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Verfahren zum Rösten leicht schmelzender toniger, eisenarmer, aber
schwefel-, phosphor- und kieselsäurereicher Erze Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zum Rösten leicht schmelzender toniger, eisenarmer, aber schwefel-, phosphor-
und kieseisäurereicher Erze, um diese für die Verhüttung im Hochofen geeignet zu
machen, wo sie unter Verwendung von schwefelhaltigem Koks, gegebenenfalls unter
Zuschlag von Kalkstein, in solcher Menge niedergeschmolzen werden, daß neben einer
leicht schmelzenden sauren Schlacke ein schwefelreiches Roheisen entfällt, das nach
dem Abstich mittels Soda oder sodahaltigen Mitteln außerhalb des Hochofens entschwefelt
wird.
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Derartige arme Erze müssen bekanntlich vor der Verhüttung durch Sintern
oder Rösten vorbereitet werden, da sonst der Koksverbrauch im Hochofen zu hoch ist.
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Beim Sintern im Drehofen erhält man ein sehr dichtes Sintergut, das
von den reduzierenden Gasen im Hochofen zu wenig angegriffen wird. Außerdem sind
die Betriebskosten des Drehofens zu hoch, und seine Leistung ist im Verhältnis zu
den großen Mengen armer Erze, die ein neuzeitliches Hüttenwerk verarbeitet, zu gering,
als daß es in der Praxis Anwendung finden könnte.
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Die Sinterung derartiger Erze nach dem Dwight-Lloyd-Verfahren liefert
zwar ein für die Verhüttung gut geeignetes, leicht reduzierbares Sintergut, aber
der Mangel, mit welchem dieses Verfahren behaftet ist, liegt im zu hohen Verbrauch
an Brennstoff. Außerdem macht die Verarbeitung des mulmigen, sehr feuchten Anteils
auf dem Sinterrost Schwierigkeiten. Das Feuer erlischt in der Masse, und man muß
das Band stillegen, um durch längeren Aufenthalt der Beschickung unter der Zündhaube
das Feuer wieder lebhafter zu machen. Aus diesen Gründen ist die Leistung der Sinterbänder
bei der Verarbeitung derartiger Erze gering. Die Anwendung dieses Verfahrens beschränkt
sich deshalb auf reichere Erze oder Abfallstoffe.
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Das Rösten armer toniger Erze sowohl im Drehofen als auch im gasbeheizten
Schachtofen ist der Unwirtschaftlichkeit wegen praktisch nicht anwendbar. Der Brennstoffverbrauch
liegt derart hoch, daß auch diese Verfahren nur bei hochwertigen Erzen in Frage
kommen können. Will man aber zum Rösten leicht schmelzender armer toniger Eisenerze,
deren Sintertemperatur nur sehr wenig über derjenigen zur Austreibung der Kohlensäure
aus dem in den Erzen enthaltenen Calciumcarbonat liegt, einen Schachtofen benutzen,
der, wie üblich, mit Streufeuer betrieben wird,
so muß man erwarten,
daß die Beschickung zusammenbackt und zusammenschmilzt mit der Folge, daß sich große
Sinterklumpen und Schlackenmassen bilden, die den Betrieb des Ofens hemmen, ja sogar
unmöglich machen. Aus diesen Gründen mußte damit gerechnet werden, daß mit dem gewöhnlichen
Schachtofen bei Beheizung mit Streufeuer das Rösten leicht schmelzender Erze undurchführbar
sei.
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Unter Überwindung dieses Vorurteils wurde gefunden, daß das Rösten
armer toniger Erze in einem Schachtofen mit Streufeuer unter Ausnutzung dessen überlegener
Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Drehofen hinsichtlich der Baukosten, der Leistung
und des Brennstoffverbrauchs durchaus möglich ist. Erfindungsgemäß wird das Roherz
vor der Aufgabe in den Röstofen durch Brechen, Sieben und Ziegeln auf eine möglichst
gleichmäßige, nicht zu große Korngröße gebracht und dann im Schachtofen mit Streufeuer
von gasreicher Kohle, z. B. Saarkohle, vorzugsweise unter Zusatz von leicht verbrennlichen
Stoffen, wie Braunkohle, Holzabfällen u. dgl., geröstet. Versuche haben ergeben,
daß man durch das Brechen des Roherzes gleichzeitig eine hohe Durchsatzleistung
des Röstofens erzielt und das Brechen und Stückigmachen vor der Verhüttung im Hochofen
erspart. Das gleichmäßig gekörnte Röstgut, das man zweckmäßig vor der Verhüttung
durchsiebt, um den Staub bei der Verarbeitung des Feinerzes zuzusetzen, ist gut
reduzierbar und ergibt im Hochofen einen verhältnismäßig geringen Koksverbrauch
und eine hohe Durchsatzleistung.
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Das beim Brechen der Erze entfallende Feinerz, dessen Menge bei den
meist sehr mulmigen und weichen armen Toneisensteinen erheblich ist, kann auf dem
Sinterband oder im Drehofen stückig gemacht werden. Diese Verfahren sind aber unwirtschaftlich.
Zweckmäßig wird das Feinerz gleichfalls geziegelt und in Form von Preßlingen von
gleicher Korngröße wie das Stückerz aufgegeben. Zur Ziegelung kann man Strangpressen,
Walzenpressen u. dgl. verwenden. Im Gegensatz zu anderen Feinerzen und Rückständen,
wie Rohspat, Kiesabbränden, Gichtstaub u. dgl., benötigt man hierbei kein Bindemittel,
da das Feinerz infolge seines Tongehaltes genügend bildsam ist. Man kann deshalb
auch im Schachtofen eine Beschickung durchsetzen, die große Mengen Erzziegel enthält,
z. B. eine Mischung aus gleichen Teilen Stückerz und Erzziegeln, denn die mechanische
Festigkeit der Erzziegel ist recht hoch. Auch ist das Röstgut von Doggererzziegeln
ebenso fest wie die gerösteten Erzstücke.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Rösten von Spateisensteinen
dadurch zu erleichtern, daß sie zunächst vermahlen und hierauf durch Pressen zu
Ziegeln verformt werden, um alsdann in den Schachtofen aufgegeben zu werden. Hierzu
benötigt man aber ein Bindemittel (Sulfidlauge u. dgl.). Das Verfahren hat aus diesem
Grunde hohe Betriebskosten und wird nur benutzt, um Feinspat zu verarbeiten. Im
Gegensatz zu Spateisensteinen wird bei der Ziegelung armer toniger Erze kein Bindemittel
benötigt, und man kommt mit einem wesentlich geringeren Kraftverbrauch aus. Im übrigen
sind Spateisensteine verhältnismäßig reine Erze mit geringen Gehalten an kieseliger
oder kalkiger Gangart, weshalb es auch beim Rösten von Spateisensteinen bisher weder
üblich noch erforderlich war, das Erz vor dem Rösten auf einheitliche Korngröße
zu brechen.
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Abgesehen davon hat es sich gezeigt, daß die Bildung großer Schmelzklumpen
auch bei gleichmäßiger Körnung des Roherzes nicht sicher vermieden werden kann,
wenn man als Brennstoff, wie üblich, Feinkoks oder Anthrazitkohle verwendet. Gemäß
vorliegender Erfindung ist gefunden worden, daß gasreiche Kohle, z. B. Saarkohle
oder oberschlesische Kohle, ein gleichmäßiges mildes Feuer liefert, das nicht zur
Schmelzung des Gutes führt und trotz der verhältnismäßig niedrigen Temperatur im
Ofen nicht erlischt. Es empfiehlt sich, die Ausbreitung des Feuers durch Zusatz
von leicht verbrennlichen Stoffen, wie Braunkohle, Brikettstaub, Olabfällen und
Holzabfällen, zu unterstützen.
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Wohl hat man auch schon früher zum Rösten von Spateisensteinen bituminöse
Kohle benutzt. Diese Maßnahme wurde aber nicht etwa deshalb angewendet, weil derartige
Erze nur mit bituminöser Kohle geröstet werden könnten, sondern weil eine derartige
Kohle billiger zu erhalten war als Koks. Auch nimmt der Spateisenstein beim Rösten
die Teernebel nicht auf, so daß der Brennstoffverbrauch verhältnismäßig hoch ist.
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Es war danach nicht vorauszusehen, Idaß man im Schachtofen gasreiche
junge Steinkohle, die stark, zur Rußbildung neigt, mit guter Wärmeausnutzung verwenden
könnte. Man hätte einen hohen Kohlenverbrauch und eine starke Verqualmung der Gicht
erwarten müssen. Versuche zeigten aber, daß der aus dem Ofen entweichende Wasserdampf
nur ganz leicht gelb gefärbt ist und Teer und Ruß von den Erzstücken festgehalten
werden, sobald diese durch die Austreibung von Wasser und Kohlensäure porös geworden
sind.
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Die Erfindung besteht sonach in der Vereinigung zweier bei der Aufbereitung
von Spateisensteinen an sich bekannten Maßnahmen, nämlich der Überführung des Erzes
in Stücke und Formlinge gleicher Korngröße und der Anwendung von Streufeuer gasreicher
Kohle
mit der überraschenden Wirkung, daß dadurch das Rösten leicht schmelzender Erze
in einem mit Streufeuer beheizten Schachtofen ohne technische Schwierigkeiten und
mit wirtschaftlichem Erfolg ermöglicht wird.
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Bekanntlich wird die Bildung großer Schmelzklumpen in den Röstöfen
durch dauernde gleichmäßige Austragung des Röstgutes vermindert. Es empfiehlt sich
deshalb besonders bei leicht schmelzenden Erzen, die Schachtöfen mit mechanischer
Austragung zu versehen. Um auf jeden Fall Störungen im Ofengang zu vermeiden, versieht
man die Ofen zweckmäßig mit einer Austragung, die es ermöglicht, große Schmelzstücke
aus dem Ofen zu entfernen, ohne den Ofengang zu stören. Man verwendet hierzu in
an sich bekannter Weise unter den Ofen angebrachte bewegliche Tische oder Roste.
Als zweckmäßig hat sich auch der Einbau we@itgestellter Brechwalzen erwiesen. Die
Stacheln oder Rippen der Walzen zerbrechen die Schmelzstücke und tragen das Röstgut
gleichmäßig aus.
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Das beschriebene Verfahren hat sich bei der Röstung armer süddeutscher
Doggererze bestens bewährt. Wenn man diese Erze nach diesem Verfahren behandelt,
benötigt man nur 21j2 bis höchsten 23%4 kg Saarkohle je loo kg feuchtes Erz. Man
setzt dabei zweckmäßig etwa o,25 kg Sägespäne zu. Der Ofendurchsatz beträgt 12 t/m2
Ofenquerschnitt in 24 Stunden. Die Höhe der Beschickung beträgt etwa 7 m, der Winddruck
unter der Austragev orrichtung höchstens 2o cm WS, so daß der Stromverbrauch für
den Ofenbetrieb verhältnismäßig gering ist. Das Erz war hierbei auf eine Körnung
von 15 bis 6o mm vorgebrochen, das Feinerz war ohne Zusatz von Bindemitteln in einer
gewöhnlichen Eierbrikettpresse verarbeitet worden. Das Verfahren ist somit allen
bekannten Verfahren hinsichtlich des Brennstoffverbrauches, der Stromkosten und
der Anlagekosten wesentlich überlegen und somit für die Verarbeitung der südbadischen
Doggererze von großer wirtschaftlicher Bedeutung.