DE1123351B

DE1123351B - Process for the production of iron ore briquettes

Info

Publication number: DE1123351B
Application number: DED31907A
Authority: DE
Inventors: James Edward Moore; Donald Herbert Marlin
Original assignee: Dravo Corp
Current assignee: Dravo Corp
Priority date: 1958-11-21
Filing date: 1959-11-17
Publication date: 1962-02-08

Description

Verfahren zur Herstellung von Eisenerzbriketts Die l:rlin@iun@; betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Eisenerzen in feinverteiltem Zustand und insbe-.ondere Methoden, um feinverteilte natürliche Eisenerze und Materialien, die Eisenverbindungen enthalten, wie Oxyde oder Gemische davon, in größere Stücke oder Briketts überzuführen, die sich für eine @'erwendung zur Herstellung von Eisen nach bekannten Verfahren eignen. Gemäß der Erfindung können insbesondere feinverteilte Eisenerze, Hochofengichtst,iub und andere eisenhaltige Abfälle und Eisenverbindun,en in feinverteiltem Zustand in Briketts übergeführt werden, die an die Stelle von natürlichen Erzstücken treten können.Method of making iron ore briquettes The l: rlin @ iun @; regards a process for the treatment of iron ores in a finely divided state and in particular Methods to make finely divided natural iron ores and materials containing iron compounds contain, such as oxides or mixtures thereof, to be converted into larger pieces or briquettes, which are suitable for use in the production of iron by known processes suitable. According to the invention, in particular finely divided iron ores, blast furnace topping, iub and other ferrous wastes and iron compounds in a finely divided state be converted into briquettes, which take the place of natural pieces of ore can.

Die natürlichen Vorkommen hochwertiger fester Erze verarmen sehr schnell, und die Industrie geht dazu über, feinverteilte hochkonzentrierte Erze sowie n:it;irliclie feinverteilte ärmere Erze, die vor ihrer Ver-1.1c11dUng angereichert werden müssen, zu verarbeiten. ,Außer den natürlichen Erzen gibt es große Mengen an Hochofengichtstatib, Hammerschlag und anderen eisenhaltigen Abfällen und Eisenverbindungen, die der Eisen- Lind Stahlindustrie in feinverteiltem Zustand zur Verfügung stehen. Solche feinverteilten Materialien sind bekanntlich für eine Verwendung in den üblichen Hochöfen, Herdöfen Lind anderen metallurgischen Öfen ungeeignet, Lind es sind schon viele Verfahren zur Agglomerierung solcher Materialien entwickelt worden, tim sie verwendbar zu machen. Man hat die Materialien schon pelletisiert oder gesintert, oder man hat sie mit hvdraulischem Zemetit oder anderen Bindemitteln gebunden.The natural occurrences of high-quality solid ores are depleted very quickly, and the industry goes over to finely divided highly concentrated ores as well as n: it; irliclie finely divided poorer ores which have to be enriched before they are used, to process. In addition to natural ores, there are large quantities of blast furnace Hammer blows and other ferrous wastes and iron compounds that are Lind steel industry are available in a finely divided state. Such finely divided Materials are known for use in the usual blast furnaces, hearth furnaces And unsuitable for other metallurgical furnaces, and many processes are already there have been developed to agglomerate such materials so they can be used do. The materials have already been pelletized or sintered, or you have they are bound with hydraulic zemetite or other binding agents.

Die feinverteilten Erze und andere feinverteilte Materialien sind auch schon zu Briketts verarbeitet worden. Die meisten der bekannten Brikettierungsverfahren erfordern jedoch die Verwendung von Bindemitteln oder ein längeres und kostspieliges Erwärmen der Briketts nach ihrer Formung, um sie zu härten, damit sie gegen Stöße während ihrer Handhabung und Abtrieb beim Einfüllen in die Öfen beständig sind. Viele dieser bekannten Briketts zerfallen während des Erhitzens in den Hochöfen und Herdöfen und gehen wieder in den feinverteilten Zustand über, was zu großen Verlusten und unwirksamen Schmelzbedingungen führt.The finely divided ores and other finely divided materials are has also already been processed into briquettes. Most of the known briquetting processes however, require the use of binders or a longer and costly one Heating the briquettes after they are formed to harden them so that they can resist impact are persistent during their handling and downforce when they are poured into the ovens. Many of these known briquettes disintegrate during heating in the blast furnaces and hearth ovens and go back into the finely divided state, which leads to large Losses and ineffective melting conditions.

Das Brikettieren ist ein bekanntes Verfahren, um Materialien unter Druck mit oder ohne Vorwärmung zu agglomerieren. Natürlicher Magnetit, Hämatit und Limonit, die die am leichtesten zugänglichen Erze darstellen und deren Eisengehalt für die herkömmlichen Eisengewinnungsverfahren ausreicht, sowie die übrigen obenerwähnten eisenhaltigen Materialien können jedoch nicht durch mäßiges Erwärmen und/oder Druck allein zu dauerhaften, formbeständigen Briketts verformt werden. Gewöhnlich werden sie mit irgendeinem Bindemittel vermischt und nach dem Verpressen einer Wärmebehandlung unterworfen, um die feinverteilten Materialien in eine formbeständige Masse zu überführen, die gehandhabt und in die Öfen eingefüllt werden kann. Die nach solchen Methoden hergestellten Materialien sind kostspielig und erfordern große Investitionen für die Anlagen.Briquetting is a well-known process to subdivide materials Agglomerate pressure with or without preheating. Natural magnetite, hematite and Limonite, which represent the most easily accessible ores and their iron content is sufficient for the conventional iron recovery processes, as well as the others mentioned above Ferrous materials cannot, however, by moderate heating and / or pressure can be formed into permanent, dimensionally stable briquettes alone. Become common mixed them with some binder and, after pressing, a heat treatment subject to convert the finely divided materials into a dimensionally stable mass, which can be handled and poured into the ovens. Those by such methods manufactured materials are costly and require large investments for the facilities.

Das Verfahren der Erfindung zur Vergütung eisenhaltiger Verbindungen, einschließlich Oxyde, Oxydhydrate und Karbonate, besteht nun darin, daß man solche Verbindungen erwärmt und mit einem geeigneten Reduktionsmittel teilweise reduziert, um Sauerstoff daraus zu entfernen, so daß ein Produkt erhalten wird, das aus Eisenoxyden und 0 bis 10'/, an metallischem Eisen besteht, und dieses Produkt dann bei Temperaturen unter 815°C und bei Drücken über 700 kg/cm2 zu Agglomeraten kompakter formbeständiger und durchlässiger Struktur verpreßt.The method of the invention for tempering ferrous compounds, including oxides, hydrated oxides, and carbonates, consists in having such Connections heated and partially reduced with a suitable reducing agent, to remove oxygen therefrom so that a product composed of iron oxides is obtained and 0 to 10 '/, of metallic iron, and then this product at temperatures below 815 ° C and at pressures above 700 kg / cm2 to form agglomerates more compact, dimensionally stable and a permeable structure.

Um die Erfindung näher zu veranschaulichen und ihre Durchführung zu ermöglichen, soll sie im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, worin die einzige Figur eine Ausführungsform einer Apparatur zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung darstellt. Es wurde gefunden, daß das durch eine einleitende teilweise Reduktion von natürlichen Erzen erhaltene Produkt bei mäßiger Hitze und mäßigem Druck leicht zu Briketts verpreßt werden kann, die hinsichtlich ihrer Handhabung und des Einfüllens in die Öfen den natürlichen Stückerzen gleichwertig oder überlegen sind. Es wurde weiterhin gefunden, daß ein derart teilweise reduziertes Erz als Bindemittel für natürliche Fe203- und Fe304-Erze und andere feinverteilte eisenhaltige Verbindungen für die Verformung zu geeigneten Briketts verwendet werden kann. Die Erze können in der Form solcher Briketts in den üblichen Öfen zu Metall reduziert werden, ohne daß ihre Form sich wesentlich ändert. Es wurde gefunden, daß natürliche Magnetitfeinteilchen (Fe30,) durch Erwärmen auf eine Temperatur bis zu 815°C und Verpressen unter Drücken bis zu 7000 kg/cm' nicht zu zufriedenstellenden Briketts verpreßt werden können. Auch Feinteilchen von natürlichem Hämatit (Fe203) bildeten in den gleichen Temperatur- und Druckbereichen keine zufriedenstellenden Briketts. Wenn aber Hämatitfeinteilchen mit einem geeigneten Reduktionsmittel bei Temperaturen unter der Schmelztemperatur zu Fe304 reduziert werden, so können sie anschließend bei Drücken zwischen 700 und 5600 kg/cm' und Temperaturen zwischen 370 und 815'C zu einem Brikett verformt werden, das bei der Handhabung und beim Einfüllen in den Ofen beständig ist und ohne wesentliche Formveränderung oder zu starke Staubbildung zu Metall reduziert werden kann. Ein Bindemittel muß zur Herstellung zufriedenstellender Briketts nicht zugesetzt werden. Die Teilchengröße des zu verpressenden Erzes ist keiner Begrenzung unterworfen. Es wurde gefunden, daß mit einem Material mit einer Korngröße von 9,4 mm bis zu einem Material mit einer Korngröße von 0,15 mm zufriedenstellende Briketts erhalten werden. Wenn gröbere Teilchen verwendet werden, so ist eine gewisse Menge an Feinteilchen erwünscht, um die Hohlräume auszufüllen und eine optimale Dichte zu erzielen.In order to illustrate the invention in more detail and to enable its implementation, it will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which the single figure represents an embodiment of an apparatus for carrying out the method of the invention. It has been found that the product obtained by a preliminary partial reduction of natural ores can easily be pressed under moderate heat and pressure into briquettes which are equivalent or superior to natural lump ores in terms of their handling and charging into the furnaces. It has also been found that such a partially reduced ore can be used as a binder for natural Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 ores and other finely divided iron-containing compounds for shaping into suitable briquettes. The ores in the form of such briquettes can be reduced to metal in the usual furnaces without their shape changing significantly. It has been found that natural magnetite fine particles (Fe30,) cannot be pressed into satisfactory briquettes by heating to a temperature of up to 815 ° C. and pressing under pressures of up to 7000 kg / cm '. Fine particles of natural hematite (Fe 2 O 3) also failed to form satisfactory briquettes in the same temperature and pressure ranges. If, however, fine hematite particles are reduced to Fe304 with a suitable reducing agent at temperatures below the melting temperature, they can then be shaped into a briquette at pressures between 700 and 5600 kg / cm 'and temperatures between 370 and 815 ° C is stable when poured into the furnace and can be reduced to metal without significant change in shape or excessive dust formation. A binder does not have to be added to produce satisfactory briquettes. The particle size of the ore to be injected is not subject to any limitation. It has been found that with a material with a grain size of 9.4 mm to a material with a grain size of 0.15 mm, satisfactory briquettes are obtained. If coarser particles are used, a certain amount of fine particles is desirable in order to fill the voids and achieve optimum density.

Hämatit, der zu Magnetit, dem Oxyd Fe30,, reduziert ist, soll im folgenden als synthetischer Magnetit bezeichnet werden zum Unterschied von natürlichem Magnetit, d. h. dem natürlich vorkommenden Oxyd Fe304. Synthetischer Magnetit hat bei den bei dem Verfahren der Erfindung angewandten Temperaturen und Drücken ein ausgezeichnetes Bindevermögen, natürlicher Magnetit jedoch nicht. Der Grund dafür ist nicht bekannt.Hematite, which is reduced to magnetite, the oxide Fe30 ,, will be used in the following are called synthetic magnetite in contrast to natural magnetite, d. H. the naturally occurring oxide Fe304. Synthetic magnetite has temperatures and pressures used in the process of the invention are excellent Binding capacity, but not natural magnetite. The reason for this is not known.

Wenn synthetischer Magnetit mit natürlichen Magnetitfeinteilchen vermischt und brikettiert wird, so haben die erhaltenen Briketts eine größere Festigkeit als die vollständig aus natürlichen Magnetitfeinteilchen bestehenden und eine geringere als die vollständig aus synthetischem Magnetit gebildeten. Die Festigkeit der Briketts nimmt beinahe direkt proportional der Menge an synthetischem Magnetit in dem brikettierten Gemisch zu.When synthetic magnetite is mixed with natural magnetite fine particles and is briquetted, the briquettes obtained have a greater strength than those consisting entirely of natural magnetite fine particles and a smaller one than those formed entirely from synthetic magnetite. The strength of the briquettes increases almost in direct proportion to the amount of synthetic magnetite in the briquette Mixture too.

Wenn synthetischer Magnetit mit natürlichen Hämatitfeinteilchen vermischt und brikettiert wurde, so hatte das erhaltene Produkt eine größere Festigkeit, als wenn es ganz aus natürlichen Hämatitfeinteilchen gebildet war. Die Festigkeit des brikettierten Gemisches stieg ebenfalls mit dem prozentualen Gehalt an synthetischem Magnetit. Die Bruchfestigkeit von Briketts aus bestimmten Gemischen von synthetischem Magnetit und natürlichem Hämatit erwies sich als der von Briketts, die nur aus synthetischem Magnetit gebildet waren, gleich. Die Bruchfestigkeit von Briketts, die nur aus synthetischem Magnetit bestanden, variierte mit dem Reinheitsgrad des verwendeten Erzes. Die hohe Bruchfestigkeit von Briketts aus Gemischen von natürlichem Hämatit und synthetischem Magnetit kann darauf hinweisen, daß die Kohäsion zwischen den Teilchen aus synthetischem Magnetit und natürlichem Hämatit gleich der zwischen den Teilchen aus synthetischem Magnetit selbst ist.When synthetic magnetite mixed with natural hematite fine particles and was briquetted, the product obtained had a greater strength than when it was formed entirely from natural hematite fine particles. The strength of the Briquetted mixture also increased with the percentage of synthetic Magnetite. The breaking strength of briquettes from certain mixtures of synthetic Magnetite and natural hematite were found to be that of briquettes made only from synthetic Magnetite were formed, the same. The breaking strength of briquettes made only from synthetic Magnetite passed, varied with the purity of the ore used. The height Breaking strength of briquettes made from mixtures of natural hematite and synthetic Magnetite can indicate that the cohesion between the particles is made of synthetic Magnetite and natural hematite equal to that between the particles of synthetic Magnetite itself is.

Die mikroskopische Untersuchung von Erzfeinteilchen ergibt, daß diese Teilchen eine irreguläre Form haben und, wenn sie während des Brikettierens zusammengepreßt werden, nur die Grenzflächen der sich berührenden Teilchen zusammenhaften. Der hier verwendete Ausdruck »synthetischer Magnetit« umfaßt also Hämatitteilchen, die entweder vollständig oder nur teilweise zu Magnetit reduziert sind, und die Kohäsion wird nur durch die miteinander in Berührung stehenden Teile der Partikeln bewirkt. Dies führt zu dem weiteren Schluß, daß ein anscheinend vollständig aus synthetischem Magnetit gebildetes Brikett tatsächlich viele Grenzflächen sich berührender Teilchen aufweisen kann, die aus synthetischem Magnetit und natürlichem Hämatit bestehen. Das würde die überlegene Bruchfestigkeit von Briketts aus synthetischem Magnetit von hochwertigen Erzen und von bestimmten Gemischen aus synthetischem Magnetit und hochwertigem Hämatit erklären.Microscopic examination of ore fines reveals that these Particles are irregular in shape and when compressed during briquetting only the interfaces of the touching particles stick together. This here The term "synthetic magnetite" used therefore includes hematite particles which either are completely or only partially reduced to magnetite, and the cohesion becomes caused only by the parts of the particles in contact with one another. this leads to the further conclusion that a seemingly entirely synthetic Magnetite-formed briquette actually has many interfaces of touching particles composed of synthetic magnetite and natural hematite. That would increase the superior breaking strength of synthetic magnetite briquettes of high quality ores and certain mixtures of synthetic magnetite and explain high quality hematite.

Es wurde festgestellt, daß durch Zugabe von metallischem Fe und/oder Fe0 zu dem synthetischen Magnetit das Bindevermögen des synthetischen Magnetits, wie es oben beschrieben wurde, erhöht wird. Das in diesem Zusammenhang erwähnte Fe0 wird manchmal als »Wustit« bezeichnet.It was found that by adding metallic Fe and / or Fe0 to the synthetic magnetite the binding capacity of the synthetic magnetite, as described above is increased. That mentioned in this context Fe0 is sometimes referred to as "wustite".

Es wurde gefunden, daß teilweise zu metallischem Eisen reduzierte Erze ebenfalls als geeignete Bindemittel beim Brikettieren von feinverteiltem natürlichem Hämatit und natürlichem Magnetit dienen und ebenfalls die Festigkeit von Briketts, die aus teilweise reduziertem Erz (Fe30,) bestehen oder ein solches teilweise reduziertes Erz enthalten, erhöhen. Technische Formen von teilweise zu metallischem Eisen reduzierten Erzen können je nach dem Grad der Reduktion und den Bedingungen, unter denen sie erfolgte, variierende Mengen an Fe und Fe0 enthalten. Untersuchungen haben ergeben, daß das erhöhte Haftvermögen zwischen den Erzpartikeln ebenso auf das Oxyd Fe0 wie auf das metallische Eisen zurückzuführen ist.It was found that partially reduced to metallic iron Ores are also suitable binders when briquetting finely divided natural Hematite and natural magnetite and also the strength of briquettes, which consist of partially reduced ore (Fe30,) or such a partially reduced Contain ore, increase. Technical forms of partly reduced to metallic iron Ores can vary depending on the degree of reduction and the conditions under which they are contained varying amounts of Fe and Fe0. Investigations have shown that the increased adhesion between the ore particles as well as on the oxide Fe0 is due to the metallic iron.

Der Zusatz von eisenhaltigen Verbindungen, in denen das Eisen in der Form von Fe oder Fe0 vorliegt, zu natürlichen Hämatit- und Magnetitfeinteilchen vor dem Erwärmen und Verpressen zu Briketts erhöht das Bindevermögen der natürlichen Erze. Die Umwandlung des natürlichen Hämatits zu synthetischem Magnetit in Gegenwart von Fe und Fe0 bei den Temperaturen des Verfahrens ist offensichtlich das Ergebnis einer Oxydation des Fe und Fe0. Gemische von natürlichem Hämatit und metallisches Eisen enthaltendem Erz in ausreichender Menge, um den gesamten Hämatit zu synthetischem Magnetit zu reduzieren, ergeben bei Anwendung des Verfahrens feste Briketts. Wenn jedoch das teilweise reduzierte Erz, das aus Fe und Fe 0 besteht, in größerer Menge, als zur Reduktion des gesamten Hämatits zu synthetischem Magnetit erforderlich ist, anwesend ist, so haben die erhaltenen Briketts erhöhte Bruchfestigkeit. Eine mikroskopische Untersuchung derart fester Briketts, die au, einem Gemisch mit weniger als 3 °/, an metallischem Eisen hergestellt sind, ergab einen geringen oder gar keinen Gehalt an metallischem Eisen, was darauf hinweist, daß der Überschuß an Fe0 das Haftvermögen des synthetischen Magnetits erhöht. Es folgt, daß diese Eigenschaft des Fe0 für die Brikettierung ausgenutzt werden kann, indem man den natürlichen Hämatit oder den Magnetit teilweise oder vollständig zu dem Oxyd Fe0 reduziert. Bei der Reduktion zu Fe0 kann eine gewisse Reduktion des Erzes zu Metall erfolgen, und diese kann für das Brikettierungsverfahren ebenfalls günstig sein. Das wird weiter unten an Hand der Zeichnung näher erläutert.The addition of ferrous compounds in which the iron is in the In the form of Fe or Fe0, to natural hematite and magnetite fine particles before heating and pressing into briquettes increases the binding capacity of the natural Ores. The conversion of natural hematite to synthetic magnetite in the presence of Fe and Fe0 at the temperatures of the process is obviously the result an oxidation of Fe and Fe0. Mixtures of natural hematite and metallic Iron-containing ore in sufficient quantity to make all of the hematite synthetic Reducing magnetite results in solid briquettes using the process. if however, the partially reduced ore, which consists of Fe and Fe 0, in larger quantities, than is necessary to reduce the total hematite to synthetic magnetite, is present, the briquettes obtained have increased breaking strength. A microscopic one Investigation of such solid briquettes, the au, a mixture with less than 3% of metallic iron produced little or no no content of metallic iron, which indicates that the excess of Fe0 increases the adhesiveness of the synthetic magnetite. It follows that this property des Fe0 can be used for briquetting by using the natural Hematite or the magnetite partially or completely reduced to the oxide Fe0. With the reduction to Fe0 a certain reduction of the ore to metal can take place, and this can also be beneficial for the briquetting process. That will explained in more detail below with reference to the drawing.

Es wurde gefunden, daß Briketts, die in der oben beschriebenen Weise aus synthetischem Magnetit oder Gemischen von synthetischem Magnetit mit natürlichem Hämatit und natürlichem Magnetit oder mit teilweise metallisiertem Erz hergestellt sind, eine gute Durchlässigkeit für Gase aufweisen. Beispielsweise erwies sich ein Brikett von 0,95 cm Dicke, das 7 Minuten in einem Ofen mit einer Temperatur von 650° C eingebracht und danach durch Luft schnell abgekühlt war, nach Zerbrechen als vollständig oxydiert. Es zeigte sich weiterhin, daß seine Festigkeit erhöht war.It has been found that briquettes produced in the manner described above from synthetic magnetite or mixtures of synthetic magnetite with natural Hematite and natural magnetite or made with partially metallized ore have good gas permeability. For example, one turned out to be Briquette 0.95 cm thick, which is 7 minutes in an oven at a temperature of 650 ° C and then quickly cooled by air, after breaking than completely oxidized. It was also found that its strength increased was.

Die verwendeten Reduktionsmittel können gasförmig oder fest sein. CO, H2 und andere bekannte gasförmige Reduktionsmittel haben sich als gut geeignet erwiesen, und auch Kohlenstoff in der Form von Stärke ergab, wenn er dem Hämatit in Mengen bis zu 4 Gewichtsprozent, d. h. in etwas größeren Mengen als den für die Umwandlung von Hämatit, Fe20a, zu Magnetit, Fe,0, (36 Fe,0, ± C6H,o05 24 Fe,0, -#- 6 C02 ; 5 H20) errechneten zugesetzt w erde. Briketts von guter Festigkeit, die auch gegen Abrieb gut beständig waren. Eisen-FeO-Pulver (beispielsweise mit 64°j, metallischem Eisen) ergab, wenn es als Reduktionsmittel verwendet wurde, Briketts von hoher Festigkeit. Wenn geringere Mengen an Eisen, als zur Umwandlung des gesamten Fe,0, zu Fe,0, erforderlich, verwendet wurden, so war die Festigkeit der Briketts mit denjenigen vergleichbar, die unter Verwendung äquivalenter Mengen an Stärke erhalten wurden. Wenn ein Eisen-FeO-Pulver mit 3 bis 10°/, mehr an metallischem Eisen, als zur Reduktion des Hämatis zu Magnetit erforderlich, verwendet wurde, so war die Festigkeit der Briketts beträchtlich erhöht. Wenn 3 bis 5 Gewichtsprozent an feingepulvertem CaO zu dem zu brikettierenden Material hinzugefügt wurden, so waren die Briketts sofort nach dem Pressen ziemlich fest, zerfielen jedoch leicht, wenn sie 1 bis 2 Tage der Luft ausgesetzt waren. Wenn jedoch dem zu brikettierenden Material 4 Gewichtsprozent an granuliertem Kalziumcarbonat zugesetzt wurden, so behielten die Briketts ihre Festigkeit. Der Einschluß einer solchen Kalziumverbindung in die Briketts ist für gewisse anschließende metallurgische Verfahren erwünscht.The reducing agents used can be gaseous or solid. CO, H2, and other known gaseous reducing agents have been found to work well proved, and also yielded carbon in the form of starch when added to the hematite in amounts up to 4 percent by weight, d. H. in slightly larger quantities than that for that Conversion of hematite, Fe20a, to magnetite, Fe, 0, (36 Fe, 0, ± C6H, o05 24 Fe, 0, - # - 6 CO2; 5 H20) is added. Briquettes of good strength that also had good resistance to abrasion. Iron-FeO powder (for example with 64 ° j, metallic iron) when used as a reducing agent gave briquettes of high strength. If smaller amounts of iron than to convert the whole Fe, 0, to Fe, 0, required, so was the strength of the briquettes comparable to those using equivalent amounts of starch were obtained. If an iron-FeO powder with 3 to 10%, more of metallic Iron was used as required to reduce the hematite to magnetite, thus the strength of the briquettes was considerably increased. If 3 to 5 percent by weight of finely powdered CaO were added to the material to be briquetted, so the briquettes were quite firm immediately after pressing, but disintegrated easily, if they have been exposed to air for 1 to 2 days. However, if the one to be briquetted Material 4 percent by weight of granulated calcium carbonate were added, so the briquettes retained their strength. The inclusion of such a calcium compound in the briquettes is desirable for certain subsequent metallurgical processes.

Die Anwesenheit von Feuchtigkeit in dem Erz bietet für das Verfahren keinen Vorteil. Die Temperaturen, bei denen die Hämatite zu Magnetit reduziert werden, sind ausreichend hoch, um das gesamte darin enthaltene Wasser und Kristallisationswasser zu entfernen. Da das Erz heiß verpreßt wird, sind das Erz und/oder die eisenhaltigen Verbindungen trocken. Die nach dem Verfahren der Erfindung unter Verwendung von Partikeln mit einer Korngröße in den angegebenen Bereichen und unter Verwendung ausreichender Mengen an Feilteilchen gebildeten Briketts haben eine dichte kompakte Struktur und besitzen eine hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Abrieb und Staubbildung.The presence of moisture in the ore provides for the process no advantage. The temperatures at which the hematites are reduced to magnetite, are high enough to contain all of the water and water of crystallization it contains to remove. Since the ore is hot-pressed, the ore and / or the ferrous ones are Connections dry. According to the method of the invention using Particles with a grain size in the specified ranges and using Briquettes formed from sufficient quantities of filings have a dense, compact one Structure and have high strength and resistance to abrasion and dust formation.

Beispiel 1 Ein Hämatit mittlerer Reinheit mit einer typischen Trockenanalyse von 56 °/, Eisen, 12 °/, Siliciumdioxyd und 7 °/, Verlust beim Erhitzen wurde nach Reduktion zu dem Oxyd Fe,0, bei 620° C und 1400 kg/cm2 brikettiert. Das erhaltene Brikett bestand einen 4,6-m-Falltest, ohne zu brechen.Example 1 A medium purity hematite with a typical dry analysis of 56 ° /, iron, 12 ° /, silica and 7 ° /, loss on heating was after Reduction to the oxide Fe, 0, briquetted at 620 ° C and 1400 kg / cm2. The received Briquette passed a 4.6 meter drop test without breaking.

Beispiel 2 Ein Hämatit mittlerer Reinheit wurde mit 2,4 Gewichtsprozent Stärke, d. h. der Menge, die sich für eine vollständige Reduktion des Fe,0, zu dem Oxyd Fe,0, errechnet, vermischt und bei 620° C und 1400 kg/cm2 brikettiert. Das erhaltene Brikett bestand einen 4,6-m-Falltest, ohne zu brechen. Eine Untersuchung ergab keine merklichen Mengen an Fe, 0, oder Stärke in dem Brikett.Example 2 A hematite of medium purity was mixed with 2.4 percent by weight of starch, ie the amount calculated for a complete reduction of Fe, 0, to the oxide Fe, 0, and briquetted at 620 ° C. and 1400 kg / cm 2 . The resulting briquette passed a 4.6 m drop test without breaking. Examination revealed no significant amounts of Fe, 0, or starch in the briquette.

Beispiel 3 Ein Hämatit hoher Reinheit ergab nach Reduktion zu Fe30, und Brikettieren bei 620° C und 1400 kg/cm2 eine größere Festigkeit als in gleicher Weise reduzierter Hämatit mittlerer Reinheit und bestand Fallteste bis zu 6 m, ohne zu brechen.Example 3 A hematite of high purity after reduction to Fe30 gave and briquetting at 620 ° C and 1400 kg / cm2 a greater strength than in the same Wise reduced hematite of medium purity and passed drop tests up to 6 m without to break.

Beispiel 4 Ein Hämatit mittlerer Reinheit ergab, wenn er mit Eisen-FeO-Pulver mit 640/, metallischem Eisen in Mengen bis zu im wesentlichen derjenigen, die erforderlich ist, um das gesamte Erz in Fe304 zu überführen, vermischt und umgesetzt wurde, beim Brikettieren bei etwa 620° C und 1400 kg/cm2 Briketts von im wesentlichen der gleichen Festigkeit wie im Beispiel 1. Wenn der Fe-FeO-Gehalt auf zwischen 3 und 10 Gewichtsprozent mehr als der zur Reduktion des gesamten Fe,0, zu Fe30, erforderlichen Menge erhöht wurde, so hatten die erhaltenen Briketts eine größere Festigkeit als die nach Beispiel 1 erhaltenen. Wenn dieses Beispiel mit einem Hämatit hoher Reinheit wiederholt wurde, so wurden noch bessere Briketts erhalten.Example 4 A medium purity hematite was found when mixed with iron-FeO powder with 640 /, metallic iron in amounts up to substantially that required is in order to convert, mix and convert all of the ore into Fe304 Briquetting at around 620 ° C and 1400 kg / cm2 briquettes of essentially the same Strength as in example 1. If the Fe-FeO content is between 3 and 10 percent by weight increased more than the amount required to reduce all of the Fe.0 to Fe30 the briquettes obtained had a greater strength than those according to the example 1 received. If this example was repeated with a high purity hematite, so even better briquettes were obtained.

Beispiel 5 Variierende Mengen an natürlichen Erzen wurden mit variierenden Mengen an Hämatit, das zu nahezu 100°/, zu synthetischem Magnetit reduziert war, vermischt und bei 620° C und 1050 bis 1400 kg/cm2 brikettiert. Die Festigkeit der erhaltenen Briketts nahm proportional dem prozentualen Gehaltan synthetischem Magnetit zu.Example 5 Varying amounts of natural ores were used with varying Amounts of hematite that was reduced to almost 100%, to synthetic magnetite, mixed and briquetted at 620 ° C and 1050 to 1400 kg / cm2. The strength of the The resulting briquettes increased in proportion to the percentage of synthetic magnetite to.

Wenn die vorstehenden Beispiele mit einer handelsüblichen Walzenbrikettiermaschine bei einem Walzendruck bis zu 5600 kg/cm2 wiederholt wurden, so wurden im wesentlichen wieder die obigen Ergebnisse erzielt. Die Vorrichtungen zur Durchführung der Erfindung und die Vorrichtungen zur abschließenden Reduktion des brikettierten Erzes können sehr verschiedenartig sein. Die Briketts können direkt aus der Brikettpresse in einen Reduktionsofen eingefüllt werden.If the above examples with a commercially available roller briquetting machine were repeated at a roller pressure of up to 5600 kg / cm2, so were essentially again achieved the above results. The devices for carrying out the invention and the devices for the final reduction of the briquetted ore be very diverse. The briquettes can be brought in directly from the briquette press a reduction furnace can be filled.

Gemäß der Zeichnung kann die Zuführvorrichtung für Feststoffe 1 Eisenerz einem geeigneten Reduktionsreaktor 2, in dem das Erz ganz oder teilweise in Magnetit übergeführt wird, zuführen. Die Feststoffe und die Reaktorgase werden in einen geeigneten ersten Abscheider 3 ausgebracht. In dem Abscheider 3 wird die Hauptmenge der Feststoffe von dem Gasstrom abgetrennt. Der Rest wird im Abscheider 4 von dem Gasstrom abgetrennt.According to the drawing, the feed device for solids 1 can feed iron ore to a suitable reduction reactor 2 in which the ore is completely or partially converted into magnetite. The solids and the reactor gases are discharged into a suitable first separator 3. In the separator 3, most of the solids are separated from the gas flow. The remainder is separated from the gas flow in the separator 4.

Die im Abscheider 4 anfallenden Feststoffe werden einem zweiten Reduktionsreaktor 5 zugeleitet, in dem die Feststoffe teilweise zu Fe0 und Fe umgewandelt werden. Das feste Produkt und die Reaktionsgase dieses Reaktors werden im Abscheider 6 voneinander getrennt. Die in den Abscheidern 3 und 6 abgetrennten Feststoffe können in einen Magnetabscheider 7 geleitet werden, in dem der synthetische Magnetit und teilweise zu metallischem Eisen reduziertes Erz von der Gangart getrennt und von der die Gangart durch Austrag 8 zu einem Abfallsilo ausgebracht wird. Die erwünschte Fraktion des Erzes wird von der Trennvorrichtung 7 in eine Brikettiervorrichtung 9 geleitet, und die Briketts können, nachdem sie geformt sind, einer weiteren Verarbeitung zugeleitet werden, was durch die Austräge 10, 11 und 12 angedeutet ist. Der Austrag 10 kann Briketts an einen Ofen zur Stahlerzeugung, der nicht dargestellt ist, abgeben und der Austrag 12 an einen Hochofen, der ebenfalls nicht dargestellt ist.The solids occurring in the separator 4 are fed to a second reduction reactor 5 in which the solids are partially converted to FeO and Fe. The solid product and the reaction gases from this reactor are separated from one another in the separator 6. The solids separated in the separators 3 and 6 can be passed into a magnetic separator 7, in which the synthetic magnetite and ore, partially reduced to metallic iron, is separated from the gangue and from which the gangue is discharged through discharge 8 to a waste silo. The desired fraction of the ore is passed from the separating device 7 into a briquetting device 9, and the briquettes, after they have been formed, can be sent to further processing, which is indicated by the outlets 10, 11 and 12 . The discharge 10 can deliver briquettes to a furnace for steel production, which is not shown, and the discharge 12 to a blast furnace, which is also not shown.

Der Austrag 11 der Brikettpresse 9 ist so dargestellt, daß er die Briketts in einen geeigneten Schachtofen 13 für eine direkte Reduktion ausbringt. Die porösen Briketts werden, während sie den Ofen 13 passieren, zu Metall oder möglicherweise zu Eisencarbid (Fe3C) reduziert und können durch Austrag 30 in einen geeigneten Schmelzofen 14 übergeführt werden. In dem Ofen 14 können je nach Wunsch geeignete Zusatzstoffe zugesetzt werden, die dort zusammen mit den metallisierten Briketts durch geeignete Heizmittel, wie durch Einlaß 31 zugeführten Sauerstoff, geschmolzen werden können. Durch Abstich 33 kann die Schlacke, durch Abstich 32 das Eisen ausgebracht werden. Weitere feste Zusatzstoffe, die für das Verfahren erforderlich sein können, können mit dem Erz zusammen durch die Feststoffzuführvorrichtung 1 zugeführt werden, oder sie können bei der Brikettiermaschine durch Aufgabeöffnung 29 zugegeben werden.The discharge 11 of the briquette press 9 is shown in such a way that it brings the briquettes into a suitable shaft furnace 13 for direct reduction. The porous briquettes are reduced to metal or possibly to iron carbide (Fe3C) as they pass through the furnace 13 and can be transferred through discharge 30 into a suitable melting furnace 14 . In the furnace 14 , suitable additives can be added as desired, which can be melted there together with the metallized briquettes by suitable heating means, such as oxygen supplied through inlet 31. The slag can be removed by tapping 33 and the iron by tapping 32. Further solid additives which may be required for the process can be fed in with the ore through the solids feed device 1 , or they can be added through the feed opening 29 of the briquetting machine.

Das Reduktionsgas für alle Reaktoren tritt durch Leitung 15 in den Reaktor 13 ein und durch Leitung 16 aus diesem aus. Aus Leitung 16 strömt es über Leitung 17 in die Reduktionsvorrichtung 5 und von dort in den Gas-FeststoffAbscheider 6, aus dem es durch Leitung 18 austritt. Dann strömt das Reduktionsgas über Leitung 19 in die Reduktionsvorrichtung 2 und den Abscheider 3 und verläßt diesen durch Leitung 20, strömt weiter durch Leitung 21 in den Abscheider 4 und durch Leitung 22 aus diesem aus. Dann wird das Gas durch teilweise Verbrennung mit Luft, die durch Leitung 23 zuströmt, erwärmt, und das heiße Gas tritt dann durch Leitung 24 in den den Reduktionsreaktor 5 umgebenden Wärmeaustauscher. Dieses Gas tritt durch Leitung 25 aus dem Reaktor 5 aus und wird dann mit Luft, die durch Leitung 26 zuströmt, vollständig verbrannt. Das heiße Gas strömt durch Leitung 27 in den den Reaktor 2 umgebenden Wärmeaustauscher und verläßt diesen durch Leitung 28. An diesem Punkt wird das Gas von dem System abgelassen.The reducing gas for all reactors enters reactor 13 through line 15 and exits reactor 13 through line 16. From line 16 it flows via line 17 into the reduction device 5 and from there into the gas-solid separator 6, from which it exits through line 18. The reducing gas then flows through line 19 into the reduction device 2 and the separator 3 and leaves this through line 20, flows on through line 21 into the separator 4 and out through line 22 from it. The gas is then heated by partial combustion with air flowing in through line 23 , and the hot gas then passes through line 24 into the heat exchanger surrounding the reduction reactor 5. This gas exits the reactor 5 through line 25 and is then completely burned with air flowing in through line 26. The hot gas flows through line 27 into the heat exchanger surrounding reactor 2 and exits through line 28. At this point the gas is vented from the system.

Im Falle kein teilweise zu metallischem Eisen reduziertes Material oder Fe0 für das Brikettierungsverfahren gebraucht wird, können der Reduktionsreaktor 5 und der Abscheider 6 fortgelassen werden, und das gesamte Erz, beispielsweise synthetischer Magnetit, würde dann aus den Abscheidern 3 und 4 dem Abscheider 7 zugeleitet werden. Im Falle das Erz rein genug war, um eine Magnetscheidung unnötig zu machen, kann der Magnetscheider 7 fortgelassen werden, und die gesamten Feststoffe können dann direkt aus den Abscheidern 3 und 6 oder 3 und 4 der Brikettpresse 9 zugeleitet werden.In the event that no material partially reduced to metallic iron or FeO is needed for the briquetting process, the reduction reactor 5 and the separator 6 can be omitted and the entire ore, for example synthetic magnetite, would then be fed from the separators 3 and 4 to the separator 7 . If the ore was clean enough to make magnetic separation unnecessary, the magnetic separator 7 can be omitted and all of the solids can then be fed directly from the separators 3 and 6 or 3 and 4 to the briquette press 9.

Die Reaktoren 2 und 5 können irgendeine beliebige Form haben und können durch irgendwelche zweckmäßigen Mittel auf die erforderliche Umsetzungstemperatur erhitzt werden. Das Erz kann durch irgendwelche geeigneten Mittel, wie mechanische Mittel, die Schwerkraft oder pneumatische Mittel, durch die Reaktoren gefördert werden. Die Temperatur des aus den Reaktoren austretenden Erzes ist vorzugsweise so hoch, daß das Erz mit einer Temperatur zwischen 370 und 815' C in die Brikettpresse eintritt.The reactors 2 and 5 can be of any shape and can be heated to the required reaction temperature by any convenient means. The ore can be conveyed through the reactors by any suitable means such as mechanical means, gravity or pneumatic means. The temperature of the ore emerging from the reactors is preferably so high that the ore enters the briquette press at a temperature between 370 and 815 ° C.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of briquettes from partially reduced iron oxides, characterized in that iron-containing compounds including natural iron ores are partially reduced with removal of oxygen, so that a product is obtained which contains iron oxides and 0 to 100% metallic iron, and this partially reduced product is then briquetted solely by the application of heat and pressure at a temperature below 815 ` C and a pressure above 700 kg / cm2.

2. The method according to claim 1, characterized in that a partially reduced product is used, the Fe0 and synthetic magnetite (Fe304) contains.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an organic material such as starch or sugar is used as a reducing agent will.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reducing agent a ferrous compound, such as one that has been partially reduced to metallic iron Ore containing Fe and FeO is used.

5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a reducing gas is used as the reducing agent will.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that synthetic magnetite fine particles are mixed with metal ore fine particles before pressing. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1009 397.