pelota B3 para o tanque de trânsito de pelota quente 30 através do vagão de transporte de pelota quente 300; e transferir o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente em uma certa proporção para o alto-forno B4, em sucessão e em lote através do aparelho de transporte e içamento de material 400 usando os tanques de trânsito mencionados acima 40, 20 e 30, respectivamente, como recipientes de 20 armazenagem e isolamento térmico para o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente.

Usando as funções de isolamento térmico e armazenagem dos tanques de trânsito acima 40, 20 e 30, as temperaturas do coque vermelho, do sinter, da pelota e do minério granulado carregado no alto-forno B4 são controladas para serem de 100-1200OC, 10025 1000°C, 100-1400°C e uma temperatura atmosférica, respectivamente. Aqui, a temperatura da pelota também pode ser de 100-1000°C. Além disso, a temperatura de carregamento do coque pode ser controlada para ser de 300-1000Ό, de preferência, 500-800°C. A temperatura de carregamento do sinter pode ser controlada para ser de 300-900°C, de preferência, 500-800°C. A temperatura de carregamento da pelota pode ser controlada para ser de 30030 1000°C, de preferência, 500-800Ό. Neste concretização, as temperaturas de carregamento de todas as matérias-primas mencionadas acima podem ser de 300°C, 500°C, 800°C, 900°C, 1000°C, 1200°C, 1400°C, ou cada uma das temperaturas nas faixas acima das temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota, todos dentre os quais podem alcançar o objetivo de transferir a quente e carregar a quente as matérias-primas na presen35 te invenção.

Nas concretizações 3 e 4, o coque vermelho também é chamado de coque em alta temperatura.

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Os seguintes efeitos benéficos podem ser obtidos pela produção de ferro usando o aparelho da Concretização 3 e o método da Concretização 4: a proporção de coque é diminuída em 16,3%, a produção do alto-forno é aumentada em 30%, a qualidade do ferro gusa é aumentada, o investimento do aparelho de infra-estrutura é reduzido, e a proporção de 5 receita de investimento é melhorada.

Embora, nas concretizações acima, todos dentre o método de produção de ferro, o aparelho de produção de ferro, o carregamento para transferência a quente ou carregamento a quente, e o método para transferência a quente ou carregamento a quente de acordo com a presente invenção incluam aparelhos de transferência a quente e carregamento a 10 quente de coque, sinter e pelota ao mesmo tempo, os versados na técnica compreenderão que a presente invenção não se limita a isto. Por exemplo, o aparelho da presente invenção pode incluir apenas um aparelho de transferência a quente e carregamento a quente de coque, ou também pode incluir um aparelho de transferência a quente e carregamento a quente de sinter ou um aparelho de carregamento a quente e transferência a quente de pelota 15 em adição a um aparelho de carregamento de transferência a quente e carregamento a quente do coque. O método da presente invenção pode incluir apenas o carregamento a quente e a transferência a quente de coque, ou também pode incluir a transferência a quente e o carregamento a quente de sinter ou o carregamento a quente e transferência a quente de pelota em adição ao carregamento de transferência a quente e carregamento a quente 20 do coque.

Concretização 5

Na presente concretização, o aparelho usado para transferência a quente e carregamento a quente de matéria-prima de produção de ferro inclui um dispositivo de transferência a quente e carregamento a quente de coque, que consiste de um forno de coque, um 25 dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, um silo de trânsito de coque em alta temperatura, uma tremonha de pesagem de coque de alta temperatura, um dispositivo de transferência de carga em alta temperatura, e uma abóbada de forno resistente à alta temperatura. O forno de coque é conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura. A tremonha de pesa30 gem de coque em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de coque através de condutos ou uma canaleta fechada. A tremonha de pesagem de coque em alta temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada. O dispositivo de transferência de carga em alta temperatura é conectado ao forno de produção de ferro através da abóbada do forno resistente à alta tem35 peratura.

O silo de trânsito de coque em alta temperatura, que tem um revestimento de um material de isolamento térmico com resistência ou uma combinação de um material de iso

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21/24 lamento térmico e uma placa de revestimento resistente ao calor, e uma cobertura de vedação disposta em uma entrada de cada silo e tendo um material de isolamento térmico disposto em um lado desta defrontando-se com o silo.

O dispositivo de transporte de carga em alta temperatura é uma máquina de placa 5 de corrente de alta temperatura fechada ou uma combinação de um vagão fechado e pontes enviesadas.

O método para transferência a quente e carregamento a quente de matéria-prima de produção de ferro correspondendo ao aparelho para transferência a quente e carregamento a quente de material de produção de ferro da concretização inclui: transferir direta10 mente o coque maduro produzido pelo forno de coque ao silo de trânsito de coque em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de coque em alta temperatura sem ser apagado; e transportar o coque em alta temperatura para a abóbada do forno resistente à alta temperatura através da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando o silo de 15 trânsito de coque em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para o coque em alta temperatura, e então distribuir o coque em alta temperatura ao forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real.

Nesta concretização, as matérias-primas de produção de ferro adicionalmente in20 cluem sinter e/ou pelota com a mesma temperatura de carregamento e quantidade de adição que na técnica relacionada. O sinter e/ou pelota podem ser adicionados ao forno de produção de ferro da mesma forma que na técnica relacionada. O sinter e/ou pelota podem ser adicionados ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado, transferido à abóbada do forno resistente à alta temperatura através do dispositivo de transferên25 cia de carga em alta temperatura fechado, e então distribuídos ao forno de produção de ferro pela abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real.

Nesta concretização, a abóbada do forno resistente à alta temperatura inclui uma abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura ou uma abóbada do forno de cone resistente à alta temperatura.

Nesta concretização, a temperatura de carregamento do coque pode estar em uma faixa de 100^OC-1200^OC, ou também pode estar em uma faixa de 300^OC-1000°C, de preferência em uma faixa de 500-800°C. Nesta concretização, a temperatura de carregamento do coque pode ser de 300°C, 500°C, 800°C, 1000°C, 1200°C, ou outros pontos de temperatura nas faixas acima de temperaturas de carregamento, todas as quais podem atingir o objetivo 35 de transferência a quente e carregamento a quente de coque na presente invenção.

Concretização 6

A presente concretização é substancialmente igual à Concretização 5, exceto por

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22/24 adicionalmente incluir um dispositivo de transferência a quente e carregamento a quente de sinter. O dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de sinter consiste de uma máquina de sinterização, um dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura, um silo de trânsito de sinter em alta temperatura e uma tremonha de pesagem de sinter 5 em alta temperatura. A máquina de sinterização é conectada ao silo de trânsito de sinter em alta temperatura através do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura. A tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de sinter em alta temperatura através de condutos ou de uma canaleta fechada. A tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga 10 em alta temperatura através de condutos ou uma canaleta fechada.

O silo de trânsito de sinter em alta temperatura, que tem um revestimento de um material de isolamento térmico com resistência ou uma combinação de um material de isolamento térmico e uma placa de revestimento resistente ao calor, e uma cobertura de vedação disposta em uma entrada de cada silo e tendo um material de isolamento térmico dis15 posto em um lado desta defrontando-se com o silo.

O método para transferência a quente e carregamento a quente de matéria-prima de produção de ferro correspondendo ao aparelho para transferência a quente e carregamento a quente de material de produção de ferro da presente concretização inclui: transferir diretamente o coque maduro produzido pelo forno de coque a um silo de trânsito de coque 20 em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de coque em alta temperatura sem ser apagado, e transferir o sinter em alta temperatura produzido pela máquina de sinterização ao silo de trânsito de sinter em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura fechado; e transportar o coque em alta temperatura e o sinter para a abóbada do forno resistente à alta temperatura através das respectivas tremonha de pesa25 gem de alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando, respectivamente, o silo de trânsito de coque em alta temperatura e o silo de trânsito de sinter em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para o coque e o sinter em alta temperatura, e então distribuí-los ao forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de 30 acordo com a exigência real.

Além disso, na presente concretização, as matérias-primas de produção de ferro adicionalmente incluem pelota com a mesma temperatura de carregamento e quantidade de adição que na técnica relacionada. A pelota pode ser adicionada ao forno de produção de ferro da mesma forma que na técnica relacionada, ou também pode ser adicionada ao dis35 positivo de transferência de carga em alta temperatura fechado, ser transferida à abóbada do forno resistente à alta temperatura através do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado, e então ser distribuída ao forno de produção de ferro por meio da

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23/24 abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real.

Nesta concretização, a abóbada do forno resistente à alta temperatura inclui uma abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura e uma abóbada do forno de cone resistente à alta temperatura.

Nesta concretização, a temperatura de carregamento do coque pode estar em uma faixa de 100°C-1200°C, de preferência em uma faixa de 300°C-1000°C, mais preferencialmente em uma faixa de 500-800°C. A temperatura de carregamento do sinter pode estar em uma faixa de 100°C-1000°C, de preferência em uma faixa de 300°C-900°C, mais preferencialmente em uma faixa de 500-800°C. Nesta concretização, as temperaturas de carregamento de ambos os materiais mencionados acima podem ser de 300°C, 500°C, 800°C, 900°C, 1000°C, 1200°C, ou cada ponto temperatura nas faixas acima de temperaturas de carregamento do coque e do sinter, todas as quais podem atingir o objetivo de transferência a quente e carregamento a quente de coque na presente invenção.

Na presente invenção, três fatores são considerados principalmente ao determinar as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota: em primeiro lugar, o grau de utilização de calor sensível do coque em alta temperatura, do sinter e da pelota, que pode refletir o efeito de economia de energia da presente invenção; em segundo lugar, o requisito da propriedade de isolamento térmico dos materiais refratários, que está relacionado ao custo-benefício da presente invenção; em terceiro lugar, o efeito do coque em alta temperatura, do sinter e da pelota sobre a distribuição de temperatura na parte superior do forno de produção de ferro, em que a distribuição de temperatura apropriada na parte superior do forno de produção de ferro pode prolongar o tempo da reação de redução e melhorar o efeito de redução indireta. Particularmente, quanto maior as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota, mais suficiente será a utilização do calor sensível, entretanto, a exigência da propriedade de isolamento térmico dos materiais refratários é mais estrita. Portanto, na presente invenção, considerando o efeito de economia de energia, o custobenefício e o efeito de redução indireta, as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem, respectivamente, estar nas faixas de 300-1000°C, 300-900°C e 3001000°C, de preferência, todas as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota podem estar numa faixa de 500 a 800°C.

Além disso, os versados na técnica compreenderão que o forno de produção de ferro na presente invenção pode incluir um alto-forno ou outros tipos de forno de produção de ferro usando coque. Além do mais, a pelota na presente invenção também pode ser chamada de minério de pelota.

Na presente invenção, o coque quente, o sinter e a pelota são transferidos diretamente ao forno de produção de ferro com o coqueamento, sinterização e peletização sendo acoplados para serem operados junto com o forno de produção de ferro, e a fusão repleta

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24/24 de oxigênio sendo usada, isto é, o gás de forno de coque em alta temperatura rico em hidrogênio é injetado através da ventaneira de oxigênio na parte inferior e na parte central e inferior da pilha o forno ao mesmo tempo. Assim, o calor sensível das cargas de produção de ferro é utilizado suficientemente, e o problema de quantidade insuficiente de calor na par5 te superior causado pela fusão com oxigênio puro é eliminado usando o calor sensível obtido pelas cargas de alta temperatura, de modo que a proporção metálica das cargas contendo ferro possa ser maior do que 70% na parte superior através da redução indireta, e a energia química do gás é usada suficientemente para diminuir ou eliminar a perda de carbono devido à redução direta na parte inferior, atingindo assim os objetivos de economia de 10 energia e redução de emissão. Enquanto isso, a presente invenção pode adicionalmente economizar o investimento em dispositivos de resfriamento para permitir a configuração compacta, economizando assim espaços e investimento, e alcançando os efeitos de alta eficiência, economia de energia e proteção ambiental.

Embora o presente conceito inventivo tenha sido ilustrado e descrito em conexão 15 com as concretizações exemplificativas da presente invenção, os versados na técnica deverão entender que várias modificações e variações encontram-se na faixa protegida pela presente invenção sem divergir do espírito e escopo da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de ferro usando gás rico em hidrogênio e repleto de oxigênio, CARACTERIZADO por compreender:

transferir diretamente o coque maduro produzido por um forno de coque (C1) para

5 um silo de trânsito de coque em alta temperatura (C3) por um dispositivo de transferência de coque em alta temperatura (C2) sem ser apagado, transferir diretamente o sinter em alta temperatura produzido por uma máquina de sinterização (S1) para um silo de trânsito de sinter em alta temperatura (S3) por um dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura fechado (S2) sem ser resfriado por um resfriador de correia ou um resfriador circular, 10 e transferir diretamente a pelota em alta temperatura produzida por uma máquina de aquecimento de pelota (P1) para um silo de transmissão de pelota em alta temperatura (P3) por um dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura fechado (P2) sem ser resfriada por um resfriador de correia ou um resfriador circular;

transportar cargas em alta temperatura em uma certa proporção para uma abóbada 15 do forno resistente à alta temperatura (2) em sucessão e em lote através de tremonhas de pesagem de alta temperatura (C4, S4 e P4) e para um dispositivo de transferência de carga em alta temperatura (1) sequencialmente usando os três silos de trânsito em alta temperatura como recipientes intermediários e de isolamento térmico para o coque, o sinter e a pelota em alta temperatura, e então distribuir as cargas em alta temperatura em um forno de pro20 dução de ferro (3) por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura (2) de acordo com a exigência real, em que há duas fileiras de ventaneiras dispostas no forno de produção de ferro (3), que são uma fileira inferior de ventaneiras de oxigênio em uma parte inferior do mesmo e uma fileira superior de ventaneiras de gás em uma parte central ou inferior do mesmo;

25 controlar as temperaturas de carregamento do coque, do sinter e da pelota para serem de 100°C~1200°C, 100°C~1000°C e 100°C~1400°C, respectivamente, usando as funções de armazenagem e isolamento térmico dos três silos de trânsito (C3, S3 e P3);

injetar, no meio e na parte inferior, 200-600 m³/tonelada de ferro de oxigênio e 20300 m³/tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré-aquecido no forno de 30 produção de ferro (3) através da fileira inferior de ventaneiras de oxigênio disposta na parte inferior do forno de produção de ferro (3), e injetar 100-600 m³/ tonelada de ferro de gás combustível rico em hidrogênio pré-aquecido no forno de produção de ferro (3) em uma posição acima da parte central e inferior do forno de produção de ferro (3), isto é, uma parte acima de uma raiz de uma zona coesiva ao mesmo tempo, o gás combustível rico em hidro35 gênio sendo gás de forno de coque ou gás natural, a temperatura do gás combustível rico em hidrogênio injetado sendo controlada para estar na faixa de 600-1200°C;

remover a poeira do gás descarregado do topo do forno com uma temperatura de

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250-1200°C através de um dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura do topo do forno (4), sendo então submetido à troca de calor através de 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, de modo a recuperar o calor sensível do gás, em que 2 a 3 dispositivos de troca de calor regenerativos são usados para pré-aquecimento do gás com5 bustível rico em hidrogênio que é injetado no forno na parte acima da raiz da zona coesiva, e os outros 2-3 dispositivos de troca de calor regenerativos são usados para préaquecimento do gás rico em hidrogênio que é injetado no forno através da ventaneira de oxigênio;

reduzir a temperatura do gás descarregado da abóbada do forno a 200°C ou menor 10 após passar pelos 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, sendo então submetido à remoção da poeira através de 4 a 30 dispositivos de remoção de poeira, e sendo limpo para trocar o gás de forno de coque no processo operacional do forno de coque e para fabricação da pelota e do sinter;

injetar a poeira recuperada pelo dispositivo de remoção de poeira de gás em alta 15 temperatura da abóbada do forno (4) e dos 4 a 30 dispositivos de remoção de poeira em saco no forno de produção de ferro (3) a partir das ventaneiras de oxigênio do forno de produção de ferro através de um tanque de injeção de poeira (7), de modo a eliminar a poluição da poeira; e granular a escória líquida em alta temperatura gerada pelo forno de produção de

20 ferro (3) através de um dispositivo de troca de calor e granulação de escória (15), e recuperar o calor sensível da escória para gerar o fluxo de alta pressão através de uma caldeira (16), o fluxo de alta pressão acionando um dispositivo de geração de energia combinado (5) em combinação com o gás descarregado da abóbada do forno para gerar energia elétrica.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a

25 temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a temperatura

30 de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.
4. Aparelho para realizar o método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por incluir: um sistema de matéria-prima conectado ao forno de produção de ferro (3) através da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura (2), um

35 sistema de gás de abóbada do forno conectado ao forno de produção de ferro (3) através de condutos, um sistema de injeção de gás de forno de coque conectado ao forno de produção de ferro (3) através dos condutos, um sistema de injeção de poeira conectado ao forno de

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3/9 produção de ferro (3) através dos condutos, um sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco de escória conectado ao sistema de produção de ferro (3) através de um distribuidor de escória-ferro, e um sistema de oxigênio conectado ao forno de produção de ferro (3) através dos condutos, em que as duas fileiras de ventaneiras são dispostas no 5 forno de produção de ferro (3), que são a fileira inferior de ventaneiras de oxigênio na parte inferior e a fileira superior das ventaneiras de gás na parte intermediária e inferior.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de matéria-prima é compreendido do forno de coque (C1), da máquina de sinterização (S1), da máquina de aquecimento de pelota (P1), do dispositivo de transferência de

10 coque em alta temperatura (C2), do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura (S2), do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura (P2), do silo de trânsito de coque em alta temperatura (C3), do silo de trânsito de sinter em alta temperatura (S3), do silo de trânsito de pelota em alta temperatura (P3), da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura (C4), da tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura (S4), da 15 tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura (P4), do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura (1) e da abóbada do forno sem cone resistente à alta temperatura (2), e em que o forno de coque (C1) é conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura (C3) através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura (C2), 20 a máquina de sinterização (S1) é conectada ao silo de trânsito em alta temperatura (S3) através do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura (S2), a máquina de aquecimento de pelota (P1) é conectada ao silo de trânsito de pelota em alta temperatura (P3) através do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura (P2), as tremonhas de pesagem em alta temperatura (C4, S4 e P4) são respectivamente conectadas aos 25 silos de trânsito correspondentes do coque, do sinter e da pelota através dos condutos ou da calha fechada, as tremonhas de pesagem em alta temperatura (C4, S4 e P4) são conectadas ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura (1) através dos condutos ou da calha fechada, o dispositivo de transferência de carga em alta temperatura (1) é conectado ao forno de produção de ferro (3) através da abóbada do forno sem cone resistente 30 à alta temperatura (2).
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de gás da abóbada do forno é compreendido do dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno (4), dos 4 a 6 dispositivos de troca de calor regenerativos, dos 4 a 30 dispositivos de remoção de poeira em saco, do dispositivo de ge-

35 ração de energia combinado (5) e do dispositivo de armazenagem de gás (6), o forno de produção de ferro (3) é conectado ao dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura (4) através dos condutos, e o dispositivo de remoção de poeira de gás em alta

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4/9 temperatura da abóbada do forno (4), os dispositivos de troca de calor regenerativos, os dispositivos de remoção de poeira em saco, o dispositivo de geração de energia combinado (5) e o dispositivo de armazenagem de gás (6) são conectados sequencialmente através dos condutos.

5 7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de injeção de gás de forno de coque é compreendido do forno de coque (C1), do sistema de limpeza de gás do forno de coque (C5), de um primeiro soprador de gás pressurizado (8), de um segundo soprador de gás pressurizado (9), dos dispositivos de troca de calor regenerativos, e o dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás (10), o forno 10 de coque (C1) sendo conectados ao sistema de limpeza de gás de forno de coque (C5), o gás sendo transferido em duas trajetórias após ser limpo pelo sistema de limpeza de gás do forno de coque (C5), uma das quais é conectada sequencialmente ao soprador de gás pressurizado (8), ao dispositivo de troca de calor regenerativo, ao dispositivo de ajuste de temperatura de injeção de gás (10) e ao forno de produção de ferro (3) através dos condutos, e a 15 outra das quais é conectada sequencialmente ao soprador de gás pressurizado (9), ao dispositivo de troca de calor regenerativo e ao forno de produção de ferro (3).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de injeção de poeira é compreendido do dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno (4), dos dispositivos de remoção de poeira em

20 saco e do tanque de injeção de poeira (7), o dispositivo de remoção de poeira de gás em alta temperatura da abóbada do forno (4) sendo conectado ao tanque de injeção de poeira (7) através do dispositivo de transferência de poeira (12), os dispositivos de remoção de poeira em saco sendo conectados ao tanque de injeção de poeira (7) através do dispositivo de transferência de poeira (13), e o tanque de injeção de poeira (7) sendo conectado ao for25 no de produção de ferro (3).

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de recuperação de calor residual e granulação a seco de escória inclui o separador de escória-ferro (14), o dispositivo de troca de calor e granulação de escória (15), a caldeira (16), o soprador (17 ) e o dispositivo de geração de energia combinado (5); e a escó-

30 ria-ferro flui para o separador de escória-ferro (14) através de um distribuidor de escóriaferro a partir do forno de produção de ferro (3), que é dividido em um fluxo de escória líquida conectado ao dispositivo de troca de calor e granulação de escória (15) através de um distribuidor de escória, e um fluxo de ferro fundido conectado ao dispositivo de transporte de ferro fundido (19) através de um distribuidor de ferro, o soprador (17) sendo conectado ao 35 dispositivo de troca de calor e granulação de escória (15) através dos condutos, o dispositivo de troca de calor e granulação de escória (15) sendo conectado à caldeira (16) através dos condutos e sendo conectado ao dispositivo de transferência de escória (18) através de

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5/9 um duto de formação, e a caldeira (16) sendo conectada ao dispositivo de geração de energia combinado (5) junto com o calor residual através dos condutos.

10. Aparelho usado para transferência a quente e carregamento a quente do material de produção de ferro do alto-forno, que inclui uma câmara de carbonização (B1) de um 5 forno de coque, uma máquina de sinterização (B2), uma máquina de aquecimento de pelota (B3), um alto-forno (B4), um tanque de trânsito de coque vermelho (40), um tanque de trânsito de sinter quente (20), um tanque de trânsito de pelota quente (30), um vagão de transporte de coque vermelho (100), um vagão de transporte de sinter quente (200), um vagão de transporte de pelota quente (300) e um dispositivo de transporte e içamento de material 10 (400), CARACTERIZADO pelo fato de que a câmara de carbonização (B1) do forno de coque é conectada ao tanque de trânsito de coque vermelho (40) através do vagão de transporte de coque vermelho (100), a máquina de sinterização (B2) é conectada ao tanque de trânsito de sinter quente (20) através do vagão de transporte de sinter quente (200), e a máquina de aquecimento de pelota 15 (B3) é conectada ao tanque de trânsito de pelota quente (30) através do vagão de transporte de pelota quente (300); e o tanque de trânsito de coque vermelho (40), o tanque de trânsito de sinter quente (20), o tanque de trânsito de pelota quente (30) são conectados ao alto-forno (B4) através do dispositivo de transporte e içamento de material (400), respectivamente.

20 11. Aparelho, de acordo com o aparelho da reivindicação 10, CARACTERIZADO por ser adaptado para:

transportar o coque vermelho maduro retirado da câmara de carbonização (B1) do forno de coque para o tanque de trânsito de coque vermelho (40) através do vagão de transporte de coque vermelho (100), transportar o sinter quente gerado pela máquina de 25 sinterização (B2) para o tanque de trânsito de sinter quente (20) através do vagão de transporte de sinter quente (200), e transportar a pelota quente gerada pela máquina de aquecimento de pelota (B3) para o tanque de trânsito de pelota quente (30) através do vagão de transporte de pelota quente (300); e transferir o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente em uma certa pro30 porção para o alto-forno (B4), em sucessão e em lote através do aparelho de transporte e içamento de material (400) usando os tanques de trânsito mencionados acima (40, 20 e 30), respectivamente, como recipientes de armazenagem e isolamento térmico para o coque vermelho, o sinter quente e a pelota quente, em que as temperaturas do coque vermelho, do sinter, da pelota e do minério gra35 nulado carregados no alto-forno (B4) são controladas para serem de 100-1200°C, 1001000°C, 100-1400°C e uma temperatura atmosférica, respectivamente, usando as funções de armazenagem e isolamento térmico dos tanques de trânsito (40, 20 e 30) acima.

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12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

5 13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.

14. Aparelho usado para transferência a quente e carregamento a quente de maté10 ria-prima de produção de ferro, CARACTERIZADO por incluir um dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de coque é compreendido de um forno de coque, um dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, um silo de trânsito de coque em alta temperatura, uma tremonha de pesagem de coque em alta temperatura, um dispositivo de transferência de carga em alta temperatura e uma abóbada do forno resistente à alta

15 temperatura, o forno de coque sendo conectado ao silo de trânsito de coque em alta temperatura através do dispositivo de transferência de coque em alta temperatura, a tremonha de pesagem de coque em alta temperatura sendo conectada aos silos de trânsito de coque através de condutos ou de uma calha fechada, a tremonha de pesagem de coque em alta temperatura sendo conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura 20 através de condutos ou de uma calha fechada, o dispositivo de transferência de carga em alta temperatura sendo conectado ao forno de produção de ferro através da abóbada do forno resistente à alta temperatura, e a temperatura do coque carregado no forno de produção de ferro sendo de 100°^~1200°3.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de 25 que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a tempe-

30 ratura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por adicionalmente incluir um dispositivo de transferência a quente e carregamento a quente de sinter ou um dispositivo de transferência a quente e carregamento a quente de pelota,

35 em que o dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de sinter é compreendido de uma máquina de sinterização, um dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura, um silo de trânsito de sinter em alta temperatura e uma tremonha de pe

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7/9 sagem de sinter em alta temperatura, a máquina de sinterização é conectada ao silo de trânsito de sinter em alta temperatura através do dispositivo de transferência de sinter em alta temperatura, a tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada aos silos de trânsito de sinter em alta temperatura através dos condutos ou da canaleta fechada, 5 a tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura é conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através dos condutos ou da canaleta fechada, e a temperatura do sinter entrando no forno de produção de ferro é de 100°C~1100°C; e em que o dispositivo de carregamento a quente e transferência a quente de pelota é compreendido de uma máquina de aquecimento de pelota, um dispositivo de transferência 10 de pelota em alta temperatura, um silo de trânsito de pelota em alta temperatura e uma tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura, a máquina de aquecimento de pelota sendo conectada ao silo de trânsito de pelota em alta temperatura através do dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura, a tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura sendo conectada aos silos de trânsito de pelota em alta temperatura através 15 dos condutos ou da canaleta fechada, a tremonha de pesagem em alta temperatura de pelota em alta temperatura sendo conectada ao dispositivo de transferência de carga em alta temperatura através dos condutos ou da canaleta fechada, e a temperatura da pelota entrando no forno de produção de ferro sendo de 100°C~1400°C.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de 20 que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a tempe-

25 ratura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.

20. Aparelho, de acordo com o aparelho da reivindicação 14, CARACTERIZADO por ser adapatado para:

transferir diretamente o coque maduro produzido pelo forno de coque ao silo de 30 trânsito de coque em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de coque em alta temperatura sem ser apagado; e e transportar o coque em alta temperatura para a abóbada do forno resistente à alta temperatura através da tremonha de pesagem de coque em alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando o silo de 35 trânsito de coque em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para o coque em alta temperatura, e então distribuir o coque em alta temperatura ao forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de

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8/9 acordo com a exigência real, a temperatura do coque carregado no forno de produção de ferro sendo de 100°C~1200°C.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a tempe-

5 ratura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de car-

10 regamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por ser adaptado para adicionalmente:

transferir diretamente o sinter maduro produzido pelo forno de sinter ao silo de trânsito de sinter em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de sinter em alta tempe15 ratura sem ser apagado; e transportar o sinter em alta temperatura para a abóbada do forno resistente à alta temperatura através da tremonha de pesagem de sinter em alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando o silo de trânsito de sinter em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazena20 gem para o sinter em alta temperatura, e então distribuir o sinter em alta temperatura ao forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real, a temperatura do sinter carregado no forno de produção de ferro sendo de 100°C~1000°C.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de 25 que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a tempe-

30 ratura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO por adicionalmente ser adaptado para:

transferir diretamente a pelota madura produzido pelo forno de pelota ao silo de 35 trânsito de pelota em alta temperatura pelo dispositivo de transferência de pelota em alta temperatura sem ser apagada; e e transportar a pelota em alta temperatura para a abóbada do forno resistente à alta

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9/9 temperatura através da tremonha de pesagem de pelota em alta temperatura e do dispositivo de transferência de carga em alta temperatura fechado sequencialmente usando o silo de trânsito de pelota em alta temperatura como recipientes de isolamento térmico e armazenagem para a pelota em alta temperatura, e então distribuir a pelota em alta temperatura ao 5 forno de produção de ferro por meio da abóbada do forno resistente à alta temperatura de acordo com a exigência real, a temperatura da pelota carregada no forno de produção de ferro sendo de 100^OC~1400°C.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 100-500°C ou de 800-1200°C, a tempe-
10 ratura de carregamento do sinter é de 100-500°C ou de 800-1000°C, e a temperatura de carregamento da pelota é de 100-500°C ou de 800-1400°C.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a temperatura de carregamento do coque é de 300-500°C ou de 800-1000°C, a temperatura de carregamento do sinter é de 300-500°C ou de 800-900°C, e a temperatura de car-
15 regamento da pelota é de 300-500°C ou de 800-1000°C.