DE1263797B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feinzerteiltem, kohlenstoffhaltigem, leicht zu Briketts verpressbarem Eisen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C 21b

Deutsche Kl.: 18 a -15/00

Nummer: 1263 797

Aktenzeichen: R 24494 VI a/18 a

Anmeldetag: 1. Dezember 1958

Auslegetag: 21. März 1968

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von feinzerteiltem, kohlenstoffhaltigem, leicht zu Briketts verpreßbarem Eisen durch Reduktion von Eisenerz mit einem festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel unter Bedingungen, bei denen eine durchschnittliche Metallisierung der Eisenoxyde von 90% oder mehr erhalten wird, wobei die Reduktion bei erhöhter Temperatur, die jedoch ungenügend zum Schmelzen des hergestellten Eisenmaterials ist, vorgenommen wird, und Abkühlung des reduzierten Eisenmaterials unter nicht oxydierenden Bedingungen. Ein derartiges Verfahren wird manchmal als Direktreduktionsverfahren bezeichnet, das ist ein Verfahren, bei dem ein hoher Prozentsatz des chemisch gebundenen Eisens im Erz, beispielsweise des Eisenoxydmaterials (der Ausdruck Erz soll hier sowohl natürliche Erze wie auch anderes oxydisches Material, wie Walzsinter, einschließen) zu metallischem oder elementarem Eisen ohne Schmelzen umgewandelt wird. Man erhält aus der Reduktionszone ein festes Produkt, das nach dem erforderlichen Vermählen und weiterer Konzentrierung ein feinzerteiltes Material ergibt, das — zumindest· in hohem Maße — aus metallischem Eisen besteht.

Nach einem besonders wirkungsvollen Direktreduktionsverfahren werden nacheinander bestimmte Eisenerzmengen zusammen mit einem festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel, wie Koks, Holz- oder Anthrazitkohle, in einen geeigneten Ofen gegeben, in dem die Reduktion bei erhöhten Temperaturen, die bis ungefähr 1150° C betragen können, vorgenommen wird. Das aus dem Ofen kommende feste Produkt liegt in Klumpen, Stücken, Körnern oder in anderer Weise zerteilt vor. Es ist gegenüber dem Erz beträchtlich metallisiert und verläßt den Ofen mit hoher Temperatur, üblicherweise oberhalb ungefähr 930° C. Nach weiterer gegebenenfalls erforderlicher oder gewünschter Aufbereitung erhält man aus dem reduzierten Erz ein Endprodukt, das aus sehr feinzerteiltem, metallischem Eisen und einer sehr geringen Menge anderer Stoffe, wie nicht reduziertem Oxyd, Gangart oder nichtgebundenem Kohlenstoff, besteht.

Für viele Zwecke ist es wesentlich, daß das Eisenendprodukt oder -konzentrat zur leichteren Handhabung und für die nachfolgende Bearbeitung oder Verwendung brikettiert wird, d. h., daß bestimmte Mengen des Eisenendproduktes zu Briketts verfestigt werden. Wenn im folgenden von Brikettierung und Briketts gesprochen wird, so ist damit eine Verfahrensweise gemeint, bei der zusammenhängende Körper aus dem Eisenprodukt entweder in der üblichen Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feinzerteiltem, kohlenstoffhaltigem, leicht zu
Briketts verpreßbarem Eisen

Anmelder:

R-N Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte,

8000 München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:
Donald Eric Babcock, Youngstown, Ohio;
Ralph Michael Drews, Cleveland, Ohio;
Sheridan Russell Crooks, Cleveland Heights, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 19. Februar 1958
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Brikettform oder in Stangen-, Block-, Riegel-, Pelletoder einer ähnlichen Form durch Druck hergestellt werden, d. h. durch starkes Zusammenpressen oder Verfestigen des gepulverten oder in anderer Weise feinzerteilten Eisenproduktes in der gewünschten Form, vorzugsweise ohne Binde- oder Haftmittel. Eine Brikettierung des Eisenprodukts durch Verfestigung unter hohem Druck, so daß die Eisenteilchen aneinanderhaften und Briketts von ausreichender Festigkeit für Handhabung, Transport und anschließenden Gebrauch erhalten werden, ist sehr erwünscht, beispielsweise zur Beschickung von Siemens-Martin-Öfen, elektrischen, Schacht-, Hoch- oder anderen Öfen, von denen geschmolzenes Eisen oder Stahl abgezogen werden soll. Obgleich unter manchen Bedingungen das aus dem Ofen erhaltene reduzierte Eisenprodukt ein Material ergibt, das leicht brikettiert werden kann, so ist doch in vielen Fällen, insbeson-

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oxyden im Produkt kompensiert. Aus diesen Gründen ist beispielsweise ein unmittelbar zur Herstellung von Stahl, beispielsweise als Teil einer Beschickung eines Siemens-Martin-Ofens, eines Elektroofens oder zur Verwendung in anderen Schmelzöfen geeignetes Material leichter durch ein Hochmetallisierungsverfahren als durch ein Direktreduktionsverfahren, das einen niedrigeren Metallisierungsgrad gibt, zu erhalten.

Wie schon oben erwähnt, betreffen die hier in Betracht kommenden Reduktionsverfahren die Behandlung des Eisenerzes mit Koks oder einem anderen kohlenstoffhaltigen Material bei erhöhter Temperatur, die jedoch zum Schmelzen oder Sintern des Materials

dere, wenn durch die Reduktion mehr als 90% des Eisenanteils des Erzes metallisiert werden, eine Pressung der Eisenteilchen zu Briketts, die das erforderliche Maß an Festigkeit und Zusammenhalt besitzen, nicht möglich. Hoher Druck bewirkt in diesem Fall keinen festen Zusammenhalt der Eisenteilchen in gewünschter Weise. Die gebildeten Briketts haben relativ geringe Festigkeit und können leicht zerbrochen oder zerkleinert werden.

Die erfindungsgemäßen Verbesserungen bei der io
Herstellung von Eisen durch ein derartiges Direktreduktionsverfahren sollen die Schwierigkeiten bei
der Brikettierung vermeiden. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der Bildung wesentlicher Mengen Martensit 15 im wesentlichen Umfange nicht ausreichend ist. Das im Gefüge des Eisens das reduzierte Eisenmaterial Ofenprodukt wird dann einer Konzentrierung unterzwischen 760 und 620° C mit einer Geschwindigkeit worfen, die vorzugsweise sowohl aus magnetischen von nicht mehr als 165° C/min abgekühlt wird. Trennstufen als auch aus Trennstufen auf Grund des

Die vorliegende Erfindung geht davon aus, daß bei spezifischen Gewichts des Materials im feuchten ZuEinhaltung bestimmter Reduktionsbedingungen das 20 stand besteht, um so das Endkonzentrat zu erhalten, metallische Eisen, das beispielsweise einem Mahlvor- ^: Bei dem bisher bekannten Verfahren wird das heiße gang oder einer anderen Behandlung nach der Re- Ofenprodukt abgeschreckt, d. h., es wird unmittelbar duktion unterworfen werden soll, einen wesentlichen und bevor es der Luft ausgesetzt wird, in Wasser ein-Prozentgehalt an gebundenem Kohlenstoff enthält. gebracht, wodurch es praktisch sofort von sehr hoher Unter dem Ausdruck »gebundener Kohlenstoff«: soll, 25 Temperatur, oft von 1050 bis 1150° C, auf niedrige wenn nichts anderes angegeben ist, ein Kohlenstoff ■ Temperaturen, üblicherweise weit unterhalb 95° C, verstanden werden, der in der mikroskopischen abgekühlt wird. Danach kann das Produkt an der Struktur des Eisens gebunden ist, entweder als so- Luft gehandhabt werden; die Gefahr, daß sich das genannte Lösung im Eisen oder als Karbid od. dgl. metallische Eisen an der Luft erhärtet und oxydiert, Hiervon unterschieden ist der nichtgebundene Koh- 30 ist nur sehr gering. Die Abschreckung ist sehr erlenstoff, worunter Kohlenstoffteilchen oder -stücke wünscht. Sie stellt nicht nur eine wirtschaftliche Maßverstanden werden, die an dem reduzierten Eisenerz nähme zur Abkühlung des Ofenproduktes dar und ist anhaftend oder in anderer Weise im allgemeinen im nicht nur verträglich mit dem anschließenden feuchten Ofenprodukt auftreten. Wie unten ausgeführt werden (wäßrigen) Vermählen und der Konzentrierung, sonwird, haben Versuche gezeigt, daß der Gehalt des 35 dem ist auch sehr wirksam zur Stabilisierung des reduzierten Eisens an gebundenem Kohlenstoff in Be- Materials, d. h. zur Überführung des Produktes in

einen nicht oxydierbaren Zustand und zur Gewährleistung, daß ein solcher Zustand folgerichtig erreicht wird. Außerdem stellt die Wasserabschreckung einen wirksamen Verschluß für das Hochtemperatursystem insofern dar, als das erhitzte Material nur unter Wasser abgelassen wird, so daß es auf jeden Fall eine Sicherheitstemperatur erreicht, bevor es mit Luft in Berührung kommt.

In manchen Fällen hat es sich aber gezeigt, daß ein derartiges, durch Abschrecken von der Reduktionstemperatur abgekühltes Eisen sehr schlechte Brikettierungseigenschaften aufweist.

Es ist ein Verfahren bekannt, bei dem Eisenerze

ziehung zu dem Prozentgehalt der Metallisierung des Eisenerzes steht, und'zwar steigt der Prozentgehalt an gebundenem Kohlenstoff mit dem Prozentgehalt der Metallisierung des Eisenerzes an.

Ein hoher Metallisierungsgrad ist in vielen Fällen wünschenswert, insbesondere bei Verfahren, bei denen das Ofenprodukt einer umfangreichen Konzentrierung unterworfen werden muß, um das metallische Eisen von der Gangart, dem nichtreduziertem Material, dem überschüssigen (nicht gebundenen) Kohlenstoff od. dgl. zu trennen. Ein hoher Metallisierungsgrad vermindert also die Eisenverluste beim Konzentrierungsverfahren, da nur geringere Mengen von

unvollständig reduziertem Eisen vorhanden sind, die 50 bei Temperaturen zwischen 900 und 1100° C bis auf verworfen werden müssen oder verlorengehen, bei- einen Metallisierungsgrad von 50 bis 80% mittels spielsweise als nichtmagnetische Bestandteile bei Ver- eines festen kohlenstoffhaltigen Materials reduziert Wendung einer magnetischen Konzentrierung. Außer- und durch anschließende Gasreduktion bis auf einen dem ergibt eine hohe Metallisierung des Erzes bei Metallisierungsgrad von etwa 90% weiterreduziert gegebenen Beschränkungen der Konzentrierung End- 55 und gleichzeitig abgekühlt werden, worauf das Abkonzentrationen von größerer Reinheit des Eisen- kühlen vorzugsweise durch Abschrecken in Wasser gehalts. Vor allem aber bedeuten höhere Metallisie- abgeschlossen wird. Von der Rückgewinnung und rungsgrade einen größeren Gewinnungsgrad des Weiterbehandlung des so hergestellten Eisens wird Eisens aus dem Erz. Außerdem bedingt eine höhere nichts gesagt. Auf jeden Fall würde bei dem bekann-Metallisierung einen größeren Kohlenstoffgehalt im 60 ten Verfahren wegen des niedrigen Metallisierungs-Eisen in Form von gebundenem Kohlenstoff, was eine grades des Eisenerzes, der durch das feste kohlen-Verbesserung der Brauchbarkeit insofern darstellt, stoffhaltige Material erzeugt wird, und der abals der entsprechend höhere Gehalt an Gesamtkohlen- schließenden Reduktion mittels Gasen bei fallenden stoff (ist gleich der Summe von freiem und gebunde- Temperaturen der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff nem Kohlenstoff) die Schmelzeigenschaften im End- 65 im Gefüge des gewonnenen Eisens zu gering sein, um konzentrat oder -produkt verbessert. Es wird z.B. ■ zu merkbaren Brikettierungsschwierigkeiten zu führen, angenommen, daß dann der Kohlenstoffgehalt in Weiter sieht das bekannte Verfahren vor, daß nach "stärkerem Maße die Gegenwart von restlichen Eisen- beendigter Reduktion das Eisenmaterial von einer

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Temperatur von 700° C abgeschreckt werden kann. oder bei der dieser in eine andere Form umgewandelt Diese Temperatur ist zu hoch, um bei dem vorliegen- wird, gute Brikettierungseigenschaften des Materials den Verfahren zu einem befriedigend brikettierbaren erhalten werden, gleichgültig, ob die tatsächliche

Eisen zu führen. Struktur Perlit oder eine davon etwas verschiedene

Es wurde nun gefunden, daß die unbefriedigenden 5 Struktur ist, selbst dann, wenn der Gehalt an gebun-Brikettierungseigenschaften der Eisenprodukte mit denem Kohlenstoff ungefähr 1,0% beträgt. Es soll hohem Metallisierungsgrad, besonders derjenigen, die betont werden, daß die Erfindung nicht auf irgendwesentliche Mengen gebundenen Kohlenstoffs ent- eine spezielle Theorie der Metallstruktur beschränkt halten, verbessert werden können, wenn man ein Ver- ist, da gefunden wurde, daß die Einhaltung der befahren verwendet, bei dem das Ofenprodukt zur io sonderen Kühlstufe oder auch mehrerer Kühlstufen, Überführung in die Verarbeitungsstufe einem beson- wie sie hier beschrieben werden, die gewünschte Verderen und modifizierten Kühlverfahren ausgesetzt besserung der Brikettierungseigenschaften der Ofenwird. Hierbei kühlt man zunächst das Ofenmaterial produkte bewirkt, die gebundenen Kohlenstoff oberwesentlich langsamer als bisher üblich auf eine Tem- halb der angegebenen Grenzen besitzen. Die beschrieperatur unterhalb 650° C, vorzugsweise auf ungefähr 15 benen Ergebnisse werden erzielt, gleichgültig, ob eine 620° C oder weniger, ab Und schließt eine zweite Martensitstruktur vorliegt oder nicht (diese Struktur Kühlstufe an, die vorteilhaft aus einer Abschreckung wird beschrieben als eine feste Lösung von Kohlenbesteht; das so erhaltene metallische Eisenprodukt stoff in tetragonalem Ferrit). Ausgedehnte Versuche besitzt ausgezeichnete Brikettierungseigenschaften, scheinen allerdings darauf hinzudeuten, daß Mar^ auch wenn es einen hohen Metallisierungsgrad auf- 20 tensit ohne Unterschied auftritt, wenn das Material weist und wesentliche Mengen an gebundenem Koh- durch Abschrecken von der Ofentemperatur zur gelenstoff enthält. wünschten Endtemperatur gekühlt wird.

Nach heutiger Auffassung erhält man durch Ab- Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht iri schreckung des Ofenproduktes von der hohen Ofen- einer Mehrstufenkühlung, wobei das Ofenprodukt in temperatur auf die gewünschte Endtemperatur nach 25 einer ersten Stufe relativ langsam in einer geschlosder bisher bekannten Verfahrensweise bei einem senen Trommel od. dgl. unter nicht oxydierenden Material, das mehr als ungefähr 0,1 bis 0,15% ge- Bedingungen abgekühlt wird, bis es eine Temperatur bundenen Kohlenstoff (in den meisten Fällen mehr unterhalb 650° C, insbesondere unterhalb ungefähr als 0,12%) enthält, eine Martensitstruktur des Eisens. 630° C, erreicht hat. In der zweiten Stufe wird das Wenn der Kohlenstoffgehalt oberhalb der erwähnten 30 Material dann durch Abschreckung gekühlt, d. h. da-Grenze liegt, so werden beträchtliche Mengen Mar- durch, daß man das teilweise abgekühlte Produkt in tensit gefunden. Steigt der Gehalt an gebundenem Berührung mit einem Kühlmittel bringt, beispielsweise Kohlenstoff im Eisen auf mehr als 0,2%, so besitzt einem Öl, Gas oder Wasser, ohne daß man es dabei das Material fast vollständig Martensitcharakter. Die der Luft aussetzt. In diesem zweiten Verfahrens-Martensitform des Eisens ist besonders hart und 35 schritt wird das Material auf eine Temperatur unterspröde. Die Schwierigkeiten bei der Brikettierung halb 150° C, vorzugsweise unterhalb 95° C, gekühlt, beruhen daher wohl auf der Martensitstruktur des so daß es danach an der Luft nur geringe oder überEisens, die den Eisenteilchen die erwünschte Fähig- haupt keine Oxydationsneigung zeigt. Bei diesem keit des Geschmeidigseins und zumindest anfäng- Zweistufenverfahren werden die wesentlichen oben liehen Zusammenhaften unter Druck bei der Briket- 40 beschriebenen Vorteile der Abschreckung beibehalten, tierung nimmt. beispielsweise die leichte Regulierbarkeit, die Wirt-

Man kann jedoch durch Regelung des Kühlvor- schaftlichkeit und Sicherheit der Wirkung, während

gangs, besonders durch dessen Verzögerung inner- gleichzeitig die Schwierigkeiten bei der Brikettierung

halb eines bestimmten Bereichs, der sich zumindest des Eisens umgangen werden, ohne daß sich das Ver-

von einer Temperatur wesentlich oberhalb 650° C 45 fahren kompliziert oder eine zusätzliche Ausrüstung

bis auf einen Wert unterhalb dieser Temperatur er- erforderlich wird.

streckt, das Vorkommen von Martensit im abgekühl- Die Erfindung soll nun näher an Hand der Zeichten Material vermeiden. Bei langsamem Abkühlen nungen erläutert werden.

des kohlenstoffhaltigen Eisens erhält dieses eine vom F i g. 1 stellt das Diagramm eines Reduktions- und

Martensit verschiedene Struktur. Diese Struktur weist 50 Kühlsystems zur Durchführung des erfmdungs-

nicht die harten, spröden und nicht nachgebenden gemäßen Verfahrens dar;

Eigenschaften des Martensits auf. Bei dem so her- F i g. 2 ist ein schematischer Querschnitt auf· der gestellten Material haften die Teilchen unter Druck Linie 2-2 des Drehkühlers der F i g. 1;
beim Brikettieren zusammen. Es scheint, daß in vielen F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der BeFällen das durch das erfindungsgemäße Verfahren 55 ziehung zwischen dem Gehalt an gebundenem Kohlenhergestellte Material Perlit ist oder zu einem beträcht- stoff und dem Metallisierungsgrad, wie sie aus Prülichen Teil Perlitstruktur aufweist. Andererseits kann fungen zahlreicher Reduktionsprodukte sich ergibt, zumindest in manchen Fällen das erfindungsgemäß und

erhaltene Metall zuletzt nicht als echter Perlit vor- F i g. 4 stellt eine graphische Darstellung der Abliegen, sondern als sogenannter körniger Perlit, der 60 hängigkeit der Brikettfestigkeit vom Gehalt an gemanchmal auch als Sphäroidstruktur bezeichnet wird. bundenem Kohlenstoff dar, gegenübergestellt bei In diesem Fall bewirkt die erwähnte Auswahl der erfindungsgemäß hergestellten Produkten und bei Kühlgeschwindigkeiten anscheinend eine teilweise Produkten, die nach bekannten Verfahren hergestellt oder völlige Trennung des Perlits in Ferrit mit der wurden.

üblichen Ausfällung seines Zementits (Fe₈C)-Gegen- 65 Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vielen

anteils als Sphäroide innerhalb des Ferritkorns. Vorrichtungen durchgeführt werden; Fig. 1 gibt die

Jedenfalls scheint es so, daß bei einer Verfahrens- wesentlichen Teile eines besonders wirkungsvollen

weise, die die Herstellung von Martensit vermeidet Systems wieder. Die Reduktion wird in einem langen

Trommel kann auch spiralförmige Führungen (nicht gezeigt) auf ihrer inneren Oberfläche besitzen, um die Vorwärtsbewegung des Materials zu unterstützen.

Das partiell abgekühlte Material 5., das beispiels-5 weise eine Temperatur von 540 bis 480° C oder gewünschtenfalls eine noch tiefere Temperatur besitzt, wird kontinuierlich durch die Auslaßrutsche oder Auslaßleitung 24 entleert. Diese Rutsche oder Leitung führt unter die Oberfläche einer relativ großen

Drehofen 10 vorgenommen, der eine Länge von 45 m
und einen Innendurchmesser von 1,8 bis 2,1 m haben
kann und eine geeignete Ausfütterung von schwer
schmelzbarem und wärmeisolierendem Material besitzt. Das Aufgabegut 1 für den Ofen wird kontinuierlich durch eine geeignete Einlaßkammer 12 zugeführt.
Es kann aus Eisenerz, Koks und gegebenenfalls etwas
Kalkstein zum Ausschmelzen des im Koks vorhandenen Schwefels bestehen, Das Aufgabegut ist in

Teile von geeigneter Größe, üblicherweise zu Klum- io Wassermenge 30 im Abschrecktank 32. Das Wasser, pen oder Stücken in einer Ausdehnung von 25 min das wiederum auf eine entsprechend tiefe Temperatur oder weniger, zerkleinert. Andere Materialgrößen durch. Umwälzung durch einen Kühlturm (nicht gekönnen ebenfalls verwendet werden, beispielsweise zeigt) oder in anderer Weise gehalten wird, kühlt dasfeine oder granuläre Teilchen oder pelletisiertes, aus dem Ofen kommende Material praktisch unfeines Material. Das Aufgabegut wird in den Ofen 15 mittelbar auf eine relativ niedrige Temperatur ab,, infolge dessen mäßiger Neigung zur Auslaßöffnung so daß es danach der Atmosphäre ausgesetzt werden und zur Verbrennungskammer 14 hin transportiert, kann, ohne daß Gefahr einer schnellen Reoxydation wobei der Ofen sich mit einer geeigneten Geschwin- des reduzierten Eisens besteht. Beispielsweise kann digkeit, z. B. von ungefähr 3 bis 5 Min./Umdr., dreht. durch die Abschreckung die Temperatur des Mate-Der Ofen wird gegensinnig zum Weg.des zu behan- 20 rials auf ungefähr 4O⁰C oder wenigstens auf eine delnden Materials befeuert, beispielsweise durch eine Temperatur unterhalb ungefähr 95° C herabgesetzt geeignete Flamme 3, die von der Verbrennungs- werden. Hierbei wird der Wasserzufluß zum Tank kammer aus in den Ofen gerichtet ist. Die Flamme am besten so eingestellt und reguliert, daß durch die wird durch geeigneten Brennstoff unterhalten, wie Abschreckung nur eine relativ geringe Temperatur-Naturgas, Öl oder gepulverte Kohle; die für die Ver- 25 erhöhung des Wassers von beispielsweise 20° C Einbrennung erforderliche Luftzufuhr wird so eingestellt, laßtemperatur auf 32° C Auslaßtemperatur eintritt, daß die gewünschten Bedingungen an Temperatur Das Material 6 wird kontinuierlich oder in anderer und Gaseigenschaften, beispielsweise hinsichtlich des Weise vom Abschrecktank durch geeignete mecha-Kohlenmonoxydgehalts im Ofen erreicht werden. nische Mittel, beispielsweise durch einen Rechen-Bei geeigneter Regulierung des Ofenvorgangs wird 30 förderer (rake drag), wie in 34 angegeben, abgezogen, ein relativ hoher Prozentsatz des im Erz vorhandenen Das abgekühlte Produkt, das metallisches Eisen, Eisenoxyds zu metallischem Eisen reduziert, so daß im allgemeinen geringe Mengen von restlichem Eisendas kontinuierlich abgezogene Material aus hoch- oxyd, überschüssigen Koks und andere Stoffe, metallisiertem Erz besteht, das jedoch üblicherweise üblicherweise einschließlich beträchtlicher Mengen beträchtliche Mengen von siliciumhaltigem oder 35 Gangart aus dem Erz, enthält, wird dann zur Geanderem Gangmaterial einschließt und außerdem im winnung eines Endprodukts, das zur Hauptsache allgemeinen von überschüssigem Koks begleitet ist. metallisches Eisen enthält, in geeigneter Weise weiter Das vom Ofen 4 abgezogene Material gelangt konti- aufbereitet. Zahlreiche Mahl-, Konzentrierungs- und nuierlich durch eine geschlossene Rutsche oder ein Trennschritte können für diesen Zweck verwendet Rohr 16 zu einem Drehkühler 18, der eine große, sich 40 werden, auf deren Erläuterung hier verzichtet wird, drehende Stahltrommel mit kegelstumpfartigen End- Wenn das Material beispielsweise viele große Stücke stücken sein kann. Verschlußstück 20 zwischen oder Splitter enthält, kann es in einer Kugelmühle Rutsche 16 und Einlaßöffnung des Kühlers und Ver- gemahlen und darauf nacheinander einer magneschlußstück 22 zwischen Auslaßöffnung des Kühlers tischen Trennung oder einer feuchten Konzentrierung und Abzugsrutsche 24 schließen den Kühler luftdicht 45 auf Grund der Dichte, beispielsweise mit Wilfleyab. Im Kühler werden die Klumpen oder anders- platten oder mit anderen geeigneten Mitteln, sowie geformten Teilchen des reduzierten Erzes und des Sieb-, Verdickungs- und Entwässerungsvorgängen begleitenden Materials auf eine Temperatur von vor- unterworfen werden. Als Ergebnis einer derartigen zugsweise wenigstens unterhalb ungefähr 630° C zusätzlichen Aufbereitung erhält man ein Konzentrat durch Wärmeaustausch im Kühlergehäuse oder durch 50 oder eine Anzahl von Konzentratfraktionen, die mehr andere Mittel, .die eine wesentlich langsamere Ab- oder weniger ein zerteiltes, festes Material mit einem kühlung bewirken als ein direktes Abschrecken, d.h. hohen Gehalt, beispielsweise bis zu ungefähr 97% an ein plötzlicher Kontakt des heißen Materials mit einer metallischem Eisen aufweisen, während der Rest aus großen Menge relativ kalter Flüssigkeit, abgekühlt. geringen Mengen Eisenoxyd, Kohlenstoff (gebundener Zahlreiche Mittel können zur Abführung der Wärme 55 Kohlenstoff und manchmal auch freier Kohlenstoff) vom Kühler verwendet werden; die Zeichnungen und in manchen Fällen aus sehr geringen Mengen (F i g. 1 und 2) geben den unteren Teil des Kühlers von Silikat- oder anderer Gangart besteht. Beabsieh-18 wieder, der in ein Wasserbad 26 eintaucht, wäh- tigt ist natürlich, daß dieses Endprodukt möglichst rend der Kühler mit beispielsweise 1,5 Umdr./Min. nur aus metallischem Eisen besteht, wobei gebundener gedreht wird und das Wasser mittels Zirkulation 60 Kohlenstoff u. dgl. ausgenommen sind. Im allgemeinen durch einen Kühlturm (nicht gezeigt) oder in irgend- ist es erwünscht, daß das pulverisierte Endprodukt einer anderen üblichen Weise auf geeigneter Tempe- zu relativ großen, dichten Stücken geformt wird, beiraturhöhe gehalten wird. Um das Verfahren zu spielsweise durch Brikettieren oder eine ähnliche erleichtern, kann die Trommel 18 viele Flansche Maßnahme unter Druck. So kann das Material nach tragen, die sich axial auf der äußeren Trommelober- 65 Trocknen in einer geeigneten Trockentrommel in eine fläche erstrecken, wie beispielsweise die T-Stücke 28, Brikettierungspresse verbracht werden, wo es unter die Wasser mitnehmen, um es über die gesamte hydraulischem Druck von beispielsweise 5,5 t/cm² Außenfläche der Trommel laufen zu lassen. Die oder mehr zu Briketts geformt wird, die z. B. 2,5 bis

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25 kg oder mehr Eisen pro Stück enthalten. Es kön- einem mittleren oder noch darunterliegenden Eisen-

nen jedoch auch kleine Pellets oder kleine Briketts, gehalt ermittelt. Es wird angenommen, daß eine der-

beispielsweise zur Verwendung für manche Ofen- artige Beziehung ganz allgemein bei einer Reduktion

prozesse, hergestellt werden. von verschiedenen Erzen in dieser Art besteht. Wie

Bei Verwendung der im vorstehenden beschriebe- 5 die Tabelle zeigt, ist der Gehalt an gebundenem Kohnen Verfahrensweise einschließlich der Mehrstufen- lenstoff im allgemeinen nicht höher als 0,1% (bezogen kühlung kann die Reduktion so durchgeführt werden, auf das reduzierte Eisen), wenn die Metallisierung daß man die wirtschaftlich höchstmögliche Metalli- geringer als 90 °/o ist, d. h., wenn weniger als 90 % sierung des Erzes erzielt. Dabei kann man trotz des des gebundenen Eisens in metallisches Eisen umkontinuierlichen oder zeitweisen Auftretens wesent- io gewandelt wurden. Erreicht die Metallisierung Werte licher Mengen an gebundenem Kohlenstoff (beispiels- von wesentlich mehr als 90%, so steigt der Gehalt weise von über 0,12% oder üblicherweise noch be- an gebundenem Kohlenstoff über 0,2% und erreicht trächtlich mehr) im Eisenanteil des aus dem Ofen mit den nunmehr in der Praxis erzielbaren Metallikommenden Materials beständig eine wirkungsvolle sierungsgraden oft Werte von 0,6 bis 0,8 %.
Brikettierung vornehmen. Das abgekühlte Eisen- 15 Enthält das Eisen mehr als 0,15% gebundenen material ist genügend weich, d. h., es enthält praktisch Kohlenstoff, so muß zur Erzielung einer wirksamen kein Martensit, um zusammenhängende Briketts Brikettierung des Endproduktes durch Druck die bilden zu können, die die gewünschte Festigkeit be- vorliegende Erfindung angewandt werden. Selbst sitzen und für den beabsichtigten Verwendungszweck wenn das Eisen einen solchen Kohlenstoffgehalt ohne ernstliche Bruchgefahr gehandhabt werden zu 20 gelegentlich oder in einigen Fraktionen erreicht, ist können. eine Verwendung der vorliegenden Erfindung not-

Wie schon oben erwähnt, wird die Reduktion des wendig, um eine zufriedenstellende Brikettierung zu

Eisens im Ofen mit kohlenstoffhaltigem Material vor- erzielen. Das Verfahren einschließlich der besonderen

genommen; die Erfindung ist also anwendbar auf Durchführung der Kühlung zur Verhinderung der

Verfahren, bei denen das Reduktionsmittel zumindest 25 Ausbildung einer Martensitstruktur ist dennoch in

teilweise kohlenstoffhaltiges Material enthält, das die hohem Maße erwünscht, um Briketts mit guter Festig-

Quelle des gebundenen Kohlenstoffs im reduzierten keit zu erhalten, wenn der Gehalt an gebundenem

Eisen darstellt. Obgleich unter kohlenstoffhaltigem Kohlenstoff oberhalb 0,1 bis 0,15%, beispielsweise

Material auch gasförmige Stoffe, wie Kohlenmonoxyd 0,12%, liegt oder wenn das Produkt einen derartigen

und Kohlenwasserstoffe, verstanden werden sollen, 30 Gehalt an gebundenem Kohlenstoff kontinuierlich

treten die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oder zeitweise aufweist.

erzielbaren Verbesserungen besonders deutlich her- F i g. 4 zeigt die Beziehung, die in Versuchen an vor, wenn feste, kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel, Eisen, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wie Koks, Holzkohle oder Anthrazit, verwendet wer- reduziert wurde, zwischen der Brikettfestigkeit und den. Bei Verwendung von festem Kohlenstoff ist 35 dem Kohlenstoffgehalt des reduzierten metallischen — auch wenn im streng chemischen Sinne die tat- Eisens aufgefunden wurde. In der graphischen Darsächliche Reduktion teilweise oder vollständig über stellung gibt die Kurve 40 den Gehalt an gebundenem die gasförmige Phase des Kohlenmonoxyds verlaufen Kohlenstoff eines Materials wieder, das nach Austritt mag — die Tendenz zum Einschluß von feinem aus dem Ofen 10 (Fig. 1) unmittelbar von 1065⁰C Kohlenstoff im Eisen sehr ausgeprägt, besonders bei 40 auf die gewünschte niedrige, nicht oxydierende Tem-Verwendung bei überschüssigem Koks, was zur Er- peratur durch Abschreckung, d. h. durch praktisch zielung sehr hoher Metallisierungsgrade bevorzugt augenblickliche Abkühlung durch den gesamten wird. Im allgemeinen ist es günstig, den Ofenvorgang Temperaturbereich hindurch, abgekühlt wurde, wähso zu regulieren, daß die durchschnittliche Metalli- rend Kurve 42 die Werte eines Produktes wiedergibt, sierung aus dem Ofen kommenden Materials mehr 45 das durch das Zweistufenverfahren, wie es in F i g. 1 als 90%, üblicherweise 93 bis 95% oder mehr, be- gezeigt wird, einschließlich der relativ langsamen trägt. Wirtschaftliche Gründe und bequemere Kon- Kühlung auf einen Wert von 590° C oder darunter trollmöglichkeiten können jedoch einige Variationen und anschließende Abschreckung abgekühlt wurde, in der Art des Produktes erfordern, so daß beispiels- Der Kohlenstoffgehalt wird ausgedrückt in Prozenten weise ein beträchtlicher Teil des ausgetragenen Gutes 50 des metallischen Eisens, während die Brikettfestigkeit einen Metallisierungsgrad von weniger als 90% bis ausgedrückt wird durch die in einem Standardverhinunter zu 85% aufweist. Auch unter diesen Bedin- such erhaltenen Werte. Für diesen Versuch wurden gungen sind die Verbesserungen des vorliegenden Briketts verwendet, die mit einem Druck von unVerfahrens wertvoll, da das als Endprodukt erhaltene gefahr 5,5 t/cm² und ohne Verwendung von Bindefeine Konzentrat einen beträchtlichen Prozentsatz an 55 mitteln verfestigt wurden. Für den Festigkeitsversuch kohlenstoffreichem Eisen enthalten oder manchmal werden die Briketts in Stücken von Standardabmesvollständig aus derartigem Eisen bestehen kann. In sungen verwandt, d. h., die Briketts haben Abmessuneinem dieser Fälle würde die Gegenwart von Mar- gen von 12,7 X 6,35 X 32 mm. Sie werden horizontal tensit entweder in einen Teil des Produktes oder an zwei Punkten, die 25,4 mm voneinander entfernt während eines Teils des Verfahrens ernsthaft die 60 sind, unterstützt. Auf einen kleinen Bereich der Brikettierung stören, während das erfindungsgemäße oberen Fläche zwischen diesen zwei Punkten wird Verfahren derartige Schwierigkeiten beseitigt. ein Druck ausgeübt. Die für die Darstellung der

Fig. 3 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Fig. 4 verwendeten Werte sind die Werte der Mate-Prozentsatz der Erzmetallisierung und dem Gehalt rialbeanspruchung, berechnet aus der Belastung, bei an gebundenem Kohlenstoff (im reduzierten Eisen). 65 der die Briketts im beschriebenen Versuch zer-Dieser Zusammenhang wurde in einer Reihe von Ver- brechen. Diese Bestimmung der Grünfestigkeit wird suchen bei Reduktionsverfahren der oben angegebe- vorgenommen gemäß dem Standardverfahren 15-51 nen Art und unter Verwendung von Eisenerz mit der Metal Powder Association, veröffentlicht als

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»Method for Determination of Green Strength of fahren eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin-Compacted Metal Powder Specimens«. dung. Das Material kann zwar durch Abschreckung

( Im allgemeinen soll die Brikettierungsfähigkeit des abgekühlt werden, sobald es ungefähr 630^q C erreicht Eisenendproduktes bei dem erfindungsgemäßen Ver- hat. Es wird auch eine gewisse Wirtschaftlichkeit des fahren so sein, daß sie der in der Stahlindustrie ge- :.5 Verfahrens erzielt, wenn das Produkt in den Abbräuchlichen Versendung, Handhabung und Lage- schrecktank 32 übergeführt wird, sobald die Temperung widersteht. Diese Eigenschaften sind in den ratur nicht niedriger als beispielsweise 540 bis 480° C meisten Fällen gewährleistet, wenn das Eisenkonzen- gesunken ist. Jedoch werden beträchtliche Vorteile trat eine Grünfestigkeit in dem obengenannten Ver- dann erzielt, wenn das Material im Drehkühler besuch von mindestens 105 kg/cm² aufweist, d.h. in no trächtlich niedrigere Temperaturwerte erreicht, beißinem Teil der Fi g. 4 oberhalb eines derartigen spielsweise bis hinunter zu 150° C. So kann beispiels-Bruchwertes des Brikettstücks liegt, obgleich in weise gearbeitet werden, wenn die Herstellungsmanchen Fällen auch Festigkeiten bis hinunter zu geschwindigkeit durch längere Verweilzeit im Kühler 70 kg/cm² ausreichend sein können. Material, das nur oder in anderer Weise die Erreichung dieser Tempedurch Abschrecken abgekühlt worden ist, erfüllt 15 ratur vor dem Abschrecken erlaubt oder erfordert diese Anforderungen nicht mehr, wenn der Gehalt an , Natürlich werden in allen Fällen die ersten Kühlgebundenem Kohlenstoff wesentlich über 0,12% stufen, also auch die Abschreckstufe, unter nicht steigt, während das erfindungsgemäß hergestellte Pro- oxydierenden Bedingungen durchgeführt. Derartige dukt eine gute Brikettierbarkeit aufweist, d. h. eine Bedingungen können die Zugabe von zusätzlichem Festigkeit von 105 kg/cm² oder mehr, und zwar auch 20 inertem oder reduzierendem Gas erfordern. Sie werbis zu relativ hohen Werten, das ist ungefähr 0,8 %, den in einfacher und wirkungsvoller Weise durch das an gebundenem Kohlenstoff. in F i g. 1 wiedergegebene System durch· die Verbin-

Wie schon erwähnt, besitzt, das aus dem Ofen 10 dung des Kühlers mit dem Ofeninnern 10 bis 14 ■abgelassene Material hohe Temperatur. Bei der Re- erreicht. Die Atmosphäre im Ofen ist im wesentlichen duktion treten im allgemeinen Temperaturen von .25 nicht oxydierend, zumindest an allen Punkten, die 1050 bis 115QP C oder noch etwas darüber, beson¹ vom Einlaßende 12 weiter entfernt liegen, von dem ders am Austrittsende, auf, obgleich das Eisen nicht Abgase durch einen Schornstein (nicht gezeigt) abgeschmolzen ist und die Temperatur genau reguüert gelassen werden, wird, um ein Sintern im größeren Umfang zu ver_r : Als Beispiel für das erfindungsgemäße Verfahren meiden. Im allgemeinen hat das austretende Material 30 möge ein Ofen von der Art und mit den Dimensionen eine Temperatur von wenigstens ungefähr 930° C. wie oben beschrieben und ein Drehkühler mit einem Auf jeden Fall liegt die Temperatur stets über 730° C Durchmesser von 1,8 m und eine Länge zwischen den ,und fast immer wesentlich über 760° C. Wie erwähnt, Verschlußstücken 20 und 22 von 12 m dienen. Die ist eine Grundvoraussetzung des erfindungsgemäßen Öfenfüllung beträgt 5541 (Trockenbasis) Magnetiterz ,Verfahrens, daß das aus dem Ofen austretende Mate- 35 mit einem Gehalt von'67,49% Eisen, was einer Berial zumindest bis auf eine Temperatur unterhalb Schickung von 3741 Eisen entspricht. Mit einer Ge-650° C oder wenigstens im Temperaturbereich von samtbeschickung von 4101 Koks und einer geringen 730 bis unterhalb 650° C so gekühlt wird, daß keine Menge Kalkstein für den oben angegebenen Zweck 'wesentlichen Mengen Martensit im abgekühlten Pro- wurde der Ofen unter langsamer, jedoch kontinuierdukt vorkommen. Wird die Kühlung in geeigneter 40 Iicher Aufgabe des Materials betrieben. Zum Durch-Weise bis auf eine Temperatur von 630° C oder vor- satz der gesamten Materialmenge' wurden 8 Tage gezugsweise noch etwas tiefer überwacht, so stabilisiert braucht. Das Material benötigte im Durchschnitt .sich der Kohlenstoffgehalt in einer anderen als der 12 Stunden für die Ofenpassage. Temperaturen und Martensitform. Danach kann die endgültige, niedrige Verfahrensbedingungen wurden so reguliert, daß ein Temperatur durch Abschrecken erreicht werden. 45 hoher Metallisierungsgrad erzielt wurde. Die Tempe?

: Sehr befriedigende Ergebnisse werden erhalten, raturen lagen zumindest im größeren Teil des Ofens wenn die Kühlung des Materials im Drehkühler so zwischen 1050 und 1150° C. Das Ofenprodukt wurde vorgenommen wird, daß die Temperatur des Mate- bei ungefähr 1090 bis 1150° C abgelassen. Das Prorials auf 620° C mit einer Geschwindigkeit von dukt dieses Versuches enthielt insgesamt 379 t Eisen, 165° C/Min. oder noch langsamer sinkt. Während 50 metallisiert und in gebundener Forrn, einschließlich •für die Reduzierung der Temperatur des Ofenpro- des vom Koks und anderem Material aufgenommenen idüktes bis auf ungefähr 730° C die Kühlung sehr Eisens. Es zeigte einen Durchschnittsmetallisierungs-■schnell vorgenommen werden kann, ist es wichtig, grad von 93,56 % oder einen Gesamtgehalt an metaldaß die Kühlung auf 630 oder 620° C langsam durch- lischem Eisen von ungefähr 3551. In einem 24-Stungeführt wird, um die gewünschte Brikettierbarkeit (in 55 den-Abschnitt des Versuches betrug die durchschnitt-Abwesenheit von Martensit) zu erhalten, auch dann, liehe Metallisierung 96,7%. ' ;

wenn die Metallstruktur vielleicht keine echte Perlit- , Das aus dem Ofen kommende Material wanderte !struktur ist. Es werden also gute Ergebnisse erzielt, langsam, jedoch kontinuierlich durch den Drehkühler wenn wenigstens mehrere Minuten dazu verwandt -18, der sich in einem Wasserbad, wie gezeigt, bewerfen, das Ofenprodukt von einer Temperatur von 60 wegte. Aus dem Drehkühler gelangte-das Materials !beispielsweise 1150°.C auf eine Temperatur von 630 ,durch die Röhre24 bei einer Temperatur beträchtlich bis 590° C abzukühlen, ohne daß ein plötzlicher unterhalb 260° C in den W'asserabschreektank, in Temperaturabfall während der Abkühlung von un- ,dem es momentan auf ungefähr 32° G abgekühlt und gefähr 760 auf unterhalb 650° C stattfindet. danach konzentriert wurde, so daß man ein End-

Obgleich auch der gesamte Kühlvorgang beträcht- 65 produkt mit einem Dürchschnittsgehalt von 93,5% lieh langsamer als eine Abschreckung über den ge- metallischem Eisen erhielt. Das gemahlene und daher samten Temperatürabfall bis auf ungefähr 95° C .feinzerteilte Produkt wurde mit Erfolg brikettiert und durchgeführt werden kann, bildet das Zweistufenver- ergab zusammenhängende Briketts von großer Festig-

Claims (1)

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keit, die weit über dem oben angegebenen Durch- und 4 gezeigten Kurven, insbesondere die letztere, schnitt lagen. Im Kühler 18 wurde die Temperatur erläutern die Verbesserung in Form einer graphischen des aus dem Ofen kommenden Materials im Durch- Darstellung. Es ist klar, daß diese Kurven nur eine schnitt um ungefähr 55° C/Min. vermindert. Annäherung an die tatsächlichen Versuchswerte darin einem anderen Versuch unter Verwendung 5 stellen, die bis zu einem gewissen Grade, wie es stets einer anderen Ausrüstung im Versuchsmaßstab, bei experimentellen Versuchswerten der Fall ist, von jedoch unter Verwendung ähnlicher Verfahrensmaß- den Punkten auf der Kurve abweichen können,
nahmen wie oben wurde ein Erz aus vorgeformten Unter Abschrecken versteht man im allgemeinen Taconit-pellets zerkleinert und, gemischt mit Koks- ein relativ plötzliches Abkühlen, bei dem der gelösche im Verhältnis von 20 Gewichtsteilen Taconit ip wünschte TemperaturabfalldesMaterialspraktisehherzu 8V2 Teilen Koks, in einem Ofen bei 1075° C beigeführt wird, dadurch, daß man das Material einem 2V2 Stunden lang reduziert. Die Charge wurde dann nicht oxydierenden, flüssigen oder gasförmigen Meäuf 590° C in einer Stickstoffatmosphäre mit einer dium aussetzt. Obgleich in manchen Fällen ein der-Geschwindigkeit von weniger als 110° C/Min. ab- artiges Medium ein starker Strom eines kalten, nicht gekühlt und darauf mit Wasser abgeschreckt. Nach 15 oxydierenden Gases sein kann, ist es doch besonders Vermählen und Konzentrierung mittels magnetischer vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, die Trennung erhielt man ein Eisenprodukt, das sich sehr Abschreckung mit einer Flüssigkeit vorzunehmen, gut brikettieren ließ. Die Briketts zeigten eine Grün- beispielsweise durch Eintauchen des Materials in eine festigkeit von 116 kg/cm² unter Standardversuchs- Flüssigkeit oder durch Verwendung von Flüssigkeitsbedingungen, wie sie oben angeführt wurden. Der 20 strömen oder -schauern. Die Flüssigkeit kann bei-Gehalt an gebundenem Kohlenstoff in reduziertem spielsweise ein Öl oder ein anderer geeigneter flüssi-Eisen betrug 0,81%. Die Metallstruktur schien voll- ger Kohlenwasserstoff oder vorzugsweise, wie oben ßtändig aus Perlit zu bestehen. beschrieben, Wasser sein. Die Kühlung durch Kon-Zum Vergleich wurde ein ähnlicher Versuch unter takt mit einer Flüssigkeit, besonders durch Eintau-Verwendung gleicher Mengen derselben Materialien 25 chen des Materials unter die Oberfläche der Flüssigunternommen, bei denen die Charge nicht langsam keit, ist für die Endstufe des erfindungsgemäßen Verabgekühlt, sondern sofort von 1075° C mit Wasser fahrens, wie oben beschrieben, besonders wertvoll, abgeschreckt wurde. Bei diesem Versuch wiesen die auch wenn die Temperaturverminderung etwas lang-Briketts nur eine Grünfestigkeit von 7 kg/cm² auf, samer als momentan vor sich geht,
der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff betrug 30 Die durch Druck stark verfestigten, zusammen-0,64 ⁰Jo, die Struktur war eine Martensitstruktur. hängenden Briketts aus Eisenmaterial, wie sie gemäß Um die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, und Verfahrens für die Aufbereitung zahlreicher Eisen- die mehr als 90% Eisen mit einem Durchschnittserze einschließlich solcher, die nur einen Eisengehalt gehalt von mehr als 0,2 % gebundenem Kohlenstoff von 20 bis 30% besitzen, zu erläutern, wurde ein 35 besitzen, stellen ein neues Produkt von besonderer Versuch mit Hämatiterz unternommen. Die Aus- Brauchbarkeit dar. Derartige Briketts werden aus gangsmengen betrugen 15 Gewichtsteile Hämamit, dem als Endprodukt erhaltenen Eisenkonzentrat 12 Gewichtsteile Kokslösche und 0,3 Gewichtsteile durch Verdichtung unter hohem Druck, beispiels-Dolomitkalkstein. Die Charge wurde bei diesem Ver- weise einem Druck von 5,5 t/cm² und mehr, hergesuch 7V2 Stunden lang bei 980° C oder höher im 40 stellt. Sie sind praktisch frei von Bindemitteln, ihren Ofen erhitzt und danach unter Stickstoff auf 590° C, Zusammenhang erhalten sie einzig durch die gegenebenso wie in dem Versuch mit Taconit, abgekühlt. seitige Haftung der Eisenteilchen. Das feinzerteilte, Das Material wurde dann auf eine Temperatur abge- für die Brikettherstellung verwendete Material, das ist kühlt, bei der keine Oxydation mehr stattfindet. Nach das Eisenprodukt, das man durch Vermählen und dem Vermählen und Trennen zeigte das Metallpulver 45 Konzentrierung des aus der Reduktion und Kühlung eine Grünfestigkeit für Briketts von 105 kg/cm² mit erhaltenen Materials erhält, kann 90 bis 99,4% meeinem Gehalt an gebundenem Kohlenstoff von tallische Eisenteilchen, die im wesentlichen frei von 1,19%. Das Material besaß vollständige Perlitstruk- Martensit sind, 0,5 bis 5% Eisenoxyd und 0,1 bis 5% tür. Im Gegensatz hierzu wurde ein Versuch unter- Verunreinigungen enthalten. Dieses Material hat eine nommen unter Verwendung von 17,4 Gewichtsteilen 5° für den obengenannten Test ausreichende Fähigkeit manganhaltigem Labradorhämamit, 13,9 Gewichts- zum gegenseitigen Zusammenhaften und widersteht teilen Kokslösche und 0,4 Teilen Dolomitkalkstein. vorzugsweise einer Beanspruchung von wenigstens Die Bedingungen waren dieselben wie im letzten Bei- 105 kg/cm². Die Briketts haben eine Dichte von 4,97 spiel, jedoch wurde die Ofentemperatur ungefähr bis 5,85 g/cm³, vorzugsweise näher dem letzteren 7 Stunden lang auf 1050° C gehalten. Das Ofenpro- 55 Wert, der unterscheidbar geringer als der Dichtewert dukt von 1050° C wurde mit Wasser abgeschreckt. von aus der geschmolzenen Form erstarrtem Eisen ist. Nach Vermählen und Trennen zeigte das Eisen- So besitzen die Briketts oder andere verfestigte Forprodukt eine Grünfestigkeit von praktisch 0, da zu- men des feinzerteilten Materials Dichte- und Wärmesammenhängende Briketts nicht hergestellt werden werte sowie elektrische Eigenschaften, die ausgesprokonnten. Der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff be- 60 chen günstig für Schmelzverfahren sind,
trug 0,92%, die Struktur war deutlich Martensit- η + + ·· u
struktur. Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen ratentansprucne:
Verfahrens zur Erzielung einer hohen Brikettfestig- 1. Verfahren zur Herstellung von feinzerteillceit für das Eisenprodukt und zur Vermeidung von tem, kohlenstoffhaltigem, leicht zu Briketts ver-Brikettierungsschwierigkeiten, wie sie in den Ver- 65 preßbarem Eisen durch Reduktion von Eisenerz gleichsversuchen bei einfachem Abschrecken auf- mit einem festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionstreten, ist durch die oben angeführten und zahlreiche mittel unter Bedingungen, bei denen eine durchweitere Versuche eingehend belegt. Die in F i g. 3 schnittliche Metallisierung der Eisenoxyde von

90 ⁰Zo oder mehr erhalten wird, wobei die Reduktion bei erhöhter Temperatur, die jedoch ungenügend zum Schmelzen des hergestellten Eisenmaterials ist, vorgenommen wird, und Abkühlung des reduzierten Eisenmaterials unter nicht oxydierenden Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der Bildung wesentlicher Mengen Martensit im Gefüge des Eisens das reduzierte Eisenmaterial zwischen 760 und 620° C mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 165° C/Min. abgekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierte Eisenmaterial zwischen 730 und 650° C mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 165° C/Min. abgekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des hergestellten Eisenmaterials durch Abschrecken zu Ende geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einbringung des Eisenmaterials in Wasser abgeschreckt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an gebundenem und gelöstem Kohlenstoff in dem hergestellten Eisen mehr als 0,12% beträgt.

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7. Vorrichtung zur Herstellung von Eisen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, gekenn·* zeichnet durch einen Reduktionsofen (10), der zur Aufnahme von Eisenerz und Reduktionsmittel geeignet ist mit Einrichtungen (14) zum Ablassen aufeinanderfolgender, das reduzierte Erz enthaltender Materialmengen ausgestattet ist; ein rotierbares Kühlgefäß (18) mit Kühleinrichtungen für die äußere Kühlgefäßfläche, eine abgeschlossene Leitung (4) von der Austrittsöffnung des Ofens zur Eintrittsöffnung des Kühlgefäßes, zur Einführung aufeinanderfolgender Mengen des reduzierten Erzmaterials in das Kühlgefäß, wobei der Ofen mit dem Kühlgefäß derart verbunden ist, daß eine nicht oxydierende Atmosphäre im Kühlgefäß herrscht; einen Abschrecktank (32) zur Aufnahme der Abschreckflüssigkeit (30) und einer Abflußleitung (5), die mit dem Austrittsende des Kühlgefäßes verbunden ist und im Abschrecktank unterhalb der Oberfläche der darin befindlichen Flüssigkeit endet, und zur Überführung aufeinanderfolgender Mengen des reduzierten Erzmaterials in die Abschreckflüssigkeit nach ihrem Durchgang durch das Kühlgefäß dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 663 632;
»Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen«, 1944,
P. 11, S. 1 und 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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