MÉTODO DE OPERACIÓN DE HORNOS DE CHIMENEA GIRATORIA REDUCTORES.

Método de operación de hornos de chimenea giratoria reductores. La presente invención se refiere a un método de operación que elimina la producción de dioxinas en el gas de combustión en un horno reductor, intercambia calor de manera eficaz y recupera calor a partir del gas de salida de la combustión a alta temperatura y trata de manera adecuada el gas de salida de la combustión cuando se calientan, se queman y se reducen los gránulos reducidos u otros artículos conformados que contienen óxidos de metal en un horno reductor de chimenea giratoria u otro horno reductor y una instalación para el mismo. Hay diversos tipos de procedimientos para producir hierro o aleación de hierro reducido. Existe el método de secadero Waelz para calentar y reducir materia prima en el interior de un secadero giratorio mientras se voltea con carbono y un agente reductor, el método de la chimenea giratoria de quemar y reducir la materia prima en un horno de chimenea giratoria reductor, etc. Entre estos, como procedimiento con una alta productividad, se está realizando la operación mediante el método de la chimenea giratoria tal como se conoce en la Publicación de Patente No examinada Japonesa (Kokai) Nº 2000-54034. El método de la chimenea giratoria es un procedimiento basado en un horno reductor de calor de un tipo que reduce los gránulos u otros artículos conformados de una materia prima en polvo cargada en la chimenea y moviéndose por una zona de calentamiento, una zona de reducción y un eyector por rotación de una chimenea con forma de disco de materiales refractarios con un centro abierto a una velocidad constante en carriles bajo un techo fijo y unas paredes laterales hechas de materiales refractarios (de ahora en adelante denominado un horno giratorio) y se usa para la reducción de óxidos de metal. El diámetro de la chimenea del horno giratorio es 10 a 50 metros y la anchura de la chimenea de 2 a 6 metros. Como materia prima, se usan mena fina o polvo de óxido metálico u otros óxidos de metal y carbono que sirven como agente reductor. En la producción de hierro reducido, se usa mena de alimentación de gránulos u otro mineral de hierro en forma de partículas, etc. Se usa carbono (de ahora en adelante este carbono se denomina carbono fijo) como agente reductor, pero es preferible un agente con un alto porcentaje de carbono que no se volatilice hasta aproximadamente 1.100ºC, a la que tiene lugar una reacción de reducción. Para dicha fuente de carbono, se prefiere coque fino o antracita. El polvo que contiene los óxidos de metal de la materia prima se mezcla con una cantidad de agente reductor que contiene el carbono requerido para reducir los óxidos metálicos, después se peletiza para formar gránulos verdes que después se alimentan en capas en la chimenea del horno giratorio. Los gránulos verdes se esparcen en la chimenea del horno giratorio. En un horno giratorio, una chimenea circular con un centro abierto rota bajo un techo y paredes laterales refractarias. Los gránulos en la chimenea se mueven por las diversas partes del horno y se calientan rápidamente. Se queman durante 5 minutos a 20 minutos a una temperatura alta de alrededor de 1.300ºC, de ese modo se reducen los óxidos de metal por el carbono en los gránulos y se produce metal. En el horno giratorio, como los gránulos verdes se ponen estacionariamente en la chimenea, existe la ventaja de que los gránulos verdes son resistentes a la disgregación en el horno. Como resultado, existen los puntos fuertes de que no hay problema de fijación de la materia prima pulverizada en los materiales refractarios en el horno giratorio y el rendimiento de gránulos es alto. Además, este procedimiento se está usando en muchos casos recientemente ya que la productividad es alta y es posible usar un agente reductor a base de carbón o materia prima en polvo económica. Además, el método de chimenea giratoria también es eficaz para el tratamiento para reducir y retirar impurezas del polvo de la fabricación del hierro generado de un alto horno, convertidor u horno eléctrico o escoria o lodo espesante generado del procedimiento de laminación. También se usa como un procedimiento de tratamiento del polvo y es un procedimiento eficaz para reciclado de recursos metálicos. El hecho de que cuando se reduce polvo es posible que el método de chimenea giratoria elimine cinc, plomo, metales alcalinos, halógenos y otras impurezas es también una ventaja del método de chimenea giratoria. Esta es la razón por la que este es un procedimiento particularmente eficaz para el reciclado de polvo, etc., generado en la industria de fabricación del hierro. La operación en el método de la chimenea giratoria se puede resumir como sigue. Primero, la materia prima, es decir, los óxidos de metal tales como la mena fina o el polvo o lodo se mezcla bien con una cantidad de agente reductor carbonoso requerido para la reducción de los óxidos, después se peletiza. Hay diversos métodos de peletización. Por ejemplo, se producen gránulos verdes de 5 a 20 mm de tamaño mediante un peletizador de tipo cazoleta u otros tipos de peletizador con un contenido de humedad de 8 a 15% en peso. Estos gránulos verdes se alimentan a la chimenea giratoria en capas y se esparcen por la chimenea. Los gránulos crudos esparcidos por la chimenea se calientan rápidamente en el horno y se queman durante 5 a 30 minutos a una temperatura alta de alrededor de 1.300ºC. En este momento, se reducen los óxidos de metal por el carbono del agente reductor mezclado con los gránulos verdes, así se produce metal. La cantidad de carbono fijo en el agente reductor se determina sustancialmente por la cantidad de oxígeno unido con los metales que se tienen que reducir. La relación de metalización después de la reducción difiere dependiendo del metal que se tiene que reducir, pero en el caso de hierro, níquel o manganeso, es al menos 90% e incluso con el caso del cromo, que es difícil reducir, es al menos 40%. Como se explicó anteriormente, el método de la chimenea giratoria es un procedimiento bueno, eficaz, para reducir 2   los óxidos metálicos en un horno reductor de chimenea giratoria, en particular el polvo, escoria, lodo, etc., generado de las industrias de refinado o tratamiento de metales, para obtener metal reducido. Cuando se usa polvo u otros subproductos de la industria del metal como materia prima, esto es un medio eficaz en el reciclado. La mena fina usada como parte de la materia prima también incluye cloro u otras impurezas. En particular, los subproductos en la industria del metal incluyen aceite de máquinas, materia orgánica en agua, productos químicos con agentes de cloro, polvo de resina y otras impurezas. Por ejemplo, el lodo depositado en una fosa de escorias, que es generado en el procedimiento de laminación de un material de acero, contiene 1 a 5% en masa de aceite de máquinas. Además, el polvo de alto horno contiene 0,1 a 0,3% en masa de cloro. Además, el polvo de horno eléctrico usado para reducción en un horno de chimenea giratoria reductor contiene también cloro y aceite y además, contiene dioxinas. La mayoría de estas impurezas se queman o se vaporizan en el interior del horno giratorio y se descargan del horno. Durante este procedimiento, la materia orgánica se quema y forma dióxido de carbono o vapor de agua. Si la combustión es incompleta, sin embargo, a veces puede estar contenido hollín, carbono, benceno no quemado, etc., en el gas de combustión. Además, el ingrediente cloro forma gas cloro o gas cloruro de hidrógeno o sales tales como cloruro de sodio, cloruro de cinc, etc. Se descarga una gran concentración de cada material del horno junto con el gas de combustión. Estas sustancias orgánicas y el cloro reaccionan en el gas de combustión y generan dioxinas, aunque las cantidades son pequeñas. En particular, la generación de dioxinas aumenta cuando la combustión en el horno es incompleta. Cuando la concentración del monóxido de carbono en el gas de combustión es alta, la cantidad de dioxinas generadas aumenta debido a la reacción del cloro y el benceno o una reacción de síntesis de la fase gas. Con la configuración convencional de la instalación o el método de operación, sin embargo, no había suficiente conocimiento y la operación no se realizó necesariamente desde el punto de vista de la reducción de la generación de dioxinas. En la operación convencional, el principal objetivo fue simplemente suministrar calor a la reacción de reducción. Además, el tratamiento del gas de salida inicialmente fue principalmente para evitar la deposición de polvo en el camino del tratamiento del gas de la combustión o la recuperación de calor desperdiciado. De hecho, los métodos de reducción de dioxinas no se reflejaron suficientemente en el diseño de las instalaciones. En posteriores investigaciones, se encontró... [Seguir leyendo]

1. Un método de operación de un horno giratorio reductor en el que un gas de salida de la combustión se enfría en un aparato de tratamiento de gases provisto de al menos un intercambiador de calor de tipo precalentamiento que precalienta aire por intercambio de calor y una materia prima obtenida por conformación de un polvo que contiene un óxido de metal y carbono se quema y se reduce en dicho horno reductor y que está caracterizado dicho método por que el número total de moles A de cinc y plomo, el número total de moles B de sodio y potasio y el número total de moles de C de cloro y flúor contenidos en el polvo del gas de combustión generado en el interior satisface la relación de (C B)/A<0,36 y que la relación de (0,8C 0,7B)/A<0,36 está entre el número total de moles de A de cinc y plomo, el número total de moles B de sodio y potasio y el número total de moles C de cloro y flúor en la materia prima y que la temperatura del gas de salida en la entrada del conducto de salida de los gases de salida de dicho horno reductor es 800ºC o mayor y la temperatura del gas de salida en la entrada del intercambiador de calor de precalentamiento del aire de dicho aparato de tratamiento de gases de salida es 550ºC o menor. 2. Un método de operación de un horno reductor de chimenea giratoria como se explica en la reivindicación 1, caracterizado por que la relación del contenido de compuestos de sodio o potasio y cloro o flúor contenido en el polvo del gas de combustión generado en el interior no es mayor que 35% en masa. 3. Un método de operación de un horno reductor de chimenea giratoria como se explica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por enfriar la temperatura de dicho gas de salida desde 800ºC o mayor a 550ºC o menor dentro de 5 segundos. 4. Un método de operación de un horno reductor de chimenea giratoria como se explica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el gas de combustión enfriado generado en el interior del horno se limpia de polvo mediante un filtro de bolsa de un aparato de tratamiento de los gases de salida.   16   17   18