Verfahren zur Herstellung von vorreduzierten Eisenerzformkörpern Es ist bekannt, feinkörnige oxydische Eisenerze in Niederschachtöfen einzuschmelzen. Dabei ist es notwendig, die Erze in Form von vorgebildeten Formkörpern mit eingebundenem Kohlenstoff einzu- setzen. Eine Abart des bekannten Niederschachtofens ist der Elektroverhüttungsofen, bei dem es ebenfalls vorteilhaft ist,
als Einsatz Formkörper aus Eisen erzen und eingebundenem Kohlenstoff zu verwenden und bei dem der Wärmeaufwand der endothermen Reaktion durch elektrische Energie gedeckt wird.
Zur Herstellung von Formkörpern mit einge bundenem Kohlenstoff sind verschiedene Verfahren bekannt. Diese bekannten Verfahren bestehen im wesentlichen im Zusammenbrikettieren oder -pelle- tisieren des Erzes mit kohlenstoffhaltigem Brenn stoff, gegebenenfalls unter Verwendung eines orga nischen oder anorganischen Bindemittels, wie Mergel, Bitumen usw. Es ist auch bekannt, als Brennstoff backende Kohle zu verwenden, die durch eine Wärmebehandlung des Formkörpers gleichzeitig ge schwelt und verkokt wird, während der Eisengehalt vorreduziert wird.
Die Vorreduktion erfolgt nach die sen bekannten Verfahren, soweit sie überhaupt vorge nommen wird, im Drehrohrofen. Als Formkörper mit eingebundenem Kohlenstoff sind im nachstehenden nur solche zu verstehen, deren Kohlenstoffgehalt als Reduktionsmittel in technisch nennenswertem Aus mass wirksam werden kann, d. h. also solche, deren Kohlenstoffgehalt mindestens 2 ö beträgt.
Nicht zum bekannten Stand der Technik ge hörende Vorschläge sehen vor, vorreduzierte Form körper mit eingebundenem Kohlenstoff, in denen ein Teil des Eisens bis zu Metall reduziert vorliegt, dadurch herzustellen, dass eine Mischung aus dem zu verarbeitenden Eisenerz mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff, gegebenenfalls unter weiterem Zusatz von Zuschlagstoffen für die Verschlackung der Gang art, in an sich bekannter Weise durch Befeuchtung mit Wasser und Durchmischung zu einer krümeligen gasdurchlässigen Masse geformt und diese Masse einem Sinterband aufgegeben wird,
auf dem sie nach Zündung durch Hindurchsaugen sauerstoffhaltiger Gase unter Verbrennung eines Teils des festen Kohlenstoffs gesintert und vorreduziert wird. Ge gebenenfalls kann ein Teil der erforderlichen Wärme durch heisse Gase eingebracht werden, die vor oder gleichzeitig mit dem Hindurchsaugen der sauerstoff haltigen Gase durch die Beschickung hindurchgesaugt werden.
Die Durchsatzleistung des Sinterbandes beträgt bei diesen nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden Verfahren 8-14 t/m2 Sinterfläche und 24-Stunden-Tag. Der erhaltene Sinterkuchen ist gut durchreduziert und hat ausreichend hohe Gehalte an Rest-Kohlenstoff. Gesamtreduktionsgrade von etwa <B>50%</B> Sauerstoffabbau und einem Metallgehalt von 20-40% des Eisenvorlaufs und Rest-Kohlenstoffge- halte von 5-12% können ohne weiteres erzielt wer den.
Der Brennstoffverbrauch beträgt je nach dem gewünschten Rest Kohlenstoffgehalt bzw. Reduk tionsgrad ohne Zuheizung 500-1200 g C je kg Eisen 'bei Sinterung ausschliesslich mit festem Brennstoff und 400-700 g C bei gleichzeitiger Anwendung hei sser Gase. Die mechanische Festigkeit des erhaltenen Sinters lässt allerdings häufig zu wünschen übrig, ins besonders ist der Feinanteil entweder unmittelbar nach der Herstellung oder nach weiterer Handhabung verhältnismässig hoch.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung der beschriebenen, nicht bekannten Verfahren, die es ermöglicht, ein qualitativ besseres Fertigprodukt bei höherem Durchsatz und niedri gerem Brennstoffverbrauch zu gewinnen.
Grundlage für die Erfindung ist die überraschende Erkenntnis, dass beim gleichzeitigen Vorreduzieren und Hart brennen von Pellets die Durchsatzleistung je m2 Sinterfläche und Tag höher gehalten werden kann als beim Sintern der gleichen Erzbrennstoffmischung, obwohl es bekannt ist, dass beim normalen Pellets- brennen die Durchsatzleistung nicht so hoch gehalten werden kann wie beim normalen Sintern.
Durchsatz leistungen von 18-25 t/m2 Sinterfläche <B>-</B>Tag sind je nach dem Durchmesser der eingesetzten Pellets, und zwar bei Deckung eines Teils des Wärmeverbrauchs durch heisse Gase, auch im Dauerbetrieb aufrecht zuerhalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung von vorreduzierten Eisen- erzformkörpern mit in diesen enthaltenem Kohlen stoff durch Hartbrennen und Vorreduzieren und ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorreduktion des Eiseninhaltes von Grünpellets mit in diesen enthal tenem kohlenstoffhaltigem Brennstoff teilweise bis zu metallischem Eisen unter gleichzeitiger Verbren nung eines Teils des im Pellet enthaltenen kohlen stoffhaltigen Brennstoffs durch Hindurchleiten oxy dierender<I>Gase</I> durch die auf einem Rost, vorzugs weise einem Wanderrost, aufgebrachte Pelletschicht erfolgt,
welche gleichzeitig oder vorher durch Hin durchsaugen von Heissgasen aufgeheizt wird. Dieses Hindurchsaugen heisser Gase kann vor der Zündung und dem Hindurchsaugen der sauerstoffhaltigen Gase vorgenommen werden, vorzugsweise werden jedoch den heissen Gasen gleich so viel sauerstoffhaltige Gase zugesetzt, dass gleichzeitig mit der Erhitzung durch die hindurchgesaugten Heissgase die Verbrennung eines Teils des zugesetzten festen Brennstoffs bewirkt wird.
Ausserdem ermöglicht es die erfindungsgemässe Arbeitsweise, die treibende Druckdifferenz kleiner zu halten als beim Vorreduzieren und Sintern einer krümeligen Mischung, und zwar kommt man je nach der angewendeten Pelletgrösse mit Druckdifferenzen von 100-300, im allgemeinen 100-200 mm WS aus, während beim Vorreduzieren und Sintern einer krü meligen Mischung Druckdifferenzen von 800 bis 1500 mm WS erforderlich sind.
Diese erhebliche Verringerung der treibenden Druckdifferenz bedeutet eine dementsprechende Ersparnis an mechanischer Energie und der Investitionskosten für die Gebläse. Das Fertigprodukt des erfindungsgemässen Verfah rens besteht hauptsächlich aus zusammenhängenden, miteinander verschweissten Kugeln, deren Kugelge stalt weitgehend. erhalten geblieben ist, neben ein- zelnen losen Kugeln, die aber ebenso wie die zu sammenhängenden Stücke eine hohe mechanische Festigkeit haben.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass das Fertigprodukt im allgemeinen eine noch gleichmässigere Zusammenset zung sowohl bezüglich der Eisen- wie auch der Rest- Kohlenstoffverteilung hat als der vorreduzierte Sinter.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beim gleichen Brennstoffverbrauch ein höherer Reduk tionsgrad erzielbar ist als bei der Herstellung des vorreduzierten Sinters mit eingebundenem Kohlen stoff.
Der Rest-Kohlenstoffgehalt kann gemäss einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ausser durch die Einstellung des Brennstoffzusatzes bei der Her stellung der Pellets und des Sauerstoffgehaltes der zum Brennen und Vorreduzieren verwendeten Gase sehr genau durch Einstellung des Pelletsdurchmessers geregelt werden. Grössere Pellets geben bei sonst gleichen Bedingungen ein Fertigprodukt mit höherem Rest-Kohlenstoffgehalt und niedrigerem Reduktions grad.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Beschickung des Sinterbandes aus Pellets verschiedenen Durchmessers aufzubauen, vorzugs weise in der Weise, dass die grösseren Pellets in die oberen und die kleineren in die unteren Schichten ge bracht werden. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, dass der Rest-Kohlenstoffgehalt und Reduktionsgrad des Fertigproduktes besonders gleichmässig werden.
Gleichzeitig oder unabhängig von dieser Massnahme ist es jedoch möglich, den Kohlenstoffgehalt in der Beschickung des Rostes von oben nach unten ab nehmen zu lassen. Vorteilhaft ist es weiter, in jeder Schicht Pell'ets möglichst gleichmässigen Durchmes sers zu verwenden. Im allgemeinen sind für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens Pelletsgrössen von 5-15 mm, vorzugsweise von 6-10 mm, die geeignetesten. Es ist zweckmässig,
der zu pelletisierenden Mischung vor oder während der Pelletisierung die zur Verschlackung der Gangart er forderlichen Zuschläge gleich einzuverleiben, um selbstgängige Pellets zu erhalten. Dabei ist es vor teilhaft, einen eventuell notwendigen Kalkzuschlag mindestens teilweise in Form von Ca(OH)z einzu bringen, weil dann bei gleichem Kohlenstoffverbrauch ein höherer Reduktionsgrad erzielt werden kann.
Ebenso kann man durch den an sich bekannten schalenförmigen Aufbau der Pellets mit verschie denem Brennstoffgehalt im Kern und den Aussen schichten das Verhältnis von Rest Kohlenstoff zu der während des Brennens verbrauchten Kohlen stoffmenge einstellen.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Er findung kann der bekannte Rostbelag aus fertig gebrannten Pellets durch Grünpellets mit einem nied rigeren Kohlenstoffgehalt als dem der in den oberen Schichten befindlichen, vorzugsweise durch Grün- pellets ganz ohne Kohlenstoffsatz ersetzt werden.
Diese Unterschicht schützt den Rost ebenso wirksam vor Überhitzung wie ein Rostbelag aus fertigge branntem Material und macht die Abwärme der aus den Oberschichten auftretenden Gase in be sonders wirkungsvoller Weise für die Vortrocknung und teilweise Härtung und Vorreduktion nutzbar. Mann kann die erfindungsgemässe Herstellung auch mit der Verflüchtigung verflüchtigungsfähiger Metalle, wie As, Pb und Zn, verbinden,
indem vor der Zündung und dem Hindurchleiten der sauer stoffhaltigen Gase die Beschickung des Sinterbandes durch Hindurchsaugen sauerstofffreier oder reduzie render Heissgase auf mindestens die Verflüchtigungs- temperatur, zweckmässig bis knapp unter die Hart- brenntemperatur, also auf über 800 C, vorzugsweise 1000-1200 C, erhitzt wird, bevor durch Hindurch saugen sauerstoffhaltiger Gase und Verbrennung eines Teils des eingebundenen Kohlenstoffs die Pellets bis auf Hartbrenntemperatur,
das ist etwa 1200 bis 1400 C, weiter erhitzt werden. Auch ist es möglich, die Verflüchtigung durch den an sich bekannten Zusatz von Verflüchtigungsmitteln, sei es in der festen, sei es in der Gasphase, zu vervollständigen.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht weiter vor, während der Phase des Prozesses, in den ein Teil des zugesetzten festen Brennstoffs durch Hindurchsaugen sauerstoffhaltiger Gase verbrannt wird, der Reihe nach sauerstoffhaltige Gase mit ver schiedenem Sauerstoffgehalt und/oder verschiedener Temperatur durch die Beschickung hindurchzusau- gen. Diese Abänderung des erfindungsgemässen Ver fahrens ermöglicht es,
den Temperaturgang während des Brennens und Reduzierens sowie den Kohlenstoff verbrauch in den einzelnen Phasen besonders genau zu regulieren.
Das Verfahren ist nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele im Laboratoriumsmassstab nä her erläutert.
Ausführungsbeispiel <I>1</I> (Teilverbrennung des C nach der Aufheizung) Als Erz wurde ein Pyritabbrand mit 58 % Ge samteisen und einer Korngrösse von 0-8 mm ver wendet. 30,2 kg dieses Erzes wurden mit 8,75 kg Koks mit einem C-Gehalt von 85 % und 3,11 kg Kalkstein im Mischer trocken vermischt. Alle Kom ponenten waren vorher auf Pelletisierfeinheit aufgemahlen. Dementsprechend betrugen die Anteile > 0,2 mm beim Erz 1 %, bei der Kohle 12 % und beim Kalkstein 12 %.
Die fertige trockene Mischung wurde einem Gra- nulierteller aufgegeben und dort unter Besprühen mit Wasser zu kugelförmigen Pellets mit einem Durchmesser von 8-10 mm und einem Feuchtig keitsgehalt von 13 % verformt. Diese Pellets wurden anschliessend bei 100-120 C an der Luft bis auf einen Rest-Feuchtigkeitsgehalt von 1,0 % H20 getrocknet.
Die getrockneten Pellets, die eine Druckfestigkeit von 5 kg/Pellet hatten, wurden einer 0,16 m2 grossen Sinterpfanne aufgegeben, deren Rost vorher mit einem Rostbelag von 12,7 kg hartgebrannten Eisen- erzpellets aus einem vorherigen Versuch bedeckt worden war. Die Gesamtbeschickungshöhe betrug 20-23 cm.
Beim geschilderten Versuch wurde gleichzeitig gesintert und vorreduziert, aber in zwei zeitlich auf einanderfolgenden Stufen gearbeitet. Zunächst wurde die Beschickung mit etwa 1000 C heissen sauerstoff armen Gasen mit einem Sauerstoffgehalt von 2-4 %, die durch Verbrennung von Leichtöl erzeugt worden waren, 10 Minuten lang aufgeheizt. Anschliessend wurde 5 Minuten lang Luft hindurchgesaugt, wo durch der Kohlenstoffgehalt des Einsatzes gezündet und zum Teil verbrannt wurde. Während beiden Stufen lag der Druckabfall zwischen 100 und 200 mm WS.
Das Fertigprodukt wurde unter Stickstoff abge kühlt und hierauf bemustert. Es wurde der Gehalt an Gesamteisen, metallischem Eisen, Fe++ und C analytisch festgestellt und aus den Analyseergebnissen Sauerstoffabbau, Reduktionsgrad und thermischer Wirkungsgrad des Kohlenstoffs berechnet.
Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. Die Tabelle enthält auch die Er gebnisse zweier weiterer Versuche, die mit gleichem Kohlenstoffgehalt in der Beschickung, jedoch ohne Pelletisierung, sondern mit einfacher Krümelung durch Befeuchten und Mischen im Eirichmischer, und, zwar mit und ohne Aufheizung mit heissen Gasen, durchgeführt worden waren.
EMI0003.0069
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Aufheizung <SEP> kg <SEP> C/kg <SEP> Fe <SEP> d <SEP> p <SEP> Red. <SEP> Grad <SEP> Rest-C <SEP> Fe <SEP> met.
<tb> mm <SEP> WS <SEP> % <SEP> OZ-Abbau <SEP> Gew.% <SEP> Anteil <SEP> %
<tb> Pellets <SEP> 8-10 <SEP> mm <SEP> mit <SEP> 0,50 <SEP> 100-200 <SEP> 53,0 <SEP> 4,9 <SEP> 42,0
<tb> Gekrümelte <SEP> Mischung <SEP> mit <SEP> 0,50 <SEP> 800 <SEP> 34,5 <SEP> 8,2 <SEP> 20,0
<tb> Gekrümelte <SEP> Mischung <SEP> ohne <SEP> 0,50 <SEP> 800 <SEP> 23,2 <SEP> 3,8 <SEP> 8,1 Ausführungsbeispiel <I>2</I> (Teilverbrennung des C nach der Beschickung, aber mit anderem Pelletsradius als Ausführungsbeispiel 1)
Aus einer nach dem gleichen Verfahren herge stellten Mischung wie in Ausführungsbeispiel 1 be schrieben wurden Pellets mit anderen Durchmessern hergestellt und in gleicher Weise wie bei dem in der ersten Zeile der Tabelle 1 beschriebenen Ver such gesintert und reduziert.
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengestellt
EMI0004.0001
<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Pellet <SEP> 0 <SEP> d <SEP> Red. <SEP> Grad <SEP> Rest-C <SEP> Fe <SEP> met.
<tb> mm <SEP> kg <SEP> C <SEP> / <SEP> kg <SEP> Fe <SEP> mm <SEP> WS <SEP> % <SEP> 02-Abbau <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> Anteil
<tb> 6-8 <SEP> 0,40 <SEP> 100-200 <SEP> 44,0 <SEP> 4,2 <SEP> 33,0
<tb> 14-16 <SEP> 0,40 <SEP> 100-200 <SEP> 36,0 <SEP> 7,0 <SEP> 24,0 Man erkennt, dass eine Vergrösserung des Pellets- durchmessers bei sonst gleichen Bedingungen einen höheren Rest Kohlenstoffgehalt und niedrigeren Re duktionsgrad des Fertigproduktes ergibt.
Ausführungsbeispiel <I>3</I> (Teilverbrennung des C gleichzeitig mit der Ruf heizung) Bei diesem Versuch wurde die gleiche Sinter pfanne wie in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 verwendet. Sie wurde mit Pellets von 6-8 mm Durchmesser, wie sie beim ersten Versuch des Aus führungsbeispieles 2 verwendet wurden, in gleicher Weise chargiert wie bei den vorhergehenden Aus führungsbeispielen. Zum Unterschied von den Aus führungsbeispielen 1 und 2 wurde bei diesem Ver such aber die Teilverbrennung des Kohlenstoffs gleichzeitig mit der Aufheizung durch die heissen Gase bewirkt.
Zu diesem Zweck wurden 18 Minuten lang l100 C heisse Gase, die einen mittleren Sauer stoffgehalt von 6 % besassen, bei einem Druckabfall von 100-200 mm WS durch die Beschickung hin durchgesaugt, so dass diese gleichzeitig aufgeheizt und ein Teil des Kohlenstoffs verbrannt wurde. Anschliessend wurde wieder unter Stickstoff abge kühlt und wie in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 bemustert und analysiert.
Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in der Zeile 1 der Tabelle 3 wiedergegeben, welche zum Vergleich in der Zeile 2 die Ergebnisse eines Versuchs unter sonst gleichen Bedingungen zeigt, bei dem die ge samte Behandlungszeit in eine Aufheizstufe mit sauerstoffarmen Gasen und eine Teilverbrennungs- stufe mit Luft zerlegt worden war.
EMI0004.0021
kg <SEP> C/kg <SEP> Fe <SEP> Red. <SEP> Grad <SEP> C-Gehalt <SEP> met. <SEP> Fe
<tb> <B>02-Abbau</B> <SEP> Gew. <SEP> % <SEP> Anteil
<tb> a) <SEP> 18 <SEP> min <SEP> Heissgas <SEP> (6 <SEP> % <SEP> 02) <SEP> 0,30 <SEP> 30 <SEP> 3,5 <SEP> 17,5
<tb> b) <SEP> 10 <SEP> min <SEP> Heissgas <SEP> + <SEP> 8 <SEP> min <SEP> Luft <SEP> 0,30 <SEP> 34 <SEP> 4,0 <SEP> 19,0
Process for the production of pre-reduced iron ore shaped bodies It is known to melt fine-grained oxidic iron ores in low-shaft furnaces. It is necessary to use the ores in the form of preformed shaped bodies with integrated carbon. A variant of the well-known low-shaft furnace is the electric smelting furnace, in which it is also advantageous
to use molded bodies made of iron ores and bound carbon as an insert and in which the heat input of the endothermic reaction is covered by electrical energy.
Various methods are known for the production of moldings with carbon incorporated. These known methods consist essentially of briquetting or pelleting the ore with carbonaceous fuel, optionally using an organic or inorganic binder such as marl, bitumen, etc. It is also known to use coal as a fuel that is baked by a heat treatment of the molded body is simultaneously smoldered and coked while the iron content is pre-reduced.
The pre-reduction takes place in the rotary kiln according to these known processes, if it is ever done. Shaped bodies with incorporated carbon are only to be understood below as those whose carbon content can be technically noticeable as a reducing agent, i.e. H. i.e. those with a carbon content of at least 2 ö.
Proposals that do not belong to the known prior art provide for pre-reduced molded bodies with incorporated carbon, in which some of the iron is present reduced to metal, by producing a mixture of the iron ore to be processed with carbon-containing fuel, optionally with further addition of aggregates for the slagging of the gangue, shaped in a known manner by moistening with water and mixing into a crumbly gas-permeable mass and this mass is given to a sinter belt,
on which it is sintered and prereduced after ignition by sucking through oxygen-containing gases with combustion of part of the solid carbon. If necessary, part of the required heat can be introduced by hot gases which are sucked through the charge before or at the same time as the oxygen-containing gases are sucked through.
The throughput of the sintering belt is 8-14 t / m2 sintering surface and 24-hour day in these processes, which do not belong to the known state of the art. The sinter cake obtained is well reduced and has sufficiently high levels of residual carbon. Total degrees of reduction of about <B> 50% </B> oxygen degradation and a metal content of 20-40% of the iron flow and residual carbon contents of 5-12% can easily be achieved.
Depending on the desired residual carbon content or degree of reduction without additional heating, the fuel consumption is 500-1200 g C per kg iron 'when sintered exclusively with solid fuel and 400-700 g C when hot gases are used at the same time. The mechanical strength of the sinter obtained, however, often leaves something to be desired; in particular, the fines content is relatively high either immediately after production or after further handling.
The present invention relates to a further improvement of the described, unknown method, which makes it possible to obtain a finished product of better quality with a higher throughput and lower fuel consumption.
The basis for the invention is the surprising finding that when pellets are pre-reduced and hard-burned at the same time, the throughput rate per m2 sintering area and day can be kept higher than when sintering the same ore fuel mixture, although it is known that the throughput rate does not occur during normal pellet burning can be kept as high as in normal sintering.
Throughput rates of 18-25 t / m2 sintering surface <B> - </B> day are to be maintained even in continuous operation, depending on the diameter of the pellets used, and that is when a part of the heat consumption is covered by hot gases.
The present invention accordingly relates to a method for the production of pre-reduced iron ore shaped bodies with carbon contained in these by hard burning and pre-reducing and is characterized in
that the pre-reduction of the iron content of green pellets with carbonaceous fuel contained in them partially up to metallic iron with simultaneous combustion of part of the carbonaceous fuel contained in the pellet by passing oxidizing <I> gases </I> through the on a grate, preferably as a traveling grate, applied pellet layer takes place,
which is heated at the same time or beforehand by sucking hot gases through. This sucking through of hot gases can be carried out before the ignition and the sucking through of the oxygen-containing gases, but preferably enough oxygen-containing gases are added to the hot gases at the same time that, at the same time as the heating by the hot gases sucked through, some of the added solid fuel is burned.
In addition, the method according to the invention makes it possible to keep the driving pressure difference smaller than when prereducing and sintering a crumbly mixture, and depending on the pellet size used, pressure differences of 100-300, generally 100-200 mm water column can be managed with prereduction and sintering a crumbly mixture, pressure differentials of 800 to 1500 mm water column are required.
This considerable reduction in the driving pressure difference means a corresponding saving in mechanical energy and investment costs for the fan. The finished product of the process according to the invention consists mainly of coherent, welded balls, the Kugelge stalt largely. has been preserved, along with individual loose balls, which, like the connected pieces, have a high mechanical strength.
A particular advantage of the method according to the invention is that the finished product generally has an even more uniform composition with regard to both the iron and the residual carbon distribution than the pre-reduced sinter.
Another advantage is that, with the same fuel consumption, a higher degree of reduction can be achieved than when producing the pre-reduced sinter with integrated carbon.
According to a particular embodiment of the invention, the residual carbon content can be controlled very precisely by setting the pellet diameter, in addition to setting the fuel additive when the pellets are being produced and the oxygen content of the gases used for burning and pre-reducing. All other things being equal, larger pellets produce a finished product with a higher residual carbon content and a lower degree of reduction.
A further embodiment of the invention provides for the charging of the sintered belt to be built up from pellets of different diameters, preferably in such a way that the larger pellets are placed in the upper layers and the smaller ones in the lower layers. This mode of operation has the advantage that the residual carbon content and degree of reduction in the finished product are particularly uniform.
At the same time or independently of this measure, however, it is possible to have the carbon content in the charge of the grate decrease from top to bottom. It is also advantageous to use pellets of the most uniform possible diameter in each layer. In general, pellet sizes of 5-15 mm, preferably 6-10 mm, are the most suitable for carrying out the process according to the invention. It is useful
the mixture to be pelletized before or during pelletization to incorporate the additives required for slagging the gangue in order to obtain self-moving pellets. It is advantageous to introduce any necessary lime additive at least partially in the form of Ca (OH) z, because a higher degree of reduction can then be achieved with the same carbon consumption.
Likewise, you can adjust the ratio of residual carbon to the amount of carbon consumed during the burning by the known shell-shaped structure of the pellets with different fuel content in the core and the outer layers.
According to a further embodiment of the invention, the known grate coating made of completely fired pellets can be replaced by green pellets with a lower carbon content than that in the upper layers, preferably by green pellets without any carbon set.
This lower layer protects the grate from overheating just as effectively as a grate covering made of finished burned material and makes the waste heat of the gases emerging from the upper layers usable in a particularly effective way for pre-drying and partial hardening and pre-reduction. The production according to the invention can also be combined with the volatilization of volatilizable metals such as As, Pb and Zn,
by charging the sintering belt by sucking through oxygen-free or reducing hot gases to at least the volatilization temperature, expediently to just below the hard-burning temperature, i.e. to over 800 C, preferably 1000-1200 C, before the ignition and the passage of the oxygen-containing gases, the pellets are heated before oxygen-containing gases are sucked through and some of the embedded carbon is burned to the hard-burning temperature,
that is around 1200 to 1400 C, further heating. It is also possible to complete the volatilization by adding volatilizing agents, which are known per se, be it in the solid or in the gas phase.
A special embodiment of the invention also provides, during the phase of the process in which part of the added solid fuel is burned by sucking oxygen-containing gases through the charge, oxygen-containing gases with different oxygen content and / or different temperatures This modification of the inventive method makes it possible
to regulate the temperature change during firing and reducing as well as the carbon consumption in the individual phases particularly precisely.
The method is explained in the following on the basis of a few exemplary embodiments on a laboratory scale.
Exemplary embodiment <I> 1 </I> (partial combustion of the C after heating) A pyrite burn with 58% total iron and a grain size of 0-8 mm was used as the ore. 30.2 kg of this ore were dry-mixed with 8.75 kg of coke with a C content of 85% and 3.11 kg of limestone in the mixer. All components were previously ground to pelletizing fineness. Correspondingly, the proportions> 0.2 mm were 1% for ore, 12% for coal and 12% for limestone.
The finished dry mixture was placed on a granulating plate and shaped into spherical pellets with a diameter of 8-10 mm and a moisture content of 13% while being sprayed with water. These pellets were then dried in air at 100-120 C to a residual moisture content of 1.0% H2O.
The dried pellets, which had a compressive strength of 5 kg / pellet, were placed in a 0.16 m2 sinter pan, the grate of which had previously been covered with a grate of 12.7 kg of hard-burned iron ore pellets from a previous experiment. The total loading height was 20-23 cm.
In the experiment described, sintering and pre-reduction were carried out simultaneously, but work was carried out in two successive stages. First of all, the charge was heated for 10 minutes with hot, oxygen-poor gases with an oxygen content of 2-4%, which had been produced by burning light oil. Then air was sucked through for 5 minutes, where the carbon content of the insert ignited and partially burned. During both stages the pressure drop was between 100 and 200 mm WS.
The finished product was cooled under nitrogen and then sampled. The content of total iron, metallic iron, Fe ++ and C was determined analytically and the oxygen degradation, degree of reduction and thermal efficiency of carbon were calculated from the analysis results.
The test results are compiled in Table 1. The table also contains the results of two further tests that were carried out with the same carbon content in the charge, but without pelletization, but with simple crumbling by moistening and mixing in the Eirich mixer, with and without heating with hot gases.
EMI0003.0069
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Heating up <SEP> kg <SEP> C / kg <SEP> Fe <SEP> d <SEP> p <SEP> Red. <SEP> Degree <SEP> Rest-C <SEP> Fe <SEP> met.
<tb> mm <SEP> WS <SEP>% <SEP> OZ degradation <SEP>% by weight <SEP> proportion <SEP>%
<tb> Pellets <SEP> 8-10 <SEP> mm <SEP> with <SEP> 0.50 <SEP> 100-200 <SEP> 53.0 <SEP> 4.9 <SEP> 42.0
<tb> Crumbled <SEP> mixture <SEP> with <SEP> 0.50 <SEP> 800 <SEP> 34.5 <SEP> 8.2 <SEP> 20.0
<tb> Crumbled <SEP> mixture <SEP> without <SEP> 0.50 <SEP> 800 <SEP> 23.2 <SEP> 3.8 <SEP> 8.1 embodiment example <I> 2 </I> ( Partial combustion of the C after charging, but with a different pellet radius than example 1)
From a mixture prepared by the same method as described in embodiment 1, pellets with other diameters were produced and sintered and reduced in the same way as in the experiment described in the first line of Table 1.
The results are shown in Table 2 below
EMI0004.0001
<I> Table <SEP> 2 </I>
<tb> Pellet <SEP> 0 <SEP> d <SEP> Red. <SEP> Grade <SEP> Rest-C <SEP> Fe <SEP> met.
<tb> mm <SEP> kg <SEP> C <SEP> / <SEP> kg <SEP> Fe <SEP> mm <SEP> WS <SEP>% <SEP> 02-degradation <SEP> wt. <SEP> % <SEP> portion
<tb> 6-8 <SEP> 0.40 <SEP> 100-200 <SEP> 44.0 <SEP> 4.2 <SEP> 33.0
<tb> 14-16 <SEP> 0.40 <SEP> 100-200 <SEP> 36.0 <SEP> 7.0 <SEP> 24.0 It can be seen that an increase in the pellet diameter under otherwise identical conditions a higher residual carbon content and lower re duction level of the finished product results.
Exemplary embodiment <I> 3 </I> (partial combustion of the C at the same time as the call heating) In this experiment, the same sintering pan as in exemplary embodiments 1 and 2 was used. It was charged with pellets 6-8 mm in diameter, as used in the first attempt in exemplary embodiment 2, in the same way as in the previous exemplary embodiments. In contrast to the exemplary embodiments 1 and 2, in this attempt the partial combustion of the carbon was brought about at the same time as the heating by the hot gases.
For this purpose, 1100 C hot gases with an average oxygen content of 6% were sucked through the charge with a pressure drop of 100-200 mm water column for 18 minutes, so that it was simultaneously heated and part of the carbon burned. It was then cooled again under nitrogen and sampled and analyzed as in Examples 1 and 2.
The results of this experiment are shown in line 1 of Table 3, which shows the results of an experiment under otherwise identical conditions in line 2 for comparison, in which the entire treatment time is divided into a heating stage with low-oxygen gases and a partial combustion stage with air had been dismantled.
EMI0004.0021
kg <SEP> C / kg <SEP> Fe <SEP> Red. <SEP> grade <SEP> C-content <SEP> met. <SEP> Fe
<tb> <B> 02-degradation </B> <SEP> wt. <SEP>% <SEP> portion
<tb> a) <SEP> 18 <SEP> min <SEP> hot gas <SEP> (6 <SEP>% <SEP> 02) <SEP> 0.30 <SEP> 30 <SEP> 3.5 <SEP> 17.5
<tb> b) <SEP> 10 <SEP> min <SEP> hot gas <SEP> + <SEP> 8 <SEP> min <SEP> air <SEP> 0.30 <SEP> 34 <SEP> 4.0 < SEP> 19.0