DE1262308B

DE1262308B - Process for the direct reduction of iron ores

Info

Publication number: DE1262308B
Application number: DEK43195A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Fischer; Dipl-Ing Willi Gehrhardt; Dr-Ing E H Karl Goluecke
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1961-03-15
Filing date: 1961-03-15
Publication date: 1968-03-07

Description

Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen, bei dem das Erz in einem Reduktionsofen in Anwesenheit eines Reduktionsmittels einer Reduktion unterworfen, anschließend in Gangart und Konzentrat getrennt und dann gegebenenfalls unter Fertigreduktion zu Roheisen oder Halbstahl weiterverarbeitet wird.Process for the direct reduction of iron ores The invention relates to a process for the direct reduction of iron ores in which the ore is placed in a reduction furnace subjected to reduction in the presence of a reducing agent, then separated into gangue and concentrate and then possibly with finished reduction is further processed into pig iron or semi-steel.

Bei einem derartigen Verfahren besteht das Problem, -das aus dem Ofen im heißen Zustand austretende trocken reduzierte Gut vor einer Reoxydation zu schützen und auf eine für die nachfolgende Magnetscheidung ungefährliche Temperatur abzukühlen. Zu diesem Zweck ist es bekannt, das heiße Gut einem Wasserbad aufzugeben und anschließend im nassen Zustand der Magnetscheidung zuzuführen. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß das Gut auf diese Weise nicht vor einer Reoxydation bewahrt bleibt. Außerdem muß das Wasser wieder von dem Gut abgetrennt und das an dem Gut haftende Wasser im Schachtofen verdampft werden.The problem with such a method is that from the furnace to protect dry reduced material escaping when hot from reoxidation and to cool to a safe temperature for the subsequent magnetic separation. For this purpose, it is known to give the hot material to a water bath and then to be supplied to the magnetic separation in the wet state. The disadvantage here is, however, that the property is not protected from reoxidation in this way. aside from that the water must be separated from the good again and the water adhering to the good be evaporated in the shaft furnace.

Es ist auch ein Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen bekannt, bei dem das Gut nach erfolgter Reduktion in einem Etagenofen in einen feststehenden, luftdichten, wassergekühlten Behälter ausgetragen wird. Nach erfolgter Kühlung des Gutes kann dieses aus dem Behälter durch eine verschließbare Öffnung entfernt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, daß während der verhältnismäßig langen Zeitdauer, die nötig ist, um den Kühlbehälter zu entleeren, kein Gut aus dem Ofen in den Behälter ausgetragen werden kann. Darüber hinaus ist die Kühlung des reduzierten Gutes in dem Behälter sehr ungleichmäßig, da es längere Zeit dauert, bis der Kühlbehälter gefüllt ist und dem zuerst ausgetragenen Gut daher eine erheblich längere Zeit zur Abkühlung zur Verfügung steht als dem zum Schluß ausgetragenen Gut. Auch muß die Anlage bei Reparaturarbeiten am Kühlbehälter, z. B. infolge von Undichtigkeiten, stillgesetzt werden. Ein besonderer Nachteil des bisherigen Verfahrens ist schließlich, daß eine unerwünschte Reoxydation des aus dem Ofen ausgetragenen Gutes unvermeidlich war, so daß in den meisten Fällen noch ein besonderer Verfahrensgang zur Fertigreduktion des Gutes erforderlich war.A process for the direct reduction of iron ores is also known, in which the goods after being reduced in a deck oven in a fixed, airtight, water-cooled container is discharged. After cooling the Good things can be removed from the container through a closable opening. However, this has the disadvantage that during the relatively long period of time, which is necessary to empty the cooling container, no goods from the oven into the container can be carried out. In addition, the cooling of the reduced goods is in the container very unevenly, as it takes a long time for the cooling container is filled and therefore the first good discharged for a considerably longer time Cooling is available as the good finally discharged. Must also System for repair work on the cooling container, e.g. B. as a result of leaks, be shut down. Finally, a particular disadvantage of the previous procedure is that an undesired reoxidation of the material discharged from the furnace is inevitable was, so that in most cases there was still a special procedure for final reduction of the goods was required.

Ferner ist eine Reduktionsanlage bekannt, bei welcher Erz in einem Drehrohrofen vorreduziert und anschließend in einem Elektroofen fertig reduziert wird. Das vorreduzierte Erz wird periodisch in einen am Austragsende des Drehrohrofens angeordneten Behälter ausgetragen. Bei diesem Behälter handelt es sich aber nicht um einen Kühlbehälter, sondern um einen Wägebehälter, aus dem das vorreduzierte Erz in noch heißem Zustand dem Elektroofen aufgegeben wird. Außerdem ist bei dieser Anlage keine Trennung des vorreduzierten Erzes in Gangart und Konzentrat vorgesehen.Furthermore, a reduction plant is known in which ore in one Rotary kiln pre-reduced and then completely reduced in an electric furnace will. The pre-reduced ore is periodically poured into one at the discharge end of the rotary kiln arranged container discharged. However, this is not the case a cooling container, but a weighing container from which the pre-reduced Ore is fed into the electric furnace while it is still hot. Also with this one Plant no separation of the pre-reduced ore in gangue and concentrate provided.

Zum unmittelbaren Erzeugen von Stahl aus Eisenerzen ist weiterhin eine Ofenanlage bekannt, die aus einem Herdofen, einem Drehrohrofen und einem zwischen diesen beiden Öfen angeordneten Behälter besteht. Der Behälter ist mit wasserdurchflossenen Kühlrahmen und einem wassergekühlten Schieber versehen und derart mit den beiden Ofen verbunden, daß die Abgase des Herdofens durch den Behälter hindurch in den Drehrohrofen gelangen. Das aus dem Drehrohrofen in vorreduziertem Zustand austretende Erz wird in dem Behälter aufgefangen und aus diesem in abgemessenen Mengen mittels einer Chargiermulde dem Herdofen aufgegeben. Abgesehen davon, daß auch bei dieser Anlage keine Trennung des vorreduzierten Erzes in Gangart und Konzentrat vorgesehen ist, dient die Wasserkühlung der Rahmen und des Schiebers lediglich dazu, diese Teile vor einer zu hohen Erhitzung zu schützen, nicht aber dazu, das Erz zu kühlen.For the direct production of steel from iron ores is still a furnace system known, which consists of a hearth furnace, a rotary kiln and a between these two ovens arranged container consists. The tank is filled with water Provided cooling frame and a water-cooled slide and so with the two Connected furnace that the exhaust gases from the hearth furnace through the container into the Get rotary kiln. The one exiting the rotary kiln in a pre-reduced state Ore is collected in the container and from this in measured quantities by means of given a charging trough to the hearth furnace. Apart from that, also with this one Plant no separation of the pre-reduced ore in gangue and concentrate provided is, the water cooling of the frame and the slide is only used to this To protect parts from overheating, but not to cool the ore.

Für die Entkohlung von feinstückigen kohlenstofflialtigen Eisenteilen ist es bekannt, die Eisenteile in einem Drehrohrofen mit entsprechend wirkenden Gasen zu behandeln. Am Austragsende des Drehrohrofens ist eine Schleuse vorgesehen, welche die Eisenteile, nicht aber die Ofengase durchtreten läßt. Durch Kühlung der Schleuse von außen mit Wasser oder Luft können die Eisenteile vor dem Verlassen der Anlage unter Luftabschluß abgekühlt werden. Diese Anlage hat aber den Nachteil, daß die sich drehenden Schleusenscheiben einem starken Verschleiß durch den reibenden Angriff der Eisenteile ausgesetzt sind. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen mit anschließender Trennung des Erzes in Gangart und Konzentrat und Weiterverarbeitung zu Roheisen oder Halbstahl zu schaffen, das in einfacher Weise an die Art und Menge des Aufgabegutes angepaßt werden kann und unter gleichzeitiger Vermeidung einer Reoxydation eine Weiterbehandlung des reduzierten Gutes in trockenem Zustand ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das trocken reduzierte Gut unmittelbar aus dem Ofen in transportable, luftdicht verschließbare Behälter -ausgetragen wird, die sich in einem fließenden Wasserbad befinden und von diesem gekühlt werden, und daß das gekühlte Gut anschließend aus den Behältern entnommen und einer trockenen Magnetscheidung unterworfen wird.For the decarburization of fine, carbon-like iron parts it is known, the iron parts in a rotary kiln with correspondingly acting Treat gases. A sluice is provided at the discharge end of the rotary kiln, which allows the iron parts, but not the furnace gases, to pass through. By cooling the Lock from the outside with water or air can remove the iron parts before leaving the system must be cooled in the absence of air. However, this system has the disadvantage that the rotating lock disks are subject to heavy wear from the rubbing Attack of the iron parts are exposed. The object of the invention is es, a process for the direct reduction of iron ores with subsequent separation of the ore in gangue and concentrate and further processing into pig iron or semi-steel to create that adapted in a simple manner to the type and amount of the feed and further treatment while avoiding reoxidation of the reduced goods in a dry state. According to the invention this is achieved by the fact that the dry reduced material directly from the furnace into transportable, airtight container -discharged, which is in a flowing Water bath are located and are cooled by this, and that the cooled goods then is removed from the containers and subjected to a dry magnetic separation.

Auf diese Weise kann, wie sich gezeigt hat, das aus dem Reduktionsofen austretende heiße Gut ohne Gefahr für eine Reoxydation bis unter etwa 100° C abgekühlt werden. Ein wesentlicher weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß das bei der Magnetscheidung erhaltene trockene Konzentrat nur wenig Gangart enthält und in einem solchen Umfang reduziert ist, daß es beispielsweise in einem Elektroofen mit geringem Zuschlag an Kohle auf Roheisen- bzw. Halbstahlqualität niedergeschmolzen werden kann. Infolge seines geringen Platzbedarfes bietet ein Elektroofen den Vorteil, daß er in der Nähe der Reduktionsanlage aufgestellt werden kann, so daß sich ein längerer Transport des gegen Reoxydation empfindlichen Konzentrates erübrigt. Weiterhin kann bei der Erfindung eine Stückigmachung des Konzentrates in Form von Brikettierung erspart werden, die hohe Kosten verursacht und eine zusätzliche Brikettieranlage bedingt.In this way, as has been shown, the one from the reduction furnace Exiting hot material is cooled to below about 100 ° C without the risk of reoxidation will. Another essential advantage of the method according to the invention lies in that the dry concentrate obtained in the magnetic separation has only a little gangue contains and is reduced to such an extent that it is, for example, in a Electric furnace with a small addition of coal to pig iron or semi-steel quality can be melted down. Due to its small footprint, a Electric furnace has the advantage that it can be set up near the reduction plant can, so that a longer transport of the reoxidation-sensitive concentrate unnecessary. Furthermore, in the invention, the concentrate can be made into pieces can be saved in the form of briquetting, which incurs high costs and an additional one Briquetting system conditional.

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The invention is illustrated below using one in the drawing Embodiment described in more detail.

über eine Schurre 1 wird das Eisenerz einem Etagenofen 2 aufgegeben und in diesem einer trokkenen Reduktion unterworfen. Das Erz wird dabei durch Rührarme von Etage zu Etage bewegt und ist während dieses Vorganges einem Reduktionsmittel ausgesetzt, welches die Reduktion des Erzes bis zu etwa 90 % des reduzierbaren Anteils bewirkt. Als Reduktionsmittel können CO- und H-haltige Gase oder fester Kohlenstoff, der dem Erz vor der Aufgabe in den Etagenofen in Form von Koksklein od. dgl. zugemischt wurde, verwendet werden. Die letzte Etage des Ofens 2 ist mit einem Abzugstutzen 3 für das reduzierte Gut verbunden. Der Abzugstutzen 3 weist einen Verschluß 4 auf, in welchen Behälter 5 mit Hilfe eines Kranes f oder auf andere geeignete Weise eingeschoben werden können. Die Behälter 5 bestehen aus Stahlblech und können durch geeignete Mittel, beispielsweise Klappdeckel oder Schi.eberverschlüsse, luftdicht verschlossen werden. Die Behälter 5 stehen auf einem Fördermittel, z. B. einem Förderband 7, welches sich in einem von Wasser durchströmten Behälter 8 befindet. Das Wasser strömt dem Behälter 8 durch einen Zuflußstutzen 9 zu und verläßt ihn durch einen Abflußstutzen 1®.The iron ore is fed into a multiple-hearth furnace 2 via a chute 1 and subjected to a dry reduction in this. The ore is thereby handled by agitators moves from floor to floor and is a reducing agent during this process exposed to the reduction of the ore up to about 90% of the reducible fraction causes. Gases containing CO and H or solid carbon, which od the ore before it is added to the multiple-hearth furnace in the form of coke. The like was used. The last floor of the furnace 2 is equipped with a vent 3 connected for the reduced good. The trigger 3 has a closure 4, into which container 5 pushed with the aid of a crane f or in some other suitable manner can be. The container 5 are made of sheet steel and can by suitable Means, for example hinged lids or slide closures, sealed airtight will. The containers 5 are on a conveyor, for. B. a conveyor belt 7, which is located in a container 8 through which water flows. The water flows the container 8 through an inflow connection 9 and leaves it through an outflow connection 1®.

Das heiße reduzierte Gut gelangt durch den Abzugstutzen 3 über den Verschluß 4 in die Behälter 5. Nach erfolgter Füllung wird der Behälter 5 aus der Verschlußeinrichtung 4 herausgenommen und verschlossen. Der Behälter 5 bleibt solange auf dem Fördermittel 7 und damit der Kühlwirkung des Wassers ausgesetzt, bis das in ihm befindliche Gut so weit abgekühlt ist, daß eine unerwünschte Reoxydation des reduzierten Gutes an der Luft ausgeschlossen ist. Gleichzeitig wird das reduzierte Gut in entsprechender Weise in weitere Behälter 5 abgefüllt und anschließend gekühlt. Das gekühlte Gut kann anschließend erforderlichenfalls einem Brecher 11 aufgegeben werden, der es auf die für eine Magnetscheidung erforderliche Korngröße bricht. In einem nachgeschalteten Magnetscheider 12 wird die Gangart und gegebenenfalls das überschüssige feste Reduktionsmittel von dem reduzierten Gut auf trockenem Wege getrennt. Das in dem Magnetschalter gewonnene Konzentrat wird anschließend in einem Herdofen, beispielsweise einem Elektroofen 13, direkt zu Roheisen oder Hartstahl weiterverarbeitet.The hot reduced material passes through the take-off nozzle 3 via the Closure 4 in the container 5. After filling, the container 5 is from the Closure device 4 removed and locked. The container 5 remains as long on the conveyor 7 and thus exposed to the cooling effect of the water until the The goods in it have cooled down to such an extent that undesired reoxidation of the reduced goods in the air is excluded. At the same time the reduced Well filled in a corresponding manner in further containers 5 and then cooled. The cooled material can then be fed to a crusher 11 if necessary which breaks it down to the grain size required for magnetic separation. In a downstream magnetic separator 12, the gait and, if necessary the excess solid reducing agent from the reduced material by dry means separated. The concentrate obtained in the magnetic switch is then in one Hearth furnace, for example an electric furnace 13, directly to pig iron or high carbon steel further processed.

Abweichend von dem beschriebenen AusführungsbeispieI ist es auch möglich, - das Gut nach der Abkühlung unter Luftabschluß zu bunkern. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die der Reduktion angeschlossenen Verfahrensstufen nicht kontinuierlich ablaufen.Notwithstanding the exemplary embodiment described, it is also possible to - to bunker the goods after cooling in the absence of air. This is particular then advantageous if the process steps connected to the reduction are not run continuously.

Claims

Claims: 1. Process for the direct reduction of iron ores, in which the ore in a reduction furnace in the presence of a reducing agent a Subjected to reduction, then separated into gait and concentrate and then If necessary further processed into pig iron or semi-steel with final reduction is, d u r c h g e - indicates that the dry reduced good immediately is discharged from the furnace into transportable, airtight containers, which are in a flowing water bath and are cooled by this, and that the cooled goods are then removed from the containers and a dry one Is subjected to magnetic separation.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the reduced material is bunkered in the absence of air after cooling.

3. Device for performing the method according to claims 1 or 2 below Use of a deck oven as a reduction oven, characterized in that; that the Discharge of the deck oven is provided with a slide lock in which the Containers can be inserted in which the reduced material is collected.

4. Apparatus according to claim 3, characterized by one arranged in a water bath Conveyor belt for transporting the containers to and from the removal point of the reduced good. Publications considered: German Patent Specifications No. 580142, 905 375; Magazine »Umschau«, 1960; Book 1, p. 14; Magazine »La Metallurgy",. 1959, No. 6, p. 435,