SE463104B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF METALLURGICAL COMPOSITION MATERIALS, MATERIALS PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE, AND APPLICATION OF MATERIALS PREPARED IN THE PROCEDURE OF AN ANNUAL MELTING PROCEDURE - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF METALLURGICAL COMPOSITION MATERIALS, MATERIALS PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE, AND APPLICATION OF MATERIALS PREPARED IN THE PROCEDURE OF AN ANNUAL MELTING PROCEDUREInfo
- Publication number
- SE463104B SE463104B SE8601005A SE8601005A SE463104B SE 463104 B SE463104 B SE 463104B SE 8601005 A SE8601005 A SE 8601005A SE 8601005 A SE8601005 A SE 8601005A SE 463104 B SE463104 B SE 463104B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- ore
- procedure
- produce
- iron
- lignite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0066—Preliminary conditioning of the solid carbonaceous reductant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/008—Composition or distribution of the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
- C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
- C21B5/026—Injection of the additives into the melting part of plastic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/02—Preliminary treatment of ores; Preliminary refining of zinc oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
êóš ...A ~ CJ? I: N Förfarandet för kvalitetsförbättring och förtätning av brunkol. som beskrives i ovan nämnda patentskrifter, är ett förfarande. som överför mjuk spröd rå brunkol, med en vattenhalt av ca 60 2 i brutet tillstånd, till en hård, nötningsbeständig, svart fast substans med en vattenhalt av ca 10 %. Vid förfarandet utsättes brunkolen, med brytningstillståndets vattenhalt, för skjuv- ning/gnidning i en utvald knådningsanordning under perioder, som kan variera från 5 minuter eller mindre till 1 timme eller mer beroende på den hårdhet, som erfordras i den färdiga förtä- tade produkten. is ... A ~ CJ? I: N The procedure for quality improvement and densification of lignite. described in the above-mentioned patents, is a process. which transfers soft brittle crude lignite, with a water content of about 60 2 in the broken state, to a hard, abrasion resistant, black solid with a water content of about 10%. During the process, the lignite, with the water content of the state of refraction, is subjected to shearing / rubbing in a selected kneading device for periods which may vary from 5 minutes or less to 1 hour or more depending on the hardness required in the finished densified product.
Skjuvningen har flera funktioner, som är av betydelse i före- liggande sammanhang. Kolet överföras till fin partikelform, åt- minstone en del av vattenhalten, som från början var finför- delad i kolets porösa struktur, omvandlas till en flytande huvudfas, som medför att kolet blir vått och plastiskt och slutligen bildas ett mycket stort antal och områden av nykluvna kolytor. Dessa nykluvna ytor deltager i ett bryggbindningsför- farande mellan partiklar, som slutligen bringar kolmassan att hårdna och bli mycket tätare, under samtidigt uteslutande och förlust av större delen av den ursprungliga vattenmängden. Den- sitetsökningar från ca 0,8 till 1,4 är ej ovanliga. Vattenför- lusten sker snabbt (t.ex. 80 2 på 24 timmar i stillastående luft vid 20°C) och maximal hårdhet uppnås inom 3-4 dagar. Efter gnidning utsättes det nu plastiska kolet för komprimering under avsevärt tryck genom lämpliga strängpressnings- eller hög- trycksbriketteringsanordningar, t.ex. en ringvalspress. I ett speciellt exempel är komprimeringsanordningen i form av en skruvdriven kolv-i-cylindermaskin, som framställer cylindriska produkter med en diameter av antingen 3 eller 10 mm, vilka kan skäras till vilken önskad längd som helst. Anbringande av tryck under strängpressning tros vara av betydelse för att pressa de nykluvna ytorna på kolpartiklarna tätt intill varandra, varige- nom underlättas bryggbindníng och i hög grad förbättras den hastighet, vid vilken bindning sker. Användningen av höga tryck under strängpressning möjliggör avsevärd minskning av kolets gnidningsbehandlingstid. Tider så korta som 5 minuter eller mindre blir praktiskt möjliga, speciellt om en effektiv gnid- ningsmaskin användes.The shear has several functions, which are important in the present context. The carbon is transferred to fine particulate form, at least part of the water content, which was initially finely divided in the porous structure of the carbon, is converted into a liquid main phase, which causes the carbon to become wet and plastic and finally forms a very large number and areas of freshly split carbonates. These newly split surfaces take part in a bridge bonding process between particles, which ultimately causes the coal mass to harden and become much denser, while at the same time excluding and losing most of the original amount of water. Density increases from about 0.8 to 1.4 are not uncommon. Water loss occurs rapidly (eg 80 2 in 24 hours in stagnant air at 20 ° C) and maximum hardness is reached within 3-4 days. After rubbing, the plastic carbon is now subjected to compression under considerable pressure by suitable extrusion or high-pressure briquetting devices, e.g. a ring roller press. In a particular example, the compression device is in the form of a screw-driven piston-in-cylinder machine, which produces cylindrical products with a diameter of either 3 or 10 mm, which can be cut to any desired length. Applying pressure during extrusion is believed to be important in pressing the newly split surfaces of the carbon particles close together, thereby facilitating bridge bonding and greatly improving the rate at which bonding occurs. The use of high pressures during extrusion enables a significant reduction in the friction treatment time of the carbon. Times as short as 5 minutes or less become practically possible, especially if an efficient rubbing machine is used.
U) _pw (f U~l *ha CD HN.U) _pw (f U ~ l * ha CD HN.
Den minsta tid, som erfordras för skjuvning-gnidning av det råa brunkolet vid förtätningsförfarandet, är den, som är tillräck- lig för bildning av märkbar fuktighet och plastiska kännetecken i kolmassan. I praktiken bekräftas det erforderliga tillståndet genom visuell observation baserad på erfarenhet. Tidsperioden är en funktion av gnidningsmaskinens arbetshastighet, intensi- teten för skjuvningseffekten, som uppnås av maskinen, och av maskinens effektivitet för att hela tiden tvinga kolet in i skjuvningszonen.The minimum time required for shear-rubbing of the crude lignite in the densification process is that which is sufficient for the formation of appreciable moisture and plastic characteristics in the coal mass. In practice, the required condition is confirmed by visual observation based on experience. The time period is a function of the working speed of the friction machine, the intensity of the shear effect achieved by the machine, and of the efficiency of the machine to constantly force the carbon into the shear zone.
Vid mycket korta skjuvningstider kan kolets vattenhalt vara kritisk; om den är alltför låg minskar kraftigt maskinens effektivitet. Erfarenhet visar att brunkol med vattenhalter av ca 60 viktprocent visar optimala skjuvnings-gnidningsegenska- per, medan vattenhalter nära 54 2 (eller mindre) är otillfreds- ställande.At very short shear times, the carbon content of the carbon can be critical; if it is too low, the efficiency of the machine is greatly reduced. Experience shows that lignite with water contents of about 60% by weight shows optimal shear-rubbing properties, while water contents close to 54 2 (or less) are unsatisfactory.
Med användning av en sigma-knådningsmaskin. som arbetar med en knådningsaxelhastigheter av 40 och 20 varv per minut och ett fritt utrymme vid rotorväggen av 0,3 mm, har olika brunkol från Victoria och Tyskland framgångsrikt omvandlats till sträng- pressningsbara plastiska tillstånd inom perioder av 30 sekun- ders skjuvningsgnidning. Emellertid bör 30 sekunder ej betrak- tas såsom minimitiden, som omfattas av föreliggande krav, eftersom tiden till avsevärd grad kommer att styras av effekti- viteten för den tillgängliga maskinen. Varje period, som är tillräcklig för att omvandla det råa brunkolet till ett sträng- pressningsbart plastiskt tillstånd, är lämplig.Using a sigma kneading machine. working at a kneading shaft speeds of 40 and 20 revolutions per minute and a free space at the rotor wall of 0.3 mm, various lignite from Victoria and Germany have been successfully converted into extrudable plastic states within periods of 30 seconds shear rubbing. However, 30 seconds should not be considered as the minimum time, which is covered by the present requirements, as the time will be significantly controlled by the efficiency of the available machine. Any period which is sufficient to convert the crude lignite to an extrudable plastic state is suitable.
Det bör noteras att i praktiken kan korta skjuvnings-gnidnings- tider, som ger en begränsad storleksreduktion av brunkolspar- tiklarna, kompenseras till viss uträckning genom den efterföl- jande användningen av höga strängsprutningstryck. I själva ver- ket leder en relativt torr plastisk massa till utvecklandet av höga tryck i strängpressningsanordningens munstycksomräde.It should be noted that in practice short shear rubbing times, which give a limited reduction in the size of the lignite particles, can be compensated to some extent by the subsequent use of high extrusion pressures. In fact, a relatively dry plastic mass leads to the development of high pressures in the nozzle area of the extruder.
Enligt en föredragen utföringsform hänför sig föreliggande upp- finning till ett kontinuerligt skjuvnings-strängpressningsför- 465 ÉÛIÉ» 4 farande. De mycket korta gnidningstiderna möjliggör kontinuer- ligt arbete, varvid brunkol i små stycken (5 mm eller mindre) kontinuerligt matas till en skjuvnings-gnidningsmaskin av sigmatyp med låg hastighet (20-40 varv per minut). Utformningen av denna maskin är avsedd att ge en uppehållstid för kolet i skjuvningszonen av erforderlig storleksordning (enligt ovanstå- ende definition) innan det uttages genom en lämpligt placerad utmatningsskruv. Utmatningsskruven tillför det fuktiga gníd- ningsbehandlade kolet till ett spruthuvud konstruerat för att ge erforderligt presstryck och ge tillräckligt fasta pelletter för motstående av måttliga belastningar omedelbart efter bildning.According to a preferred embodiment, the present invention relates to a continuous shear extrusion process. The very short rubbing times enable continuous work, whereby lignite in small pieces (5 mm or less) is continuously fed to a sigma-type shear rubbing machine at low speed (20-40 revolutions per minute). The design of this machine is intended to provide a residence time for the carbon in the shear zone of the required order of magnitude (as defined above) before it is taken out by a suitably placed discharge screw. The discharge screw supplies the moist rubbing-treated carbon to a spray head designed to provide the required compression pressure and provide sufficiently solid pellets to withstand moderate loads immediately after formation.
En maskin, som utför de beskrivna funktionerna och har en ut- matningsskruv och pressanordning integrerat fastsatta, är Sigma Knetmachine HKS 50, som framställes av Janke & Kunkel GmbH & Co., KH IKA-Werk Beingen. Även om uppfinningen ej skall begränsas av någon förutsatt eller hypotetisk mekanism för de observerade gynnsamma effek- terna. är det troligt att förtätningen börjar fortgå vid märk- bar hastighet så snart tillräcklig mängd kluvna/skjuvade kol- ytor finns tillgängliga. Detta leder till en ytterligare för- bättring, varigenom erhålles ett kontinuerligt förfarande, vid vilket kolet har en uppehållstid i gnidnings(skjuvnings)-zonen, som är precis tillräcklig för framställning av material, som effektivt kan strängpressas i en strängpressanordning eller pressanordning för högt tryck.A machine that performs the described functions and has a discharge screw and press device integrally attached is the Sigma Knetmachine HKS 50, which is manufactured by Janke & Kunkel GmbH & Co., KH IKA-Werk Beingen. Although the invention is not to be limited by any presumed or hypothetical mechanism for the observed beneficial effects. it is probable that the densification will begin at a noticeable speed as soon as a sufficient amount of split / sheared carbon surfaces is available. This leads to a further improvement, whereby a continuous process is obtained, in which the carbon has a residence time in the rubbing (shear) zone, which is just sufficient for the production of materials which can be extruded efficiently in an extruder or high pressure extruder. .
Undersökning av egenskaperna för de torkade förtätade brunkols- pelletterna, som framställts på detta sätt, har visat att de bibehåller sin form och ofta blir hårdare vid fortgående upp- hettníng till högre temperaturer. Vid mellan 300 och 400°C ut- vecklas flyktiga material i form av vattenånga och organiska substanser med låg molekylvikt (huvudsakligen fenoler). över ca 500°C bildas endast permanenta gaser (huvudsakligen väte, kol- monoxid, koldioxid och metan). Undersökning av det förtätade brunkolet har visat på dess potentiella användbarhet i vissa metallurgiska tillämpningar, t.ex. sammansatta pelletter. s fšöš 'iflíi- Även om uppfinningen ej skall begränsas av någon föreslagen eller teoretisk mekanism för de observerade gynnsamma effekter- na för föreliggande uppfinning är det troligt att följande betingelser är av betydelse: (a) gnidning av det råa kolet för framställning av den be- skrivna fuktiga eller våta plastiska massan tillhanda- håller en lämplig bärare för effektivt införlivande av finfördelade partikelformiga material, såsom finfördelad metallmalm eller -koncentrat, (b) det fina fördelningstillståndet för det gnidningsbehandla- de kolet leder till en mycket nära fysikalisk förbindelse mellan partiklarna i metallmalm och partiklarna i plasti- cerat kol, varvid de senare fungerar såsom ett kraftigt reduktionsmedel, (c) spontan förlust av förångningsvatten sker från pelletterna under förtätningsreaktionen, varigenom framställes hårda, torra pelletter. som speciellt lämpar sig för relativt snabb upphettning för metallurgiska förfaranden, (d) vid upphettning över 500°C utvecklar det förtätade brun- kolet väsentliga mängder av en gasblandning, som är av starkt reducerande typ, (e) efter pyrolys eller lågtemperaturförkolning uppvisar pelletterna ett restkol, som är i högreaktiv form, som är mycket nära förbunden med de för reducering avsedda faser- na. I detta sammanhang bör noteras att förkolat brunkol är känt för att vara ett effektivt och snabbt metallurgislfl reduktionsmedel. Förutom det reaktiva kolet i det förtå a- de brunkolet förbättrar i mycket hög grad närvarande väte, och då speciellt väte i nascerande form, reduktionsreak- tíonerna.Examination of the properties of the dried condensed lignite pellets, produced in this way, has shown that they retain their shape and often become harder when heated to higher temperatures. At between 300 and 400 ° C, volatile materials develop in the form of water vapor and low molecular weight organic substances (mainly phenols). above about 500 ° C only permanent gases are formed (mainly hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane). Examination of the densified lignite has shown its potential usefulness in certain metallurgical applications, e.g. composite pellets. Although the invention is not to be limited by any proposed or theoretical mechanism for the observed beneficial effects of the present invention, it is likely that the following conditions are relevant: (a) friction of the crude coal to produce the be written moist or wet plastic mass provides a suitable carrier for the effective incorporation of finely divided particulate materials, such as finely divided metal ore or concentrate, (b) the fine state of distribution of the rubbed carbon leads to a very close physical connection between the particles in metal ore and the particles in plasticized carbon, the latter acting as a powerful reducing agent, (c) spontaneous loss of evaporation water occurs from the pellets during the densification reaction, thereby producing hard, dry pellets. which is particularly suitable for relatively rapid heating for metallurgical processes; residual carbon, which is in a highly reactive form, which is very closely linked to the phases intended for reduction. In this context, it should be noted that charred lignite is known to be an effective and rapid metallurgical reducing agent. In addition to the reactive carbon in the well-known lignite, the hydrogen present, and in particular hydrogen in nascent form, greatly improves the reduction reactions.
Det har genom omfattande experimentella undersökningar visat sig att finfördelade malmer och koncentrat, speciellt oxidiska järnmalmer, lätt blandar sig med det våta plastiska kolet och då de tillsättes under gnidning eller skjuvning av det senare erhålles en jämn homogen blandning. En sådan blandning kan lätt strängpressas eller briketteras och de på detta sätt framställ- da pelletterna, kulorna eller briketterna torkar och hårdnar e till överraskande utsträckning. I vissa fall uppvisar den hård- nade produkten tämligen minskad hållfasthet i lufttorkat till- stånd, men detta övervinnes ofta vid pyrolys. I andra fall finns en skenbar reaktion mellan den oorganiska fasen och kol- beståndsdelarna. som resulterar i en avsevärd ökning av den torkade produktens hâllfasthet.Extensive experimental studies have shown that finely divided ores and concentrates, especially oxidic iron ores, mix easily with the wet plastic carbon and when they are added while rubbing or shearing the latter, a uniform homogeneous mixture is obtained. Such a mixture can be easily extruded or briquetted and the pellets, beads or briquettes produced in this way dry and harden to a surprising extent. In some cases, the cured product shows rather reduced strength in the air-dried state, but this is often overcome by pyrolysis. In other cases there is an apparent reaction between the inorganic phase and the carbon constituents. resulting in a significant increase in the strength of the dried product.
Det metallurgiska uppträdandet för olika sammansatta material kommer att beskrivas i följande exempel.The metallurgical behavior of various composite materials will be described in the following examples.
Under arbetet med föreliggande uppfinning har det visat sig att mycket snabba reduktionshastigheter kan uppnås i de sammansatta pelletterna av brunkol. Såsom nämnts är det troligt att ett väsentligt bidrag till systemets reduktíonseffekt erhålles genom nyutvecklat atomiskt eller nascerande väte, som alstras under förbehandlingsupphettning av de sammansatta materialen.During the work on the present invention, it has been found that very fast reduction rates can be achieved in the composite pellets of lignite. As mentioned, it is likely that a significant contribution to the reducing effect of the system is obtained by newly developed atomic or nascent hydrogen, which is generated during pretreatment heating of the composite materials.
Flervärda fenoler bidrager troligen väsentligt till det pyroly- tiska vätet. men andra reaktiva produkter kan även vara inblan- dade. Utvecklandet av atomiskt väte nära den för reduktion av- sedda fasen innebär möjlighet till synnerligen snabb och effek- tiv reduktion av de fasta malmpartiklarna.Polyhydric phenols probably contribute significantly to the pyrolytic hydrogen. but other reactive products may also be involved. The development of atomic hydrogen close to the phase intended for reduction means the possibility of extremely fast and efficient reduction of the solid ore particles.
Sammanfattningsvis medför sammansatta material enligt före- liggande uppfinning betydande fördelar genom att de kan ge: (a) effektiv bindning - i kallt tillstånd - av fin partikel- formig malm eller koncentrat. (b) tillräcklig hållfasthet i de osintrade sammansatta pelletterna eller briketterna för att möjliggöra fram- gångsrik hantering för torkning och efterföljande matning till förupphettnings- eller “pyro1ys"-ugnar. __- 7 465 ÜÉÅ (c) snabb och effektiv reduktion av oxidmalmer, speciellt järnmoxidmalmer, men även omfattande andra, såsom kromit- malmer, (d) ett idealt medel för samtidigt överförande av både parti- ellt och väsentligen metalliserade pelletter el].r bri- ketter tillsammans med kol till smältugnar, speciellt de, som utnyttjar senare tids nya badsmältningsförfaranden, (e) reducerade/metalliserade pelletter eller briketter, som lätt kan hanteras, transporteras och lagras utan risk för återoxidation eller för att uppvisa pyrofort uppträdande, såsom uppträder med olika typer av förreducerade samman- satta järnmalmprodukter, som för närvarande är tillgäng- liga.In summary, composite materials of the present invention provide significant advantages in that they can provide: (a) effective bonding - in the cold state - of fine particulate ore or concentrate. (b) sufficient strength of the unsintered composite pellets or briquettes to enable successful handling for drying and subsequent feeding to preheating or pyroilysis furnaces. (c) rapid and efficient reduction of oxide ores, in particular iron oxide ores, but also comprising others, such as chromite ores, (d) an ideal means for the simultaneous transfer of both partially and substantially metallised pellets or briquettes together with coal to smelting furnaces, especially those which use recent new bath smelting processes, (e) reduced / metallized pellets or briquettes, which can be easily handled, transported and stored without risk of re-oxidation or to exhibit pyrophoric behavior, such as those with various types of pre-reduced composite iron ore products currently available. league.
Användbara sammansatta material innehållande viss grundmetall- malm OCh KOIICGIICIIBt, t.êX. zinkkónCêntrat, kan äVen framßtällâß.Useful composite materials containing certain base metal ore AND KOIICGIICIIBt, t.êX. zinc concentration, can also be produced.
Exempel 1 Vid detta förberedande försök framställdes sammansatta pelletter av förtätat brunkol och järnmalm enligt nedanstående beskrivning och upphettades därefter för bestämning av typ och mängd gaser. som utvecklades. sammansatta pelletter av torkat förtätat brunkol och järnmalm, som innehöll 75 2 järnoxid, framställdes med användning av för- farandet, som beskrives i exempel 2. Loy Yang-kol från fyndig- heter i Latrobe valley. Victoria, Australien användes. Efter förberedande pyrolys i kväveatmosfär vid 400°C för avlägsnande av vatten och organiska flyktiga substanser med låg lekylvikt placerades pelletterna i ett kvartsrör fäst vid ett vakuum- system.Example 1 In this preparatory experiment, composite pellets of densified lignite and iron ore were prepared as described below and then heated to determine the type and amount of gases. which developed. Composite pellets of dried densified lignite and iron ore, containing 75 2 iron oxide, were prepared using the procedure described in Example 2. Loy Yang coal from deposits in the Latrobe valley. Victoria, Australia was used. After preparatory pyrolysis in a nitrogen atmosphere at 400 ° C to remove water and low volatile organic volatiles, the pellets were placed in a quartz tube attached to a vacuum system.
Då förberedande pumpning hade avlägsnat all luft ökades tempe- raturen gradvis för pelletterna till 900°C. Prover på utveck- lade gaser vid olika temperaturer avlägsnades för analys på en masspektrometer. De huvudsakliga gaserna visade sig vara väte. 463 104 a kolmonoxid. koldioxid, metan och en liten mängd vattenånga. De ungefärliga relativa partialtrycken för de första fyra produk- terna vid de tre temperaturerna visas på fig. l.When preparatory pumping had removed all air, the temperature of the pellets was gradually increased to 900 ° C. Samples of evolved gases at different temperatures were removed for analysis on a mass spectrometer. The main gases turned out to be hydrogen. 463 104 a carbon monoxide. carbon dioxide, methane and a small amount of water vapor. The approximate relative partial pressures of the first four products at the three temperatures are shown in Fig. 1.
Vid 600°C utgjorde väte den största beståndsdelen, följt av kolmonoxid och koldioxid (ungefär lika stora mängder), med metan såsom minsta beståndsdel. Då temperaturen ökade till 900°C blev väteutvecklingen mer framträdande och även utveck- lingen av kolmonoxid ökade. Koldioxidutvecklingen minskade märkbart och metanutvecklingen till mindre utsträckning.At 600 ° C, hydrogen was the major constituent, followed by carbon monoxide and carbon dioxide (approximately equal amounts), with methane as the smallest constituent. As the temperature increased to 900 ° C, the hydrogen evolution became more prominent and the evolution of carbon monoxide also increased. Carbon dioxide evolution decreased markedly and methane evolution to a lesser extent.
Från detta försök är det uppenbart att de förtätade pelletterna ger en stark reducerande atmosfär vid upphettning till höga temperaturer. Denna atmosfär utövar en starkt reducerande effekt, som adderas till eventuell direkt reduktion genom det fasta reaktiva kolet eller det nascerande vätet inne i de sammansatta pelletterna eller briketterna.From this experiment it is obvious that the densified pellets give a strong reducing atmosphere when heated to high temperatures. This atmosphere exerts a strong reducing effect, which is added to any direct reduction by the solid reactive carbon or the nascent hydrogen inside the composite pellets or briquettes.
Exempel 2 Sammansatta kulor eller pelletter framställdes med olika pro- portioner fin järnoxid och kol från Morwell, Victoria. Austra- lien (N3372 borrhål).Example 2 Compound beads or pellets were prepared with different proportions of fine iron oxide and carbon from Morwell, Victoria. Australia (N3372 borehole).
I vardera fallet knådades 200 g rått kol (60 % vatten) i 4 timmar i en knådare av sigma-typ. såsom beskrives i den austra- liska patentanskríften 561586. 15 minuter före avslutad knåd- ning tillsattes utvalda viktmängder finmald järnoxid (laborato- riereagensmaterial) till den plastiska massan och knådningen fortsatte därefter tillräckligt länge för erhållande av en nog- grant blandad jämn plastisk massa. Denna strängpressades där- efter med en handdriven skruvsträngpressanordning för åstad- kommande av cylindriska pelletter. som från början uppvisade en -diameter av 10 mm (ca B mm efter torkning) och med en längd som varierade från 10 till 20 mm. Pelletterna fick torka och hårdna i stillastående laboratorieluft vid 20°C i sju dagar. De tor- kade pelletterna utsattes därefter för pyrolys i en ström av kvävgas, varvid de från början hölls i 1 timme inom temperatur- området 300-400°C för avlägsnande av återstående vatten och or- VI ganiska flyktiga substanser med låg molekylvikt, följt av ytterligare upphettning i 1 timme med en ökning av temperaturen till 700°C. Denna senare upphettningsperiod var avsedd att be- stämma huruvida påvisbar reduktion hade börjat inom det avsedda temperaturområdet. I ett fall (se nedan) upphettades pelletter till l070°C. i detta fall i den reducerande atmosfär, som alst- rades genom kolets pyrolys.In each case, 200 g of crude carbon (60% water) was kneaded for 4 hours in a sigma-type kneader. as described in Australian Patent Specification 561586. 15 minutes before the end of kneading, selected amounts of weight of finely ground iron oxide (laboratory reagent material) were added to the plastic mass and the kneading was then continued long enough to obtain a thoroughly mixed even plastic mass. This was then extruded with a hand-driven screw extruder to produce cylindrical pellets. which initially had a diameter of 10 mm (about B mm after drying) and with a length ranging from 10 to 20 mm. The pellets were allowed to dry and harden in stagnant laboratory air at 20 ° C for seven days. The dried pellets were then subjected to pyrolysis in a stream of nitrogen, initially held for 1 hour in the temperature range of 300-400 ° C to remove residual water and low molecular weight organic volatiles, followed by further heating for 1 hour with an increase in temperature to 700 ° C. This later heating period was intended to determine whether a demonstrable reduction had begun within the intended temperature range. In one case (see below), pellets were heated to 1070 ° C. in this case in the reducing atmosphere generated by the pyrolysis of carbon.
Pelletter framställdes med 10, 30, 50 resp. 75 viktprocent (beräknat på vikten torrt kol) järnoxid. Det sammansatta mate- rialet med lO 2 järnoxid gav en medelkrosshållfasthet av 20 MPa, vilket tyder på utveckling av ytterligare bindningar under pyrolys.Pellets were prepared with 10, 30, 50 and 75% by weight (calculated on the weight of dry carbon) iron oxide. The composite material with 10 2 iron oxide gave an average crush strength of 20 MPa, indicating the development of additional bonds during pyrolysis.
Tryck/krosshållfastheter för de förtätade kolpelletterna be- stämdes efter mätning av höjd (H) och diameter (D) för de för provning avsedda pelletterna med en mikrometer.Compressive / crush strengths of the densified carbon pellets were determined after measuring the height (H) and diameter (D) of the pellets intended for testing by one micrometer.
Pelletterna placerades därefter på städet i en universell prov- ningsmaskin (Tirius Olsen Testing Machine Co.. Willor Grove.The pellets were then placed on the anvil in a universal testing machine (Tirius Olsen Testing Machine Co. Willor Grove.
Pa.) och en axiell belastning anbringades över de plana ändarna tills pelletterna brast.Pa.) And an axial load was applied over the flat ends until the pellets broke.
Tryckhållfastheten oc beräknades från kraften F (bestämd från den maximala belastning. som pelletten kunde motstå) en- ligt följande formel: se = (4F/wnz) (H/D)°'5 Alla de sammansatta materialen var starkt magnetiska (speciellt 75:25 malm:förtätad kolblandning) efter pyrolys till 700°C, vilket tyder på framställning av reducerat järn.The compressive strength oc was calculated from the force F (determined from the maximum load that the pellet could withstand) according to the following formula: se = (4F / wnz) (H / D) ° 'All the composite materials were highly magnetic (especially 75: Ore: densified carbon mixture) after pyrolysis to 700 ° C, indicating production of reduced iron.
Vid ett försök placerades pelletter innehållande 75 2 Fe2O3 i ett kvartsrör förbundet med ett vakuumsystem. Röret pumpades fritt från alla gaser, medan det upphettades till 500°C. Röret isolerades därefter från pumparna och tryckförändringen obser- verades då temperaturen ökades ytterligare vid ungefär konstant 46” 104 10 hastighet till l070°C. Resultaten av dessa mätningar visas på fig.2. vid ca 900°C började en mycket snabb tryckökning och det blev nödvändigt att pumpa bort gas för att hålla det totala trycket under atmosfärstryck. väsentlig gasutveckling fortsatte ända tills försöket avslutades. Fenomenen beskrivna i detta försök är typiska för pelletter innehållande järnoxid och tyder f) på kemiska reaktioner mellan oxiden och substanser, som härrör från kolet.In one experiment, pellets containing 75 2 Fe 2 O 3 were placed in a quartz tube connected to a vacuum system. The tube was pumped free of all gases while heating to 500 ° C. The tube was then isolated from the pumps and the pressure change was observed as the temperature was further increased at approximately constant 46 ”104 10 speed to 1070 ° C. The results of these measurements are shown in Fig.2. at about 900 ° C a very rapid pressure increase began and it became necessary to pump off gas to keep the total pressure below atmospheric pressure. significant gas evolution continued until the experiment ended. The phenomena described in this experiment are typical of pellets containing iron oxide and indicate f) chemical reactions between the oxide and substances derived from carbon.
Vid 800°C tycks den huvudsakliga reaktionen vara reduktion av järnoxiden genom utvecklat väte med framställning av vatten.At 800 ° C the main reaction seems to be reduction of the iron oxide by evolved hydrogen with the production of water.
Denna reaktion tycks kompletteras vid ca 900°C med reduktions- reaktioner, som omfattar kolmonoxid och kol med en väsentlig nettoökning av det totala gastrycket. vid slutet av detta för- sök uppvisade pelletterna. medan de var starkt ferromagnetiska, ej något synligt metalliskt järn. Då temperaturen ökades ytter- ligare med användning av pelletter såsom elektroder i en lik- strömsbåge i en inert atmosfär bildades mycket snabbt småkulor av smidbart järn.This reaction seems to be supplemented at about 900 ° C with reduction reactions, which include carbon monoxide and carbon with a significant net increase in the total gas pressure. at the end of this experiment, the pellets showed. while they were strongly ferromagnetic, no visible metallic iron. As the temperature was further increased using pellets such as electrodes in a direct current arc in an inert atmosphere, small balls of malleable iron formed very quickly.
Sammansatta pelletter innehållande 75 2 Fe203 efter förbe- redande pyrolys vid 700°C, enligt ovanstående beskrivning, pro- vades ytterligare genom doppning i ett bad av flytande järn. som hölls vid 1500°C. Gasutveckling började omedelbart vid ned- doppning och fortsatte under hela doppningsperioden på 30 sekunder. Pelletterna föll ej sönder, utan fortsatte att ut- veckla gas under snabb upplösning i det flytande järnet. Upp- lösningshastigheten var störst på den sida av pelletterna, som hade utsatts för högst temperatur under den förberedande pyro- lysen genom kontakt med ugnsväggen; troligtvis fanns mer redu- cerat järn närvarande i den zonen i pelletten, varigenom an- greppshastígheten genom det flytande järnet ökades. Detta för- sök visar att de sammansatta järnpelletterna i ett förreducerat tillstånd kan användas såsom matarmaterial för att ge både järn och kol till stålframställningsugnar genom ett nytt badsmält- ningsförfarande.Composite pellets containing 75 2 Fe 2 O 3 after preparative pyrolysis at 700 ° C, as described above, were further tested by dipping in a liquid iron bath. which was maintained at 1500 ° C. Gas evolution began immediately upon immersion and continued throughout the immersion period of 30 seconds. The pellets did not break, but continued to develop gas during rapid dissolution in the liquid iron. The dissolution rate was greatest on the side of the pellets which had been exposed to the highest temperature during the preparatory pyrolysis by contact with the oven wall; more reduced iron was probably present in that zone in the pellet, thereby increasing the rate of attack by the liquid iron. This experiment shows that the composite iron pellets in a pre-reduced state can be used as feed material to supply both iron and carbon to steel production furnaces through a new bath melting process.
Det underförstås att uppfinningen rent allmänt ej begränsas till de speciella detaljer, som omnämnts ovan.It is to be understood that the invention is generally not limited to the particular details mentioned above.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPG977685 | 1985-03-18 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8601005D0 SE8601005D0 (en) | 1986-03-05 |
SE8601005L SE8601005L (en) | 1986-09-19 |
SE463104B true SE463104B (en) | 1990-10-08 |
Family
ID=3770981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8601005A SE463104B (en) | 1985-03-18 | 1986-03-05 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF METALLURGICAL COMPOSITION MATERIALS, MATERIALS PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE, AND APPLICATION OF MATERIALS PREPARED IN THE PROCEDURE OF AN ANNUAL MELTING PROCEDURE |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61270342A (en) |
CN (1) | CN1011143B (en) |
BR (1) | BR8601177A (en) |
CA (1) | CA1281907C (en) |
DD (1) | DD250551A5 (en) |
DE (1) | DE3608899A1 (en) |
FI (1) | FI84840C (en) |
FR (1) | FR2582018B1 (en) |
IN (1) | IN165327B (en) |
NZ (1) | NZ215368A (en) |
SE (1) | SE463104B (en) |
ZA (1) | ZA861957B (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10311345A1 (en) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Trützschler GmbH & Co KG | Device for determining the fiber lengths and the fiber length distribution on a fiber material sample, in particular in spinning preparation |
US8999033B2 (en) * | 2010-12-15 | 2015-04-07 | Midrex Technologies, Inc. | Method and system for producing direct reduced iron and/or hot metal using brown coal |
CN110191967A (en) * | 2016-11-23 | 2019-08-30 | 环境清洁技术有限公司 | Via the low temperature direct-reduction of the metal oxide in situ for generating reducibility gas |
CN106903323A (en) * | 2017-04-17 | 2017-06-30 | 江苏省冶金设计院有限公司 | A kind of Iron concentrate fast reduction in low temperature method and apparatus |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE677261C (en) * | 1936-08-15 | 1939-06-22 | Max Lengersdorff | Process for preparing iron ores for reduction and smelting |
NZ207098A (en) * | 1983-02-17 | 1986-09-10 | Univ Melbourne | Upgrading brown coal by subjecting it to shear forces |
DE3603005A1 (en) * | 1985-02-01 | 1986-08-21 | CRA Services Ltd., Melbourne, Victoria | Method of producing compacted coal pellets |
-
1986
- 1986-03-04 NZ NZ215368A patent/NZ215368A/en unknown
- 1986-03-05 SE SE8601005A patent/SE463104B/en not_active IP Right Cessation
- 1986-03-14 FI FI861077A patent/FI84840C/en not_active IP Right Cessation
- 1986-03-14 DD DD86287911A patent/DD250551A5/en unknown
- 1986-03-17 DE DE19863608899 patent/DE3608899A1/en not_active Withdrawn
- 1986-03-17 CN CN86101735A patent/CN1011143B/en not_active Expired
- 1986-03-17 IN IN207/CAL/86A patent/IN165327B/en unknown
- 1986-03-17 JP JP61059066A patent/JPS61270342A/en active Pending
- 1986-03-17 BR BR8601177A patent/BR8601177A/en unknown
- 1986-03-17 ZA ZA861957A patent/ZA861957B/en unknown
- 1986-03-18 FR FR8603833A patent/FR2582018B1/en not_active Expired
- 1986-03-18 CA CA000504432A patent/CA1281907C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN165327B (en) | 1989-09-23 |
SE8601005D0 (en) | 1986-03-05 |
FI861077A (en) | 1986-09-19 |
ZA861957B (en) | 1987-01-28 |
FR2582018B1 (en) | 1989-11-17 |
CN86101735A (en) | 1986-11-19 |
FI861077A0 (en) | 1986-03-14 |
BR8601177A (en) | 1986-11-25 |
SE8601005L (en) | 1986-09-19 |
FI84840C (en) | 1992-01-27 |
FR2582018A1 (en) | 1986-11-21 |
DE3608899A1 (en) | 1986-09-18 |
FI84840B (en) | 1991-10-15 |
JPS61270342A (en) | 1986-11-29 |
NZ215368A (en) | 1988-02-29 |
CN1011143B (en) | 1991-01-09 |
CA1281907C (en) | 1991-03-26 |
DD250551A5 (en) | 1987-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pai et al. | Wear resistance of cast graphitic aluminium alloys | |
Ma et al. | Effect of Fe2O3 in Fe2O3/AP composite particles on thermal decomposition of AP and on burning rate of the composite propellant | |
EP1881051B1 (en) | Process for producing blast furnace coke | |
US4042486A (en) | Process for the conversion of pitch into crystalloidal pitch | |
US3330654A (en) | Continuous process for producing sheet metal and clad metal | |
EP3309489A1 (en) | Heat treatment apparatus for carbonaceous grains and method therefor | |
SE463104B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF METALLURGICAL COMPOSITION MATERIALS, MATERIALS PREPARED ACCORDING TO THE PROCEDURE, AND APPLICATION OF MATERIALS PREPARED IN THE PROCEDURE OF AN ANNUAL MELTING PROCEDURE | |
GB2172586A (en) | Metallurgical composites | |
US6547993B1 (en) | Process for making polytetrafluoroethylene-aluminum composite and product made | |
Li et al. | Powder injection molding 440C stainless steel | |
JPH10158714A (en) | Production of low moisture and low sulfur carburnizing material for metallurgy | |
US20090013904A1 (en) | Method for manufacturing a solid plating material and the solid plating material manufactured by the method | |
RU2257341C1 (en) | Fine-grain graphite preparation process | |
Karwan-Baczewska | Properties of new sintered molybdenum steels modified with boron. | |
SU1263425A1 (en) | Plasticizer for compacting powders | |
WO2002020198A1 (en) | Composite metal powder for powder metallurgy | |
BE823764A (en) | IMPROVEMENTS RELATING TO AN IRON OXIDE MATERIAL FOR FUSION | |
Zhang et al. | Investigation into manufacturing Fe–Cu–C alloy parts through indirect selective laser sintering | |
RU2214472C1 (en) | Method of carbon thermal production of chromium and its carbides | |
RU2015188C1 (en) | Method of introducing dispersed particles into melts | |
Vilčáková et al. | Electrical properties of composites of hard metal carbides in a polymer matrix | |
RU2154658C1 (en) | Epoxy composition | |
Sakaguchi | Effects of Mixing and Sintering Conditions on Some Properties of Sintered Titanium-Molybdenum Alloy | |
SU1759934A1 (en) | Method of producing cast iron base composite antifriction material | |
RU2251580C2 (en) | Method for briquetting metallic chip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8601005-5 Effective date: 19921005 Format of ref document f/p: F |