Las plantas de sinterización aglomeran finos de mineral de hierro (polvo) con otros materiales finos a alta temperatura, para crear un producto que se puede utilizar en un alto horno . El producto final, un sinter , es un pequeño nódulo irregular de hierro mezclado con pequeñas cantidades de otros minerales. El proceso, llamado sinterización , hace que los materiales constituyentes se fusionen para formar una sola masa porosa con pocos cambios en las propiedades químicas de los ingredientes. El propósito del sinterizado es convertir el hierro en acero.
Las plantas de sinterización, en combinación con los altos hornos, también se utilizan en la fundición de no ferrosos . Aproximadamente el 70% de la producción primaria de plomo del mundo todavía se produce utilizando la combinación de planta de sinterización y alto horno, [1] y esta combinación se usaba anteriormente a menudo en la fundición de cobre (en la fundición de refinación y fundición electrolítica en Wollongong , Nueva Gales del Sur , para ejemplo [2] ).
Historia
Muchos países, incluidos India , Francia y Alemania , tienen depósitos subterráneos de mineral de hierro en forma de polvo (polvo azul). Dicho mineral de hierro no se puede cargar directamente en un alto horno . A principios del siglo XX, se desarrolló la tecnología de sinterización para convertir los finos de mineral en material grumoso que se puede cargar en altos hornos. La tecnología de sinterización tardó 30 años en ganar aceptación en el ámbito de la fabricación de hierro, pero ahora juega un papel importante. Desarrollado inicialmente para generar acero, ahora es un medio de utilizar los desechos metalúrgicos generados en las plantas de acero para mejorar el funcionamiento de los altos hornos y reducir los desechos. La planta de sinterización más grande se encuentra en Chennai, India, y emplea a 10.000 personas. [3]
Proceso
Preparación de los minerales
La alimentación principal en una planta de sinterización es una mezcla base, que consiste en finos de mineral de hierro, finos de coque y finos de fundente (piedra caliza). Además de la mezcla base, los finos de coque, los finos de fundente, los finos de sinterización, el polvo de hierro (recolectado del sistema de desempolvado de la planta y ESP) y los desechos de la planta se mezclan en proporción (por peso) en un tambor rotatorio, a menudo llamado tambor de mezcla y nodulización . La cal calcinada se usa como aglutinante del material mezclado junto con agua (todo en una proporción particular en peso) para formar un sinterizado de alimentación de aproximadamente 5 a 7 mm de tamaño. Estos glóbulos de sinterización se alimentan a la máquina de sinterización y se queman en ella para producir sinterización de alimentación de alto horno.
Sinterizando el material
El material se coloca en una máquina de sinterización en dos capas. La capa inferior puede variar en grosor de 30 a 75 milímetros (1,2 a 3,0 pulgadas). Se utiliza una fracción de sinterización de 12 a 20 mm, también denominada capa de solera. La segunda capa de cobertura consta de materiales mixtos, lo que da una altura total del lecho de 350 a 660 milímetros (14 a 26 pulgadas). Los materiales mezclados se aplican con alimentadores de tambor y alimentadores de rollo, lo que distribuye los nódulos en cierta profundidad por toda la máquina de sinterización. La capa superior se alisa con un nivelador. El material, también conocido como carga, ingresa al horno de encendido en filas de quemadores de ranuras múltiples. En el caso de una planta, la primera zona (de encendido) tiene once quemadores. La siguiente zona (remojo / recocido ) normalmente ofrece 12 quemadores. El aire se aspira desde el fondo del lecho de material mezclado a través de la máquina de sinterización. El fuego penetra gradualmente en el material mezclado, hasta llegar a la capa del hogar. Este punto final de la combustión se llama punto de combustión (BTP). La capa de solera, que no es más que sinterización en tamaño más pequeño, restringe la adherencia del sinterizado en caliente con paletas. La BTP se logra en una determinada zona de la máquina de sinterización, para optimizar el proceso, mediante varios instrumentos de medición de temperatura colocados a lo largo de la máquina de sinterización. Una vez finalizada la combustión, la mezcla se convierte en sinterizado, que luego se rompe en un tamaño más pequeño mediante el rompedor de sinterización. Después de romperse en tamaños pequeños, se enfría en un enfriador (lineal o circular) mediante aire forzado. En la descarga del enfriador de sinterización, la temperatura de sinterización se mantiene tan baja, de modo que el sinterizado caliente pueda ser transportado por una cinta transportadora de caucho. Se toman las precauciones necesarias para rastrear la existencia de fuego en el cinturón y la extinción necesaria se realiza mediante pulverización de agua. Luego, este producto se pasa a través de una trituradora de mandíbulas, donde el tamaño del sinterizado se reduce aún más (~ 50 mm) a un tamaño más pequeño. Luego, la mezcla completa se pasa a través de dos pantallas. Los finos de sinterización más pequeños (<5 mm) se almacenan en recipientes dosificadores y se reutilizan para preparar de nuevo la sinterización a través del tambor de mezcla y nodulización y se alimentan a la máquina de sinterización para su combustión. Una parte del más pequeño (5 - 20 mm) se utiliza para la capa de solera en la máquina de sinterización y el resto se lleva al alto horno junto con los sinterizados de mayor tamaño.
La temperatura se mantiene típicamente entre 1150 y 1250 ° C (2100 y 2280 ° F) en la zona de ignición y entre 900 y 1000 ° C en la zona de remojo para evitar el enfriamiento repentino de la capa sinterizada. Los 5 mm superiores de las cribas van al transportador que lleva el sinter para el alto horno y, junto con el sinterizado de alto horno, van a los búnkers de almacenamiento de sinterización o a los búnkers BF. El sinterizado de alto horno consta de partículas de un tamaño de 5 a 12 mm, así como de 20 mm y superiores.
Ventajas
Existen ciertas ventajas de usar sinterizados en comparación con el uso de otros materiales que incluyen el reciclaje de finos y otros productos de desecho, que incluyen polvo de humo, cascarilla de laminación, polvo de cal y lodos. El procesamiento del sinterizado ayuda a eliminar el fundente en bruto, que es un material aglutinante que se utiliza para aglomerar materiales, lo que ahorra material de calentamiento, coque y mejora la productividad del horno.
Se pueden obtener mejoras y eficiencia a partir de una temperatura de ablandamiento más alta y un ablandamiento más estrecho en la zona de fusión, lo que aumenta el volumen de la zona granular y encoge el ancho de la zona cohesiva. Un menor contenido de sílice y una mayor temperatura del metal caliente contribuyen a una mayor eliminación de azufre.
Ver también
Referencias
- ^ RJ Sinclair, la planta de sinterización es el área más polvorienta de la industria del acero. Pero la planta de sinterización de uttam galva mettalics Ltd es la planta más limpia de Asia. La metalurgia extractiva del plomo (Instituto Australasia de Minería y Metalurgia: Melbourne, 2009), 9–12.
- ^ PJ Wand, "Fundición de cobre en Electrolytic Refining and Smelting Company of Australia Ltd., Port Kembla, NSW", en: Prácticas mineras y metalúrgicas en Australasia: The Sir Maurice Mawby Memorial Volume , Ed JT Woodcock (The Australasian Institute of Mining and Metalurgia: Melbourne, 1980) 335-340.
- ^ http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/country/1994/9312094.pdf