Verfahren zur Verhinderung des Abriebs von Pellets für die Eisenerzreduktion
Bei der Schwammeisenerzeugung im Drehrohrofen durch Reduktion pelletisierter Eisenerze
oder stückigen Erzes ist es von wirtschaftlicher Bedeutung, den bei der Reduktion
entstehenden Anfall an Staub und Feinkorn so gering wie möglich zu halten. Aus diesem
Grunde hat man bereits bei der Herstellung der Grünpellets, d. h. also der Pellets
in feuchtem und ungehärtetem Zustand bereits vorgeschlagen (deutsche Auslegeschrift
1039 081), festigkeitserhöhende Zusätze, wie Bentonit, Kalkhydrat, Kalziumchlorid
oder ähnliche Salze einzubinden.Method of preventing the abrasion of pellets for iron ore reduction
When producing sponge iron in a rotary kiln by reducing pelletized iron ores
or lumpy ore it is of economic importance in the reduction
to keep the accumulation of dust and fine grain as low as possible. For this
Basically, one has already in the production of the green pellets, i. H. So the pellets
Already proposed in the moist and unhardened state (German Auslegeschrift
1039 081), strength-increasing additives such as bentonite, hydrated lime, calcium chloride
or to incorporate similar salts.
Nach der Erfindung werden diese bekannten Zuschlagsstoffe nicht in
die Pellets selbst eingebunden, sondern nur an ihrer Oberfläche angelagert. Diese
Anlagerung kann dabei so erfolgen, daß die reinen Zuschlagsstoffe anpelletisiert
werden oder im Gemisch mit einem Bruchteil (etwa 5 bis 10 %) des Erzkonzentrates
unter Wasserzugabe angelagert werden, wodurch eine Glättung der Oberfläche der Pellets
erfolge bzw. eine Außenhaut gebildet wird, die die Pellets vor dem Abrieb während
der Ofenreise wesentlich schützt, wobei der weitere Vorteil erzielt wird, daß, auf
die Erzmenge bezogen, bedeutend geringere Mengen dieser an sich unerwünschten Zuschlagsstoffe
erforderlich sind.According to the invention, these known additives are not in
the pellets themselves are integrated, but only attached to their surface. These
Accumulation can take place in such a way that the pure aggregates are pelletized
or in a mixture with a fraction (about 5 to 10%) of the ore concentrate
are deposited with the addition of water, thereby smoothing the surface of the pellets
successes or an outer skin is formed that the pellets from abrasion during
the furnace trip substantially protects, the further advantage being achieved that, on
based on the amount of ore, significantly smaller amounts of these undesirable additives
required are.
Versuche haben ergeben, daß Pellets, die in ihrer äußeren Schale,
welche etwa 5 Gewichtsprozent des Pellets ausmacht, 2,5 % Bentonit enthalten (auf
das Gesamtpellet bezogen also nur 0,125% Bentonit), eine viel größere Oberflächenfestigkeit
besitzen als Pellets, denen wie bisher üblich 0,5% Bentonit einverleibt wurde. Ähnliches
gilt für den Zuschlag von Kalkhydraten. So zeigten Pellets mit 51/o eingebundenem
Kalkhydrat nach der Reduktion einen Feinkornanteil, d. h. einen Kornanteil unter
3 mm, von etwa 15%, während Pellets, denen nach der Erfindung die gleiche oder eine
geringere Menge Kalkhydrat nur als äußere Schale angelagert worden war, nur 6 %
Abrieb aufwiesen.Experiments have shown that pellets, which are in their outer shell,
which makes up about 5 percent by weight of the pellet, contain 2.5% bentonite (on
the total pellet thus only comprised 0.125% bentonite), a much greater surface strength
have as pellets, which, as usual, 0.5% bentonite was incorporated. Something like that
applies to the addition of hydrated lime. So showed pellets with 51% incorporated
Hydrated lime after the reduction a fine grain fraction, d. H. a grain fraction below
3 mm, of about 15%, while pellets, which according to the invention the same or a
smaller amount of hydrated lime was only deposited as the outer shell, only 6%
Exhibited abrasion.
Die Verbesserung der Abriebfestigkeit beim Einpudern der Pellets mit
Kalkhydrat wird dadurch erreicht, daß bereits in der Aufheizzone des Drehrohrs durch
den C02 Gehalt der Ofengase eine Karbonatbildung erfolgt. Das Kalziumkarbonat wird
erst wieder bei Temperaturen ab etwa 800° C zersetzt, d. h. bei Temperaturen, bei
denen bereits die Bildung von metallischem Eisen eintritt, die Pellets also die
Reduktionsstufen, in denen sie besonders abriebempfindlich sind, überwunden haben.
Anstatt unmittelbar im Drehrohrofen kann das Verfahren der Erfindung auch in vorgeschalteten
Aggregaten, z. B. in Schächten verwendet werden, in denen die eingepuderten Grünpellets
durch die heißen Ofengase gleichzeitig getrocknet und vorgewärmt werden.The improvement of the abrasion resistance when powdering the pellets with
Hydrated lime is achieved by already in the heating zone of the rotary kiln
the C02 content of the furnace gases a carbonate formation takes place. The calcium carbonate will
only decomposes again at temperatures above about 800 ° C, d. H. at temperatures, at
where the formation of metallic iron already occurs, i.e. the pellets
Reduction stages in which they are particularly sensitive to abrasion have overcome.
Instead of directly in the rotary kiln, the method of the invention can also be carried out in upstream
Aggregates, e.g. B. used in shafts in which the powdered green pellets
be dried and preheated at the same time by the hot furnace gases.
Die geschilderte Anlagerung einer Außenhaut kann sowohl für Pellets
aus Hämatit- als auch für Pellets aus Magnetitkonzentraten bzw. deren Mischungen
durchgeführt werden, wobei alsdann für Magnetit-Grünpellets eine Oberflächenhärtung
dadurch erreicht wird, daß die Pellets ohne Anlagerung einer besonders aus Fremdstoffen
gebildeten Außenhaut zunächst oberflächlich reoxydiert und dadurch oberflächlich
in Hämatit umgewandelt werden. Diese Form der Härtung durch eine Oberflächenoxydation
kann ebenfalls im Drehrohr selbst vorgenommen werden, indem die Ofengase durch entsprechenden
Luftüberschuß oxydierend auf die Magnetitpellets eingestellt werden oder in einem
vorgeschalteten Schachtofen unter Benutzung der den Drehrohrofen verlassenden Abgase.
Die Härtung in Schachtöfen hat den Vorteil, daß sie bei höheren Temperaturen (beispielsweise
900° C) erfolgen kann, ohne daß dabei die Pellets mechanisch beansprucht werden.The deposition of an outer skin can be used both for pellets
made of hematite as well as for pellets made of magnetite concentrates or their mixtures
be carried out, then surface hardening for magnetite green pellets
is achieved in that the pellets without the accumulation of a particularly foreign matter
The outer skin formed is initially reoxidized on the surface and thus superficially
converted into hematite. This form of hardening through surface oxidation
can also be done in the rotary kiln itself by passing the furnace gases through appropriate
Excess air can be set to oxidize the magnetite pellets or in one
upstream shaft furnace using the exhaust gases leaving the rotary kiln.
Hardening in shaft furnaces has the advantage that it can be used at higher temperatures (for example
900 ° C) can take place without the pellets being mechanically stressed.
Dadurch, daß gemäß der Erfindung die festigkeitserhöhenden Zuschlagsstoffe
auf die Oberfläche der Grünpellets gebracht werden, fallen diese Zuschlagsstoffe
auch wesentlich, fast nur in dem unvermeidlichen Abrieb, an, wodurch die Wiederverwendung
gegebenenfalls durch Rückführung in den Pelletisierprozeß ermöglicht wird. Da die
den Drehrohrofen verlassenden Abgase bei der unmittelbaren Aufgabe der Grünpellets
in den Drehrohrofen weniger heiß sind als bei der Aufgabe von bereits vorgebrannten
Pellets, können die bei der Entstaubung dieser Abgase in den Staubabscheidern (Zyklonen
usw.) anfallenden Zuschlagsstoffe, wie Bentonit oder Kalkhydrat, wieder verwendet
werden, sofern sie noch keinen zersetzenden Temperaturen ausgesetzt waren. Gegebenenfalls
unter Zusatz frischen Bentonits oder Kalkhydrates können die erz- und kohlehaltigen
Stäube
aus den Staubabscheidern zur Herstellung der äußeren Schale gemäß der Erfindung-
Verwendung finden, wobei der gebrannte Kalk aus dem Staub vorher zu hydratisieren
wäre.In that, according to the invention, the strength-increasing additives
are brought onto the surface of the green pellets, these aggregates fall
also substantially, almost only in the inevitable abrasion, which leads to reuse
if necessary, is made possible by recirculation to the pelletizing process. Since the
Exhaust gases leaving the rotary kiln when the green pellets are immediately added
in the rotary kiln are not as hot as when they are already pre-fired
Pellets can be used during the dedusting of these exhaust gases in the dust separators (cyclones
etc.) any aggregates, such as bentonite or hydrated lime, are reused
provided that they have not yet been exposed to corrosive temperatures. Possibly
with the addition of fresh bentonite or hydrated lime, the ore and carbonaceous ones can be used
Dusts
from the dust separators for the production of the outer shell according to the invention
Find use, the quick lime from the dust to hydrate beforehand
were.
Vergleichsversuche Die aus den nachstehend ausgeführten Versuchen
Nr. 5, 8, 13 und 15 ersichtlichen Daten geben die angefallene Abriebmenge- (unter
3 min) des magnetischen Austrags an in Abhängigkeit einmal von der Höhe der Bentonitzugabe,
zum anderen von der Aufgabemenge (Pellet plus Kohle), ferner dem Verhältnis von
Kohle- zu Pelletmenge und- der erfindungsgemäßen Verbesserung durch Anlagerung von
z. B. Zyklonstaub bei den Versuchen Nr. 8, 13 und 15 gegenüber Versuch Nr. 5, der
ohne eine Oberflächenhärtung bei sonst gleichen Versuchsbedingungen durchgeführt
wurde. Danach wird der geringste Abriebanfall im Versuch Nr. 8 erreicht bei Anlageiurig
von Zyklonstaub mit der im Betrieb anfallenden Menge gegenüber dem Versuch Nr. 5
ohne Anlagerung von Zyklonstaub od. dgl.Comparative tests The tests carried out below
Nos. 5, 8, 13 and 15 show the amount of abrasion (under
3 min) of the magnetic discharge depending once on the amount of bentonite added,
on the other hand on the feed quantity (pellet plus coal), furthermore the ratio of
Coal to pellet amount and the improvement according to the invention by the addition of
z. B. cyclone dust in experiments no. 8, 13 and 15 compared to experiment no. 5, the
carried out without surface hardening under otherwise identical test conditions
became. Thereafter, the lowest amount of abrasion is achieved in test no. 8 at Anlageiurig
of cyclone dust with the amount generated during operation compared to experiment no.5
without accumulation of cyclone dust or the like.
Hervorzuheben ist Versuch Nr. -15, weil er zergt, daß bei etwa 40%
höherer Durchsatzmenge.-(90 kg gegenüber 66 kg) und einem Kohle-Pellet-Verhältnis
von nur 0,67, d: h. - einem geringen Kohleanteil im Pellet der Abriebanfall bei
Zugabe der angefallenen Zyklonstaubmenge als Außenhaut für die Pellets, der Abrieb
immer noch weniger als die Hälfte beträgt gegenüber Versuch Nr. 5, bei dem keine
Anpelletisierung von Zyklonstaub od. dgl. erfolgte.Experiment no. -15 is to be emphasized because it shows that at about 40%
higher throughput - (90 kg versus 66 kg) and a coal-to-pellet ratio
of only 0.67, i.e. - a small amount of carbon in the pellet contributes to the abrasion
Addition of the accumulated cyclone dust as an outer skin for the pellets, the abrasion
is still less than half compared to Experiment No. 5, in which none
Pelletization of cyclone dust or the like took place.
Der Versuch Nr. 13 zeigt, daß bei geringerem Bentonit7usatz gegenüber
Versuch Nr. 5 und bei geringerem Kohleeinsatz gegenüber der Pelletmenge und etwas
wesentlich höherer Durchsatzleistung als bei Versuch Nr. 5 die anfallende Abriebmenge
immer noch niedriger liegt als. bei Versuch Nr. 5.
Aufgabemenge Austrag nach
k! Zugabe o Anfall an Anpelletisierung
Versuch Verhältnis an Bentonit Absiebung in /o Abrieb Zyklonstaub
gemäß Erfindung
Nr. Magnetit Kohle zu Pellet in 3 bis 3 mm
Pellet I Kohle 10 1 10 mm kg/h kg/h
5 66 60 0,9 0,50 80,6 , 9,7 9,7 2,5 -
8 68 60 0,9 0,50 89,0 I 8,2 2,8 3,5 3,0
13 78 60 *) 0,82 0,30 86,1 5,6 8,3 7,0 7,0
15 90 , 60 *) 0,67 0,50 90,0 5,8 4,2 6,0 6,0
*) Dazu 30 kg Kohle erst nach zwei Drittel der Drehrohr-Ofenlänge
aufgegeben.
Nach einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag des gleichen Patentinhabers
empfiehlt sich die Verwendung von Brennstoffen mit flüchtigen Bestandteilen (Koks,
Kohle, gasreiche Steinkohle, Lignite) und niedrigem Aschenschmelzpunkt durch Pelletisieren
der Erz-Kohle-Mischung, um durch das Austreiben der flüchtigen Bestandteile bzw.
im Schmelzen der Asche eine innere Verfestigung der Pellets zu bewirken. Die Anwendung
des vorliegenden Verfahrens der Bildung einer Außenhaut auf die Grünpellets mit
eingebundenen backenden Kohlen mit gegebenenfalls niedrigem Aschenschmelzpunkt bildet
ein weiteres Merkmal- der Erfindung.Experiment no. 13 shows that with a lower addition of bentonite compared to experiment no. 5 and with a lower amount of coal compared to the amount of pellets and a somewhat much higher throughput than in experiment no. 5, the amount of abrasion is still lower than. for experiment no. 5. Feed quantity discharge after
k! Addition o accumulation of pelletization
Test ratio of bentonite screening in / o abrasion of cyclone dust according to the invention
No magnetite charcoal to pellet in 3 to 3 mm
Pellet I coal 10 1 10 mm kg / h kg / h
5 66 60 0.9 0.50 80.6, 9.7 9.7 2.5 -
8 68 60 0.9 0.50 89.0 I 8.2 2.8 3.5 3.0
13 78 60 *) 0.82 0.30 86.1 5.6 8.3 7.0 7.0
15 90, 60 *) 0.67 0.50 90.0 5.8 4.2 6.0 6.0
*) Add 30 kg of coal only after two thirds of the length of the rotary kiln.
According to a proposal by the same patent holder that does not belong to the state of the art, the use of fuels with volatile constituents (coke, coal, gas-rich coal, lignites) and a low ash melting point by pelletizing the ore-coal mixture in order to drive out the volatile constituents is recommended or to bring about an internal solidification of the pellets when the ash melts. The application of the present method of forming an outer skin on the green pellets with integrated baking coals with possibly a low ash melting point forms a further feature of the invention.