DE2055729A1

DE2055729A1 - Verfahren zur Erhaltung von reduziertem Eisen

Info

Publication number: DE2055729A1
Application number: DE19702055729
Authority: DE
Inventors: Katsuo Tokio. P Ito
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1969-11-14
Filing date: 1970-11-12
Publication date: 1971-07-22
Also published as: CA927221A; DE2055729B2; GB1296767A; DE2055729C3

Description

Verfahren zur Erhaltung von reduziertem Eisen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlangsamen oder Verhindern der Beoxidation von reduziertem Eisenmaterial, das für die Eisen-oder Stahlherstellung verwendet wird.

Das reduzierte Eisenmaterial, das durch ein geeignetes Verfahren aus Eisenerz gewonnen wird, kann Schrotteisen ersetzen, das als Rohmaterial für die Eisen- oder Stahlherstellung, 2. B. für die Elektrostahlherstellung verwendet wird. Da jedoch das pulverige oder körnige reduzierte Eisenmaterial' für sein Volumen eine verhältnismässig grosse Oberfläche hat

109830/1163

205572a

und, ausser wenn das reduzierte Eisenmaterial extrem fein pulverisiert ist, insbesondere wenn das Material eine massive körnige Gestalt hat, was die gebräuchlichste Form für die Verwendung von solchem Material ist, existieren in dem Material eine extrem grosse Zahl von feinen, luftdurchlässigen Poren, die während des Granulier Vorgangs^ oder durch das "Entgasen während der Reduktionsbehandlung erzeugt werden, und weiter hat die äussere Oberfläche des körnigen Materials die ip Vergleich zu dem sichtbaren Volumen ziemlich grossen inneren und äusseren Oberflächen.

Beide,die inneren und äusseren Oberflächen dieses reduzierten Eisens sind unmittelbar nach der Reduktionsbehandlung meistens im Zustand eines chemisch äusserst reaktiven metallischen Eisens infolge dieser Reduktionsbehandlung, so dass die inneren und äusseren Soberflachen des reduzierten Eisens, wenn sie der Atmosphäre unter einem normalen Feuchtigkeits— und femperarturgrad ausgesetzt bleiben, leicht reoxidiert werden, was eine schnelle Verschlechterung der Materialqualität zur Folge hat und teilweisen oder auch völligen Zerfall und Zersetzung mit fortschreitender Oxidation nach sich- zieht.

Um solche Probleme zu lösen, ist es wünschenswert, das. Material unmittelbar nach der Reduktionsbehandlung in einen Eisen- oder ™ Stahlofen zu geben. Es wurde jedoch oft festgestellt, dass eine nicht zu vernachlässigende Zeit im Vergleich zu dem schnell voranschreitenden Reoxidationsphänomen unvermeidlich während des Transports von dem Ort der Reduktionsbehandlung zu einem Eisen- oder Stahlofen verstreicht infolge von not— . wendigem Lagern oder Überlastung beim Transport oder aus betrieblichen Gründen. Wenn das Material für eine Zeit und unter schlechten Bedingungen gelagert wird, hat die Konservierung der Qualität des reduzierten Eisens eine beachtliche Bedeutung für die Erhaltung seines wirtschaftlichen Wertes.

109830/1163

Als Lösung für solche Probleme wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem das reduzierte Eisen in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, die aus einem trockenen inerten Gas besteht, nachdem·Kühlschritt, der der letzte Schritt in der Reduktionsbehandlung ist, gehalten wird. Sollte jedoch bei diesem Verfahren einmal atmosphärische Luft auch in beschränkter Menge in eine solche nicht oxidierende Atmosphäre eindringen können und die Normalbedingungen in dieser Atmosphäre stören, tritt Reoxidation entsprechend dem Grad dieser Störung auf. Da es kein Verfahren gibt, die einmal verschlechterte Qualität des reoxidierten Teils wieder herzustellen, ist ein solches Verfahren, das auf der Verwendung einer solchen nicht oxidierenden Atmosphäre beruht, wirkungslos für die Verhinderung der Reoxidation und kann in der Praxis den gewünschten Zweck kaum erreichen.

Es gibt gewöhnlich eine unvermeidliche Zeitspanne, um das reduzierte Eisen zu kühlen. Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Ziel, das eine praktische und wirkungsvolle Erhaltung der Qualität von reduziertem Eisenmaterial ermöglich t und das in einer solchen Zeitspanne angewendet werden kann.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das reduzierte Eisenmaterial zu einer geeigneten Zeit während der oben erwähnten Zeitspanne mit einem Gas in Berührung kommt, welches ein flüchtiges Antikorrosionsmittel enthält, um das flüchtige Antikorrosionsmittel sich entwickeln und an den inneren und äusseren Oberflächen des reduzierten Eisenmaterials absorbieren zu lassen, wodurch ein Langzeitschutzeffekt für das Handhaben des reduzierten Eisenmaterials nach der Reduktionsbehandlung geschaffen wird, auch wenn das Material für eine gewisse Zeitspanne unter atmosphärischen Bedingungen gelassen wird.

1QS830/1163

Die flüchtigen Antikorrosionsmittel, die auch gasförmige · Antikorrosionsmittel genannt werden, sind gewöhnlich in Wasser und Alkohol löslich. Es gibt auch verschiedene solche Arten von flüchtigen Antikorrosionsmittel, die in Mineralöl löslich sind. Verflüchtigtes Antikorrosionsmittel wird entwickelt und an der Oberfläche von bestimmten Arten von Metallen, einschl. Metallen der Eisengruppe, absorbiert und verhindert die Oxidation der Metalloberfläche, selbst wenn sie sich unter der Einwirkung von Wasserdampf befindet. Es ist auch bekannt, dass diese Mittel auch in wässriger Lösung Antikorrosionswirkung aufweisen. Ein typisches Antikorrosionsmittel ist Dicyclohexylammoniumnitrit (dargestellt durqh die chemische Formel: (C₁-H₁, ) 2 -NH₀NO₀ ).

Ό JLi. c. έ

Diese Mittel sind meistens, wie in dem obigen Beispiel zu sehen ist, aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff zusammengesetzt und gehen langsam aus dem festen Zustand in den gasförmigen über, wobei sie ein Gas erzeugen^ das auch verdünnt eine extrem starke oxidationshindernde . , Eigenschaft hat. Sie sind bei Temperaturen bis hinauf zu etwa loo°C ausreichend stabil. - ,

"' Im folgenden soll die Erfindung im einzelnen anhand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert werden* Wie in der einzigen Figur zu sehen ist, ist der Behälter 1 so gebaut, dasser einen Raum für die Aufnahme einer geeigneten Menge von reduziertem Eisenmaterial beim Abkühlschritt, der der letzte Verfahrensschritt der Reduktionsbehandlung ist, bildet. Falls es nötig ist, kann der Behälter 1 mit einer Kühleinrichtung versehen sein zum Einleiten eines Kühlfluids und zu seinem Durchtritt oder Zirkulieren durch den Inrienraum des Behälters und mit

101110/1113

einer Entleereinrichtung für den Inhalt, die einen Auslass einschliesst (diese Einrichtungen sind in der Zeichnung nicht gezeigt). An der oberen Öffnung ist der Behälter mit einer Einrichtung 2 versehen, die als Verschluss oder Deckelteil dient, um das Eindringen von atmosphärischer oxidierender Luft in den Behälter zu steuern oder zu verhindern. Mit 3 ist eine Einrichtung bezeichnet, in der das flüchtige Antikorrosionsmittel verdampft wird, festes oder gasförmiges Antikorrosionsmittel mit anderem Gas gemischt wird, oder Antikorrosionsmittel gelöst wird, oder mit anderen Flüssigkeiten gemischt wird; dann wird das verdampfte oder verflüssigte Antikorrosionsmittel durch eine Leitung 4 in den Behälter 1 von einem geeigneten Teil wie z. B. der Öffnung 4a des Behälters eingeleitet oder eingeblasen. Falls es erwünscht ist, kann die Einrichtung 3 mit einer Heizeinrichtung versehen sein, Zur Beschleunigung der Verdampfung des flüchti- " gen Antxkorrosionsmittels oder mit Einrichtungen zum Zuführen des das flüchtige Antikorrosionsmittel enthaltenden Materials unter Druck, oder mit Einrichtnngen für die Zuführung eines Fluids, das für die Kühlung des reduzierten Eisens verwendet wird. Mit 5 sind die Teilchen oder Körner von reduziertem Eisen bezeichnet.

Im Betrieb wird das in der Vorrichtung enthaltene reduzierte Eisenmaterial geeignet gekühlt und das flüchtige Antikorrosionsmittel wird darüber eingeleitet. In diesem Fall sollte die Art und Konzentration des Antxkorrosionsmittels und die Temperatur beim Beginn des Einleitens und danach entsprechend dem angewendeten Einleitungsverfahren geeignet gewählt und eingestellt werden, damit es nicht in höherem Masse zur Dissofziation oder Zersetzung kommt infolge von hohen Temperaturen, die nicht ausreichen, um eine Explosion oder Verbrennung zu verursachen. Die Temperatur, bei welcher das Einleiten

109830/118

oder Einsprühen begonnen wird, sollte jedoch so hoch wie möglich innerhalb der oben genannten Grenzen gewählt werden, um den höfahst möglichen Anfangswert des Partialdruckes des Gases des flüchtigen Antikorrosionsmittels, das in den Behälter eingeleitet oder in ihm erzeugt wird, auswählen zu können. Sie kann aus der Tatsache abgeschätzt werden, dass Dicyclohexylammoniumnitrit, das oben als ein Beispiel für ein bevorzugtes flüchtiges Antikorrosionsmittel erwähnt wurde, bei 60 C einen Partialdruck von o,ol2 mm Hg haben kann, was etwa das 4oofache des Dampfdruckes bei lo°C ist. Das flüchtige Antikorrosionsmittel, dar. durch das oben genannte Verfahren verdampft wird, hat die Neigung sich zu verteilen, wobei eine ausreichende Konzentration eingehalten wird, und ebenso hat die Oberfläche des reduzierten Eisens einen hohen Grad von Aktivität proportional der !Temperatur, so dass die Entwicklung und Adsorption des flüchtigen Antikorrosionsmittels schnell und gleichmässig durchgeführt wird. Weiter wird als Folge des anschliessenden natürlichen oder erzwungenen Abkühlens das Volumen des Gases, das die Hohlräume in dem reduzierten Eisen füllt, verkleinert, um das Eindringen des flüchtigen Anti-. korrosionsmittels in die Hohlräume zu ermöglichen, so dass

ebenfalls eine wirkungsvollere Entwicklung des flüchtigen α Antikorrosionsmittels sichergestellt wird. Wenn es im Betrieb "* notv/endig wird, kann das einmal gekühlte reduzierte Eisenmaterial wieder erhitzt werden und* dann während der Erhitzungsperiode und seiner Abkühlungsperiode dieser Behandlung unterworfen werden. In diesem Fall sollte der in der Zeichnung gezeigte Behälter als ein Behälter betrachtet werden, der gebaut ist, um reduziertes Eisen für den Zweck des Kühlens während einer bestimmten Zeitspanne nach dem Wiedererhitzen aufzunehmen.

Die Deckeleinrichtung 2 des Behälters ist ebenso nützlich, um Verluste von diesem Mittel zu verhindern, die durch Verflüchtigen oder andere Gründe verursacht werden können.

1 0983GT/1 1 63

Der Behälter. 1 kann ebenso als Einrichtung zum Speichern oder Aufbewahren von reduziertem Eisen für Transportzwecke oder für andere allgemeine Zwecke dienen.

Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt, die gezeigt und beschrieben wurde, sondern es sind andere Abwandlungen im Rahmen der Erfindung möglich, wie z.B.:

1) In der in der Zeichnung gezeigten Konstruktion kann'die Leitung 4 entfernt werden und die Zuführeinrichtung 3 für das flüchtige Antikorrosionsmittel kann im Inneren des Behälters 1 angebracht werden;

2) Das flüchtige Antikorrosionsmittel kann manuell in geeigneten gewählten Zeitpunkten, in mehreren einzelnen Portionen, in den Behälter eingesprüht werden, um den Betrieb zu vereinfachen.

Bei der praktischen Durchführung ,des erfindungsgemässen Verfahrens wurde es als nützlich gefunden, die folgenden Massnahmen in Verbindung mit der Behandlung des reduzierten Eisenmaterials vorzunehmen, um das Ziel der vorliegenden Erfindung optimal zu erreichen:

1) Während des erfindungsgemässen Behandlungsverfahrens wird die Atmosphäre in dem Raum, in welchem das reduzierte Eisenmaterial enthalten ist, in einer so entfeuchteten trockenen Bedingung wie möglich gehalten, und auch die Konzentration des inerten Gases in dieser Zusammensetzung wird so hoch wie möglich gehalten, um die nicht oxidierende Eigenschaft der Atmosphäre aufrechtzuerhalten,·

1 09830/116 3

_ 8 :■-

2) Während des Behandlungsverfahrens wird die Luftdiaht'igkeit des Behälters,in welchem das reduzierte Eisen 'enthalten ist, kontrolliert oder eine geeignete Abdichtung wird vorgenommen ;

3) Während der Zeit, in welcher die verschiedenen Handhabungen oder Behandlungen durchgeführt werden, nachdem das erfindungsgemässe Verfahren beendet wurde, wird das flüchtige Antikorrosionsmittel wieder über das reduzierte Eisen eingeleitet, oder es wird ein geeignetes Nachfüllen dieses Mittels durchgeführt;

4) Während der Periode, in v/elcher die verschiedenen Handhabungen oder Behandlungen durchgeführt werden, nachdem das erfindungsgemässe Verfahren beendet wurde, wird der Raum, in welchem das reduzierte Eisen enthalten ist, in einer möglichst nicht oxidierenden Atmosphäre gehalten.

10.9830/ 1 183

Claims

Patentanspruch

Verfahren -zur Erhaitung von reduziertem Eisen, das für die Eisen- oder Stahlherstellung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das reduzierte Eisenrnaterial während ^, des Abkühlschrittes des Materials mit einer Atmosphäre ™

in Berührung gebracht wird, die ein flüchtiges Antikorrosionsmittel enthält.

109830/1163

Leerseite