FI88622C - Process for thermal reduction of agglomerated metallurgical materials - Google Patents
Process for thermal reduction of agglomerated metallurgical materials Download PDFInfo
- Publication number
- FI88622C FI88622C FI880787A FI880787A FI88622C FI 88622 C FI88622 C FI 88622C FI 880787 A FI880787 A FI 880787A FI 880787 A FI880787 A FI 880787A FI 88622 C FI88622 C FI 88622C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- process according
- coating
- reducing agent
- finely divided
- agglomerated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
1 886221 88622
Menetelmä agglomeroitujen metallurgisten syöttömateriaa-llen termiseksi pelkistämiseksi Tämä keksintö koskee agglomeroltujen metallurgis-5 ten syöttömateriaalien kiinteässä tilassa tehtävää termistä pelkistystä, tarkemmin määriteltynä agglomeroituja metallurgisia syöttömateriaaleJa, joiden yhteydessä pelkistettävä materiaali hienonnetaan ja sekoitetaan kiinteän pelkistimen ja mahdollisesti tarvittavien sulatus-10 aineiden ja muiden lisäaineiden kanssa ennen agglomeroin-tia.This invention relates to solid state thermal reduction of agglomerated metallurgical feedstocks, and more particularly to agglomerated metallurgical feedstocks. thia-agglomerating.
Tarkemmin määriteltynä, muttei yksinomaan, keksintö koskee kromioksideja, rautaoksideja, kuten hematiit-tia, ja niiden seoksia, mangaanioksidia, vanadiinioksi-15 dia tai mitä tahansa muuta hiilellä termisesti pelkistettävissä olevaa oksidia sisältävien agglomeroltujen syöttömateriaalien pelkistämistä käyttämällä hiilipitoista pelkistintä, kuten hiiltä, edullisesti antrasiitin, kasvi- tai eläinhiilen tai muun hiilipitoisen pelkistimen 20 muodossa, vaiheessa, jota tavallisesti kutsutaan esipel-kistykseksi, ennen sulatuksen ja kuonan ja metallin erotuksen tekemistä sopivassa uunissa.More specifically, but not exclusively, the invention relates to the reduction of chromium oxides, iron oxides such as hematite, and mixtures thereof, agglomerated feed materials containing manganese oxide, vanadium oxide, or any other carbon thermally reducible oxide, preferably using a carbonaceous reducing agent, in the form of vegetable or animal charcoal or other carbonaceous reducing agent 20, in a step commonly referred to as pre-reduction, prior to melting and separating the slag and metal in a suitable furnace.
Pelkistettävän agglomeroidun hienojakoiseksi hienonnetun oksidimateriaalin kiinteässä tilassa tehtävässä 25 pelkistyksessä tämä agglomeroitu materiaali saatetaan yhdessä hiilipitoisen pelkistimen ja mahdollisesti tarvittavien sulatusaineiden ja muiden lisäaineiden kanssa polttoprosessin savukaasujen vaikutuksen alaiseksi niiden kuumentamiseksi ja/tai pelkistämiseksi. Tällaiset savu-30 kaasut sisältävät vaihtelevina osuuksina hiilimonoksidia ja hiilidioksidia ja voivat jopa sisältää vapaata happea. Kaasun koostumus voi vaikuttaa vakavasti haitallisesti pelkistysreaktion tehokkuuteen.In the solid state reduction of the agglomerated finely divided oxide material to be reduced, this agglomerated material, together with the carbonaceous reducing agent and any necessary fluxes and other additives, is exposed to the flue gases of the combustion process to heat and / or reduce them. Such flue gases contain varying proportions of carbon monoxide and carbon dioxide and may even contain free oxygen. The composition of the gas can seriously adversely affect the efficiency of the reduction reaction.
Erityisesti saattaa tapahtua pellettien sisältä-35 män hiilipelkistimen hapettumista seurauksena reaktiosta 2 38622 prosessikaasujen sisältämän hiilidioksidin kanssa, jolloin syntyy hiilimonoksidia niin kutsutussa Boudouard-reaktiossa.In particular, oxidation of the carbon reducing agent inside the pellets may occur as a result of the reaction with 2,386,2 carbon dioxide contained in the process gases, whereby carbon monoxide is formed in the so-called Boudouard reaction.
5 C(pelletlt) + C02 ^- 2 CO5 C (pellet) + CO 2 - 2 CO
(prosessikaasut) Tästä reaktiosta on kahdenlaisia seurauksia. Toisaalta hiilen poistuminen pelleteistä vähentää potentiaa-10 lisen pelkistimen määrää, joka on käytettävissä pelletissä olevan kromiitin tai rautaoksidin sisältämän kromi- ja rautaspesieksen esipelkistykseen ja metallisointiin, ja toisaalta muodostuu epätäydellisesti palanutta kaasua (hiilimonoksidia), joka täytyy joko johtaa muualla pol-15 tettavaksi käytettävissä olevan vapaan ja termokemialusen energian hyödyntämiseksi tai poistaa jätteiden mukana.(process gases) There are two consequences of this reaction. On the one hand, the removal of carbon from the pellets reduces the amount of potential-reducing agent available for pre-reduction and metallization of the chromium and iron sludge in chromite or iron oxide in the pellet, and on the other hand incompletely burned gas (carbon monoxide) is formed. free and thermochemical vessel for energy recovery or disposal with waste.
Lisäksi voi tapahtua metallisoidun ferrokromin takai sinhapettumista, kun olosuhteet tulevat vähemmän pel-20 kistäviksi pelletissä hiilen hapettuessa. Hapettunut ferrokromi tunnistetaan usein mikrorakenteessa seskvioksidi-liistakkeiden (Al203*Cr203) läsnäolosta Jäljellä olevien metallihelmien rinnalla.In addition, back oxidation of metallized ferrochrome may occur when conditions become less reducing in the pellet upon carbon oxidation. Oxidized ferrochrome is often identified in the microstructure by the presence of sesquioxide strips (Al 2 O 3 * Cr 2 O 3) alongside the remaining metal beads.
Tämän keksinnön päämääränä on saada aikaan mene-25 telmä, jolla tällaisen Boudouard-reaktion, joka tapahtuu hiilen ja agglomeroidun materiaalin kanssa läheisessä kosketuksessa olevien prosessikaasujen välillä, haitallisia vaikutuksia voidaan vähentää ainakin mitattavissa olevassa määrin.It is an object of the present invention to provide a method by which the harmful effects of such a Boudouard reaction between carbon gases and process gases in close contact with agglomerated material can be reduced at least to a measurable extent.
30 Keksintö koskee menetelmää agglomeroidun metallur gisen syöttömateriaalin pelkistämiseksi kiinteässä tilassa, joka materiaali koostuu hienonnetun pelkistettävän materiaalin ja hienonnetun kiinteän pelkistimen seoksesta. Menetelmälle on tunnusomaista, että agglomeroidut ma-35 teriaaliyksiköt päällystetään materiaalikerroksella, joka 3 38622 valitaan siten, että se ainakin estää kosketuksen agglo-meraatin komponenttien ja sen kuumentamiseen käytettävien kuumennuskaasujen sellaisen mahdollisen komponentin välillä, joka voi reagoida haitallisella tavalla sen kans-5 sa, jolloin mainitun kerroksen muodostava materiaali on hienonnettu metalli, lejeerinki, metallikarbidi, lejee-rinkikarbidi tai niiden seos, jolloin mainittu kerros on luonteeltaan oleellisesti metallinen.The invention relates to a process for the reduction of an agglomerated metallurgical feed material in a solid state, which material consists of a mixture of a comminuted material to be reduced and a comminuted solid reducing agent. The process is characterized in that the agglomerated units of material are coated with a layer of material selected 3 38622 so as to at least prevent contact between the components of the agglomerate and any component of the heating gases used to heat it which may react adversely with it. the material forming said layer is comminuted metal, alloy, metal carbide, alloy-carbide, or a mixture thereof, wherein said layer is substantially metallic in nature.
Tämän keksinnön lisäpiirteiden mukaisesti pelkis-10 tys on esipelkistysvaihe, joka toteutetaan lämpötilassa 1200 - 1500, edullisesti noin 1300°C; agglomeraatti on missä tahansa sopivassa muodossa, kuten pelletteinä, bri-ketteinä tms; pelkistettävä materiaali on kromin, raudan tai molempien hienojakoinen oksidi, erityisesti kromiit-15 timalmi; pelkistin on hiilipitoinen pelkistin, erityisesti antrasiitti, kivihiili, koksi tai eläin- tai kasvihii-li; agglomeraatti sisältää mahdollisesti tarvittavia su-latuslisäaineita; agglomeraattiyksiköitä peittävä materiaali on luonteeltaan joko puhtaasti metallinen tai si-20 sältää vähintään 50 m-% metallista materiaalia oksidi- päällystysmateriaalin joukossa; ja kuumennus tehdään pro-sessikaasuissa, jotka sisältävät: 0-100 % C02:n ja CO:n seosta, jossa suhde C02:C0 on vähintään 1:1 ja mahdollisesti 3:1 tai vielä suurempi; 25 0-100 % ilmaa, happea tai niiden seosta; loppuosan koostuessa muista palamistuotteista, typestä ja epäpuhtauksista.According to further features of the present invention, the reduction is a pre-reduction step carried out at a temperature of 1200 to 1500, preferably about 1300 ° C; the agglomerate is in any suitable form, such as pellets, briquettes and the like; the material to be reduced is a fine oxide of chromium, iron or both, in particular chromite-15 ore; the reducing agent is a carbonaceous reducing agent, in particular anthracite, coal, coke or animal or vegetable coal; the agglomerate contains any necessary melting additives; the material covering the agglomerate units is either purely metallic in nature or contains at least 50% by weight of metallic material among the oxide coating material; and heating is performed in process gases containing: 0-100% of a mixture of CO 2 and CO, wherein the ratio of CO 2: CO 0 is at least 1: 1 and optionally 3: 1 or more; 0 0-100% air, oxygen or a mixture thereof; the remainder consisting of other combustion products, nitrogen and impurities.
On huomattava, että olemassa olevat menetelmät ovat jossakin määrin rajoitettuja tässä suhteessa. Vier-30 touuneja käytetään yleensä C02:C0-suhteella noin 2:1, kun . . taas kuilu-uunia käytetään C02:C0-suhteella noin 1:10.It should be noted that existing methods are somewhat limited in this regard. Vier-30 furnaces are generally used with a CO2: CO2 ratio of about 2: 1 when. . while the shaft furnace is operated with a CO2: CO2 ratio of about 1:10.
Tämän keksinnön mukaista menetelmää voidaan puolestaan käyttää C02:CO-suhteeseen 3:1 tai jopa 100:1 asti. Tämä antaa mahdollisuuden käyttää prosessikaasua, joka sisäl-35 tää suuria määriä C02:a happiylimäärän (ilmaylimäärän) 4 € θ 622 joko ollessa läsnä tai liman sitä, ja mahdollistaa kuu-mennuspolttoalneen täydellisen palamisen suojaten samalla pelklstintä.The process of this invention can in turn be used in a CO2: CO ratio of up to 3: 1 or even 100: 1. This allows the use of process gas containing large amounts of CO2 in the presence or slime of excess oxygen (excess air) of € 4 to 622, and allows complete combustion of the heating furnace while protecting the reducing agent.
Metallimateriaali on edullisesti ferrokromi, kro-5 mirautalejeerinki tai muu rautalejeerinki tai ferrokromin, rauta-kromilejeeringin tai muun rautalejeeringin ja oksidipäällystysmateriaalin, kuten andalusiitin, seos. Monia näistä materiaaleista on kätevästi saatavana sopivissa halvoissa muodoissa; esimerkiksi ferrokromijätettä 10 syntyy normaalina tuotteena ferrokromin sulatusprosess-eissa.The metal material is preferably ferrochrome, Kro-5 myrrh alloy or other iron alloy or a mixture of ferrochrome, iron-chromium alloy or other iron alloy and an oxide coating material such as andalusite. Many of these materials are conveniently available in suitable inexpensive forms; for example, ferrochrome waste 10 is generated as a normal product in ferrochrome smelting processes.
Päällysteen muodostamiseen käytettävä materiaali on tavallisesti hienojakoinen, ja siihen voidaan sekoittaa soveltuvaa sideainetta, ennen kuin siitä muodostetaan 15 kerros agglomeraattiyksiköiden pinnalle. Tällainen kerros voidaan muodosjaa kätevästi esimerkiksi kuljettamalla pneumaattisesti hienojakoista materiaalia ja suihkuttamalla se agglomeraatin pinnalle tai yksinkertaisesti lisäämällä päällystysmateriaali tavanomaiseen pelletointi-20 laitteeseen yhdessä ennalta muodostettujen pellettien kanssa, jolloin agglomeraatti on pellettien muodossa. Päällysteitä voidaan muodostaa millä tahansa kätevällä keinolla, esimerkiksi upottamalla agglomeraatti lietteeseen tai levittämällä pölymäistä päällystettä pinnalle.The material used to form the coating is usually finely divided and can be mixed with a suitable binder before forming 15 layers on the surface of the agglomerate units. Such a layer can be conveniently formed, for example, by pneumatically conveying the finely divided material and spraying it on the surface of the agglomerate, or simply by adding the coating material to a conventional pelletizer 20 together with preformed pellets, the agglomerate being in the form of pellets. Coatings can be formed by any convenient means, for example, by immersing the agglomerate in a slurry or by applying a dusty coating to a surface.
25 Päällystekerroksen paksuus on edullisesti korkein taan noin 1,5 mm ja edullisimmin korkeintaan noin 1 mm. Päällystysmateriaalin määrä on joka tapauksessa tavallisesti korkeintaan 50 m-% päällystetyn pelletin kokonaismassasta, ja se on tavallisesti suuruusluokkaa 15-20 %, 30 edullisesti noin 10 %.The thickness of the coating layer is preferably at most about 1.5 mm and most preferably at most about 1 mm. In any case, the amount of coating material is usually at most 50% by weight of the total weight of the coated pellet, and is usually of the order of 15-20%, preferably about 10%.
Kun kyseessä ovat ennalta muodostetut agglomeraa-tit, jotka sisältävät kromiittia ja hiilipitoista pelkis-tintä (kuten antrasiittiä) ja sulatusaineita, ovat tähän mennessä tehtyjen tutkimusten perusteella edullisia pääl- 35 lystemateriaaleja hienojakoiset ferrokromit, joihin 5 B 8 6 2 2 on sekoitettu sopivaa sideainetta, tai niiden seokset ok-sidimateriaalin, nimittäin tulenkestävien oksidien ja an-dalusiitin kanssa, joihin on yhdistetty sideainetta, joka on edullisesti bentoniittisavi.In the case of preformed agglomerates containing chromite and a carbonaceous reducing agent (such as anthracite) and fluxes, studies to date have shown that the preferred coating materials are finely divided ferrochromes mixed with a suitable binder, or mixtures thereof with an oxide material, namely refractory oxides and andallucite, to which a binder, preferably bentonite clay, has been incorporated.
5 Muita kinoksidimateriaaleja voitaisiin käyttää.5 Other quinox materials could be used.
Tällaisiin materiaaleihin kuuluvat levymäinen alumiini-oksidi, portland-sementti, käytetty alumiinisilikaatti-tiili ja tulenkestävät alumiinisilikaattisementit.Such materials include sheet-like alumina, portland cement, spent aluminosilicate brick, and refractory aluminosilicate cements.
Tähän mennessä tehdyt kokeet ovat osoittaneet, et-10 tä päällystemateriaaliseos täytyy valita huolellisesti, koska jotkut materiaalit toimivat paremmin kuin toiset ja joistakin on vaikea muodostaa agglomeraattiyksiköille yhtenäinen kerros, jossa ei esiinny liiallista halkeilua tai kuoriutumista tai muita haitallisia ilmiöitä agglome-15 raatin käsittelyn aikana, kuten esimerkiksi sulamista.Experiments to date have shown that the coating material mixture must be carefully selected because some materials perform better than others and some are difficult to form a uniform layer on agglomerate units free of excessive cracking or peeling or other adverse phenomena during agglomerate-15 treatment, such as melting.
Puhtaasti metallisten päällysteiden, kuten ferrokromin, yhteydessä ei kuitenkaan yleensä esiinny tällaisia vaikeuksia.However, in the case of purely metallic coatings, such as ferrochrome, there are generally no such difficulties.
Tämän keksinnön toiminnan osoittamiseksi esitetään 20 seuraavassa muutamien valittujen kokeiden tuloksia viitaten liitteenä oleviin piirroksiin.To demonstrate the operation of the present invention, the results of a few selected experiments are presented below with reference to the accompanying drawings.
Piirustuksissa kuviot 1 ja 2 ovat molemmat käyriä, jotka kuvaavat erikseen raudan (Fe) ja kromin (Cr) metallisoitumista, 25 kun pelletoitua kromiittisyöttömateriaalia, jolla ei ole tämän keksinnön mukaista päällystettä, on käsitelty 180 min lämpötilassa 1300°C kaasuatmosfäärissä, joka koostuu hiilidioksidista ja hiilimonoksidista, joiden osuudet vaihtelevat; 30 kuvio 3 on samankaltainen graafinen esitys, jossa tämän keksinnön mukaisia päällystettyjä pellettejä kuumennetaan kuvion 2 mukaisten hiilimonoksidi- ja hiilidi-oksidiosuuksien läsnäollessa; ja kuvio 4 on käyrä, joka kuvaa pellettien, jotka si-35 sältävät hematiitin ja antrasiitin seosta ja jotka on 6 88622 päällystetty ferrokromilla, metallisoitumista (%) lämpötilan funktiona kuumennettaessa niitä 180 min 100 % C02 sisältävässä atmosfäärissä.In the drawings, Figures 1 and 2 are both curves illustrating the metallization of iron (Fe) and chromium (Cr) separately when a pelletized chromite feed material without a coating of the present invention is treated for 180 min at 1300 ° C in a gas atmosphere consisting of carbon dioxide and carbon monoxide in varying proportions; Fig. 3 is a similar graph showing the coated pellets of the present invention being heated in the presence of the carbon monoxide and carbon dioxide portions of Fig. 2; and Figure 4 is a graph depicting the metallization (%) of pellets containing a mixture of hematite and anthracite coated with ferrochrome as a function of temperature when heated for 180 min in a 100% CO 2 atmosphere.
Aluksi tehtiin kokeita kahdella jonkin verran eri-5 laisella kromiittimalmia ja hienojakoista antrasiittipel-kistintä sisältävällä koostumuksella joissa kromiitin, antrasiitin ja sulatusaineiden hiukkaskoko oli sellainen, että noin 75 % läpäisi 74 pm:n (ts 200 meshin) seulan. Nämä kaksi koostumusta esitetään yksityiskohtaisesti tau-10 lukossa 1, ja huomattaneen, että ne sisältävät sulatusai-neina graniittia ja fluorisälpää, joiden on havaittu edistävän kromiitin pelkistymistä ja joita on kuvattu yksityiskohtaisesti patentissamme nro 87/5774, jonka otsikko on "Menetelmä kromiitin pelkistyksen edistämiseksi".Initially, experiments were performed with two slightly different compositions containing chromite ore and a fine anthracite reducing agent in which the particle size of the chromite, anthracite and fluxes was such that about 75% passed through a 74 μm (i.e. 200 mesh) sieve. These two compositions are detailed in Tau-10, Chapter 1, and have been found to contain granite and fluorine slag as fluxes, which have been found to promote chromite reduction and are described in detail in our Patent No. 87/5774, entitled "Method for Promoting Chromite Reduction." .
15 Näiden pellettien ei kuitenkaan tarvitse välttämättä sisältää sulatusaineita päällysteiden tehokkaan toiminnan kannalta.However, these pellets do not necessarily have to contain fluxes for the efficient operation of the coatings.
Koostumukset sekoitettiin pyörittämällä niitä muo-virummuissa, joissa oli kevyitä kuulia. Sitten muodostet-20 tiin pellettejä lautaspelletointilaitteella lisäämällä määrätty määrä vettä, minkä jälkeen tehtiin 2-12 tunnin kuivaus ilmassa ja noin 12 tunnin kuivaus uunissa lämpötilassa 110°C.The compositions were mixed by rotating them in plastic drums with light balls. The pellets were then formed on a plate pelletizer by adding a specified amount of water, followed by air drying for 2-12 hours and drying in an oven at 110 ° C for about 12 hours.
7 886227 88622
Taulukko 1table 1
Pellettikoostumukset (massaprosentteina ja osuuksina koostumuksissa)Pellet compositions (in weight percentages and proportions in compositions)
Koostumus 1 Koostumus 2 5 % (osaa) % (osaa)Composition 1 Composition 2 5% (parts)% (parts)
Mooinooi-kromiittia 65,4 (100) 56,6 (100)Moinoyl chromite 65.4 (100) 56.6 (100)
Grinaker-antrasiittia 19,6 (30) 28,3 (50)Grinaker anthracite 19.6 (30) 28.3 (50)
Graniittia 9,8 ) 8,5 )Granite 9.8) 8.5)
Fluorisälpää 3,3 J (20) 2,8 j (20) -*-0 Bentoniittia 1,9 3,8 + kosteutta (%) 10,1 11,8Fluorine feldspar 3.3 J (20) 2.8 j (20) - * - 0 Bentonite 1.9 3.8 + moisture (%) 10.1 11.8
Huom. Suluissa olevat luvut Ilmoittavat antrasiitin osuuden sulatusaineiden kokonaisosuuden kromiittiin nähden (100) Päällystämättömiä pellettejä kuumennettiin sitten isotermisesti erilaisissa hiilimonoksidista ja hiilidioksidista koostuvissa kaasuseoksissa lämpötilassa 1300°C, ja seurattiin prosessia on-line-tietojenrekiste-20 röintilaitteella. Käytetyt erilaiset kaasuseokset ovat seuraavat: .·... CO (tilavuus-%) 100 95 85 75 50 25 0 ‘ C02 (tilavuus-%) 0 5 15 25 50 75 100 ja tulokset esitetään graafisesti kuvioissa 1 ja 2 mai-25 nituille kahdelle pellettikoostumukselle, kun niitä oli kuumennettu 180 min edellä mainituissa kaasuatmosfääreis- sä. Havaittaneen, että kummassakin tapauksessa sekä rau dan että kromin metallisoituminen oli äärimmäisen vähäis- tä kaasukoostumuksissa, jotka sisälsivät vähemmän kuin 30 noin 60-70 % hiilimonoksidia (ts enemmän kuin noin 30-40 % hiilidioksidia), verrattuna tapaukseen, jossa käytettiin hiilimonoksidipitoisuutta 100 %.Note. Figures in parentheses Indicate the proportion of anthracite to total chromite in the fluxes (100) The uncoated pellets were then isothermally heated in various gas mixtures of carbon monoxide and carbon dioxide at 1300 ° C, and the process was monitored with an on-line data logger. The different gas mixtures used are as follows: · ... CO (% by volume) 100 95 85 75 50 25 0 'CO2 (% by volume) 0 5 15 25 50 75 100 and the results are shown graphically in Figures 1 and 2 for for two pellet compositions after heating for 180 min in the aforementioned gas atmospheres. It has been found that in both cases, metallization of both iron and chromium was extremely low in gas compositions containing less than about 60-70% carbon monoxide (i.e., more than about 30-40% carbon dioxide) compared to the case where a carbon monoxide content of 100% was used.
;· Edellä kuvatun koostumuksen 1 mukaisia pellettejä päällystettiin sitten kahdella erilaisella materiaalilla 35 tämän keksinnön toimimisen testaamiseksi. Päällystysker- 8 88622 roksina tutkittiin seuraavia materiaaleja: (i) 98 m-% puhdasta hienojakoista ferrokromia (75 %<74 ^,um) ja 2 m-% bentoniittisideainetta; ja (ii) 56 m-% puhdasta hienojakoista FeCr, 38 m-% andalu- 5 siittia ja 6 m-% bentoniittisavisideainetta.The pellets of composition 1 described above were then coated with two different materials to test the operation of this invention. The following materials were investigated as coating layers: (i) 98 wt% pure fine ferrochrome (75% <74 μm) and 2 wt% bentonite binder; and (ii) 56 wt% pure fine FeCl 2, 38 wt% andalusite and 6 wt% bentonite clay binder.
Kaikki päällystetyt pelletit valmistettiin samasta erästä tavanomaisen koostumuksen 1 mukaisia pellettejä, jotka luokitettiin suurin piirtein raekokoon 9 mm päällystyspaksuuden vaihteluiden minimoimiseksi.All coated pellets were made from the same batch of pellets of conventional composition 1, which were classified to a grain size of approximately 9 mm to minimize variations in coating thickness.
10 Päällystysmateriaalit esisekoitettiin, kun se oli tehtävissä, ja lisättiin asteittain luokitettuihin ennalta muodostettuihin pelletteihin pyörivällä pelletointi-lautasella. Pieni määrä vettä (tai natriumsilikaattia) lisättiin pellettien pintojen kostuttamiseksi uudelleen 15 ennen päällystysmateriaalin lisäämistä.The coating materials were premixed when practicable and gradually added to the graded preformed pellets on a rotating pelletizing plate. A small amount of water (or sodium silicate) was added to rewet the surfaces of the pellets before adding the coating material.
Lisättävä päällystysainemäärä valittiin siten, että päällysteen paksuudeksi saatiin noin 1 mm. Sitten pellettejä kuivattiin lämpötilassa 110°C noin 12 tuntia. Suurin piirtein pelkästä ferrokromista koostuvan kerrok-20 sen (i) ollessa kyseessä päällysteen osuus oli noin 30 m-% kuivista päällystetyistä pelleteistä, kun taas seospääl-lystekerroksen (ii) ollessa kyseessä päällysteen osuus oli noin 36 % kuivista päällystetyistä pelleteistä.The amount of coating material to be added was chosen so that the thickness of the coating was about 1 mm. The pellets were then dried at 110 ° C for about 12 hours. In the case of layer (i) consisting essentially of ferrochrome alone, the coating accounted for about 30% by weight of the dry coated pellets, while for the alloy coating layer (ii), the coating accounted for about 36% of the dry coated pellets.
Päällystettyjä pellettejä kuumennettiin sitten 25 samalla tavalla kuin päällystämättömiä pellettejä lämpö tilassa 1300°C, ja määritettiin koostumukset 180 min kestäneen kuumennuksen jälkeen. Päällystettyjä pellettejä kuumennettiin lisäksi myös ilmassa.The coated pellets were then heated in the same manner as the uncoated pellets at 1300 ° C, and the compositions were determined after heating for 180 min. The coated pellets were also heated in air.
Kummastakin päällystysmateriaalista, nimittäin 30 ferrokromista ja ferrokromin ja andalusiitin seoksesta saatiin soveltuvia kerroksia fysikaalisen yhtenäisyytensä ja kromin ja raudan metallisoitumisen suhteen, kuten kuvasta 3 ilmenee. (Cr:n ja Fe:n prosentuaalinen metalli-soitumincn laskettiin seuraavasti ottaen huomioon pääl-55 lysteen sisältämä Fe ja Cr): 9 88622Suitable coating layers were obtained from each coating material, namely 30 ferrochrome and a mixture of ferrochrome and andalusite, in terms of their physical integrity and metallization of chromium and iron, as shown in Figure 3. (The percentage of metal bonding of Cr and Fe was calculated as follows, taking into account the Fe and Cr content of the coating): 9 88622
Metallisoitumis-ja massatasapainolaskelmat (CL X FM/ΙΛ) - (IM X B)Metallization and mass balance calculations (CL X FM / ΙΛ) - (IM X B)
Cr:n metallisoi- - x 100 (E)Metal alloy of Cr - x 100 (E)
tuninen (%) IM x Ahours (%) IM x A
5 (FL X FM/LM) - (IM X D)5 (FL X FM / LM) - (IM X D)
Fe:n metallisoi- = --—— x 100 (F)Metallization of Fe = --—— x 100 (F)
tuninen (%) IM X Ctunin (%) IM X C
,(CLxFM/LM)-(IMXB)+(FLxFM/LM)-(IMxD)(CLxFM / LM) - (IMXB) + (FLxFM / LM) - (IMxD)
Kokonaismetalli- = ----Xl 00 soituminen (%) (IM X A) + (IM X C)Total metal = ---- Xl 00 ringing (%) (IM X A) + (IM X C)
CR X RM X 0,01 X FM/LMCR X RM X 0.01 X FM / LM
^ ..... = - X100 (G)^ ..... = - X100 (G)
Cr-saanto 3 aan- tm v aCr yield 3 aan- tm v a
15 nöksessä (%) x AAt 15% (%) x A
IR X RM X 0,01 X FM/LMIR X RM X 0.01 X FM / LM
„ ^ = - X100 (H)"^ = - X100 (H)
Fe-saanto jaan- tm v r nöksessä (%) 20Fe yield in distribution (%) 20
Poikkeama suljetun kierron massatasapainosta: ACr (%) = [E + G] - 100 AFe (%) = [F + H] - 100 25 "... joissa CL = uuttoliuokseen liuenneen Cr:n (metallin) massa (g) FL = uuttoliuokseen liuenneen Fe:n (metallin) massa (g) . FM = näytteen lopullinen massa 30 LM = uuttoon käytetyn näytteen massa ' * IM = Näytteen alkuperäinen massa (g) ;: RM = jäännöksen massa (g) CR = jäännöksen Cr-pitoisuus (%) IR = jäännöksen Fe-pitoisuus (%) 35 A = peruspelletin kromiitista peräisin olevan Cr:n mas- sa/g päällystettyä pellettiä (g) 10 88622 B = FeCr- tai seospäällysteestä peräisin olevan Cr:n massa/g päällystettyä pellettiä (g) C = peruspelletin kromiitista peräisinolevan Fe:n massa/g päällystettyä pellettiä (g) 5 D = FeCr- tai seospäällysteestä peräisin olevan Fe:n massa/g päällystettyä pellettiä (g)Deviation from the mass balance of the closed loop: ACr (%) = [E + G] - 100 AFe (%) = [F + H] - 100 25 "... where CL = mass of Cr (metal) dissolved in the extraction solution (g) FL = mass (g) of Fe (metal) dissolved in the extraction solution FM = final mass of the sample 30 LM = mass of the sample used for extraction '* IM = initial mass of the sample (g);: RM = mass of the residue (g) CR = mass of the residue Cr- content (%) IR = Fe content of the residue (%) 35 A = mass of Cr from chromite of the base pellet / g of coated pellet (g) 10 88622 B = mass of Cr from FeCr or alloy coating / g of coated pellet (g) C = mass of Fe from the base pellet chromite / g of coated pellet (g) 5 D = mass of Fe from FeCr or alloy coating / g of coated pellet (g)
On huomattava, että tässä menetelmässä oletettiin, että vain mitätön osa FeCr-päällysteestä hapettuu ja joutuu jäännökseen. Tämä oletus on perusteltu jopa 100 % 10 CO2 sisältävässä atmosfäärissä SEM-analyysin (pyyhkäisy-elektromikroskooppianalyysin) perusteella, joka osoitti, että vain korkeintaan 50-100^um:n paksuinen uloin FeCr-materiaalikerros hapettuu 1 mm:n paksuisena päällysteestä.It should be noted that in this method it was assumed that only a negligible part of the FeCr coating oxidizes and remains in the residue. This assumption is justified in an atmosphere containing up to 100% 10 CO2 by SEM (scanning electron microscopy) analysis, which showed that only the outer layer of FeCr material up to 50-100 μm thick is oxidized to a thickness of 1 mm from the coating.
Havaittaneen, että ferrokromipäällysteen ollessa 15 kyseessä noin 90 % raudasta ja 73 % kromista metalli- soituu jopa 100 % hiilidioksidia sisältävässä atmosfäärissä. Verratessa päällystämättömillä pelleteillä saatuihin tuloksiin on kromin metallisoituminen vain hieman vähäisempää kuin 10Q % hiilimonoksidia sisältävässä 20 atmosfäärissä. Raudan metallisoituminen oli lähes riippu- tonta kaasun koostumuksesta.It has been found that in the case of a ferrochrome coating, about 90% of the iron and 73% of the chromium are metallized in an atmosphere containing up to 100% carbon dioxide. Compared to the results obtained with uncoated pellets, the metallization of chromium is only slightly less than in an atmosphere containing 10% carbon monoxide. The metallization of iron was almost independent of the composition of the gas.
Kokeet ovat lisäksi osoittaneet, että sekä perus-pellettien että päällysteen nimellishiukkaskoon pienentäminen käytetystä (75 %<74^um) ei merkittävästi suurenna 25 saavutettavissa olevaa lopullista metallisoitumisastetta.Experiments have further shown that reducing the nominal particle size of both the base pellets and the coating from that used (75% <74 μm) does not significantly increase the achievable final degree of metallization.
Ferrokromin ja andalusiitin seoksesta valmistetun päällysteen kohdalla huomattaneen, että metallisoi-tumisaste riippui jossakin määrin enemmän kaasun koostumuksesta kuin ferrokromilla päällystettyjen pellettien 30 ollessa kyseessä. Raudan metallisoituminen on, samoin kuin ferrokromilla päällystettyjen pellettien kohdalla, suurin piirtein täysin riippumaton hiilimonoksidin ja hiilidioksidin välisestä suhteesta.In the case of a coating made of a mixture of ferrochrome and andalusite, it has been found that the degree of metallization depended to some extent more on the composition of the gas than in the case of ferrochrome-coated pellets. The metallization of iron, as in the case of ferrochrome-coated pellets, is largely completely independent of the ratio between carbon monoxide and carbon dioxide.
Siten havaittaneen, että käyttämällä tätä keksin-35 löä voidaan saavuttaa äärimmäisen edullisia tuloksia, 11 88622 mutta päällystemateriaali täytyy valita huolellisesti.Thus, it has been found that extremely advantageous results can be obtained using this invention, but the coating material must be carefully selected.
Yleisesti ilmaistuna tähän mennessä tehdyt kokeet osoittavat, että metallipäällysteet ovat tehokkaampia kuin metallien ja oksidien seoksiin perustuvat pääl-5 lysteet hiilidioksidin estämisessä pääsemästä pelletin ytimeen. Ferrokromilla päällystetyt pelletit näyttävät muodostavat nopeasti kromioksidipohjäisen ulkokalvon, joka - vaikka onkin vain 25-50yUm:n paksuinen - on tärkeässä osassa pellettien suojaamisessa atmosfäärin hiili-10 dioksidilta. Kun suojakalvo on muodostunut, metallisoitu-minen pääsee jatkumaan pelletin sisäosassa käytettäessä 100 % hiilidioksidia sisältäviä kaasukoostumuksia tai jopa alkuainehapen ollessa läsnä. Hiilimonoksidikaasu, joka on tuotteena kromiittimalmin karbotermisessä pel-15 kistyksessä, pääsee kuitenkin karkaamaan tämän suojaker roksen läpi ja saattaa palaa CC^ksi tuotaessa mukaan ilmaa lisähapen lähteeksi, jolloin prosessiin käytettävissä oleva lämpöenergia lisääntyy (ts tämän energian tuomisen tarve muusta lähteestä vähenee).In general, experiments performed to date show that metal coatings are more effective than coatings based on mixtures of metals and oxides in preventing carbon dioxide from entering the pellet core. Ferrochrome-coated pellets appear to rapidly form a chromium oxide-based outer film, which - although only 25-50 μm thick - plays an important role in protecting the pellets from atmospheric carbon dioxide. Once the protective film is formed, metallization can continue inside the pellet using 100% carbon dioxide gas compositions or even in the presence of elemental oxygen. However, carbon monoxide gas, which is a product in the carbothermal reduction of chromite ore, can escape through this protective layer and may return to CCl4 with the introduction of air as a source of additional oxygen, increasing the thermal energy available to the process (i.e. reducing the need to import this energy from another source).
20 Lisäkokeet ovat osoittaneet, että ferrokromi- päällysteet ovat tehokkaita jopa vapaan hapen ollessa läsnä uunin atmosfäärissä. Kun ferrokromilla päällystet-' tyjä, koostumuksen 1 mukaisia pellettejä kuumennettiin ilmassa lämpötilassa 1300°C 2 tuntia, saavutettiin 92 %: • " 25 nen raudan ja 70 %:nen kromin metallisoituminen. 180 min ja 120 min:n (katkoviiva) jälkeen saavutetut tulokset - esitetään kuvassa 3 vasemmassa reunassa.Additional experiments have shown that ferrochrome coatings are effective even in the presence of free oxygen in the furnace atmosphere. When the ferrochrome-coated pellets of Composition 1 were heated in air at 1300 ° C for 2 hours, 92%: 25% metallization of iron and 70% chromium was achieved. Results obtained after 180 min and 120 min (dashed line) - shown in Figure 3 on the left.
Rautaoksidin pelkistyksen suhteen kokeita on tehty lämpötiloissa 800-1000°C päällystämällä hematiitti-' 30 ja antrasiittipohjäiset pelletit, jotka eivät sisältä- :·. neet sulatusaineita, ferrokromilla ja kuumentamalla 1QQ % CC>2 sisältävässä atmosfäärissä. Pellettien koostumus esitetään taulukossa 2, ja raudan (Fe) metallisoituminen kuvassa 4. Jälkimmäinen osoittaa, että 85 % Fe: 35 sta metallisoitui käsiteltäessä 180 min lämpötilassa 12 88622 800°C, kun taas 100 % Fe:sta metallisoitui käsiteltäessä 180 min lämpötilassa 1000°C.Experiments on the reduction of iron oxide have been carried out at temperatures of 800 to 1000 ° C by coating hematite and anthracite-based pellets which do not contain:. ferrochrome and heating in an atmosphere containing 10% CCl 2. The composition of the pellets is shown in Table 2, and the metallization of iron (Fe) in Figure 4. The latter shows that 85% of Fe 35 metallized after 180 min treatment at 12 88622 800 ° C, while 100% Fe metallized after 180 min treatment at 1000 ° C C.
Taulukko 2Table 2
FeCr-päällystetty hematiittipellettikoostumus 5 Hematiittia 71,6 1) Koko materiaali luokitel tiin siten, että 75 % 74yumFeCr-coated hematite pellet composition 5 Hematite 71.6 1) The whole material was classified as 75% 74yum
Antrasiittia 26,4Anthracite 26.4
Bentoniittia 2,0 2) Päällysteen lisäys = 30 m-% kuivista päällystetyistä pelleteistä 10 PäällysteBentonite 2.0 2) Addition of coating = 30 m-% of dry coated pellets 10 Coating
Hienojakoista FeCr:a 98 Bentoniittia 2 Tämä keksintö tarjoaa siten hyvin tehokkaan keinon käytettäväksi pelletoitujen syöttömateriaalien, 15 joihin on sekoitettu kiinteää pelkistintä, kiinteässä tilassa tehtävässä pelkistyksessä, jolla keinolla estetään ainakin mitattavissa olevassa määrin tällaisen 4* kiinteän pelkistimen ja sen kuumentamiseen käytettävien kaasujen välinen kosketus kiinteässä tilassa tehtävässä 20 pelkistysprosessissa.The present invention thus provides a very efficient means for use in the solid state reduction of pelletized feed materials mixed with a solid reducing agent, thereby preventing, at least to a measurable extent, the contact between such 4 * solid reducing agent and the gases used to heat it. in 20 reduction processes performed in the state.
Lisäksi kuumien hapettavien kaasujen sisältämä käyttökelpoinen vapaa energia ja palavien kaasujen sisältämä kemiallinen energia, joita ei tähän mennessä ole voitu käyttää oksidimateriaalien kuumentamiseen ja pel-25 kistämiseen, voidaan nyt käyttää hyväksi ja toteuttaa polttoaineiden (kaasumaisten, nestemäisten tai kiinteiden) täydellinen polttaminen täysin hapettuneeseen muotoon, jolloin kaikki käytettävissä oleva palamisenergia tulee hyödynnetyksi. Jopa vapaan hapen läsnäolon pala-30 miskaasuissa ei pitäisi johtaa pelkistyksen merkittävään heikkenemiseen, kun suojana ovat tällaiset metalli- tai seospäällysteet.In addition, the usable free energy contained in hot oxidising gases and the chemical energy contained in combustible gases, which have hitherto not been able to be used to heat and reduce oxide materials, can now be exploited and complete combustion of fuels (gaseous, liquid or solid) in fully oxidized form, in which case all available combustion energy is utilized. Even the presence of free oxygen in the combustion gases should not lead to a significant reduction in reduction when protected by such metal or alloy coatings.
Tällaisten päällysteiden eräänä lisäetuna on se, että ne voivat estää pellettien tarttumista ja parantaa 35 agglomeraatin fysikaalista lujuutta (esimerkiksi tuloksen paraneminen jopa kuusinkertaiseksi käytettäessä tavanomaista pudotustestiä).An additional advantage of such coatings is that they can prevent the pellets from sticking and improve the physical strength of the agglomerate (e.g., a six-fold improvement in result when using a conventional drop test).
ii
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ZA869653 | 1987-02-23 | ||
ZA8609653 | 1987-02-23 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI880787A0 FI880787A0 (en) | 1988-02-19 |
FI880787A FI880787A (en) | 1988-08-24 |
FI88622B FI88622B (en) | 1993-02-26 |
FI88622C true FI88622C (en) | 1993-06-10 |
Family
ID=25578675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI880787A FI88622C (en) | 1987-02-23 | 1988-02-19 | Process for thermal reduction of agglomerated metallurgical materials |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI88622C (en) |
GR (1) | GR1000041B (en) |
PH (1) | PH26656A (en) |
TR (1) | TR23879A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102965526B (en) * | 2012-11-19 | 2014-07-02 | 锦州新桥高纯材料有限公司 | Method for producing high-purity metal chromium by using carbon reduction method |
-
1988
- 1988-02-19 FI FI880787A patent/FI88622C/en not_active IP Right Cessation
- 1988-02-19 GR GR880100093A patent/GR1000041B/en unknown
- 1988-02-22 PH PH36540A patent/PH26656A/en unknown
- 1988-02-23 TR TR88/0143A patent/TR23879A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TR23879A (en) | 1990-10-16 |
FI880787A (en) | 1988-08-24 |
GR880100093A (en) | 1988-12-16 |
FI88622B (en) | 1993-02-26 |
PH26656A (en) | 1992-09-04 |
GR1000041B (en) | 1990-05-11 |
FI880787A0 (en) | 1988-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5518837B2 (en) | Method for producing nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and / or metal carbonate | |
RU2492247C1 (en) | Device and method for producing reduced iron from alkaline metal-containing metallurgical dust as initial material | |
EP0976843A1 (en) | Treatment of steel plant waste metal oxides by firing the same in the form of coke containing briquettes | |
EA021212B1 (en) | Method for producing ferroalloy containing nickel | |
GB2044235A (en) | Process for producing metallized iron pellets | |
KR950018560A (en) | How to recover zinc from zinc containing dust | |
Mantovani et al. | The strength and the high temperature behaviors of self-reducing pellets containing EAF dust | |
Ayyandurai et al. | Blast furnace flue dust as a potential carbon additive in hematite ore pellet | |
RU2626371C1 (en) | Method of processing metallurgical production waste | |
US3938987A (en) | Process for preparing a smelter furnace charge composition | |
FI88622C (en) | Process for thermal reduction of agglomerated metallurgical materials | |
Mantovani et al. | Electric arc furnace dust-coal composite pellet: effects of pellet size, dust composition, and additives on swelling and zinc removal | |
US3153586A (en) | Slag coated ore compacts and process for making the same | |
US3547623A (en) | Method of recovering iron oxide from fume containing zinc and/or lead and sulfur and iron oxide particles | |
BR0208171A (en) | Method for producing self-reducing agglomerates for use in iron production and Apparatus for producing self-reducing agglomerates having a cement binder for use in iron production | |
JP5298493B2 (en) | Steelmaking dust treatment method | |
FI107454B (en) | Process for sintering ferroalloy materials | |
AU7341098A (en) | Recycling process for brass foundry waste | |
CA1236307A (en) | Method of reducing hydrocarbon emissions occurring during iron ore sintering operations | |
彭及 et al. | Kinetics of isothermal reduction of stainless steelmaking dust pellets | |
US943724A (en) | Process of briqueting metallic iron. | |
FI127031B (en) | PROCEDURE AND ARRANGEMENTS FOR PREPARING CHROMITE CONCENTRATE FOR PELLETING AND SINTERING AND FEED FOR PELLETING | |
GB1572566A (en) | Process for producing reduced iron pellets from iron-containing dust | |
FI87237B (en) | Method for reduction of chromite ore | |
Karasev et al. | Phosphorus removal options at induction melting of steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application | ||
MM | Patent lapsed | ||
MM | Patent lapsed |
Owner name: COUNCIL FOR MINERAL TECHNOLOGY Owner name: MIDDELBURG STEEL AND ALLOYS (PTY) LTD. |