Mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en alto horno y procedimiento e instalación para la fabricación y la alimentación de la mezcla de combustible.

Mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en un alto horno con al menos un soporte de carbono (6) sólido y un material de cascarilla (7) que puede alimentarse como una mezcla de combustible y cascarilla (10) preparada para la inyección a través de toberas de soplado (27),

caracterizada porque, la mezcla de combustible y cascarilla (10) preparada para la inyección es una mezcla de carbón en polvo y cascarilla que puede transportarse neumáticamente y presenta una proporción de cascarilla del 3 %.

Mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en alto horno y procedimiento e instalación para la fabricación y la alimentación de la mezcla de combustibles La invención se refiere a una mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en alto horno según el concepto general de la reivindicación 1 y a un procedimiento de preparación y alimentación de la mezcla de combustibles según el concepto general de la reivindicación 7.

Se sabe que, en la producción de arrabio en altos hornos, para una disminución del consumo de coque con el tiro de aire caliente que se introduce mediante las toberas de tiro de aire o de soplado en la parte inferior del etalaje se inyectan también otras sustancias reductoras y calentadoras, por ejemplo carbón en polvo, aceite o gas natural, usándose para el carbón en polvo, particularmente, el procedimiento PCI (inyección de carbón pulverizado) .

En el prospecto de empresa "Pulverized Coal Injection Systems" de Paul Wurth S.A. del 05/2002 se describen instalaciones de molido para producir sistemas de carbón en polvo y sistemas de distribución y alimentación para la alimentación neumática del carbón en polvo en toberas de tiro de aire de altos hornos según el procedimiento PCI.

En el documento WO 99/64636 se describe un procedimiento en el que se inyecta carbón en polvo preparado con adición de catalizador. Como catalizadores se recomiendan soluciones acuosas de compuestos de los elementos de los subgrupos del circonio, molibdeno, wolframio, manganeso, hierro, cobalto, níquel, cobre, cinc o del aluminio, estaño o plomo, en particular una solución de sulfato de cobre.

En el artículo "Blast furnace efficiency enhancer for pulverized coal injection" de la revista "Steel Technology", febrero 2000, página 61 y siguientes, se describe con mayor detalle el procedimiento mencionado. El carbón en polvo alimentado a través de las toberas de soplado para la sustitución parcial de coque presenta un tamaño de grano < 1 mm y un contenido de humedad < 3 %, y se alimentan por tonelada de carbón de 350 a 600 ml de solución de catalizador. La alimentación se realiza usando un dispositivo especial que está dispuesto después del silo de carbón bruto y antes del molino MPS, preparándose el carbón bruto pulverizando con la solución de catalizador. La desventaja es que el dispositivo de pulverización debe cumplir unas exigencias especiales debido a las propiedades corrosivas de la solución de catalizador y además es necesario adicionalmente un sistema de limpieza para limpiar regularmente las boquillas.

Por el documento DE 100 50 332 A1 se conoce un procedimiento y un dispositivo para la preparación de combustibles, en particular de carbón en polvo, para la producción de arrabio, en el que se usa un catalizador que contiene sales de cerio y hierro de ácidos orgánicos y/o inorgánicos y provoca una reducción de la temperatura de ignición y una aceleración de la combustión y, con ello, una combustión más rápida del coque residual. La preparación del carbón en polvo se realiza con una solución acuosa del catalizador durante el molido del carbón bruto para dar carbón en polvo. El molino de carbón, por ejemplo un molino de rodillos con corriente de aire del tipo LOESCHE debe estar equipado para la preparación del carbón en polvo con los dispositivos de alimentación y los dispositivos de pulverización correspondientes. Para lograr una humectación eficaz de las partículas de carbón son necesarios además dispositivos de medición y de regulación que deben incluirse en el concepto técnico de regulación y seguridad del conjunto de la instalación de molido y están asociados con inversiones y costes adicionales.

Por el documento DE 41 04 072 A1 se conoce un procedimiento de reciclaje para cascarilla de laminado que contiene aceite en el que la cascarilla de laminado se muele y se seca como aditivo con hulla prevista para la inyección en el alto horno y después se inyecta como combustible en polvo al alto horno. Las mezclas de combustibles descritas pueden contener hulla y cascarilla de laminado que contiene aceite o si no cascarilla de laminado y aceite mineral secados por separado o si no cascarilla de laminado, que se ha triturado y secado con una cantidad reducida de hulla, y aceite mineral. La proporción de la cascarilla de laminado en una mezcla de cascarilla y hulla se indica que es del 5 al 20 %, preferentemente del 6 al 8 %. Una proporción relativamente superior de cascarilla de este tipo en la mezcla de combustibles puede provocar, sin embargo, la formación de grumos antes y durante el proceso de molido y causar problemas en la alimentación de la mezcla a través de las toberas de soplado y también una corrosión aumentada, en particular en la región de la conducción de alimentación, boquillas y válvulas de dosificación. Puede comprobarse también que es una desventaja el uso de cascarilla de laminado no tratada que presente una proporción relativamente alta de aceite y de agua. Además, se describe una conservación del calor de la mezcla de hulla y cascarilla que se va a inyectar que precisa de dispositivos y costes adicionales.

La invención se basa en proporcionar una mezcla de combustibles para su alimentación a través de toberas de soplado de un alto horno y en un procedimiento para preparar y alimentar la mezcla de combustibles que conduzca a una preparación y alimentación extraordinariamente eficaz de la mezcla de combustibles para obtener un comportamiento de combustión mejorado y un proceso de altos hornos optimizado.

El objetivo se logra, con relación a la mezcla de combustibles, mediante las características de la reivindicación 1 y respecto al procedimiento mediante las características de la reivindicación 7.

La invención parte de la idea básica de que se usa una mezcla de combustibles de al menos un soporte de carbono sólido y un material de cascarilla como material de hierro reducido previamente y se alimenta junto con el tiro de aire caliente y/u oxígeno a través de las toberas de tiro de aire o de soplado al alto horno, por ejemplo según el procedimiento PCI.

Como soportes de carbono sólidos pueden usarse carbón, por ejemplo hulla, pero también lignito, carbón granulado, mezclas de carbón, mezclas de carbón y coque, y plásticos, por ejemplo como mezclas de plásticos y carbón o suspensiones de plásticos en aceite y se alimentan conjuntamente con un material de cascarilla como material de hierro reducido previamente con un tamaño de grano que puede predeterminarse a través de toberas de soplado al alto horno.

Preferentemente se usa una mezcla de combustibles que contiene como soporte de carbono sólido carbón o una mezcla de carbón y coque de petróleo y como material de cascarilla de laminado.

Es particularmente ventajoso que la mezcla según la invención se pueda someter a un proceso de molido conjunto, adecuadamente un proceso de molido y secado, en un molino, en particular en un molino de rodillos con clasificador integrado, por ejemplo en un molino de molinos con corriente de aire del tipo LOESCHE, y alimentarse a las toberas de soplado con un tamaño de grano que pueda predeterminarse.

Básicamente pueden molerse los soportes de carbono o el material bruto de combustible y el material de cascarilla por separado en un molino adecuado o en un sistema de molido y alimentarse conjuntamente en una relación de mezcla particularmente ajustable o también por separado a las toberas de soplado del alto horno. Es particularmente económico y preferente, no obstante, un proceso conjunto de molido y clasificación, por ejemplo en un molino de rodillos con corriente de aire.

Se ha hallado que una mezcla de carbón en polvo y cascarilla en la que la proporción de cascarilla es del 3 %, es una mezcla preparada para inyección que puede transportarse neumáticamente que puede molerse de forma extraordinariamente económica y eficaz conduce a un comportamiento de combustión significativamente mejorado en el alto horno y también puede conducir a una obtención reducida de carbón no quemado.

En comparación con la combustión normal del carbón y con el procedimiento PCI conocido se ha determinado una aceleración clara de la combustión del reductor, en particular del carbón en polvo introducido, en particular del carbón en polvo introducido y al menos parcialmente del coque. Además, es ventajoso que debido a la adición de cascarilla en la inyección de carbón en polvo deba usarse una cantidad... [Seguir leyendo]

1. Mezcla de combustibles para su alimentación a toberas de soplado en la producción de arrabio en un alto horno con al menos un soporte de carbono (6) sólido y un material de cascarilla (7) que puede alimentarse como una mezcla de combustible y cascarilla (10) preparada para la inyección a través de toberas de soplado (27) , caracterizada porque, la mezcla de combustible y cascarilla (10) preparada para la inyección es una mezcla de carbón en polvo y cascarilla que puede transportarse neumáticamente y presenta una proporción de cascarilla del 3 %.

2. Mezcla de combustibles según la reivindicación 1, caracterizada porque, la mezcla de carbón en polvo y cascarilla presenta una granulación del 50 al 80 % < 90 μm.

3. Mezcla de combustibles según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque,

como material de partida para la mezcla de carbón en polvo y material de cascarilla (10) se usa material de cascarilla pretratado (7) con un contenido de agua del 2 al 15 %, un contenido de aceite de entre el 0 y el 5 % y un tamaño de grano de hasta un máximo de 50 mm.

4. Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque,

en la mezcla de carbón en polvo y cascarilla (10) , como soporte de carbono (6) sólido, está contenido carbón, una mezcla de carbón, coque o una mezcla de carbón y coque.

5. Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque,

la mezcla de carbón en polvo y cascarilla (10) puede prepararse triturando conjuntamente hulla, lignito, carbón granulado, una mezcla de carbón o una mezcla de carbón y coque de petróleo y el material de cascarilla (7) en un molino con un clasificador integrado y puede alimentarse neumáticamente usando un gas de transporte desde recipientes a presión (21) a través de recipientes de envío o de alimentación (22, 23) y un recipiente de distribución (24) a la conducción de inyección (26) y a las toberas de soplado (27) .

6. Mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque,

la mezcla de carbón en polvo y cascarilla (10) preparada para la inyección contiene material de cascarilla (7) con un contenido en hierro del 30 al 80 %.

7. Procedimiento para preparar y alimentar una mezcla de combustibles según una de las reivindicaciones anteriores en el que se muele y se clasifica al menos un soporte de carbono sólido (6) y un material de cascarilla (7) en un molino (2) y se alimenta en forma de una mezcla de combustible y cascarilla preparada para inyección (10) a través de toberas de soplado (27) a un alto horno (28) ,

caracterizado porque, al molino (2) se alimenta una mezcla de alimentación (4) con una proporción de cascarilla del 3 % y un contenido de hierro en el material de cascarilla (7) del 30 al 80 % y se muele en un proceso de molido y secado proporcionando una mezcla de carbón en polvo y cascarilla (10) que puede transportarse neumáticamente con una granulación del 50 al 80 % < 90 μm.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque,

se somete carbón, una mezcla de carbón, coque o una mezcla de carbón y coque de petróleo, como soporte de carbono (6) sólido, a un proceso de molido conjunto con el material de cascarilla (7) y la mezcla de carbón en polvo y cascarilla preparada para la inyección se inyecta (10) mediante un dispositivo de transporte y distribución (20 a 26) a través de una tobera de soplado (27) a los altos hornos (28) .

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque,

el soporte de carbono sólido (6) mediante una dosificación (15) y el material de cascarilla (7) mediante una dosificación de cascarilla (14) se alimenta a un dispositivo de premezcla (5) en el que se prepara la mezcla de alimentación (4) para el molino (2) .

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque,

el molido se lleva a cabo en un molino inertizado o accionado con aire (2) y para el proceso de molido y secado se suministra un gas inerte (9) o aire caliente, que se calienta en un generador de aire caliente (11) a la temperatura necesaria.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque,

para la mezcla de alimentación (4) se mezcla material de combustible sólido con un valor calorífico > 3000 kcal/kg, una humedad de aproximadamente el 15 % y un tamaño de grano de como máximo 80 mm y un material de cascarilla pretratado (7) con un contenido en agua en el intervalo del 2 al 15 %, un contenido de aceite de entre el 0 y el 5 % y un tamaño de grano de como máximo 50 mm en el dispositivo de premezcla (5) antes del molino (2) .

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque,

la mezcla de alimentación (4) se muele en un molino de rodillos verticales (2) con clasificador integrado (3) y después de la clasificación la mezcla de carbón en polvo y cascarilla preparada para inyección (10) con una proporción de cascarilla del 3 % y una granulación del 50 al 80 % < 90 μm se transporta neumáticamente usando un gas de transporte o una mezcla de gases desde un recipiente de gas a presión (21) a una conducción de transporte (25) y se alimenta mediante un sistema de suministro en continuo y un dispositivo de distribución (24) y conducción de inyección (26) a las toberas de soplado (27) .

Figura 1