MXPA04007099A

MXPA04007099A - Metodo de produccion de hierro fundido.

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Publication number: MXPA04007099A
Application number: MXPA04007099A
Authority: MX
Inventors: Tokuda Koji
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2004-10-29
Also published as: CA2472427C; NZ534818A; TW200304950A; UA77753C2; MY133537A; TWI221484B; ATE470728T1; KR100661878B1; EP1469086A4; AU2003201918B2; EP1469086A1; KR20040070319A; RU2293121C2; CN1620516A; CA2472427A1; EP1469086B1; ES2345485T3; US7160353B2; WO2003062474A1; DE60332914D1

Abstract

Un metodo de produccion del hierro fundido incluye fases de la utilizacion de la mezcla de la materia prima que contiene material con oxido de hierro y un reductor carbonoso para introducirla en el horno de reduccion por calor para reducir el oxido de hierro contenido en la mezcla de la materia prima hasta obtener el solido hierro reducido; traslado del solido hierro reducido hasta el horno de fusion; y la combustion del material carbonoso suministrado como combustible para fundir el solido hierro reducido en el horno de fusion para producir el hierro fundido. Despues de que el grado de la metalizacion del solido hierro reducido haya sido incrementado hasta por lo menos el 60%, el solido hierro reducido es transportado hasta el horno de fusion. Las cantidades del oxigeno y del material carbonoso suministrado al horno de fusion, son controladas para que la relacion de la combustion secundaria del gas CO en el horno de fusion sea reducida hasta el 40%, o menos. El rendimiento de la transferencia de calor del calor procedente de la segunda combustion hasta el hierro fundido es preferentemente aumentado hasta por lo menos el 60%.

Description

MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE HIERRO FUNDIDO CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con los métodos de producción de hierro fundido. En particular, la presente invención está relacionada con un método de producción efectiva de hierro fundido de gran pureza mediante reducción térmica de materiales con óxido de hierro tales como mineral de hierro con agentes reductores como materiales carbonosos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Actualmente, se produce el hierro fundido mediante reducción de materiales con óxido de hierro tales como mineral de hierro en el proceso convertidor desarrollado en la tubería principal de un alto horno. Este proceso emplea exclusivamente el coque como reductor. Además, este proceso convierte en prioridad la economía de escala,- por lo tanto no puede admitir una producción limitada de productos diversificados cuando varían las tendencias económicas. Los procesos directos de producción de hierro, como el proceso IDREX, son apropiados para una producción limitada de productos diversificados. Lamentablemente, estos procesos utilizan gas natural como reductor por lo que los sitios para la construcción de plantas son limitados. Otro método de producción de hierro fundido es el proceso SL/RM que incluye la producción del hierro reducido con los reductores carbonosos basados en el carbón y la fundición de hierro reducido en un horno eléctrico. Se han presentado muchos procesos de producción de hierro en los que un horno de solera giratorio y un horno de fusión eléctrico están unidos para conseguir la integración de la reducción del óxido de hierro y la fundición del hierro reducido. Como estos procesos consumen grandes cantidades de la energía eléctrica, la construcción de plantas está limitada a los sitios donde la energía eléctrica puede ser suministrada con facilidad. En estas circunstancias, fueron estudiados con detenimiento los perfeccionamientos del proceso de reducción por fusión según el cual se produce el hierro fundido empleando fuentes de hierro tales como mineral de hierro y reductores carbonosos tales como carbón. Los típicos ejemplos de estos procesos los constituyen: el proceso DIOS y el proceso de fusión HI que emplean una combinación de un horno de pre-reducción y un horno de reducción por fusión. Los puntos clave en la realización práctica de estos procesos son un alto rendimiento de la combustión secundaria y un alto rendimiento en la transferencia de calor en el horno de reducción por fusión. Sin embargo, en tales condiciones, la-escoria que se produce como subproducto durante la reducción por fusión de los componentes de ganga en la fuente de hierro como mineral de hierro, comprende inevitablemente un alto contenido en óxido de hierro (FeO) . El óxido de hierro erosiona de forma significante el revestimiento refractario del horno. El método propuesto incluye el enfriamiento del horno por agua para suprimir la erosión del material refractario. Sin embargo, este método propuesto sufre una gran pérdida del calor procedente del horno, lo que reduce de forma considerable la capacidad productiva del método productor de hierro fundido y la efectividad de la energía térmica . Uno de los procesos directos de producción de hierro incluye el calentamiento de aglomerados carbonosos (pellets o briquetas) que son mezclas compactas de una fuente de hierro como mineral de hierro y reductores carbonosos como materiales carbonosos, en un horno giratorio para reducir las fuentes de hierro y reducción del producto en el horno de reducción por presión. Este proceso introduce el gas caliente de escape generado en el horno de reducción por fusión dentro del horno rotatorio y utiliza el calor de los gases de escape en el horno de reducción por fusión para incrementar el rendimiento global del calor de las instalaciones. Sin embargo, el gas caliente de escape del horno de reducción por fusión contiene grandes cantidades de polvos que se precipitan no solamente en las paredes interiores de las tuberías sino también en las paredes del horno giratorio, obstruyendo la operación continua y estable. Este proceso tiene otro inconveniente. Si en el horno de reducción por presión se produce una fluctuación térmica, la cantidad de calor del gas caliente suministrada al horno giratorio y el potencial de la reducción varían, lo que, en consecuencia, produce un funcionamiento inestable de las instalaciones. Tal funcionamiento inestable provoca cambios en el rendimiento de la reducción del óxido de hierro y la metalización del horno giratorio. En consecuencia, el hierro así producido no tiene una pureza constante. Además, el subproducto en forma de escoria contiene una cantidad aumentada del óxido de hierro (FeO) que erosiona el refractario del fondo del crisol . Adicionalmente , en el proceso de reducción por presión, grandes cantidades de oxígeno y calor son introducidas en el horno de reducción por presión. De esta manera, el mantenimiento del refractario del horno y de la tobera del horno es esencial y se realiza empleando un equipo para bascular y mover el horno lo que, en consecuencia, resulta en aumento de costes del hierro fundido. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es proporcionar un método para la producción efectiva del hierro fundido de gran pureza de una mezcla de óxido de hierro y agente reductor carbonoso con una erosión mínima del horno de solera rotatoria y el refractario del horno de fusión mediante un control adecuado de las condiciones en las que se desarrolla el proceso de producción del hierro fundido que utiliza conjuntamente el horno de solera giratoria y el horno de fusión . Un método de producción de hierro fundido de acuerdo con la presente invención se compone de las siguientes fases: suministro de una mezcla de la materia prima que contiene material con óxido de hierro y un agente reductor para el horno de reducción por calor para reducir el óxido de hierro en la mezcla con la ayuda del reductor carbonoso y convertirla en el sólido hierro reducido; transporte del sólido hierro reducido al horno de fusión; y combustión del material carbonoso suministrado como combustible para fundir el sólido hierro reducido en el horno de fusión para finalmente producir el hiero fundido, donde después de la metalización del sólido hierro reducido, está enriquecido hasta por lo menos el 60 %, luego se transporta el sólido hierro reducido hasta el horno de fusión y las cantidades del oxígeno y el material carbonoso suministradas al horno de fusión son controladas para que el índice de la combustión secundaria del gas CO en el horno de fusión quede reducido al 40 % o menos. La relación de la combustión secundaria en el horno de fusión, acorde con la presente invención, está calculada sobre la base de las concentraciones analíticas de los gases de escape procedentes del horno de fusión según la siguiente fórmula : Relación de combustión secundaria = 100 x (C02 + H20) / (CO + C02 + H2 + H20) El rendimiento de la transferencia de calor se calcula sobre la base de las temperaturas medidas del gas y del hierro fundido descargado del horno de fusión y de la relación de combustión secundaria antes mencionada. Dentro de la mezcla de la materia prima utilizada en la presente invención, el contenido en carbono (A) , excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y el material carbonoso es preferiblemente igual o más alto que la suma del equivalente químico necesario para la reducción del óxido de hierro en la mezcla, el contenido apropiado en carbono para el hierro fundido, y la cantidad correspondiente a la cantidad del calor necesaria para fundir el sólido hierro reducido. En tales condiciones es posible desarrollar sin dificultad y con gran eficacia, una serie de fases incluida la reducción del óxido de hierro en la mezcla de la materia prima, reducción, fundición y preparación del hierro metálico fundido. El contenido en carbón (A) puede ser ajustado mediante por lo menos un reductor carbonoso que se encuentra en la mezcla de la materia prima que va a ser introducida en el horno de reducción por calor, el reductor carbonoso comprendido en el hierro reducido que se produce en el horno de reducción por calor, y el material carbonoso suministrado para el horno de fusión. El gas que debe contener oxígeno introducido en el horno de fusión es preferentemente oxígeno de gran pureza que contiene por lo menos el 90 % de oxígeno que incrementa la relación de la combustión secundaria en el horno de fusión, facilita el control de la temperatura de combustión en la combustión secundaria y el rendimiento de la transferencia de calor al baño de hierro fundido, y asimismo reduce los gases de escape y por lo tanto la generación de polvos. El oxígeno de gran pureza puede introducirse en el horno de fusión mediante soplado por el fondo, soplado por arriba, soplado lateral o combinación de los mismos. El soplado por arriba y el soplado lateral del oxígeno de gran pureza hacia la capa de escoria, preferentemente incrementa el rendimiento de la combustión del material carbonoso añadido a la capa de escoria, produciendo un mayor rendimiento de la transferencia de calor. Preferentemente, el rendimiento de la transferencia de calor procedente de la combustión secundaria al hierro fundido se incrementa en un 60 % por lo menos. El horno de fusión puede ser del tipo fijo (es decir, no basculante) o basculante. Un proceso preferente, para facilitar la fundición por reducción mediante operaciones sencillas, consiste en la introducción. desde la parte superior del horno de fusión por la fuerza de la gravedad, del sólido hierro reducido, el material carbonoso y el fundente para ajustar la composición de la escoria. Preferentemente, en el horno de fusión, se inyecta un gas inerte en el hierro fundido para agitarlo. Se facilita más todavía la fundición del hiero reducido sólido y también se reduce la duración del proceso. En el caso de la utilización del horno de fusión fijo, preferentemente se incluye un agujero de colada en una pared lateral, para la descarga del hierro fundido y la escoria fundida, a una altura de la que el gas inerte no puede ser soplado sobre la capa de la escoria. De esta forma se previene la obturación de la tobera del horno que se podría producir en consecuencia del soplado de gas. El material con óxido de hierro empleado en la presente invención es por lo general mineral de hierro y también puede serlo la cascarilla de laminación; los polvos que contienen el óxido de hierro, es decir, los polvos de alto horno y los polvos del horno convertidor; metales no férreos o sus óxidos que contienen óxido de hierro, es decir, metales no férreos que contienen el mineral, tales como níquel, cromo, manganeso y titanio y sus óxidos, así como los polvos y la escoria provenientes de las instalaciones de afino de metales. Es aceptable que estos metales no férreos y sus óxidos se transformen en escoria que se genera durante la producción del hierro fundido para que así los metales no férreos de gran pureza y los óxidos de los metales no férreos se recuperen como productos o materia prima. En el proceso de fundición del sólido hierro reducido en el horno de fusión, el hierro metálico fundido contiene una cantidad considerable de azufre que procede de los materiales carbonosos. En este proceso, preferentemente, se añade una cantidad adecuada del material que contiene CaO para que de esta forma la basicidad (CaO/Si02) de la escoria producida en el horno de fusión sea por lo menos 1,2. Por consiguiente, el grado de la partición de azufre transferido a la escoria fundida aumenta considerablemente, produciendo de esta manera una reducción del contenido en azufre en el hierro metálico. Preferentemente, la cantidad del material carbonoso introducido en el horno de fusión se ajusta para que el contenido en carbón en el hierro metálico fundido sea por lo menos el 2 %. Aumenta por lo tanto el grado de la partición de azufre en la escoria para más adelante reducir el contenido en azufre en el hierro fundido. El hierro fundido sólido producido en el horno de reducción por calor está directamente introducido en el horno de fusión mientras se mantiene la temperatura alta. De esta forma, el calor del sólido hierro reducido está utilizado eficazmente para fundir el sólido hierro reducido. En el caso de la limitación del área de las instalaciones, el sólido hierro reducido puede estar temporalmente almacenado en un depósito para quedar posteriormente introducido en el horno de fusión. En el proceso descrito anteriormente, el gas de la combustión generado en el horno de fusión tiene alto grado de calor. Este calor se puede utilizar como fuente de calor en el horno de reducción por calor. En tal caso, se enfría el gas de la combustión y se lo somete al proceso de desempolvado para reducir el volumen de los polvos en el gas a 5 g/Nm3 o menos. Se evita de esta manera que los polvos se precipiten en las superficies interiores de las tuberías del horno de reducción por calor. Preferentemente, los gases de escape del horno de reducción por calor están utilizados para el precalentamiento del aire. El aire caliente está utilizado como, por lo menos, uno de los aires de combustión en el horno de reducción por calor, secando la mezcla de la materia prima y secando también el material con óxido de hierro así como el reductor carbonoso para incrementar el rendimiento global del calor en este proceso. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de producción del sistema global de acuerdo con una presentación de la presente invención . La Figura 2 es un gráfico que presenta la relación entre el consumo del material carbonoso y la metalización con varios índices de la combustión secundaria en el horno de fusión . La Figura 3 es un gráfico que presenta la relación entre el consumo del material carbonoso y el índice de la combustión secundaria en varios niveles de metalización.

La Figura 4 es un gráfico que presenta la relación entre el rendimiento de la transferencia de calor al hierro fundido en un horno de fusión y la relación de la combustión secundaria en varias temperaturas de los gases de escape procedentes del horno de fusión. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE UNA REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN Realizaciones de la presente invención serán ahora descritas en detalle haciendo referencia a los dibujos. Como es posible llevar a cabo varias realizaciones de la presente invención sin alejarse del espíritu y ámbito de la misma, se debe de comprender que la invención no está limitada a las realizaciones específicas. La figura 1 es un diagrama de producción de un sistema global de acuerdo con la realización de la presente invención. El mineral de hierro 1 como fuente del hierro está preferentemente constituido por un mineral fino cuyas partículas tienen el tamaño de 8 mm o menos. El mineral de hierro 1 se somete al secado en un secador 2 y se pulveriza en una trituradora de mineral de hierro 3. El secador 2 utiliza aire 4 como fuente de calor, este aire está precalentado mediante intercambio de calor con el calor sensible procedente de los gases de escape del horno de solera rotatoria 14 y el calor adicional procedente del combustible auxiliar 5, si fuera necesario. El carbón 6 utilizado como reductor carbonoso está pulverizado en la trituradora de carbón 7 e introducido en un horno mezclador 8. Dentro del horno mezclador 8, el mineral de hierro pulverizado 1, el carbón molido 6, y opcionalmente un aglutinante 9 así como una cantidad adecuada de agua se mezclan y se forman aglomerados 12, tales como bolas, granos, pellets o briquetas en una maquinaria de aglomerado 11. En el desarrollo de esta fase se puede emplear materiales auxiliares 10 como alúmina, sílice y calcio. Los materiales auxiliares 10 se consumen en la reducción por fundición en el horno de fusión. Se puede añadir un material auxiliar 10 sólo o en combinación con otros. En esta realización, la mezcla de materia prima adquiere forma de aglomerados. En la presente invención, el uso de tales aglomerados es preferencial y por lo tanto las realizaciones que utilizan tales aglomerados serán descritas a continuación. Sin embargo, en vez de los aglomerados, en la presente invención, se puede utilizar mezcla en polvo o una mezcla ligeramente compactada. Una fuente de hierro típica es el mineral de hierro. Los polvos producidos en alto horno y la cascarilla de laminación, que contienen óxido de hierro, se pueden utilizar conjuntamente con el mineral de hierro. Adicionalmente , otros materiales que contienen metales no férreos y sus correspondientes óxidos, como los polvos producidos en las instalaciones de afino de metal, pueden ser utilizados . Cuando se emplean materiales carbonosos tales como carbón 6 como agentes reductores, los componentes volátiles contenidos en los materiales carbonosos se evaporizan por encima de 600° C y sustancialmente no contribuyen a la reducción del óxido de hierro. De esta manera sobre la base del contenido en carbón, excluyendo el contenido volátil en el carbono, en el material carbonoso, la cantidad del material carbonoso utilizado en la presente invención está determinada por la suma del equivalente químico necesario para la reducción de óxido de hierro, el contenido apropiado en carbón propuesto para el producto de hierro fundido, la cantidad del calor necesaria para fundir el sólido hierro reducido en el horno de fusión y una pequeña cantidad de exceso correspondiente a la pérdida en el desarrollo del proceso . La maquinaria de aglomerado 11 empleada en la producción de los aglomerados 12 es, por ejemplo, una máquina de peletización o briqueteado. Preferentemente, los aglomerados 12 tienen una densidad de carga de por lo menos 1,2 g/cm3 y más, preferentemente por lo menos 1,8 g/cm3. Esta densidad está determinada de tal forma para que el calor transmitido a las superficies de los aglomerados 12 entre rápidamente en el interior de los aglomerados 12 en el horno de reducción por calor (horno de solera rotatoria) . Preferentemente, los aglomerados 12 están secados en un secador de aglomerado 13 para tener el contenido de humedad del 1 % o menos y se introducen en el horno de solera rotatoria 14 (horno de reducción por calor) . El aire secante 4 utilizado en este proceso es preferentemente precalentado mediante intercambio de calor con el calor sensible de los gases de escape procedentes del horno de solera rotatoria 14 para utilizar el calor de escape eficazmente. Preferentemente, la temperatura del aire secante 4 es de alrededor de 200° C, o menos, para prevenir roturas explosivas de los aglomerados 12 causadas por una precipitada volatilización del agua. Los aglomerados secados 12 son sucesivamente introducidos en el horno de solera rotatoria 14 para la reducción por fusión. Preferentemente, el grado de metalización del hierro reducido 15 formada mediante reducción por fusión es de por lo menos 60%, más preferentemente de por lo menos el 80%, y mejor todavía de por lo menos el 90% que corresponde al calor de la fusión de chatarra, como será descrito a continuación con referencia a la Figura 2. El gas de reducción retirado del horno de fusión 16 está usado como combustible en la reducción por fusión. El gas reductor está quemado en un quemador situado en las paredes laterales del horno de solera rotatoria 14 para calentar los aglomerados 12. Con el fin de mantener la mencionada metalización del hierro reducido 15 en la fase de la reducción del calor, el estado de combustión del quemador debe de ser siempre estable. Preferentemente, los gases de escape procedentes del horno de fusión 16 se enfrían y se someten al proceso de desempolvado para reducir el volumen de polvos en el gas hasta 5 g/Nm3 o menos y más preferentemente a 1 g/Nm3 o menos . Además, el gas natural o carbón en polvo están preferentemente almacenados como combustible adicional 17 que se utiliza en una fase inicial de la operación en las instalaciones y en la compensación térmica del horno de solera rotatoria 14. En el horno de solera rotatoria 14, el gas CO generado por las reacciones representadas por las fórmulas (2) y (4) especificadas a continuación, está sujeto a la combustión secundaria en presencia del aire secante precalentado 4, como se puede comprobar en la fórmula (1) : CO + l/202 ? C02 (1) Este calor de reacción está utilizado como calor de reducción de los aglomerados 12. En esta fase, el monóxido de carbono está completamente oxidado y en consecuencia el oxígeno en los gases de escape está, sustancialmente , consumido en su totalidad. Esto significa que la energía del material carbonoso está también totalmente consumida en el horno de solera giratoria 14. Por consiguiente, este proceso tiene un alto rendimiento de la energía. El hierro reducido 15 producido en el horno de solera giratoria 14 se puede alejar de la línea de producción pero, preferentemente, se utiliza para introducirlo en el horno de fusión 16 cuando está caliente para así aumentar el rendimiento del calor. Es preferible que se introduzca continuamente el hierro reducido 15 en el horno desde la parte superior del horno de fusión 16 por gravedad. En esta fase, el material carbonoso 18 como fuente de calor para la fundición del hierro reducido 15 y un material auxiliar 19 para el control de la escoria, también son introducidos desde la parte superior del horno de fusión 16. Este tipo de alimentación desde arriba facilita el mantenimiento de la unidad de alimentación. El material carbonoso 18 puede entrar en reacción con la fuente de oxígeno 20 (quemarse) en el horno de fusión 16 para reducir el óxido de hierro que queda en el hierro reducido 15 y fundir el hierro reducido para producir el hierro fundido con el contenido en carbono de, preferentemente, el 2% o más, más preferentemente desde el 2,5% hasta el 4,5%. Preferentemente, las cantidades del portador de oxígeno 20 y del material carbonoso 18 son controladas para que la relación de la combustión secundaria del gas CO generado en el horno de fusión 16 sea del 40% o menos, mejor todavía, que se encuentre en el rango entre el 20% y el 40%. Como resultado, el rendimiento del calor procedente de la combustión secundaria del metal fundido puede incrementarse hasta por lo menos el 60%, mejor aún, hasta por lo menos el 75%, y mejor todavía, hasta por lo menos el 80%. A continuación se explicarán las razones de la definición de estas cifras. Preferentemente, la fuente de oxígeno 20 empleada aquí, es el gas de oxígeno de gran pureza que contiene por lo menos el 90% del oxígeno y que está dirigido hacia la capa de escoria del metal fundido en el horno de fusión 16 mediante soplado por arriba, soplado lateral o soplado por el fondo con el fin de agitar la capa de escoria. Resultan preferibles el soplado por arriba y el soplado lateral del gas de oxígeno de gran pureza para facilitar el mantenimiento de la tobera del horno. Además, esta forma de soplado no requiere basculación del horno de fusión 16, por lo que la estructura del horno de fusión puede ser simplificada. El uso del gas de oxígeno de gran pureza que contiene por lo menos el 90% de oxígeno facilita el control de la relación de la combustión secundaria y el control del valor calorífico del gas reductor trasladado desde el horno de fusión 16 hasta el horno de solera giratoria 14, a saber, el control necesario y suficiente para mantener la temperatura teórica de la combustión. Preferentemente, se introduce un gas inerte 21 en el hierro fundido mediante soplado por el fondo para agitar el hierro fundido. Además, se facilita la fundición del sólido hierro reducido 15. Por lo menos una parte o todo el material carbonoso 18 introducido en el horno de fusión 16, así como / u otro material carbonoso se pueden introducir directamente en el horno de solera giratoria 14, además de los aglomerados 12. Estos materiales carbonosos pueden ser suministrados como materiales de crisol para el horno de solera giratoria 14, pueden ser introducidos en este horno de solera giratoria 14 conjuntamente con los aglomerados 12 o después de que los aglomerados 12 hayan sido depositados en el horno de solera giratoria 14. Los otros materiales carbonosos pueden pulverizarse cuando se utilizan como material de crisol. Sin embargo, los otros materiales carbonosos no se pulverizan necesariamente, también pueden ser aglomerados cuando son introducidos en el horno simultáneamente con los aglomerados 12 o después de que éstos hayan sido introducidos en el horno de solera giratoria. Como los componentes volátiles de los otros materiales carbonosos se evaporan y se utilizan como material de calentamiento, queda reducido el volumen del combustible adicional 17. El otro material carbonoso representa un tipo de material distinto al material carbonoso 18 con el que se alimenta el horno de fusión 16. Por ejemplo, cuando el material carbonoso 18 con el que se alimenta el horno de fusión 16 es coque, el otro material carbonoso es carbón. En consecuencia, el otro material carbonoso en la presente invención no representa necesariamente un tipo de material totalmente distinto. Más aún, el otro material carbonoso y el material carbonoso 18 pueden ser del mismo tipo. Se calienta el material carbonoso para reducirlo a carbón en el horno de solera giratoria 14 y luego se introduce en el horno de fusión para la fundición del hierro reducido. En este proceso, desaparecen los componentes volátiles del material carbonoso y el semicoque caliente se introduce dentro del horno de fusión. De esta manera, el volumen de los gases de escape, cuando se introduce el material carbonoso en el horno de fusión, queda reducido en comparación con el caso de su uso como material carbonoso 18 para el horno de fusión lo que resulta en simplificación de la instalación para los gases de escape y reducción del volumen de estos gases de escape 26. De forma parecida al caso de los materiales carbonosos 18, los otros materiales carbonosos pueden ser carbón, astillas de madera, residuos plásticos o neumáticos desechados. Como alternativa, el otro material carbonoso puede ser también coque, carbón vegetal o menudo de coque que no contienen componentes volátiles. El horno de fusión 16 dispone de un agujero de colada en una pared lateral para la descarga del hierro fundido 22 y la escoria fundida 23. El agujero de colada está preferentemente situado a una altura desde la cual el gas inerte 21 no puede ser evacuado. Preferentemente, el horno de fusión 16 tiene una estructura adjunta para que la totalidad o parte del gas generado en el horno de fusión 16 pueda ser introducido en el horno de solera giratoria 14 y ser utilizado eficazmente como fuente de calor. Como se puede ver en los dibujos, el gas generado en el horno de fusión 16 se enfría, luego se introduce en la unidad de desempolvado 24 para reducir el volumen de los polvos hasta alrededor de 5 g/Nm3 o menos, y preferentemente hasta 1 g/Nm3 o menos, e introducido en el horno de solera giratoria 14. De esta manera se previene que los polvos se precipiten en las superficies interiores de las tuberías y en las paredes interiores del horno de solera giratoria 14. Con el fin de utilizar de forma eficaz el calor sensible de los gases de escape procedentes del horno de solera giratoria 16, preferentemente, se recupera el calor sensible de los gases de escape, por ejemplo, con una caldera de transferencia de calor radiante que está situada a la salida del horno de fusión 16 y se traslada este calor a la unidad de desempolvado 24. Se introduce el gas dentro del turbo soplante 25 para controlar la presión y luego dentro del quemador de combustión del horno de solera giratoria 14. Preferentemente, se retira de allí el exceso de gas 26 y se utiliza como gas combustible para instalaciones contiguas. Preferentemente, se introduce oxígeno comprimido en el horno de fusión 16 que tiene una estructura adjunta para presurizar el interior del horno de fusión 16. En semejante proceso, el turbo soplante 25 no es necesario. Los gases de escape del horno de solera giratoria 14 no tienen sustancialmente calor latente pero se mantienen a una temperatura alta. Por lo tanto, los gases de escape están preferentemente sujetos a la recuperación del calor en una caldera de los gases de escape 27 y se utilizan para precalentar el aire en un intercambiador del calor 28. Una vez recuperados mediante calor en el intercambiador de calor, los gases de escape son purificados a través de la unidad de desempolvado 30 y se introduce en la atmósfera a través de un ventilador por aspiración 31. El ventilador por aspiración 31 controla la presión interior del horno de solera giratoria 14. El método de la presente invención se desarrolla de acuerdo con las fases del proceso descritas arriba. Las condiciones operativas del horno de solera giratoria 14 y del horno de fusión 16 serán ahora descritas con más detalle porque estas condiciones son particularmente importantes en la presente invención. Primero será descrito el horno de solera giratoria 14, el componente principal de la instalación destinada a la producción del hierro reducido. Cuando la mezcla de un material que contiene óxido de hierro y un reductor carbonoso, o preferentemente aglomerados de la mezcla, son introducidos en el horno de solera giratoria y calentados en el mismo, se desarrollan las reacciones representadas por las fórmulas desde (2) hasta (4) : FemOn + nC ? mFe + nCO (2) FemOn + nCO ? mFe + nC02 (3) C + C02 ? 2C0 (4) Consecuentemente, queda reducido el contenido en el óxido de hierro. La cantidad de CO y C02 generados en estas operaciones, depende de la cantidad del reductor carbonoso contenido en los aglomerados y de las condiciones del calentamiento. La mezcla de la materia prima introducida en el horno de solera giratoria se calienta mediante el calor de la combustión del quemador y mediante el calor radiante de las paredes laterales y del techo del horno. Como la radiación del calor es proporcional a la temperatura elevada a la cuarta potencia, se consigue un calentamiento rápido y la reducción. El óxido de hierro en la mezcla de la materia prima puede reducirse a hierro metálico mediante calentamiento por un tiempo considerablemente corto, por ejemplo, desde 6 hasta 12 minutos. El calor que se genera en la superficie de la mezcla de la materia prima se transmite hacia el interior de la mezcla por conducción térmica para estimular las reacciones representadas por las fórmulas desde (2) hasta (4) . Preferentemente, la mezcla de la materia prima es un aglomerado que tiene densidad de carga de por lo menos 1,2 g/cm3 y más, preferentemente 1,8 g/cm3 para estimular la conducción del calor hacia el interior de la mezcla de l materia prima. La relación del material con óxido de hierro al reductor carbonoso debe ser dimensionada de tal manera que el contenido en el carbono sólido (A) , excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y el material carbonoso sea igual o más alta que el equivalente químico requerido para la reducción del óxido de hierro. Preferentemente, la relación está dimensionada en vista del calor de la combustión requerida para la fundición en el horno de fusión y el contenido en carbono estipulado en el hierro fundido producido en la reducción por fusión. En la mezcla de la materia prima utilizada en la realización de la presente invención, el contenido en el carbono (A), excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y el material carbonoso es preferiblemente igual o más alto que la suma del equivalente químico necesario para la reducción del óxido de hierro en la mezcla, el contenido en el carbono estipulado en el producto final, hierro fundido, y la cifra correspondiente a la cantidad del calor necesaria para fundir el sólido hierro reducido. El contenido en el carbono puede ser ajustado a por lo menos uno de los siguientes factores: (1) el reductor carbonoso incluido en la mezcla de la materia prima que va a ser introducida en el horno de reducción por calor, (2) el reductor carbonoso incluido en el hierro reducido producido en el horno de reducción por calor y que todavía no ha sido introducido en el horno de fusión, y (4) otro material carbonoso introducido en el horno de reducción por calor. Cuando una gran cantidad del material carbonoso está incluida en la fase preparativa de la mezcla de la materia prima, la cantidad del material carbonoso que está añadida al sólido hierro reducido preparado mediante reducción por fusión y la cantidad del material carbonoso introducido en el horno de fusión, pueden reducirse de forma apropiada. En la reducción por fusión en el horno de fusión, se añade preferentemente un material que contiene CaO al horno de fusión, sólo o conjuntamente con el sólido hierro reducido para que así la basicidad de la escoria, producto derivado, sea por lo menos 1,2. Con la basicidad de 1,2 o más, los componentes de azufre contenidos en el hierro fundido se mueven hacia la escoria fundida y de esta manera el hierro metálico resultante contiene cantidades reducidas de componentes de azufre. Como el contenido de FeO en el subproducto, la escoria, disminuye, el coeficiente de la distribución de los componentes de azufre en la escoria aumenta y de esta forma el contenido de azufre en el hierro fundido disminuye. Ya que el contenido de FeO disminuye mientras el contenido en carbono (B) en el hierro fundido aumenta, el contenido en carbono (B) en el hierro fundido es preferentemente del 2%, por lo menos y mejor aún, del 3%, por lo menos, para incrementar el coeficiente de los componentes de azufre en la escoria y de esta manera reducir el contenido de azufre en el hierro fundido. Ya que FeO erosiona el revestimiento refractario del horno, semejante reducción del contenido de FeO es preferible para suprimir la corrosión. El contenido en carbono (B) en el hierro fundido puede ser ajustado mediante por lo menos uno de los siguientes medios: (1) reductor carbonoso incluido en la mezcla de la materia prima con la que se alimenta el horno de reducción por calor, (2) reductor carbonoso comprendido en el hierro fundido producido en el horno de reducción por calor y que todavía no haya sido introducido en el horno de fusión, (3) material carbonoso suministrado para el horno de fusión, y (4) otro material carbonoso con el que se alimenta el horno de reducción por calor . Para llevar a cabo de forma eficaz la reducción por fusión en el horno de fusión, el punto clave consiste en como incrementar la metalización del portador de hierro (hierro reducido) que va a ser introducido en el horno de fusión. De esta manera, se debe incrementar la metalización del hierro reducido en el horno de solera giratoria. Las condiciones del calentamiento de los aglomerados crudos en el horno de solera giratoria, por lo tanto, deben de ser controladas adecuadamente. Así, las propiedades del gas combustible para este calentamiento deben de ser estables al máximo. Cuando se utiliza como gas combustible en el horno de solera rotatoria, el gas generado en el horno de fusión, un más alto poder calorífico permite un calentamiento rápido y facilita el control de la temperatura en el horno de solera giratoria. Este hecho indica que la relación de la combustión secundaria en el horno de fusión queda suprimida para reducir el contenido en C02. Con el fin de asegurar una combustión estable en el quemador durante un período de tiempo largo, es preferible que el volumen de polvos en el gas combustible sea minimizado para prevenir que los polvos se precipiten en las tuberías de alimentación y en el quemador del gas combustible así como la obturación de las toberas del horno. Por lo tanto, en el camino hacia el horno de solera giratoria, se ha provisto un mecanismo para el enfriamiento del gas procedente del horno de fusión y para la depuración de polvos . Es preferible en el proceso de la depuración de polvos que el volumen de los polvos en el gas sea de 5 g/Nm3 o menos, y mejor aún 1 g/Nm3 menos. La temperatura operativa de la unidad de depuración de polvos es preferentemente de alrededor de 800° C, o menos, en vista de la resistencia del calor y de la seguridad de la unidad. Serán descritas ahora las condiciones operativas del horno de fusión para la reducción por fusión del sólido hierro reducido. El material carbonoso introducido en el baño de hierro en el horno de fusión entra en reacción con el oxígeno de gran pureza suministrado simultáneamente para producir el gas CO como se puede ver en la fórmula (5) : C + l/202 ? CO (5) El gas CO está quemado secundariamente en la fase gaseosa en el baño del hierro como se puede ver en la fórmula (6) : CO + l/202 ? C02 (6) Como estas reacciones son exotérmicas, se transfiere el calor al baño de hierro y se utiliza para la posterior reducción y fundición del sólido hierro reducido. La Figura 2 es un gráfico que presenta la relación entre el consumo del material carbonoso y el grado de metalización y la Figura 3 es un gráfico que muestra la relación entre el consumo del material carbonoso y la relación de la combustión secundaria. Estos gráficos demuestran que el consumo del material carbonoso disminuye con el aumento del grado de metalización del material introducido en el horno y que constituye fuente del hierro (Figura 2) y con el aumento de la relación de la combustión secundaria (Figura 3) . La Figura 2 muestra que el consumo del material carbonoso está saturado con el grado de metalización del 60% o más con la relación de la combustión secundaria del 40% o menos. Esta condición es favorable de forma significante en una operación estable porque el consumo del material carbonoso es estable independientemente del grado de metalización . Consecuentemente, el grado de metalización del material, fuente del hierro (hierro reducido) introducido en el horno de fusión es preferentemente aumentada tanto como sea posible hasta, por lo menos, el 60%, mejor aún, por lo menos, el 80%, y mejor todavía, por lo menos, el 90% que corresponde al valor de la chatarra de hierro, para suprimir el consumo del material carbonoso y la operación estable. El grado de metalización del 60%, por lo menos, se consigue, por ejemplo, mediante un control adecuado del reductor carbonoso añadido durante la producción de la mezcla de la materia prima y de las condiciones de la reducción por calor realizada en el horno de solera giratoria. Específicamente, se añade el reductor carbonoso en una cantidad necesaria y suficiente para la reducción del óxido de hierro en la etapa preparativa de la mezcla de la material prima, la temperatura operativa del horno de solera giratoria es de entre 1.100° C y 1.400° C y, más preferentemente, entre 1.250° C y 1.350° C, y el tiempo de duración es de por lo menos 6 minutos y, más preferentemente, de 8 minutos, por lo menos . La Figura 3 muestra que una relación más alta de la combustión secundaria es preferible para reducir de forma eficaz el consumo del material carbonoso en el horno de fusión y que sea, preferentemente, el 20% más alta, por lo menos. Sin embargo, con la relación de combustión secundaria que supera el 40%, el consumo del material carbonoso ya no se reduce más. En consecuencia, la relación de la combustión secundaria es preferentemente del 40%, o menos, y mejor aún del 30%, o menos. La relación de la combustión secundaria varía según el contenido del material carbonoso y del gas de oxígeno en el horno de fusión. De esta manera, las cantidades del material carbonoso y del gas de oxígeno están controladas adecuadamente para conseguir la relación de combustión del 40%, o menos, y más preferentemente entre el 20 y el 40%. La combustión secundaria aumenta la temperatura de la fase gaseosa en el horno de fusión y ejerce un grave impacto térmico sobre el revestimiento refractario del horno. Un grado de metalización reducido de la fuente del hierro refleja un contenido aumentado no reducido del óxido de hierro (FeO) en la fuente del hierro y por lo tanto una erosión acelerada del revestimiento refractario debido al contenido aumentado de FeO en la escoria fundida. El enfriamiento del agua, que se lleva a cabo para suprimir la erosión del revestimiento refractario, provoca pérdida del calor que afecta de forma adversa el rendimiento de la producción y los costes . La agitación del baño de hierro es efectiva para estimular la fundición de la fuente del hierro (hierro reducido) , material que alimenta el horno de fusión. Sin embargo, una agitación vigorosa provoca aumento de la cantidad de polvos en los gases de escape procedentes del horno de fusión hasta alrededor de 100 g/Nm3, resultando en la reducción del rendimiento del hierro y la obturación de las tuberías por las que pasa el gas caliente debido a los polvos depositados en las mismas. Consecuentemente, en la presente invención, incrementa el grado de metalización del hierro reducido con el que se alimenta el horno de fusión hasta por lo menos el 60% y preferentemente hasta el 80%, por lo menos, para reducir el consumo del material carbonoso y la relación de la combustión secundaria en el horno de fusión queda reducida hasta el 40%, o menos, mejor aún, hasta el 20% a 40% y, mejor todavía, hasta del 20 al 35% para prevenir un aumento excesivo de la temperatura en la fase gaseosa y para reducir el impacto en el horno de fusión. El portador de oxígeno que fue introducido en el horno de fusión puede ser aire. En tal caso, sin embargo, también se calienta el nitrógeno cuya cantidad es cuatro veces mayor que la del oxígeno, causando una pérdida aumentada del precalentamiento y un volumen aumentado del gas evacuado. Consecuentemente, la fuente del oxígeno está constituida preferentemente por el oxígeno de gran pureza y más preferentemente por el gas de oxígeno que contiene por lo menos el 90% de oxígeno para incrementar el rendimiento del calor y para evitar el volumen aumentado del gas evacuado. El oxígeno de gran pureza también puede reducir la formación de polvos . La Figura 4 es un gráfico que muestra la interrelación entre el rendimiento de la transferencia de calor y la relación de la combustión secundaria en distintas temperaturas de los gases de escape procedentes del horno de fusión y que fue examinada para poder comparar la presente invención con los ejemplos convencionales. La Figura 4 muestra que la temperatura de los gases de escape aumenta mientras aumenta la relación de la combustión secundaria con el rendimiento constante de la transferencia de calor y que una cantidad aumentada del calor está eliminada sin ser utilizada en el horno de fusión. Cuando la temperatura de los gases de escape se mantiene constante, el rendimiento de la transferencia de calor aumenta con la relación de la combustión secundaria, demostrando el uso efectivo del calor. En el EJEMPLO A de la Figura 4, se utiliza la chatarra como fuente del hierro con el que se alimenta el horno de fusión donde el rendimiento de la transferencia de calor asciende hasta el 89% y la temperatura de los gases de escape desciende hasta alrededor de 1.650° C con la relación de la combustión secundaria del 20%. En el EJEMPLO B, para alimentar el horno de fusión, se utiliza el hierro reducido con el grado de metalización del 30% como fuente del hierro. Como la relación de la combustión secundaria alcanza hasta el 45%, la temperatura de los gases de escape es de 1.900° C causando un impacto térmico incrementado al revestimiento refractario y el rendimiento de la transferencia de calor disminuye hasta el 85%. Ya que el grado de metalización de la fuente del hierro es del 30% en el EJEMPLO B, aumenta el contenido de FeO en el producto derivado, la escoria, producido durante la reducción por fusión, acelerando la erosión del revestimiento refractario.

De acuerdo con estos resultados, las condiciones preferentes para el aprovechamiento de las instalaciones incluido el mecanismo de reducción del calor (el horno de solera giratoria) y el horno de fusión para la reducción por fusión del hierro reducido producido en el horno de solera giratoria, son como sigue: (1) el grado de metalización en el horno de solera giratoria aumenta hasta por lo menos el 60% y más preferentemente hasta por lo menos el 80% para reducir el FeO residual en cuanto sea posible; (2) la relación de la combustión secundaria en el horno de fusión está controlada para ser del 40%, o menos, y más preferentemente para estar situada en el rango del 20 al 40% para que los gases de escape procedentes del horno de fusión tengan valor calorífico necesario para el combustible del horno de solera giratoria; y (3) la relación de combustión giratoria queda rebajada al 40%, o menos, para prevenir el aumento de la temperatura de los gases de escape y de esta manera suprimir la erosión del revestimiento refractario del horno de fusión. En la Figura 4, la superficie punteada es la que representa el área de las condiciones preferentes. Como se puede ver en las Figuras 2 y 3, las cantidades del oxígeno y del material carbonoso que alimentan el horno de fusión, son controladas y el rendimiento de la transferencia de calor de la combustión secundaria hacia el hierro fundido aumenta hasta, por lo menos, el 60% y más preferentemente hasta, por lo menos, el 75% para que así el grado de metalización del hierro reducido en el horno de solera giratoria sea incrementado hasta, por lo menos, el 60% y la relación de la combustión secundaria del gas CO generado en el horno de fusión sea reducido al 40%, o menos. El rendimiento de la transferencia de calor (Ef) del calor procedente de la combustión secundaria hacia el hierro fundido está definido como sigue: Ef (%) = (1 - (H3 + H4 - H2) / Hl ) x 100 Donde ¾ es el calor de la combustión secundaria de los gases CO y H2 generados en el baño de hierro como lo demuestran las siguientes reacciones: CO + l/202 = co2 H2 + I/2O2 = H20 H2 es el calor sensible generado en el baño, donde el volumen y la composición del gas se calculan sobre el balance de materia y se asume que la temperatura del gas es la misma que la temperatura del baño de hierro; ¾ es el calor sensible del gas evacuado del horno; y H4 representa la pérdida del calor en la fase gaseosa en la que tiene lugar la reacción de la combustión secundaria. La pérdida del calor corresponde del 10% hasta el 20% de la entrada de la totalidad del calor. Bajo estas condiciones, se prolonga la vida útil del revestimiento refractario en el horno de fusión. Cuando el horno de fusión es del tipo fijo, puede estar funcionando durante mucho tiempo sin mantenimiento ni reparaciones. Sin embargo, en la presente invención, se puede utilizar el horno de fusión del tipo basculante en vez del horno de fusión fij o . De acuerdo con la presente invención, en el proceso de producción del hierro fundido mediante suministro de la mezcla de la material prima que contiene un reductor carbonoso al horno de reducción por calor, como el horno de solera giratoria, reduciendo el óxido de hierro en la mezcla para obtener sólido hierro reducido, y posteriormente reduciendo y fundiendo el hiero reducido en el horno de fusión, (1) el grado de metalización del sólido hierro reducido en el horno de reducción por calor aumenta hasta el 60%, por lo menos; (2) se controlan las cantidades del oxígeno y del material carbonoso para que la relación de la combustión secundaria del CO generado en el horno de fusión se reduzca al 40%, o menos; (3) el rendimiento de la transferencia de calor de la combustión secundaria aumenta hasta el 60%, por lo menos; y (4) el horno de fusión tiene una estructura adjunta y la totalidad o una parte del gas generado en el horno de fusión es introducida en el horno de reducción por calor para calentar el sólido hierro reducido en el horno de fusión. El hierro reducido fundido que tiene el contenido en carbono de alrededor del 1,5% hasta el 4,5% puede por lo tanto producirse con alta productividad y alto rendimiento de energía habiendo frenado el deterioro del horno de reducción por calor y el horno de fusión. EJEMPLOS La presente invención será presentada ahora con más detalle mediante EJEMPLOS. De acuerdo con el diagrama presentado en la Figura 1, los relativos procesos fueron desarrollados utilizando mineral primario y carbón con las composiciones especificadas en la Tabla 1 en las condiciones presentadas en la Tabla 2. Asimismo, en la Tabla 2 están mostrados los resultados.

Tabla 1 Composición de Materias Primas (por ciento de masa) Mineral de hierro Fe total 68,18 (véase Nota) FeO 0,01 Si02 0,83 A1203 0,47 CaO 0,05 Carbón Carbón fijo 71,0 Componentes volátiles 19,8 Cenizas 9,2 Nota: 91,4% es Fe203; el resto es Ti02, Na20, K20, etc.

Tabla 2 Experimento 1 2 3 4 5 6 Mineral de hierro (kg/tonelada de producto) 1.410 1.410 1.411 1.411 1.411 1.410 Carbón Cantidad de carbono 459 459 459 459 459 459 ! kg/tonelada Cantidad de carbono introducida 105 111 111 124 73 211 dentro del de producto) horno de fusión Oxígeno introducido dentro del horno de fusión 108 119 111 126 93 211 (Nm3/tonelada de producto) Relación de la combustión secundaria en el horno de 30,0 30, 0 28, 0 30,0 50, 0 10 fusión ( % ) Rendimiento de la transferencia de calor en el horno de 84 , 6 89,3 88, 7 73 , 1 85, 0 72 , 5 fusión ( % ) Grado de metalización en el horno de solera giratoria ( % 90 90 90 90 90 90 ) Cantidad del combustible auxiliar suministrada para el 6 0 0 - 0 39 , 0 0 horno de solera giratoria (NmVtonelada de producto) Exceso del gas generado en el horno de fusión 0 3 0 36 0 0 (NnvVtonelada de producto) Contenido en carbono en el hierro fundido ( % ) 3 3,2 2,8 3,8 2,3 4,5 Volumen de polvos en gases de escape procedentes del 1,0 4 , 0 3,2 5,4 3, 1 5,0 horno de fusión (g/Nm3) Volumen del oxigeno soplado dentro del horno de fusión ( 99, 8 99, 8 99, 8 99, 8 99, 8 99, 8 En los Experimentos de 1 a 3 presentados en la Tabla 2, el grado de metalización del hierro reducido producido en el horno de solera giratoria fue mantenido en el 90%, la relación de la combustión secundaria fue mantenida al 40% o menos y el rendimiento de la transferencia de calor fue mantenido al 60% hasta el 90%. En el Experimento 1, todo el gas generado en el horno de fusión fue introducido en el horno de solera giratoria y el combustible auxiliar (gas natural) compensó la deficiencia del valor calorífico. En el Experimento 2, el rendimiento de la transferencia de calor y la generación del gas fueron incrementados para que no se utilizara ningún combustible auxiliar en el horno de solera giratoria. A pesar de que el volumen de polvos en los gases de escape procedentes del horno de fusión haya aumentado ligeramente, este hecho no trastornó el proceso. Una pequeña cantidad extra de los gases de escape que podría ser utilizada como fuente exterior del calor, fue generada en el horno de fusión. En el Experimento 3, todos los parámetros del proceso fueron optimizados para no utilizar combustible auxiliar y para que no se genere exceso de gas en el horno de fusión. Desde el punto de vista de la energía, se ha conseguido una operación de circuito cerrado de energía uniendo las funciones del horno de solera giratoria y las del horno de fusión. En el Experimento 4, la relación de la combustión secundaria fue solamente del 30%. Como el rendimiento de la transferencia de calor hacia el hierro fundido en el horno de fusión fue del 73%, éste fue un nivel más bien bajo, las cantidades del carbón y del oxígeno utilizadas fueron aumentadas. De esta manera el exceso del gas y la concentración de los polvos también aumentaron ligeramente.

En el Experimento 6, la cantidad del material carbonoso introducido dentro del horno de fusión fue aumentada para incrementar el contenido en carbono en el hierro fundido hasta la saturación del contenido en carbono. De acuerdo con la presente invención, el contenido en carbono en el hierro fundido puede aumentarse hasta la saturación ajustando el contenido en carbono introducido en el horno de fusión. En el Experimento 5, la relación de la combustión secundaria en el horno de fusión fue aumentada en exceso. A pesar de que se haya incrementado el rendimiento de la transferencia de calor, el volumen de los gases de escape introducido en el horno de reducción por calor y la cantidad del calor (potencial reductor) disminuyeron. En consecuencia, el horno de solera rotatoria necesitó combustión adicional utilizando combustible auxiliar. Estos resultados demuestran que la optimización de las condiciones del proceso permite la producción del hierro fundido de gran pureza con alto rendimiento energético y también alta productividad a través de una serie de operaciones estables desde reducción sólida hasta reducción por fusión sin excesivo impacto térmico en el horno de fusión. Como se puede ver en el Experimento 3, en cuanto a la energía, se consiguió un proceso de circuito cerrado de energía utilizando las mencionadas instalaciones de producción del hierro fundido. En la producción del hierro fundido de acuerdo con el Experimento 3, el material carbonoso adicional para calentar el horno de fusión y el óxido de calcio (CaO) fueron añadidos para que la basicidad (relación CaO/Si02) de la escoria del producto estuviera comprendida en el rango de 1,5 hasta 1,6. Asimismo, fue determinado el contenido de azufre en el hierro fundido. En la etapa inicial del proceso, el contenido de azufre aumentó gradualmente y alcanzó alrededor del 0,04 por ciento de la masa pasados 40 minutos. Posteriormente, el contenido de azufre llegó a la saturación con el 0,04 por ciento de la masa. Probablemente la basicidad aumentada, debido a la adición del CaO, impulsa el traspaso del azufre desde el hierro fundido a la escoria. APLICABILIDAD INDUSTRIAL El método para la producción del hierro fundido, de acuerdo con la presente invención, puede producir eficazmente el hierro fundido con energía reducida, en comparación con los métodos convencionales. Este método elimina daños en el revestimiento refractario y proporciona flexibilidad de producción en el proceso de fabricación de hierro.

Claims

Reivindicaciones

1. Un método de producción de hierro fundido que se compone de las siguientes fases : suministro de una mezcla de la materia prima que contiene un material con óxido de hierro y un reductor carbonoso en un horno de reducción por calor para reducir el óxido de hierro en la mezcla de la materia prima con el reductor carbonoso y obtener sólido hierro reducido; transporte del hierro reducido sólido a un el horno de fusión; y combustión de un material carbonoso suministrado como combustible para fundir el sólido hierro reducido en el horno de fusión para producir el hierro fundido, caracterizado porque después de que la metalización del hierro reducido sólido esté incrementada hasta al menos el 60%, el hierro reducido sólido es trasladado hasta el horno de fusión, y las cantidades del oxígeno y del material carbonoso introducidas en el horno de fusión están controladas para que la relación de la combustión secundaria del gas CO en el horno de fusión sea reducido al 40%, o menos .

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el aire está precalentado utilizando el calor de los gases de escape procedentes del horno de reducción por calor y está utilizado como aire de combustión en el horno de reducción por calor y/o utilizado también para el secado de la mezcla de la materia prima o de la materia prima.

3. El método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el contenido en carbono (A) , excluyendo los componentes volátiles, en el reductor carbonoso y el material carbonoso es igual o más alto que la suma del equivalente químico necesario para la reducción del óxido de hierro en la mezcla de la materia prima, un contenido en carbono objetivo en el producto de hierro fundido, y una cantidad correspondiente a la cantidad del calor necesaria para fundir el hierro fundido sólido.

4. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 3, caracterizado porque el contenido en carbono (A) está ajustado al menos un reductor carbonoso comprendido en la mezcla de la materia prima a ser introducida en el horno de reducción por calor, un reductor carbonoso comprendido en el hierro reducido que se produce en el horno de reducción por calor, y el material carbonoso introducido en el horno de fusión .

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 4 , caracterizado porque gas oxígeno de gran pureza que contiene al menos un 90% de oxígeno es introducido en el horno de fusión mediante soplado por detrás, soplado por arriba o soplado lateral para agitar una capa de escoria en el horno de fusión.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, caracterizado porque el rendimiento de transferencia de calor de la segunda combustión de calor hasta el hierro fundido está aumentado hasta al menos un 60%.

7. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 6, caracterizado porque el hierro reducido sólido, el material carbonoso y un flujo para ajustar las composiciones de escoria, son introducidos desde la parte superior del horno de fusión por gravedad.

8. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 7, caracterizado porque se inyecta gas inerte al hierro fundido en el horno de fusión para agitar el hierro fundido.

9. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 8, caracterizado porque el horno de fusión es de tipo fijo o basculante.

10. El método según la reivindicación 9. caracterizado porque el horno de fusión es de tipo fijo y tiene un agujero de colada en una pared lateral para descargar el hierro fundido y la escoria fundida, a una altura desde la que el gas inerte no puede ser soplado sobre de la capa de escoria.

11. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque el material con óxido de hierro incluye óxido de hierro y un metal no férreo o su óxido.

12. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 11, caracterizado porque el material con óxido de hierro incluye elementos generados en instalaciones de refinado de metales.

13. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 12 , caracterizado porque el material que contiene CaO es añadido para que la basicidad de la escoria producida en el horno de fusión sea de al menos 1,2 y los componentes de azufre en el hierro fundido sean por lo tanto transferidos a la escoria fundida.

14. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 13, caracterizado porque el contenido en carbono (B) en el hierro fundido es de al menos 2 por ciento en masa.

15. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 14, caracterizado porque el hierro reducido sólido, producido en el horno de reducción por calor, es inmediatamente transportado y descargado al horno de fusión para ser fundido.

16. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 15, caracterizado porque el hierro reducido sólido producido en el horno de reducción por calor es transportado sustancialmente sin enfriar, hasta el horno de fusión para ser fundido.

17. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 14, caracterizado porque el hierro reducido sólido producido en el horno de reducción por calor es almacenado y posteriormente transportado al horno de fusión para ser fundido .

18. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 17, caracterizado porque al menos parte de un gas generado en el horno de fusión se introduce en el horno de reducción por calor y se utiliza como fuente del calor.

19. El método según la reivindicación 18, caracterizado porque el gas generado en el horno de fusión es enfriado y sujeto a desempolvado para reducir el volumen de polvo hasta alrededor de 5 g/Nm3 o menos, y entones es introducido en el horno de reducción por calor.

20. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 19, caracterizado porque al menos parte o todo el material carbonoso y/u otro material carbonoso es introducido dentro del horno de reducción por calor.

21. El método según la reivindicación 20, caracterizado porque al menos parte o todo el material carbonoso y/u otro material carbonoso es introducido dentro del horno de reducción por calor, es calentado y luego se introduce en el horno de fusión junto con el hierro reducido sólido.

22. El método según cualquiera de las reivindicaciones de 20 a 21, caracterizado porque el contenido en carbono (B) en el hierro fundido se ajusta a por lo menos uno seleccionado entre un reductor carbonoso comprendido en la mezcla de la materia prima introducida en el horno de reducción por calor, el otro material carbonoso introducido en el horno de reducción por calor, el reductor carbonoso comprendido en el hierro reducido producido en el horno de reducción por calor, y el material carbonoso introducido en el horno de fusión.

23. Hierro metálico sólido producido siguiendo método según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 19.