AT166430B - Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm bzw. Eisenpulver durch Reduktion von Eisenoxyden mit Kohle - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm bzw. Eisenpulver durch Reduktion von
Eisenoxyden mit Kohle   An Eisenpulver, das der Herstellung sintermetallurgischer Erzeugnisse dient, werden hohe Reinheitsanforderungen gestellt. Insbesondere muss es von schwerreduzierbaren Oxyden, wie z. B. Al2O3, SiO2, Cr2O3 usw. frei sein, da diese die Sinterung der Pulverteilchen hindern und damit die Festigkeit des Sinterwerkstückes herabsetzen. Wird das Eisenpulver durch Mahlung von Eisenschwamm hergestellt, so wird das für die Erzeugung des Eisenschwammes verwendete Eisenoxyd oder Eisensalz vorher meist einer mechanischen oder chemischen Aufbereitung unterzogen, insbesondere dann, wenn man von Eisenerzen ausgeht. Zu diesem Zweck muss das Eisenoxyd weitgehend zerkleinert werden. 



  Die Herstellung von Eisenschwamm durch Reduktion eines Gemisches von Eisenoxyd und Kohle in indirekt beheizten Tiegeln, Muffeln oder Retorten ist die technisch einfachste Methode seiner Darstellung. Im folgenden werden zwei bekannte Ausführungsformen dieser Arbeitsweise kurz charakterisiert : Ein feines Gemisch von Kohle und Eisenoxyd wird der Reduktion unterworfen, wobei das Verhältnis von Kohle zu Eisenoxyd nahezu dem theoretisch erforderlichen entspricht. Kommt als Eisenoxyd Walzsinter oder Hammerschlag zur Verwendung, so verzichtet man, wenn er rein vorliegt, häufig auf eine weitergehende Zerkleinerung, da er die Form dünner Plättchen aufweist. Der Prozess wird in indirekt beheizten Tiegeln oder Muffeln ausgeführt, u. zw. da das Gut an den Gefässwandungen kleben bleibt, nur intermittierend.

   Der Eisenschwamm ist mit der Asche der verbrauchten und gegebenenfalls mit Resten von unverbrauchter Kohle verunreinigt. 



  Wird daraus Eisenpulver hergestellt, muss dieses durch Magnetscheidung von den Verunreinigungen, soweit dies möglich ist, gereinigt werden. 



  Um die Reduktion des Eisenoxyds kontinuierlich in indirekt beheizten Vertikalretorten oder -kammeröfen vornehmen zu können, wird nach einem weiteren Verfahren das Eisenoxyd-Kohlegemisch unter Verwendung. eines Bindemittels brikettiert. Dadurch wird das Hängen der. Beschickung an der beheizten Wand vermieden und der Wärmetransport in das Innere des Gutes   begünstigt. Die Brikettierung bringt aber den Nachteil mit sich, dass durch die meist verwendeten wohlfeilen Bindemittel, wie Zellpech, Hartpech usw. der Eisenschwamm aufgeschwefelt wird, so dass daraus hergestelltes Eisenpulver für viele Zwecke nicht mehr entspricht. Wie bei der erstgenannten Arbeitsweise ist der Eisenschwamm mit Asche, und allenfalls mit Restkohle, vermengt und muss von diesen Verunreinigungen befreit werden. 



   Die Nachteile der vorhin beschriebenen zwei Ausführungsformen werden zwar im wesentlichen vermieden, wenn Kohle und Eisenoxyd abwechselnd in dünnen, horizontalen Schichten in Tiegeln oder Muffeln gelagert werden. Nach beendeter Reduktion können in diesem Falle die den   Eisenschwammcchichten   oberflächlich anhaftenden   Aschentelici. -n   und Kohlenreste durch Abklopfen oder abblasen leicht entfernt werden. 



  Nachteilig ist jedoch bei dieser Arbeitsweise die   Unmöglichkeit   einer kontinuierlichen Ausführung, da Neigung zum Hängenbleiben der Beschickung vorhanden ist und sich durch Nachrutschen die getrennten Schichten vermischen würden. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- stellung von Eisenschwamm bzw. Eisenpulver durch Reduktion eines Gemisches von Eisenoxyd und Kohle, deren Korngrösse kleiner ist als jene der Eisenoxyde. Gemäss der Erfindung wird das
Eisenoxyd in Form poröser, regelmässig geformter, vorzugsweise kugeliger Körperchen verwendet, in kleinkörnige, hochreaktionsfähige Kohle, die in grossem Überschuss vorliegt, eingebettet und hierauf bei Temperaturen von 900 bis 1100  C intermittierend oder in kontinuierlicher Weise erhitzt. 



   Die Körnungen der porösen Eisenoxydform- linge und der Kohle werden so gewählt, dass erstere in grober Körnung mit enger Kornspanne vorliegen, während die grösste Körnung der Kohle unter der kleinsten   Korngrösse   des Eisenoxydes gehalten wird, beispielsweise 
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<tb> l. <SEP> Korngrösse <SEP> des <SEP> Eisenoxydes <SEP> 8-20 <SEP> mm
<tb> Korngrösse <SEP> der <SEP> Kohle <SEP> 0-6mm
<tb> 2. <SEP> Korngrösse <SEP> des <SEP> Eisenoxydes <SEP> 4-10mm
<tb> Korngrösse <SEP> der <SEP> Kohle <SEP> 0-3-2mm.
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   Zur Herstellung der porösen Eisenoxydformlinge wird beispielsweise so vorgegangen, dass Eisenoxyd, das einen Anteil von mindestens 35% Teilchen einer Korngrösse unter 0-1 mm und den Rest im wesentlichen in einer Teilchengrösse von 0-1 bis   0-3 mm enthält,   mit Hilfe eines schwefelfreien Bindemittels, vorzugsweise Wasser, zu porösen, zweckmässig kugeligen Formlingen einer Teilchengrösse von im wesentlichen grösser als 4 mm und kleiner als 20 mm verformt und mit der Kohle erhitzt wird. 



   Bei der Reduktion der Eisenoxyde wird zweckmässig mit einem Kohlenstoffüberschuss gearbeitet, der mindestens das Doppelte der theoretisch erforderlichen Menge beträgt, vorteilhaft aber dieses Ausmass übersteigt. 



   Das Gemisch wird in Tiegeln, Muffeln oder Retorten, die indirekt beheizt sind, erhitzt. Durch diese Massnahme wird ein Hängenbleiben des Gutes an den Gefässwanderungen vermieden, so dass das Verfahren zweckmässig in kontinuierlich betriebenen   Vertikalretorten-oder-kammeröfen   ausgeführt wird. 



   Wird der, nach dem beschriebenen Verfahren gewonnene Eisenschwamm zu Eisenpulver für Zwecke der Sinterstahlherstellung vermahlen, so ist ein Gehalt an Karbidkohlenstoff erwünscht. 



  Zu diesem Zwecke werden nach beendeter Reduktion die Eisenschwammkömer mit restlicher Kohle weiter bei Temperaturen von 900 bis 1100  C geglüht, wodurch Eisenkarbid gebildet wird. Da zufolge der hohen Porosität der Eisenschwammkörner ein lebhafter Gasaustausch stattfindet, wird auch im Inneren der Körner Kohlenstoff an das Eisen angelagert. Man kann auf diese Weise die Eisenschwammkörner bis zu einem Gehalt von etwa 2% Karbidkohlenstoff aufkohlen. 



   Nach Beendigung der Reduktion können die Eisenschwammkörner durch Siebung von der Kohlenasche und der überschüssigen Kohle getrennt werden. Reste von Asche und Kohle, die an den Eisenschwammkörnern oberflächlich haften bleiben, können leicht durch Abreiben in einer umlaufenden Trommel oder durch Abblasen sowie durch beide Massnahmen entfernt werden. 



   Die Mahlung der regelmässig geformten Eisen- schwammkörner in der Kugelmühle zu Eisen- pulver bereitet Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn die Körner Kugelform haben. Diese werden daher vor der Mahlung zweckmässig auf einer Walzenquetsche oder auf einem anderen Brechapparat zu Plättchen gequetscht, die dann leicht wahlbar sind. Es ist damit der Vorteil einer Verdichtung des Eisenschwammes verbunden, der sich auf die Beschaffenheit des Eisenpulvers günstig auswirkt. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm bzw. Eisenpulver durch Reduktion von Eisenoxyden mit Kohle, deren Korngrösse kleiner ist als jene der Eisenoxyde, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Eisenoxyd zu porösen Körpern verformt, in einem Überschuss   feinkörniger,   reaktionsfähiger Kohle eingebettet und bei Temperaturen von 900 bis 1100  C intermittierend oder in kontinuierlicher Weise erhitzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Eisenoxyd, das einen Anteil von mindestens 35% Teilchen einer Korngrösse unter 0. mm und den Rest im wesentlichen in einer Teilchengrösse von 0. 1 bis 0. 3 mm enthält, mit Hilfe eines schwefelfreien Bindemittels, vorzugsweise Wasser, zu porösen, zweckmässig kugeligen Körnern einer Teilchengrösse von im wesentlichen grösser als 4 mm und kleiner als 20 mm verformt und mit der Kohle erhitzt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuss an Kohle mindestens das Doppelte der theoretisch erforderlichen Menge beträgt, vorteilhaft aber dieses Ausmass übersteigt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Erreichung eines höheren Gehaltes an Karbid- kohlenstoff im Eisenschwamm bzw. Eisenpulver, nach beendeter Reduktion der Eisenoxydkörner die Erhitzung der Eisenschwammkörner mit der restlichen Kohle so lange fortgesetzt wird, bis der gewünschte Kohlenstoffgehalt, der maximal 2% betragen kann, erreicht ist.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Siebung die Eisenschwammkörner zum Zwecke der Ent- fernung noch anhaftender Kohlen-und Aschen- reste in einer umlaufenden Trommel abgerieben werden.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenschwamm- körner vor der Vermahlung zu Eisenpulver zu dichten Plättchen gequetscht werden.