LU82766A1

LU82766A1 - Verfahren zum direktreduzieren von eisenhaltigen stoffen

Info

Publication number: LU82766A1
Application number: LU82766A
Authority: LU
Inventors: Raymond Limpach
Original assignee: Arbed
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1982-05-10
Also published as: ZA816102B; JPS5779106A

Description

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Verfahren zum Direktreduzieren von eisenhaltigen Stoffen 5 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Direktreduzieren von eisenhaltigen Stoffen, insbesondere von feinkörnigem Eisenerz, im Rahmen eines Drehrohrofen-Prozesses.

Direktreduktionsprozesse, die in Drehrohröfen durchgeführt werden, 10 sind seit langem bekannt. So beschreibt die GB 1.358.780 ein Verfahren, bei dem Eisenerz durch Einblasen von Erdgas unterhalb der , Erzschüttung reduziert wird. Die hierbei entstehenden Abgase wer den mit Luft gemischt und über dem Erzbett verbrannt. Die Eisenträger sind Stückerz, Erzpellets und ggf. auch Sinterpellets.

« 15 v Die Natur der in Drehrohröfen durchgeführten Direktreduktionspro zesse erfordert es, dass sowohl die Eisenträger als auch die Reduktionsmittel, sofern es sich nicht um reduzierende Gase handelt, in stückiger Form vorliegen.

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In der Tat gilt es zu vermeiden, dass die eingesetzten Stoffe , bzw. Stoffe, die bereits reduziert oder vorreduziert sind, durch die Blaswirkung der Flammen aus dem Drehrohr hinausgeblasen werden und sich an den Filtern absetzen. Aus diesem Grund ist auch 25 bei der Wahl stückigen Einsatzmaterials auf die Festigkeitseigenschaften bei hohen Temperaturen zu achten.

Nun ist stückiges Erz, das die erforderliche Hochtemperaturfestigkeit aufweist ein seltener und demnach entsprechend teurer Eisen-30 träger. Die Ueberführung feinkörniger Erze in Erzpellets ist ebenfalls ein teurer Verfahrenschritt, da Pelletieranlagen nur unter recht hohen Kosten betrieben werden können.

Aehnliches kann mit Bezug auf stückige Kohle gesagt werden.

35 Das Ziel der Erfindung bestand demnach darin, ein Verfahren vorzuschlagen, das es gestattet billige feinkörnige Eisenträger mit Hilfe von billigen, festen Reduktionsmitteln im Rahmen eines a « - 2 -

Drehrohrofen-Prozesses zu reduzieren.

Dieses Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemässe Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man feinkörnige Erze mit 5 einem Anteil von 10 - 40 Gew.-% backender und erweichender Steinkohle vermischt, das Gemisch bei Temperaturen von 470 - 530°C brikettiert und die Briketts in einen Drehrohrofen chargiert, wo man sie genügend hohen Temperaturen aussetzt um zu bewirken, dass einerseits das Eisenoxyd reduziert wird und dass andererseits C0-» 10 Gas entsteht, welches man durch gezielte Luftzufuhr im Ofenraum verbrennt· ’ Mit dem erfindungsgemässen Verfahren steht dem Fachmann die Mög lichkeit einer ausserordentlich kostengünstigen Herstellung von 15 sog. Edelschrott zur Verfügung. In der Tat ist das hier verwendete Feinerz in grossen Mengen verfügbar, da man, wieder aus Anreicherungsgründen, Erze in eine feine Körnung überführt, was eine der Voraussetzungen für den Erztransport per Rohrleitung darstellt.

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Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, dass man dieses Feinerz nicht etwa pelletiert, sondern erfindungsgemäss mit Kohlenstoffträgem brikettiert, wobei ein hochreaktives, weil eine hohe spezifische Oberfläche aufweisendes Produkt entsteht, das 25 sich bestens zum Einsatz in einen konventionellen Drehrohrofen-Reduktionsprozess eignet.

Erfindungsgemäss kann man die Feinerze vor dem Mischen mit der als Bindemittel dienenden backenden Steinkohle zusätzlich mit nicht 30 erweichenden, kohlenstoffhaltigen Substanzen wie niederflüchtiger Steinkohle, Koksgrus, feinkörnigem Schwelkoks und/oder Petrolkoks versetzen.

Die überraschende neue Erkenntnis besteht darin, dass sich Fein-35 erze mit erweichender Steinkohle zu einem stabilen und abriebfesten Pressling verbinden lassen.

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Die bei der metallurgischen Verarbeitung der Briketts im Drehrohrofen herrschenden Temperaturen führen zwar zu einer gewissen Festigkeitseinbusse, die Bindemittelkohle wandelt sich jedoch gleichzeitig in ein stabiles Koksgerüst um, das dieser Festig-5 keitseinbusse entgegenwirkt.

Bei dem hier durchgeführten Drehrohrofen-Direktreduktionsprozess findet der aus dem Bindemittel stammende Kohlenstoff obendrein als Wäremeträger und Reduktionsmittel Verwendung.

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Erfindungsgemäss verfährt man so, dass man die Feinerze sowie gegebenenfalls die nicht erweichenden kohlenstoffhaltigen Substanzen ’ vor dem Vermischen mit dem Anteil erweichender backender Stein kohle und vor dem Brikettieren auf eine Temperatur bringt, die 15 oberhalb der Brikettiertemperatur liegt, während die erweichende backende Steinkohle auf eine Temperatur, die unterhalb des Erweichungspunktes der Steinkohle liegt, gebracht wird. Die Temperaturen der Komponenten stellt man vor dem Vermischen so ein, dass als Gemischtemperaur die gewünshte Brikettiertemperatur resul-20 tiert.

Die Brikettierung erfolgt zweckmässigerweise auf einer Walzen presse, die mit Anpressdrücken zwischen 1 und 5 kg/cm Walzenbreite arbeitet.

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Die fertigen Briketts können nach dem Verlassen der Walzenpresse längere Zeit, mindestens jedoch 30 Minuten im Bereich der Presstemperatur gehalten und dadurch zusätzlich gehärtet werden.

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In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Presslinge heiss chargiert. Auf diese Weise wird die sonst « notwendige Kühlung eingespart und die fühlbare Wärme der Presslinge genutzt.

Was den eigentlichen Reduktionsvorgang anbelangt, so läuft er in einem konventionellen Drehrohrofen ab, an dessen Austrittsende sich zumindest ein Heizbrenner befindet, der beim Prozessbeginn 35 - 4 - « für die notwendige Starttemperatur sorgt und der im Verlauf des Prozesses etwaige Temperaturschwankungen ausgleicht.

Da, wie bereits gesagt, während des Reduktionsvorgangs CO-Gas 5 entsteht, das zum Heizen des Ofens dienen soll, ist der Drehrohrofen mit Manteldüsen ausgerüstet, die zu einer gezielten Frischluftzufuhr dienen. Der Reduktionsvorgang selbst wird in überwiegendem Masse durch die Reaktion mit dem festen Kohlenstoff bewirkt. Die beim Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens 10 anfallenden Produkte sind Edelschrott sowie Koksgrus. Der gewonnene Edelschrott kann metallurgisch weiterverarbeitet werden, ohne dass man auf aufwendiges Proben, Analysieren und Aussortieren zu-» rückgreifen muss, wie dies bei der Verwendung von üblichem Metall schrott der Fall ist.

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Claims

1. Verfahren zum Direktreduzieren von eisenhaltigen Stoffen, insbesondere von feinkörnigem Eisenerz, im Rahmen eines Drehrohrofen-Prozesses, dadurch gekennzeichnet,dass man die Stoffe mit einem Anteil von 20 - 40 Gew.-% backender und erweichender

2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man * die Stoffe vor dem Vermischen mit backender Steinkohle, mit beliebigen Anteilen nicht erweichender, kohlenstoffhaltiger

15 Substanzen, wie niederflüchtiger Steinkohle, Koksgrus, Schwel koks, Petrolkoks vermengt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Stoffe sowie gegebenenfalls die nicht erweichen- 20 den kohlenstoffhaltigen Substanzen vor dem Vermischen mit dem Anteil an erweichender Steinkohle und vor dem Brikettieren auf eine Temperatur bringt, die oberhalb der Brikettierttemperatur liegt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Anteil an erweichender Steinkohle vor dem Vermischen mit dem Erzanteil und vor dem Brikettieren auf eine Temperatur bringt, die unterhalb dem Erweichungspunkt der . Steinkohle liegt. 30

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Temperaturen der Komponenten vor dem Vermischen so einstellt, dass als Gemischtemperatur die gewünschte Brikettiertemperatur resultiert. 35

5 Steinkohle vermischt, das Gemisch bei Temperaturen von 470 - 530°C brikettiert und die Briketts in einen Drehrohrofen chargiert, wo man sie genügend hohen Temperaturen aussetzt um zu bewirken, dass einerseits das Eisenoxyd reduziert wird und dass andererseits CO-Gas entsteht, welches man durch gezielte Luft— ' 10 zufuhr im Ofenraum verbrennt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass man die gewonnenen Briketts nach dem Pressvorgang zumindest 30 Minuten lang im Bereich der Brikettiertemperatur hält. t - 2 -

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Briketts heiss chargiert. 4 «I 4