DE968242C

DE968242C - Verfahren zur Gewinnung von Stahl aus Eisenerzen

Info

Publication number: DE968242C
Application number: DEP29568D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Assur Gjess Oppegaard
Original assignee: Titania AS
Current assignee: Titania AS
Priority date: 1942-12-30
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1958-01-30

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. JANUAR 1958

p 29568 VI j 18 a D

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Stahl aus Eisenerzen, und zwar insbesondere aus armen Eisenerzen, durch Reduktion in Verbindung mit Magnetscheidung.

Bei der Gewinnung von Eisen aus Eisenerzen ist es bereits bekannt, das Eisenerz ohne Schmelzung zu reduzieren. Durch die mehr oder weniger weit getriebene Reduktion werden beispielsweise pulverförmiges, zum Teil gesintertes Gut, reduzierte Erzklumpen oder Erzkuchen, pulverförmiges oder verschweißtes Eisen und Eisenschwamm gewonnen. Es ist auch schon bekanntgeworden, das bei diesem Verfahren gewonnene Erzeugnis in einem zweiten Arbeitsgang fertigzureduzieren. Bei diesen bekannten zweistufigen Reduktionsverfahren wird die erste Stufe in einer Höhe von 75 bis 95% durchgeführt; anschließend wird das Erzeugnis in der gleichen Ofenanlage ohne Abkühlung sofort fertigreduziert. Ein solches zweistufiges Reduktionsverfahren ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 641 128 beschrieben.

Es ist auch nicht mehr neu, das reduzierte Gut auf elektrischem Wege, also im Wege der Magnetscheidung, von den Begleitstoffen zu trennen. Bei diesen bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 249031 beschrieben sind, handelt es sich aber keinesfalls um eine teilweise Reduktion, sondern um eine vollständige Reduktion.

Es ist demnach also bekannt, Eisenerz einem zweistufigen Reduktionsverfahren zu unterziehen; es ist weiter auch bekannt, fertigreduziertes Eisenerz durch Magnetscheidung von den Verunreinigungen zu trennen.

709 872/37

Demgegenüber bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf ein dreistufiges Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Eisenerze auf trockenem Wege durch Anwendung eines festen Reduktionsmittels bis zur Überführung von 50 bis 80% des gesamten Eisengehaltes in die metallische Form vorreduziert und darauf die so erhaltenen Produkte einer Magnetscheidung unterworfen werden, worauf das durch die Magnetscheidung erhaltene Konzentrat im Stahlofen zur Erzeugung von Stahl fertigreduziert wird.

Erfindungsgemäß ist also zwischen der Stufe der Vorreduktion und der Stufe der Fertigreduktion eine Stufe der Magnetscheidung eingeschaltet. Das !5 erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber dem bekannten, bereits seit mehreren Jahrzehnten in Benutzung befindlichen Verfahren einen wesentlichen technischen Fortschritt. Dieser wesentliche technische Fortschritt besteht darin, daß bei dem erfindungsgemäßen, im Patentanspruch gekennzeichneten Grade der Vorreduktion ein einfaches und wirtschaftliches Arbeiten bei niedriger Temperatur möglich ist; es handelt sich also bei der Vorreduktion um eine trockene Reduktion mit einem festen Reduktionsmittel, die mit weniger Brennstoffverbrauch durchgeführt werden kann als eine Reduktion durch Schmelzen im Hochofen; die Vorreduktion kann vollkommen störungsfrei vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß billige Rohmaterialien, nämlich armes Eisenerz und minderwertige feste Reduktionsmittel, wie Koksabrieb, verwendet werden können, da einerseits der durch die armen Eisenerze bedingte große Anfall an Gangart in der zweiten Verfahrensstufe entfernt wird und da andererseits bei dem erfindungsgemäßen Grade der Vorreduktion die durch die minderwertigen Reduktionsmittel bedingten Verunreinigungen, beispielsweise an Schwefel und Phosphor, nicht in das Eisenerz übergehen, sondern in der zweiten Verfahrensstufe entfernt werden. Eine Reduktion bis auf 50 bis 80% des gesamten Eisengehaltes läßt sich leichter ausführen als eine Reduktion bis zu 90% oder mehr, bei der man in das Gebiet bekannter Eisen-Schwammprozesse gerät, die den Nachteil haben, daß Schwefel und Phosphor aus Koks oder Kohle und Erz leicht in das Eisen übergeführt werden. Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge der niedrigen Temperatur zuverlässig eine Sinterung des Gutes an der Ofenwand vermieden. Die zweite Verfahrensstufe, die Magnetscheidung, ermöglicht eine weitgehende Trennung des Eisens von der Gangart und den anderen Verunreinigungen. Hierbei tritt der unerwartete und überraschende Vorteil auf, daß das nicht reduzierte Eisen (FeO) bei der Trennung das metallische Eisen begleitet und hierbei ebenfalls von der Gangart befreit wird. Das teilweise reduzierte Eisenerz ist nach erfolgter Magnetscheidung von der Gangart und der Asche praktisch befreit, so daß bei der letzten Reduktionsstufe ein Sintern unter Einschluß der Gangart nicht stattfinden kann. Das teilweise reduzierte Erz ist außerdem zufolge der Magnetscheidung praktisch frei von Schwefel und Phosphor und wird nach Beimischung und Brikettierung mit ausreichenden Mengen reinen Reduktionsmittels unmittelbar in einen Stahlofen gegeben und hier fertigreduziert. Die Menge Holzkohle, Anthrazit oder Koks, die zur Fertigreduktion erforderlich ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verhältnismäßig gering. Auch kann das magnetische Konzentrat einer Gasreduktion in trockener Phase unterworfen werden, worauf der hierbei erhaltene Eisenschwamm im Stahlofen zu Stahl verarbeitet wird.

Zweckmäßigerweise wird die Vorreduktion in einem rotierenden Ofen durchgeführt, der mit Seitenrohren ausgestattet ist. Hierdurch erreicht man den großen Vorteil, daß die Temperatur gut geregelt und gleichmäßig ohne wesentliche lokale Überhitzung auf die gesamte Länge des Ofens gehalten werden kann; hierbei verbrennt sämtliches CO zu CO₂ derart, daß das Wärmevermögen des Kohlenstoffes neben seinem Reduktionsvermögen im Ofen selbst voll ausgenutzt werden kann.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung des Verfahrens.

Beispiel

Ein Eisenerz mit etwa 35% Fe, bei dem das Eisen in der Hauptsache als Eisenglanz vorhanden war, wurde auf unter 1 mm Korngröße gemahlen. Es wurde darauf mit 20% Kohle gemischt und einem Reduktionsofen mit Seitenrohren zugeführt. Die Reduktion wurde bei etwa 975⁰ C durchgeführt.

Das reduzierte Gut wurde nasser Magnetseparation unterworfen; das magnetische Konzentrat enthielt dann:

I 88,6% totales Fe

58,0 °/o metallisches Eisen I (65 % metallisches 39,5 % FeO Γ Eisen, berechnet auf

J Totaleisen)

0,5 % Gangart, unlöslich in Salzsäure 0,03% S
0,02% P

Es ist ersichtlich, daß sowohl der Gangartgehalt als auch der Schwefel- und Phosphorgehalt in dem magnetischen Konzentrat sehr niedrig sind. Die Ausbeute an Fe in dem magnetischen Konzentrat war etwa 90% des gesamten Eisengehaltes in dem Roherz.

Das magnetische Konzentrat wurde mit so viel Holzkohle gemischt, wie der Vollreduktion des "5 Erzes entsprach, brikettiert und danach einem Stahlofen zugeführt. Das Schmelzen fand unter saurer Schlacke statt und ergab einen ausgezeichneten Stahl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Gewinnung von Stahl aus Eisenerzen, insbesondere aus armen Eisenerzen, durch Reduktion in Verbindung mit Magnetscheidung, dadurch gekennzeichnet, daß

die Eisenerze auf trockenem Wege durch Anwendung eines festen Reduktionsmittels bis zur Überführung von 50 bis 80% des gesamten Eisengehaltes in die metallische Form vorreduziert .und darauf die so erhaltenen Produkte einer Magnetscheidung unterworfen werden, worauf das durch die Magnetscheidung erhaltene Konzentrat im Stahlofen fertigreduziert wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Konzentrat mit so viel Kohlenstoff gemischt wird, wie zur Fertigreduktion erforderlich ist, wonach die Mischung brikettiert und zu Stahl geschmolzen wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Konzentrat einer Gasreduktion in trockener Phase unterworfen wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion in einem rotierenden Ofen ausgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 641 703, 639 900, 128, 157582, 249031, 194 716, 644512, 264018, 374148, 624446, 266710, 655088;
USA.-Patentschrift Nr. 1760078;
Zeitschrift »Stahl und Eisen«, 1947, S. 208, 209; ^X939; S. 1281 bis 1288.

I 709 872737 1.58