NO159968B - Installasjonssystem med skjoetekontakt. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av herdede pellets av jernsvamp inneholdende innbundet kull.

Det er kjent å fremstille herdede pellets av jernsvamp

i dreierørsovn ved å redusere jernmalm i form av stykkmalm eller kuler i en lagring av kullholdig materiale og eventuelt tilsetnings-

stoffer ved temperaturer under smeltetemperaturen. Denne fremgangs-

måte er i første rekke anvendbar hvis malm med lavt innhold av gang-

art er tilgjengelig og hvis man ønsker utvinne en jernsvamp som uten etterfølgende behandling kan viderebearbeides i smelteovner,

som elektroovner, masovner, kupolovner eller lignende.

Det,er også kjent å bearbeide mindreverdige malmer,

spesielt med et jerninnhold understigende 60%, som ikke er egnet for anrikning ved fIotasjon, synke- og flytefremgangsmåten eller lignende,

til et høyereverdig forprodukt for smeltning i masovn eller, eventuelt

andre ovnstyper ved å redusere malmen med kull som reduksjonsmiddel i dreierørsovner i stor utstrekning at jerninnholdet i stor utstrekning overføres til metallisk form, hvoretter jernet etter egnet maling av den reduserende malm adskilles fra gangarten ved magnetseparering. Man får på denne måte et til en vesentlig del metallisk jernpulver med lavt innhold av forurensninger i form av slaggbestand-deler som imidlertid må agglomereres for den etterfølgende behand-

ling. Dette har hittil bare vært ansett teoretisk mulig ved brikettering under meget høyt trykk men ikke praktisk anvendbart da briketter av tilfredsstillende fasthet kunne fremstilles av fin-

kornet jernsvampmateriale bare ved meget høye presstrykk på

4-5 tonn/cm ved brikettering i kald tilstand.

Så høyt presstrykk kan ikke fåes med vanlige presser, eksempelvis valsepresser eller ringvalsepresser, og ved anvendelse av så høyt presstrykk under bearbeidningen i andre typer presser, eksempelvis syUnderpresser, fåes meget kraftig slitasje av press-verktøyet. Hvis man derimot for å minske presstrykket gjennomfører briketteringen i varm tilstand, må man imidlertid arbeide under be-skyttelsesgass og pressene må avkjøles, hvilket i begge tilfeller medfører tekniske vanskeligheter. Dessuten blir slitasjen av press-verktøyet på grunn av den høye temperatur ikke betraktelig lavere enn ved koldpressing med et trykk på 4- tonn/cm eller høyere.

Ved den fortsatte bearbeidning av jernsvampen er det

ofte hensiktsmessig at jernsvampproduktet inneholder en viss mengde restkull, som er tilstrekkelig såvel for reduksjon av tilbakeværende jernoksyd som for innstilling av et visst ønsket kullinnhold i sluttproduktet etter nedsmeltningen. Man har tidligere foreslått en fremgangsmåte til å fremstille stykkformet kullholdig jernsvamp ved å blande finkornet jernmalm med større mengder kull enn det som er nødvendig for reduksjon av den totale jernmengde til metallisk jern samt fremstille råkuler av pellets av denne blanding og redusere disse på sinterbånd. Det er også teoretisk mulig å bare delvis gjennomføre reduksjonen av pelletene i en rotasjonsrøreovn med hjelp av innforlivet kull.og gjennomføre resten av reduksjonen ved hjelp av en pelletene omgivende lagring av fast, kullholdig reduksjonsmiddel. -ftl sistnevnte tilfelle skulle en lavere mengde i råkulene innforlivet kull være nødvendig for å gi det ønskede restkullinnhold i de reduserte pellets eller kuler.

Begge disse forslag har en ulempe at asken fra det innforlivede kull blir tilbake i de reduserte pellet, hvorved gang-artinnholdet økes på en ikke ønsket måte. En stor del av det i kullet inngående svovel blir tilbake likeledes i de reduserte pellets. Denne ulempe er spesielt merkbar hvis hele den for reduksjonen nødvendige kullmengde innforlives i pelletene.

En ytterligere ulempe ved disse tidligere foreslåtte fremgangsmåter er at pelletene som er fremstillet av blandinger av malm eller malmkonsentrat og kull har meget lav fasthet, således at en stor del av disse ikke kan motstå påkjenningen under passasjen gjennom ovnen. For disse tidligere kjente forslag for fremstilling av herdede pellets av jernsvamp med innforlivet kull forutsettes dessuten at høyverdig jernmalm eller malmkonsentrat står til dispo-sisjon, da det ved disse foreslåtte fremgangsmåter ikke finnes noen mulighet til under prosessen å adskille bergart og andre slaggbe-standdeler.

Det var også tenkelig å innblande kull i den ved reduksjon av fattig jernmalm ved mekanisk opparbeidning ivaretatte finkornede jernsvamp før briketteringen, men dette skulle medføre at ennå høyere presstrykk ville kreves enn ved brikettering av rent jernsvamppulver, resp. at fastheten av de med like høyt presstrykk fremstilte briketter skulle bli ennå dårligere.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av herdede pellets av jernsvamp med eller uten innforlivet kull, hvorved de ovenfor angitte ulemper unngås og gjennom hvilke det er mulig å fremstille herdede pellets av jernsvamp med eller uten et valgfritt innhold av innforlivet kull. Oppfinnelsen grunner seg hovedsakelig på den overraskende iakttakelse at formlegemet kan fremstilles av finkornet jernsvamp med tilsetning av bakende kull

og eventuelt annet kullholdig materiale praktisk talt uten anvendelse av presstrykk ved at man under egnede betingelser former svampen til pellet på samme måte som anvendes for malm. Pelletiseringen gjennom-føres således under fuktning, eksempelvis på en pelletriserings-tallerken eller i en granuleringstrommel enskjønt det er kjent at. metallisk jern overhodet ikke har noen bindingsevne og derfor ikke egner seg for pelletisering.

Det har imidlertid helt overraskende vist seg at den finkornede jernsvamp som denne fåes ved direkte reduksjon av jernmalm i dreierørsovner, tilsluttende, maling og mekanisk oppberedning, og under de ved pelletiseringen rådende betingelser, spesielt ved fuktning utsettes for en viss tllbakeoksydering. og at under denne tilbakeoksydering fåes en viss bindingsevne, som i det minste er fullstendig tilstrekkelig for fremstilling av råpellet av tilfredsstillende fasthet og som' heller ikke nedsettes i betraktelig grad ved innforliving av kull ved pelletiseringen. Råfastheten kan også økes ved tilsetning av i og for seg kjente råfasthetsøkende tilsetninger som bentonitt i en mengde på 0,1 - 3%« Spesielt egnet er tilsetning av kalk, spesielt av kalkhydrat, da denne tilsetning med-fører en økning av såvel råfasthet som den endelige fasthet og ikke bare er uskadelig men også egnet med hensyn til anvendelsesformålet med det i henhold til oppfinnelsen fremstilte produkt. Det er egnet å avpasse kalktilsetningen således at tilsetningen er tilstrekkelig til at ved den etterfølgende nedsmeltning å forslagge de i pelletene nærværende gangartskomponenter. Det er i henhold til oppfinnelsen dessuten nødvendig å underkaste de på denne måte fremstilte blande-pellets av jernsvamp og eventuelt kull en forholdsvis kort etter-følgende varmebehandling. Denne etterfølgende varmebehandling kan gjennomføres i henhold til forskjellige prinsipper og på forskjellig måte. Det er egnet å gjennomføre varmebehandlingen ved å tilbake-

føre råpelletene til den dreierørsovn hvori den anvendte jernmalm ble redusert til jernsvamp. Ved denne etterbehandling reduseres på nytt de ved pelletformningen reoksyderte deler, samt det fåes en for den fortsatte bearbeiding av de kullfrie eller kullholdige pellets tilstrekkelig herdning.

I henhold til oppfinnelsen innforliver man i kulene

et bakende kull eller en blanding av bakende kull og andre kullholdige materialer. Ved strukturforandring hos det bakende kull

ved pyrolyse eller tørrdestillering i temperaturområdet omkring 350 - 500°C fåes en betraktelig herdning som bibeholdes også om den for herdningen optimale temperatur opp til omtrent gOO°C i kortere tid overskrides med noen 100°C. Hvis man nøyer seg med denne herdning er det tilstrekkelig å innføre blandpelletene av jernsvamp og kull i dreierørsovnens sluttsone, omtrent i den siste tredjedel til femtedelen av ovnen og at deretter gjennomføre oppvarmningen av pelletene ved hjelp av varmeinnholdet i ovnschargen. De derved ut-drivne flyktige bestanddeler kan med ovnstrekken føres inn i den foranliggende reduksjonssonen og foroppvarmningssonen og i disse anvendes for reduksjon resp. foroppvarmningen. Den for pyrolyse-behandlingen av kullet nødvendige varmemengde medfører som ytterligere fordel at den etter dreierørsovnen innkoplede kjøler for kjøling av det reduserte, fra ovnen utmatede gods kan avlastes i tilsvarende grad.

I henhold til ytterligere en egnet utførelsesform av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes herdningen av pelletene ved sammensveising av jernmetallpartikler som finner sted ved temperaturer over O/00°C i merkbar grad og med optimalt resultat ved temperaturer på omtrent 1100 - 1200°C. For å få denne herdning er det nødvendig å tilbakeføre pelletene av jernsvamp som eventuelt kan inneholde kull så langt før dreierørsovnens utmatningsehde at den disponible oppholdstid er tilstrekkelig for at kulene ved til-føring av ytterligere varmemengde skal oppvarmes til en temperatur på 900 - 1200°C. Dette kan eksempelvis tilveiebringes ved hjelp av en ved utmatningsenden av dreierørsovnen anordnet sentralbrenner eller ved hjelp av mantelbrennere, hvorigjennom gassformet, flytende eller partikkelformet brensel innføres i dreierørsovnen sammen med den nødvendige forbrenningsluft. Det er imidlertid også mulig å anvende de fra det eventuelt iblandede kull avdrivne flyktige bestanddeler for forbrenning ved hjelp av tilført luft og herved dekke dette varmebehov.

Forskjellige fasthetsøkende tilsetninger kan anvendes hver for seg eller i kombinasjon. Spesielt egnet er en kombinasjon av kalk og bakende kull resp. kalkhydrat og bakende kull, da denne kombinasjon gir god råholdfasthet og god fasthet hos det ferdige produkt uten utillatelig økning av de slaggdannende bestanddeler i sluttproduktet.

I henhold til en ytterligere spesielt egnet utførelses-form av foreliggende oppfinnelse tilsetter man før pelletiseringen til den finkornede jernsvamp jernmalmkonsentrat, eksempelvis magnetit, i en mengde på 10-50% og fortrinnsvis 20-30%, beregnet på jernsvamp-mengden, for å regulere sammensetningen i sluttproduktet, spesielt med hensyn til innhold av ikke ønskede sporeelementer. For regu-lering av innholdet av ønskede legeringsmetaller er det også mulig

å tilsette stoffer inneholdende legeringskomponenter, som nikkel-

og kromoksyd eller ljknende.

En spesiell fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at denne kan innforlives i de i og for seg tidligere kjente fremgangsmåter for fremstilling av jernsvamp av jernsvamp av fattig malm gjennom direkte reduksjon, maling og magnetseparering. Et spesialtilfelle av denne anvendelse angis i det følgende under hen-visning til det på tegningen viste arbeidsskjerna.

Eksempel 1.

Ved forsøket ble det anvendt en dreierørsovn med lengde 7,85 m og indre diameter 0,5 m. I denne dreierørsovn 1

ble det tilsatt gjennom en beskikningsanordning 2 en blanding av malm, kull og svovelbindende tilsetningsstoffer av følgende sammensetning:

Malmen ble tilsatt med en kornstørrelse på 0-15 mm og hadde følgende kjemiske sammensetning: Det som reduksjonsmiddel anvendte antrasitkull inneholdt:I

Reduksjonsmidlet ble tilsatt med en kornstørrelse på 0-10 mm. Samtidig ble det tilført gjennom samme beskikningsanordning 2 overskuddSkull, som ble tilbakeført gjennom en ledning 17*

Blandingen ble redusert i dreierørsovnen ved en mak^ simaltemperatur på 1100°C, og reduksjonsproduktet ble avkjølt i en etterkoplet kjøler 3 under utelukkelse av luft til 60°C.

Det utmatede gods ble oppdelt på en sikt 7 1 ferdige, hårdbrente pellet av jernsvamp, som ble fjernet som ferdigprodukt 18, samt finkornet materiale som med en magnetseparator 8 ble oppdelt i magnetisk materiale og umagnetisk materiale. Det umagnetiske materiale ble ført med transportorgan 15 til en væskeseparerings-anordning, hvori kullaske, gangart, kalk og liknende ble adskilt.

Det på denne måte rensede overskuddskull førtes gjennom en ledning 17 igjen til beskikningsanordningen 2.

Den magnetiske del av det utmatede produkt med en kornstørrelse under 15 mm ble ført gjennom en ledning 16 til en kvern 10, hvori produktet ble malt tilsvarende til sammenvoksningsgraden hos den beskikkede malm i prosessen i henhold til utførelseseksemplet til 90% under kornstørrelse 40/u> samt ble ført til den andre magnetsepareringsanordning 11. I dette adskilles det umagnetiserte gods og ble transportert med transportorganet 19 til slagghaugen. Det hovedsakelig av metallisk jern bestående finkornede gods ble tilført etter blanding med bentonittkull og jernmalmkonsentrat gjennom en transportanordning 12 til en blander 13 og en pelleti-seringstallerk I4. Pr. 100 deler jernsvamp ble det tilsatt 20 deler av en bakende kull, 20 deler av et jernmalmkonsentrat og 0,5 deler bentonitt. Helningsvinkelen og rotasjonshastigheten på pelleti-seringstallerkenen 14 ble regulert således at pelletene fikk en størrelse på 15-20 mm.

Vanninnholdet i pelletene utgjorde 11,5%. Pelletene ble ført gjennom beskikningsanordningen 4 til den siste tredjedel av dreierørsovnen og herdet i denne. De ved l8 utmatede herdede pellet inneholdt ved forsøket i henhold til dette eksempel 84,6% jern totalt, 81,4% metallisk jern og 6,0% restkullstoff C.

Trykkfastheten utgjorde 60 kg pr. kule.

Eksempel 2.

Man gikk ut fra samme malm som ved forsøket i henhold til eksempel 1 og tilsatte til det i den andre magnetseparator 11 utvunnet jernsvampkonsentrat før pelletiseringen pr. 100 deler jernsvamp: 15 deler bakende kull, 20 deler hematitkonsentrat og 10 deler kalkhydrat. De ved 18 utmatede herdede pellets hadde et innhold av 89,5 vektprosent jern totalt, 85,3 vektprosent metallisk jern og 0,22% restkullstoff C.

Trykkfastheten gikk opp til 167 kg pr. kule.

Eksempel 3. v

Man anvendte samme jernsvampkonsentrat som ved for-søket i henhold til eksempel 1 og 2 og blandet dette etter adskilling i det andre magnetsepareringstrinn 11 med 20 deler bakende kull, 20 deler jernmalmkonsentrat og 5 deler kalk pr. 100 vektdeler jernsvampkonsentrat, samt formet blandingen til pellets under tilsetning av vann. Etter herdning ved 1100°C får man kuler som har en fasthet på 174 kg pr. kule og inneholder 90,0 vektprosent Fe totalt, 87 vektprosent Fe i metallisk form og 1 vektprosent restkullstoff

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av herdede pellets av jernsvamp ved direkte reduksjon av fattig jernmalm i dreierørsovn til hovedsakelig metallisk tilstand, idet den fra ovnen utmatede reduserte malm etter avkjøling og adskilling av overskuddet av reduksjonskull, kullaske og eventuelle tilsetningsstoffer males samt anrikes magnetisk og den herved adskilte gangart fjernes fra prosessen, og idet den magnetiske fraksjon formes til pellets ved rulling og under fuktning, hvoretter pelletene herdes ved etter-følgende varmebehandling, karakterisert ved at den magnetiske fraksjon før pelletiseringen blandes med bakende kull eller en blanding av bakende kull og annet kullholdig materiale, samt at den etterfølgende varmebehandling gjennomføres ved 500 - 1200°G.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at pelletenes varmebehandling tilveiebringes ved tilbakeføring av pelletene til den siste tredjedel av den reduksjonsovn hvori reduksjonen av den som utgangsmateriale anvendte jernmalm til jernsvamp gjennomføres.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at man før pelletiseringen av den magnetiske fraksjon til denne setter høyprosentig jernmalm eller jernmalmkonsentrat i en mengde på 10-50% og fortrinnsvis 20-30%, beregnet på jernsvamp-mengden.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3. karakterisert ved at man før pelletiseringen til den magnetiske fraksjon setter legeringskomponentholdige stoffer som nikkel-, krom-mangan- eller vanadinoksyd. ■ 5' Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4> karakterisert ved at man til blandingen av finkornet jernsvamp og kull og eventuelt høyprosentig jernmalm eller jernmalmkonsentrat setter fasthetsøkende tilsetninger.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5>karakterisert ved at man som fasthetsøkende tilsetning anvender kalkhydrat.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at man som fasthetsøkende tilsetninger anvender bentonit i en mengde på 0,1-3%.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7. karakterisert ved at restkullstoffinnholdet i de fra den magnetiske fraksjon dannede jernsvar.ippelletene med henblikk på aeres anvendelse i elektroovn, masovn eller kupolcvn reguleres til 2- 10% restkullstoff.