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Verfahren zur Herstellung von Presskörpern aus feinteiligem bis körnigem Erz
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Presskörpern aus feinkörnigen Erzen durch Brikettieren mit Hilfe von Bitumen als Bindemittel und anschliessende Nachbehandlung der Presskörper zu dem Zweck, sie fester und widerstandsfähiger gegen mechanische Beanspruchung zu machen.
Bekanntlich bieten gewisse Erze, beispielsweise Eisenerze, bei der Verhüttung infolge ihrer feinkörnigen bis staubartigen Form besondere Schwierigkeiten. Das Ausmass derselben wechselt von Fall zu Fall, doch ist stets mit ernsthaften Schwierigkeiten zu rechnen, wenn etwa ein Drittel oder mehr des Erzes in der Korngrösse unter 0, 6 mm, d. h. in Stabform, vorliegt. Bei diesen Erzen handelt es sich sowohl um natürliche Erze, die in feinteiliger Form anfallen, wie auch um Zwischenprodukte, wie beispielsweise durch Flotation gewonnene Konzentrate, sowie Nebenprodukte des Hüttenbetriebes, wie beispielsweise Gichtstaub, die zweckmässigerweise der Verhüttung zugeführt werden sollten.
Diese Feinerze müssen für den Einsatz im Hochofen in eine stückige und stückfeste Form gebracht werden, d. h. die Stücke dürfen auch unter der mechanischen Beanspruchung im Schacht des Hochofens nicht wieder zerfallen.
In vielen Fällen können die Feinerze durch Sintern in die erforderliche grobkörnige bis stückige Form gebracht werden. Wegen der notwendigen hohen Temperaturen sind diese Verfahren jedoch oft umständlich und kostspielig. Es ist daher gewöhnlich zweckmässiger, die Feinerze zu brikettieren. Dazu kommt praktisch nur die Brikettierung mit einem Bindemittel in Betracht, d. h. das Feinerz wird unter geeigneten Bedingungen mit einer untergeordneten Menge eines Bindemittels gemischt und anschliessend unter einem mechanischen Druck von gewöhnlich 200 bis 300 kg/cm2 zu Presskörpern geformt. Als Bindemittel werden organische Stoffe, wie Teere oder Bitumina, den anorganischen vorgezogen, da sie eine grössere Bindefähigkeit besitzen und keine unerwünschten Schlackenbestandteile in die Hochpfenbeschickung einbringen.
Der Anteil an derartigen Bindemitteln liegt gewöhnlich zwischen 1 und 6 Gel.-%, bezogen auf das fertige Brikett.
Die Schwierigkeit bei der Erzbrikettierung liegt vor allem darin, dass einerseits möglichst feste und widerstandsfähige Presskörper erzielt werden sollen, anderseits der Bindemittelanteil möglichst niedrig gehalten werden soll, da ein Überschuss der organischen Bindemittel Schwierigkeiten durch Teerabscheidung und/oder Kondensation in den Gichtgasen hervorrufen kann. Dieses Problem ist nicht auf die Verwendung von brikettierten Feineisenerzen für Hochöfen beschränkt, sondern tritt ebenso bei andern Ver- Mittungsverfahren auf, in denen Feinerze oder feinteilige Zwischenprodukte, wie etwa abgeröstete Zinkerze, unter Umständen zusammen mit Feinkoks brikettiert werden.
Die Schwierigkeiten werden vermindert, wenn auch im allgemeinen noch nicht beseitigt, wenn man Bitumina verwendet ; hierunter seien im folgenden bituminöse Produkte verstanden, die Rückstände von Destillationsprozessen sind und folglich weniger flüchtige Bestandteile enthalten als beispielsweise die reere. Aus diesem Grunde bieten Destillationsrückstände, wie Erdölbitumen, Vorteile gegenüber beispielsweise Harzen, deren Verwendung aus der deutschen Patentschrift Nr. 132097 bekannt ist, oder Holz- : eer, der in der deutschen Patentschrift Nr. 306571 genannt ist, oder Produkten aus der Sulfitablauge, sogenanntes Zellpech, deren Verwendung in der franz.
Patentschrift Nr. l. 053. 164 für Gemische von Erz md Kohle beschrieben ist.
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<tb>
<tb> 76303Körnung <SEP> der <SEP> Erze <SEP> Labrador-Feinerz <SEP> Kahlenberg-Feinerz
<tb> 8, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> mm-1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> 5, <SEP> 0-2, <SEP> 0 <SEP> mm <SEP> 22, <SEP> 9'%0 <SEP> 3, <SEP> 7% <SEP>
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP> mm <SEP> 35, <SEP> 7% <SEP> 48, <SEP> 5%
<tb> 0, <SEP> 60 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP> mm <SEP> 21, <SEP> 6% <SEP> 28, <SEP> 7%
<tb> 0, <SEP> 20 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> mm <SEP> 9, <SEP> 3% <SEP> 11, <SEP> 8%
<tb> kleiner <SEP> als <SEP> 0,09 <SEP> mm <SEP> 10, <SEP> 5% <SEP> 6, <SEP> 3%
<tb> Spez. <SEP> Gewicht <SEP> 4, <SEP> 07 <SEP> 3,47
<tb>
Bindemittel:
Erdölbitumen (Destillarionsrückstand von Erdöl) mit einem
Erweichungspunkt (R + K) von 550C und einem Penetrations- wert von 40 bis 50 (Normenbitumen gemäss DIN 1995, B 45).
Das jeweilige Feinerz wurde bei etwa 80 C mit 3 Grew.-% des Bitumens innig gemischt und anschlie- ssend unter einem Druck von 220 kg/cm2bei einem Pressenvorschub von 20 mm/min zu zylindrischen Presskörpern von 35 mm Durchmesser und 30 mm Höhe geformt. Ein Teil dieser Presskörper wurde nach mindestens 3 h Abkühlungszeit auf seine Festigkeit geprüft. Weitere Teile wurden in einer Atmosphäre von Feuerungsabgasen für 15 min auf Temperaturen von 250,350, 450 und 550 C erhitzt. Diese wärmebehandelten Presskörper wurden nach mindestens 5 h Abkühlungszeit ebenfalls auf ihre Festigkeit geprüft.
Für die Prüfung der Festigkeit wurden die Presskörper einem steigenden mechanischen Druck in axialer Richtung ausgesetzt und der Höchstwert in kg/cm2 bestimmt, bei dem sie zerstört wurden. Es wurde jedesmal der Durchschnittswert aus mindestens drei Einzelbestimmungen genommen. Dieses Prüfüngsver- fahren entspricht, bis auf die Form der Presskörper, der Vorschrift gemäss DIN 1996.
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<tb>
<tb>
Erz <SEP> Labrador-Feinerz <SEP> Kahlenberg-Feinerz <SEP> Gichtstaub
<tb> Festigkeit, <SEP> kg/cm
<tb> (unbehandelt) <SEP> 141 <SEP> 67 <SEP> 18
<tb> Festigkeit, <SEP> kg/cm2
<tb> nach <SEP> Erhitzung <SEP> auf <SEP> 250 C <SEP> 229 <SEP> 77 <SEP> 28
<tb> Festigkeit, <SEP> kg/cm2
<tb> nach <SEP> Erhitzung <SEP> auf <SEP> 3500C <SEP> 253 <SEP> 102 <SEP> 63
<tb> Festigkeit, <SEP> kg/cm
<tb> nach <SEP> Erhitzung <SEP> auf <SEP> 4500C <SEP> 170 <SEP> 56 <SEP> 18
<tb> Festigkeit, <SEP> kg/cm2
<tb> nach <SEP> Erhitzung <SEP> auf <SEP> 5500C <SEP> 95 <SEP> 46 <SEP> 18
<tb>