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Verfahren zur Brikettierung eisenhaltiger, pulverförmiger Stoffe Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brikettierung eisenhaltiger, pulverförmiger
Stoffe wie Erzklein und Hochofengichtstaub, bei welchem die zu agglomerierenden
pulverförmigen Stoffe und das das Bindemittel bildende metallische Eisen gemischt
werden, diese Mischung geformt und das metallische Bindemittel in Gegenwart von
Feuchtigkeit oxydiert wird.
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Die Brikettierung solcher Materialien weist erhebliche Schwierigkeiten
auf, da das zu bindende Gut schwierigen Bedingungen gerecht werden muß und das Verfahren
selbst an sich schon Schwierigkeiten bereitet.
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Die Briketts müssen eine große mechanische Stoß-und Abriebfestigkeit
aufweisen, und zwar nicht nur im kalten Zustand, um bei der Behandlung nicht zerstört
zu werden, sondern auch im heißen Zustand im Hochofen, um dabei nicht unter dem
Gewicht der nachfolgenden Chargen zu zerbrechen, damit bis zum Augenblick der Reduktion
und der Erschmelzung ein freier Durchgang für die Gase vorhanden ist.
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Um das Brikettierverfahren rentabel zu gestalten, müssen Körper erzielt
werden, deren Eisengehalt optimal ist. Aus diesem Grunde müssen die nicht eisenhaltigen
Bestandteile eines solchen Körpers, die für die Zusammenbackung des pulverförmigen
Materials oder des Staubes erforderlich sind, möglichst gering sein.
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Schließlich muß der Gestehungspreis auf ein Minimum herabgesetzt werden,
weil teuere Bindemittel nicht verwendet werden können.
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Es sind schon zahlreiche Verfahren zur Brikettierung von feinkörnigen
Erzen vorgeschlagen worden. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß die zu brikettierenden
pulverförmigen Stoffe und metallischen Elemente gemischt, in Blöcke geformt und
die metallischen Elemente in Gegenwart von Feuchtigkeit oxydiert werden, um dadurch
einmal die Bindeeigenschaften der Oxydationsprodukte zur Brikettierung der Teilchen
und zum anderen die frei werdende Wärme zur Trocknung des Blockes auszunutzen.
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Es konnte festgestellt werden, daß bei der Durchführung dieses bekannten
Verfahrens einige der als Bindemittel zugesetzten eisenhaltigen Stoffe Nachteile
aufweisen können, die die Oxydation behindern.
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Häufig sind diese Stoffe fettig, insbesondere wenn es sich um Späne
handelt, die mit dem bei ihrer Herstellung erforderlichen Schmiermittel überzogen
sind und somit einen Schutzfilm gegen die oxydierenden Elemente aufweisen.
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Häufig sind sie auch schon oxydiert und haben somit einen Teil ihrer
bindenden Wirkung verloren, so daß die nachfolgende Oxydationsreaktion gering ist.
Ausgehend von einem Verfahren zur Brikettierung eisenhaltiger, pulverförmiger Stoffe,
wie Erzklein und Hochofengichtstaub, bei welchem die zu agglomerierenden pulverförmigen
Stoffe und das das Bindemittel bildende metallische Eisen gemischt werden, diese
Mischung geformt und das eine metallische Bindemittel in Gegenwart von Feuchtigkeit
oxydiert wird, schlägt die Erfindung zur Vermeidung der dem bekannten Verfahren
anhaftenden Nachteile vor, daß vor der Herstellung der zu brikettierenden Mischung
die pulverförmige oxydische oder teilweise oxydierte Eisenrückstände und Kohle aufweisende
Mischung in einem Ofen bei hohen Temperaturen in der Größenordnung von 1000° C in
kontrollierter Atmosphäre reduziert und anschließend in der gleichen Atmosphäre
gekühlt wird und das schließlich erhaltene reduzierte Pulver als Bindemittel der
zu agglomerierenden pulverförmigen Produkte verwendet wird.
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Gemäß der Erfindung kann das Bindemittel in folgender Weise behandelt
werden. Feingemahlener
Walzsinter mit wenigstens 70% Fe wird innig
mit Kohle gemischt, z. B. mit Koksstaub in einem höheren Verhältnis als es theoretisch
für die Durchführung der Reduktion erforderlich ist. Anschließend wird diese pulverförmige
Mischung in einem Durchlaufofen in reduzierender Atmosphäre erhitzt, wobei die Atmosphäre
durch den Einsatz selbst gebildet werden kann oder als reduzierendes Gas, z. B.
Kohlenstoffoxyd, eingeführt wird. Die Temperatur liegt zwischen 900 und 1150° C.
Die Endmischung wird unter diesen Bedingungen in einer Zeitspanne von etwa 1/2 bis
4 Stunden erreicht, wobei die längere Zeitspanne den niedrigeren Temperaturen entspricht.
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Unter der gleichen reduzierenden Atmosphäre wird die Mischung bis
auf 60° C abgekühlt und kann nunmehr verwendet werden, wobei sich die Brikettierung
unter den obengenannten Bedingungen vollzieht.
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Dieses neue Verfahren weist erhebliche Vorteile auf: Die Anwendung
des Walzsinters ermöglicht ein außerordentlich feinverteiltes Pulver, so daß die
nachfolgende Oxydationsreaktion sehr schnell und vollständig vor sich geht und das
zu brikettierende feinkörnige Material gut gebunden wird. Das Reaktionsvermögen
der Stoffe ist durch die vorhergehende Reduktionsbehandlung in einem Ofen bei kontrollierter
Atmosphäre wesentlich erhöht, so daß die Mischung nicht nur auf ihren Oberflächen
oxydiert ist, wie dies bei den sonst verwendeten meisten eisenhaltigen Materialien
der Fall ist, und daß die zu agglomerierenden Körner im pulverförmigen Zustand bei
mikroskopischer Betrachtung regelrechte Schwämme bilden, die bei der Oxydation eine
sehr große Kontaktoberfläche darbieten. Durch dieses gute Reaktionsvermögen der
Stoffe werden folgende Vorteile erzielt.
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Gegenüber der Verwendung von frischen Güßspänen weist dieses Verfahren
durch die Verwendung vorbehandelter, zu brikettierender Stoffe den Vorteil auf,
daß das Gewicht um die Hälfte verringert wird und die Reaktionszeit kürzer wird,
wobei die Briketts eine vierfach größere Härte aufweisen.
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An Stelle von Walzsinter kann auch Konverterauswurf verwendet werden
oder reines Erz oder bereits oxydierte Gußspäne, da die Reduktionsbehandlung die
Reaktionsfähigkeit der Stoffe wiederherstellt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird an folgenden Beispielen verdeutlicht.
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Beispiel 1 Gewichtsanteile der zu reduzierenden Mischung: Walzsinter
............... 80% Koksgrus ................ 20% Anteile des zu brikettierenden
pulverförmigen Erzes: Eisenoxyde (FeO" bis 36%, Fe0 bis 8%), entspricht Fe bis 319/o;
Si O ; bis 16"/o; Ca 0 bis 9%; A,03 bis 8 9/o; Mg
0 bis 3 %; C02 bis 9%;
H,0 7 bis l00/0; MnO; Alkali und Restbestandteile bis insgesamt 100 0/0.
| Trockenes Erzpulver ...... 97,5 bis 87,5 % |
| Hochofengichtstaub ....... 0 bis 10 0/0 |
| Reduziertes Pulver . . . . . . . . 2,51/0 |
| Reaktionszeit . . . . . . . . . . . . 3 Stunden, an- |
| statt 6 Stunden |
| mit frischen |
| Gußspänen |
Beispiel 2 Konverterauswurf ........ 90% Koksgrus . . . . . . . . . . . . . . .
. 10% Zu agglomerierende Mischung: Trockenes Erzpulver ...... 87,5 bis 95% Hochofengichtstaub
....... 0 bis 7,5% Reduziertes Pulver . . . . . . . . 5 0/0 Reaktionszeit . . .
. . . . . . . . . 4 Stunden Beispiel 3 Hochoxydierte Gußspäne . . 920/0 Koksgrus
. . . . . . . . . . . . . . . . 8% Zu agglomerierende Mischung: Trockenes Erzpulver
...... 87,5 bis 94% Hochofengichtstaub
....... 0 bis 6,59/o Reduziertes Pulver
. . . . . . . .
60/9
Reaktionszeit . . . . . . . . . . . . 4 Stunden Die zur
Herstellung des Produktes eingesetzte überschüssige Menge an Koksgrus kann nach
der Reduktion in dem erhaltenen Produkt bzw. dem erzielten Brikett verbleiben.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele
beschränkt. So kann z. B. das zu agglomerierende Material in zylindrische Blöcke
geformt werden. Auch ist es möglich, der Mischung gewisse Erzchargen zuzugeben,
um dadurch die metallurgischen Eigenschaften der erzielten Briketts zu ändern. So
können beispielsweise der Mischung bei sehr siliziumreichem Erz ein Kalkzuschlag,
bei kalkigem Erz ein Sandzuschlag, bei hocheisenhaltigem Erz Schlacke oder selbst
Koks und Kohle oder andere entsprechende Zuschlagstoffe zuchargiert werden.
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Anstatt eines Durchlaufofens kann jede andere geeignete Vorrichtung
Verwendung finden, die es ermöglicht, die Mischung bis auf 1150° C zu erhitzen und
anschließend in der gleichen Atmosphäre bis auf 60° C abzukühlen.