DE1508062C

DE1508062C - Process for the production of a sintered product consisting predominantly of Dicaiciumfemt (2 CaO Fe deep 2 O deep 3)

Info

Publication number: DE1508062C
Authority: DE
Inventors: Michael Paul Kohl Theodore George Cleveland Ohio Fedock (V St A)
Original assignee: Republic Steel Corp , Cleveland, Ohio (V St A )
Publication date: 1971-02-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterproduktes, welches überwiegend aus Dicalciumferrit, 2 CaO · Fe₂O₃ besteht, und das erhaltene gesinterte Produkt.The invention relates to a method for producing a sintered product, which consists predominantly of dicalcium ferrite, 2 CaO · Fe ₂ O ₃ , and the sintered product obtained.

Dieses Produkt ist von großer Bedeutung als Be-Schickung und/oder Konditioniermittel für Hochöfen, elektrische öfen, Siemens-Martinöfen und basische Sauerstofföfen aus dem Grund, als es Kalk und Eisenmengen in wetterbeständiger Form in den Ofen einbringt an Stelle von Kalk CaO allein und ungünstigem Kohlendioxyd, CO₂, wie es bei Kalkstein CaCO₃ der Fall ist. Deshalb liegt seine Bedeutung in seinem hohen Flußmittelgehalt zuzüglich des Eisengehaltes, wenn es als Ersatz für Kalkstein in der Ofenmöllerung verwendet wird.This product is of great importance as a feed and / or conditioning agent for blast furnaces, electric furnaces, Siemens-Martin furnaces and basic oxygen furnaces for the reason that it brings lime and iron quantities into the furnace in a weather-resistant form instead of lime CaO alone and unfavorably Carbon dioxide, CO ₂ , as is the case with limestone CaCO ₃ . Therefore, its importance lies in its high flux content plus iron content when it is used as a substitute for limestone in furnace oiling.

Übliche Eisenerzsinterungen fallen· in 3 allgemeine Klassen:Common iron ore sintering falls into 3 general classes:

1. Solche ohne Flußmittel oder solche, die wenig, falls überhaupt, basische Oxyde zur Neutralisation des ao sauren Oxydgangmaterials enthalten;1. Those without flux or those with little, if any at all, contain basic oxides to neutralize the ao acidic Oxydgangmaterials;

2. Flußmittelhaltige bis zu selbstfließenden oder solche, die ein Verhältnis von basischen zu sauren Oxyden im Bereich von 0,2:1 bis zu 1:1 enthalten;2. Flux-containing to self-fluxing or those that have a ratio of basic to acidic Contain oxides in the range of 0.2: 1 up to 1: 1;

3. Mit Überschuß an Flußmitteln versetzte oder Möllerungsflußmittelsinterungen, die eine ausreichende Menge an überschüssigen basischen Oxyden enthalten, um die sauren Oxyde von anderen Herkünften (hauptsächlich Koks) in der Möllerung des Ofens zum Fließen zu bringen. Derartige Sinterungen für eine über 70% liegende Sintermöllerung haben üblicherweise ein Verhältnis von Base zu Säure von etwa 1,3 : 1.3. With an excess of fluxing agents or sintering fluxing agents, which contain a sufficient amount of excess basic oxides to remove the acidic oxides from other origins (mainly coke) in the bedding of the furnace to flow. Such sintering for a sinter oil coating above 70% usually have a ratio of base to Acid of about 1.3: 1.

Die vorliegenden Untersuchungen mit Sinterungen haben ergeben, daß eine allgemeine Neigung zur gesteigerten Erzeugung und ein stärker reduzierbares Produkt, jedoch ein Abfall der Festigkeit und eine nicht vorhersehbare Verwitterbarkeit auftritt, wenn man von einer nicht mit Fließmittel versehenen zu einer Möllerungs-Fließmittel-Sintermasse übergeht. Versuche mit einer Superfließmittelzugabe über die Möllerungsfließmittelzusammensetzung hinaus ergaben ernsthafte Schwierigkeiten hinsichtlich Überschmelzen und Schlackenbildungsreaktionen beim Brennen. Es wurde gefunden, wie dies ausführlich nachfolgend geschildert wird, daß dies mit einer niedrigschmelzenden Zusammensetzung verbunden ist, welche der Bildung von großen Mengen an Monocalciumferrit (CaO · Fe₂O₃) entspricht. Jedoch wird bei weiterer Zugabe von Kalk, so daß sich praktisch die Gesamtmenge als Dicalciumferrit (2CaO · Fe₂O₃) ergibt,.diese niedrigschmelzende Masse vermieden und das Sinterungsverhalten wird wiederum so, wie es mit Fließmitteln versehenen Sintermassen entspricht.The present investigations with sinterings have shown that there is a general tendency towards increased production and a more reducible product, but a decrease in strength and unpredictable weatherability when one goes from an unplasticized to a fluff-superplasticizer sintered mass. Attempts at superplasticizer addition over and above the grout superplasticizer composition have encountered serious problems with overmelting and slagging reactions on firing. It has been found, as will be described in detail below, that this is associated with a low-melting composition which corresponds to _{the formation of large amounts of monocalcium ferrite (CaO · Fe 2} O _3). However, with further addition of lime, so that practically the total amount _{results as dicalcium ferrite (2CaO · Fe 2} O ₃ ), this low-melting mass is avoided and the sintering behavior is again as it corresponds to sintered masses provided with plasticizers.

Es wurde gefunden, daß die Dicalciumferritsintermassen gemäß der Erfindung mit gleicher oder besserer Geschwindigkeit als Fließmittelsinterungen brennen und ebenfalls eine signifikant höhere Festigkeit und Reduzierbarkeit zusammen mit guter Beständigkeit gegenüber Verwitterung zeigen.It was found that the dicalcium ferrite sintered masses according to the invention with the same or better Burn speed than flux sintering and also a significantly higher strength and reducibility together with good resistance to weathering.

Ferritsintermassen leiten sich von den mineralischen Phasenzusammensetzungen des Produktes, nicht vom Basen-Säure-Verhältnis ab. Aus dem Mineralphasengleichgewicht und der tatsächlichen petrographischen Untersuchung wurde festgestellt, daß Dicalciumferritsinterungen gebildet werden, wenn ausreichend Kalk zur Bildung der Mineralphasen, Dicalciumsilikat (2CaO · SiO₂), braunem Millerit (4CaO · Fe₂O₃ · Al₂O₃) und Dicalciumferrit (2CaO · Fe₂O₃) zur Verfügung steht. Diese Mineralien bilden sich in der angegebenen Reihenfolge. Mit einem Unterschuß von Kalk bildet sich Monocalciumferrit (CaO · Fe₂O₃) auf Kosten von Dicalciumferrit. Tatsächlich werden wegen des begrenzten Zeitraumes für diese Umsetzungen während der Sinterungsbrennung nicht umgesetzter freier Kalk und beide Formen von Eisenoxyd, Hämatit und Magnetit, in unterschiedlichen Mengen in dem Sinterprodukt beobachtet. Trotzdem wird mit ausreichender Kalkmenge Dicalciumferrit als Hauptphase festgestellt. Auf Grund dieser sich aus Untersuchungen ergebenden Feststellung wurde eine Formel, basierend auf einer prozentuellen Trockengewichtsanalyse, entwickelt, um den Kalksteinbedarf eines Sintergemisches zu berechnen, welches außer dem Kalkstein aus Erz und einem festen kohlenstoffhaltigen Brennmittel, wie Koks, besteht. Ferrite sintering compounds are derived from the mineral phase composition of the product, not from the base-acid ratio. From the mineral phase equilibrium and the actual petrographic investigation it was found that dicalcium ferrite sintering is formed when there is sufficient lime to form the mineral phases, dicalcium silicate (2CaO · SiO ₂ ), brown millerite (4CaO · Fe ₂ O ₃ · Al ₂ O ₃ ) and dicalcium ferrite ( 2CaO · Fe ₂ O ₃ ) is available. These minerals form in the order given. With a deficit of lime, monocalcium ferrite (CaO · Fe ₂ O ₃ ) is formed at the expense of dicalcium ferrite. In fact, because of the limited time for these reactions during sintering combustion, unreacted free lime and both forms of iron oxide, hematite and magnetite, are observed in varying amounts in the sintered product. Nevertheless, with a sufficient amount of lime, dicalcium ferrite is found to be the main phase. On the basis of this investigation resulting from a formula, based on a percentage dry weight analysis, was developed to calculate the limestone requirement of a sintered mixture, which besides the limestone consists of ore and a solid carbonaceous fuel such as coke.

Es ist auch ein Verfahren zur Gewinnung selbstschmelzender Sinter aus einem technischen Mineralgemisch bekannt, wo ein Gemisch aus 5O°/o Kalkstein und 7% eines festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffes hergestellt wird, in dem die Korngröße des Flußmittels O bis 6 mm und die des Kokses O bis 3 mm beträgt. Über die verwendbare Eisenoxydmenge ist nichts ausgesagt. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber in der Herstellung eines überwiegend aus Dicalciumferrit bestehenden Sinterproduktes.It is also a method of obtaining self-melting Sinter is known from a technical mineral mixture, where a mixture of 50% limestone and 7% of a solid carbonaceous fuel is prepared in which the grain size of the flux 0 to 6 mm and that of coke is 0 to 3 mm. Nothing is said about the amount of iron oxide that can be used. In contrast, the object of the invention consists in the production of a predominantly dicalcium ferrite existing sintered product.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines überwiegend aus Dicalciumferrit (2CaO · Fe₂O₃) bestehenden Sinterproduktes besteht darin, daß ein Eisenerz mit einem festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff im Verhältnis von etwa 15 bis 25% dieses Brennstoffes, auf das Gewicht der Gesamtmenge bezogen, vermischt wird und dieses Gemisch aus Erz plus Brennstoff mit Kalkstein in folgenden Verhältnissen vermischt wird:The method according to the invention for producing a sintered product _{consisting predominantly of dicalcium ferrite (2CaO · Fe 2} O ₃ ) consists in mixing an iron ore with a solid carbonaceous fuel in a ratio of about 15 to 25% of this fuel, based on the weight of the total amount and this mixture of ore plus fuel is mixed with limestone in the following proportions:

Gewicht des Kalksteins
Gewicht von Erz und BrennstoffWeight of the limestone
Weight of ore and fuel

[%Fe-7 + 1,867% SiO₂ + 1,1% Al₂O₃ - %CaO]
im Gemisch aus Erz und Brennstoff[% Fe-7 + 1.867% SiO ₂ + 1.1% Al ₂ O ₃ -% CaO]
in a mixture of ore and fuel

[%CaO - %Fe - 1,867% SiO₂ - 1,1% Al₂O₃]
im Kalkstein[% CaO -% Fe - 1.867% SiO ₂ - 1.1% Al ₂ O ₃ ]
in limestone

wobei der kohlenstoffhaltige Brennstoff eine Teilchengröße von weniger als 3,2 mm und das Erz und der Kalk eine Teilchengröße von weniger als 6,3 mm aufweisen, das Gemisch bei Temperaturen von etwa 1090 bis 1260⁰C gezündet ynd dann bei Temperaturen von etwa 1420 bis 1540⁰C gesintert wird.wherein the carbonaceous fuel has a particle size of less than 3.2 mm and the ore and the lime have a particle size of less than 6.3 mm, the mixture ^{ignited at temperatures of about 1090 to 1260 0} C and then at temperatures of about 1420 to 1540 ⁰ C is sintered.

Magnesia ist in der vorstehenden Formel nicht enthalten, da sich sein Verhalten nicht so beschreiben läßt wie das von Kalk unter den verschiedenen, während einer Sinterungsbrennung erhaltenen Atmosphärenbedingungen. Dies trifft auch für andere geringere Bestandteile der Rohmaterialien zu. Indem Magnesia nicht berücksichtigt wird, ergibt sich der berechnete Kalkbedarf als Überschuß, der in sicherer Richtung von dem niedrigschmelzenden Monocalciumferrit-Material wegführt, welches bei der Herstellung dieser Art der Sinterung vermieden werden muß.
Weiterhin wurde festgestellt, daß das kritischste Ma-Magnesia is not included in the above formula because its behavior cannot be described in the same way as that of lime under the various atmospheric conditions obtained during a sintering combustion. This also applies to other minor constituents of the raw materials. If magnesia is not taken into account, the calculated lime requirement results as an excess that leads away in a safe direction from the low-melting monocalcium ferrite material, which must be avoided in the production of this type of sintering.
It was also found that the most critical measure

terial die Art, Verteilung und Menge des Brennstoffes ist. Wenn Koksstaub verwendet wird, ist dessen Größe kritisch. Dieser darf weder zu grob (größer als 3,2 mm) noch zu fein (kleiner als 0,15 mm) sein. Günstigerweise kann eine Größe innerhalb dieser Grenzen durch Drahtstreckmahlen erhalten werden. >Bei gröberem Staub wird die Verbrennung verlängert, während ein feinstäubiges Material zu rasch verbrennt, um die gewünschte Sinterungsumsetzung zu ergeben. Bei der Dicalciumferritsinterung ist eine erhöhte Menge an festem Brennstoff in Form von Koksstaub erforderlich, um den erhöhten Brennstoff bedarf zur Calcinierung von Kalkstein zu ergeben. Dieser Brennstoff sollte von einer nicht stäubenden Größe kleiner als 3,2 mm sein.material is the type, distribution and quantity of the fuel. If coke dust is used, its size is critical. This must neither be too coarse (larger than 3.2 mm) nor too fine (smaller than 0.15 mm). Favorably a size within these limits can be obtained by wire stretch milling. > For coarser Dust will prolong the combustion, while a fine-dusted material burns too quickly to achieve the desired result To result in sintering implementation. In dicalcium ferrite sintering, there is an increased amount of Solid fuel in the form of coke dust is required to meet the increased fuel requirements for calcination to surrender from limestone. This fuel should be of a non-dusting size less than 3.2 mm.

. Aus thermochemischen Überlegungen läßt sich zeigen, daß Eisenoxyd rascher in Kalk diffundiert als Kalk in Eisenoxyd. Da große Mengen Kalk mit Eisenoxyd thermisch bei der Herstellung von Dicalciumferritsinter umgesetzt werden müssen, sollte das Erz fein und der Kalkstein vorzugsweise grob sein, um die Umsetzung zu begünstigen. Das Erz sollte eine Größe von weniger als 6,3 mm haben, und der Bereich erstreckt sich bis zu feinem Staub. Der Kalkstein kann kleiner als 6,3 mm sein, jedoch wie der Koksstaub ein Minimum eines Staubss von weniger als 0,15 mm haben. Bei den vorliegenden Untersuchungen zur Ableitung der vorstehenden Formel ergab es sich, daß die Sintermischmassen zur Herstellung eines überwiegend aus Dicalciumferritsinter bestehenden Produktes 50 bis 55% Kalkstein, 6 bis 10% des kohlenstoffhaltigen Brennstoffes und 35 bis 40% Eisenoxyd, bezogen auf das Gewicht des gesamten Erz-Brennstoff-Kalkstein-Gemisches, in Abhängigkeit von der Analyse von Erz und Kalkstein enthalten. Ein bevorzugtes Gemisch besteht aus etwa 55% Kalkstein, 7% Koks und 38% Eisenerz, jeweils auf das Gewicht der Gesamtmenge angegeben. Somit liegt das Gewicht des kohlenstoffhaltigen Brennstoffes im Bereich zwischen etwa 15 und 25 % des Gewichtes des Erzes.. From thermochemical considerations it can be shown that iron oxide diffuses more rapidly in lime than Lime in iron oxide. Because large amounts of lime with iron oxide thermally in the production of dicalcium ferrite sinter need to be implemented, the ore should be fine and the limestone should preferably be coarse to the Implementation favor. The ore should be less than 6.3 mm in size and the area extends down to fine dust. The limestone can be smaller than 6.3 mm, however, like the coke dust Have a minimum of less than 0.15 mm of dust. In the present investigations to derive the above formula, it was found that the sintered mixes for the production of a product 50 bis consisting predominantly of dicalcium ferrite sinter 55% limestone, 6 to 10% of the carbonaceous fuel and 35 to 40% iron oxide, based on the weight of the total ore-fuel-limestone mix, depending on the analysis of the ore and limestone included. A preferred mixture consists of about 55% limestone, 7% coke and 38% Iron ore, in each case given on the weight of the total quantity. Thus, the weight of the carbonaceous Fuel in the range between about 15 and 25% of the weight of the ore.

Die Feuchtigkeit des Gemisches ist ebenso wie der Kohlenstoff wichtig zur Herstellung eines guten Sinters. Der Sinter brennt am besten, wenn die Beschickung überfeucht zu sein scheint oder vor Feuchtigkeit glitzert. Die Zündungszeit ist ebenfalls ein Regelfaktor bei der Herstellung des Dicalciumferritsinters gemäß der Erfindung. Die Zündungszeit sollte während etwa 3 Minuten bei einer Zündungstemperatur von etwa 1090 bis 1260⁰C sein, wobei die erhaltene Sinterungstemperatur auf Grund des Verbrennens des kohlenstoffhaltigen Brennstoffes etwa 1420 bis 1540⁰C beträgt. Als Beispiel für die Herstellung eines Sinters gemäß der Erfindung, der überwiegend aus Dicalciumferrit besteht, dient die folgende Tabelle I zur Erläuterung hinsichtlich der Rohmaterialien und zur Angabe der jeweils verwendeten Mengen.The moisture of the mixture, like the carbon, is important in making a good sinter. The sinter burns best when the load appears to be over-humid or glistening with moisture. The ignition time is also a regulating factor in the production of the dicalcium ferrite sinter according to the invention. The ignition time should be about 3 minutes at an ignition temperature of about 1090 to 1260 ^° C., the sintering temperature obtained being about 1420 to 1540 ^° C. due to the burning of the carbonaceous fuel. As an example of the production of a sinter according to the invention, which consists predominantly of dicalcium ferrite, the following table I serves to explain the raw materials and to indicate the amounts used in each case.

Tabelle I
Sintergemisch für Dicalciumferrit (C_aF)-SinterTable I.
Sinter mixture for dicalcium _{ferrite (C a} F) sinter

GrundgemischBasic mixture 10⁰/o oder auf
Gemischteile10 ⁰ / o or up
Mixture parts FeFe 49,16
23,60
55,0
8,25
62,0
4,34
42,38
6,36
1,20
0,1849.16
23.60
55.0
8.25
62.0
4.34
42.38
6.36
1.20
0.18 Al₁O,Al ₁ O, SiO₁ SiO ₁ MnMn PP. CaOCaO MgO .,MgO., Braunerz, %
Algerisches Erz, % ...
Anilinschlamm, % ...
Abgasstaub, %
Koksstaub, % ..:....Brown ore,%
Algerian ore,% ...
Aniline sludge,% ...
Exhaust dust,%
Coke dust,% ..: .... 48,0
15,0
7,0
15,0
15,048.0
15.0
7.0
15.0
15.0 Grund
gemisch 42,73ground
mix 42.73 3',18
1,52
3,25
0,48
0,87
0,06
3,77
0,56
4,20
0,633 ', 18
1.52
3.25
0.48
0.87
0.06
3.77
0.56
4.20
0.63 10,19
4,89
3,25
0,48
2,96
0,20
12,60
1,89
7,61
1,1410.19
4.89
3.25
0.48
2.96
0.20
12.60
1.89
7.61
1.14 0,89
1,8
0,170.89
1.8
0.17 0,73
0,007
0,076
0,100.73
0.007
0.076
0.10 5,25
0,79
4,09
0,61
0,025.25
0.79
4.09
0.61
0.02 1,25
1,38
0,021.25
1.38
0.02 Gesamtteile Fe, Al₂O₃,
SiOg und CaO
Kalkstein: Analyse, %Total parts Fe, Al ₂ O ₃ ,
SiOg and CaO
Limestone: analysis,% 100,0100.0 3,25
0,583.25
0.58 8,60
1,028.60
1.02 1,40
51,181.40
51.18 2,952.95

Kalkstein/100 Teile des Grundgemisches =Limestone / 100 parts of the basic mixture =

42,73 (Fe) + [8,60 (SiO₁) · 1,867]42.73 (Fe) + [8.60 (SiO ₁ ) · 1.867]

+ [3,25 (Al₂O₃) · 1,1]+ [3.25 (Al ₂ O ₃ ) x 1.1]

51,18 (CaO im Kalkstein) - [(1,02 SiO,-1,867)51.18 (CaO in limestone) - [(1.02 SiO, -1.867)

+ (0,58Al₁O₃-I,!)]+ (0.58Al ₁ O ₃ -I ,!)]

= 125 Teile Kalkstein= 125 parts of limestone

Berechnetes Gemisch für C₃F = 100 Teile ursprüngliches Grundgemisch + 125 Teile Kalksteinzusatz gibt 225 Teile insgesamt; Ausbeute kg/100 Teile des C,F-Gemisches, basierend auf vorstehender Analyse;Calculated mixture for C ₃ F = 100 parts of the original basic mixture + 125 parts of limestone additive gives 225 parts in total; Yield kg / 100 parts of the C, F mixture based on the above analysis;

Braunerz ..... Brown ore .....

Algerisches Erz Algerian ore

Anilinschlamm Aniline sludge

Abgassjtaub Exhaust gas dust

Koksstaub Coke dust

Kalkstein limestone

21,321.3 10,510.5 0,680.68 2,332.33 0,190.19 0,150.15 0,350.35 0,070.07 6,7 Erz6.7 ore 3,663.66 0,220.22 0,220.22 0,120.12 — '- ' —- —- 3,1 37,83.1 37.8 1,931.93 0,030.03 0,090.09 0,010.01 . —. - 0,280.28 0,090.09 6,76.7 2,822.82 0,250.25 0,840.84 —- —- 6,7 6,76.7 6.7 0,080.08 0,280.28 0,510.51 —- 0,020.02 28,0028.00 1,621.62 55,5 55,555.5 55.5 0,080.08 0,210.21 0,570.57 —- —- 29,1329.13 1,781.78 100,0100.0 19,0719.07 1,671.67 4,564.56 0,320.32 0,170.17

Gemäß den beiden linken Spalten des Oberteiles der Tabelle bestand das Grundgemisch der Rohmaterialien aus einem Gemisch von Braunerz, algerischem Erz, Anilinschlamm, Abgasstaub und Koksstaub in den jeweils in der 2. Spalte angegebenen Prozentsätzen, so daß sich eine Gesamtmenge von 100 % oder 100 kg des Grundgemisches ergab. Die chemischen Analysen dieser verschiedenen Bestandteile sind in der 3. bis 9. Spalte des oberen Teiles der Tabelle angegeben. In der Mitte der Tabelle ist die Berechnung gemäß der vorstehenden Formel für die Menge an Kalkstein für jeweils 100 kg des Grundgemisches angegeben, wobei die Berechnung zeigt, daß 125 kg Kalkstein somit erforderlich sind. Die Spalten im unteren Teil der Tabelle gegen die Prozentsätze jedes Bestandteils des fertigen Gemisches einschließlich des Kalksteins und ebenso die Endanalyse jedes Bestandteils hinsichtlich des Gehaltes an Eisen, Aluminiumoxyd, Siliciumdioxyd u. dgl. an.According to the two left columns of the upper part of the table, there was the basic mixture of raw materials from a mixture of brown ore, Algerian ore, aniline sludge, exhaust dust and coke dust in the the percentages given in the 2nd column, so that a total of 100% or 100 kg of the basic mixture resulted. The chemical analyzes of these various constituents are in the 3rd through 9. Column of the upper part of the table indicated. In the middle of the table is the calculation according to the Formula given above for the amount of limestone for every 100 kg of the basic mixture, where the calculation shows that 125 kg of limestone are required. The columns in the lower part of the Table against the percentages of each component of the finished mix including the limestone and likewise the final analysis of each constituent with regard to the content of iron, aluminum oxide, silicon dioxide and the like.

Zur Herstellung des Sinterproduktmaterials mit der angegebenen Analyse wurde das fertige Gemisch laufend durch eine übliche Art einer Sinterungsausrüstung geführt, deren Ofenteil 4 m lang war und durch flachflammige Verbrenriungsbrenner geheizt wurde. Die Zündung ergab ein Maximum von etwa 3024000 kcal Wärme je Stunde oder etwa 700 kcal je 0,093 m³ Bestreichungsfläche je Minute der Beschikkung. Die Wanderungsgeschwindigkeit betrug 122 cm je Minute, so daß jeder Teil des Sintergemisches in der Verbrennungszone während einer Gesamtzeit von etwa 3 Minuten war.To produce the sintered product material with the stated analysis, the finished mixture was continuously passed through a conventional type of sintering equipment, the furnace part of which was 4 m long and was heated by flat-flame combustion burners. The ignition resulted in a maximum of about 3,024,000 kcal heat per hour or about 700 kcal per 0.093 m ³ coated area per minute of loading. The rate of migration was 122 cm per minute so that each part of the sintered mixture was in the combustion zone for a total of about 3 minutes.

- Unter diesen Bedingungen war die Wärme ausreichend, um den Bettoberteil zur Schwärze zu schlacken. Das Sinterbett wurde in einer Tiefe von 28 cm gehalten, obwohl Bettiefen von etwa 15 bis 31 cm sich zufriedenstellend zeigten.- Under these conditions the heat was sufficient to slag the bed top to blackness. The sinter bed was at a depth of Maintained 28 cm, although bed depths of about 15 to 31 cm have been found to be satisfactory.

Ein kontinuierlicher halbtechnischer Versuchsansatz wurde während eines Monats auf dieser Basis vorgenommen, wobei eine Gesamtmenge von 16182 t (17842 tons) des Sinterproduktes erhalten wurde. In der folgenden Tabelle II ist eine statistisch abgeleitete Analyse des erhaltenen Sinterproduktes im VergleichA continuous semi-technical trial was carried out for one month on this basis, whereby a total of 16182 t (17842 tons) of the sintered product was obtained. In Table II below is a statistically derived one Analysis of the sintered product obtained in comparison

ao mit dem gewogenen Durchschnitt einer Schichtproduktion und einer vollständigen Analyse an einer während eines Tages des Versuchsansatzes genomme-. nen Probe wiedergegeben.ao with the weighted average of a shift production and a full analysis taken on one day of the trial. reproduced in a sample.

FeFe FeOFeO Tabelle IITable II CaOCaO MgOMgO SiO₁ SiO ₁ Al₁O,Al ₁ O, MnOMnO P₁O₅ P ₁ O ₅ 32,52
32,20
32,7032.52
32.20
32.70 8,98.9 Fe₁O,Fe ₁ O, 39,08
39,53
41,639.08
39.53
41.6 2,88
1,42.88
1.4 6,83
6,95
7,26.83
6.95
7.2 2,17
2,22
1,82.17
2.22
1.8 0,790.79 0,550.55 Statistischer Durchschnitt
Gewogener Durchschnitt
Typische Analyse Statistical average
Weighted Average
Typical analysis 36,936.9

4040

4545

Das Sinterprodukt hatte somit die folgende gewichtsmäßige Durchschnittszusammensetzung: Eisen 32,20%, CaO 39,53 %, MgO 2,88 %, SiO, 6,95 °/₀, Al₁O₃ 2,22 °/₀ und einen Durchschnittsflußmittelwert von 33,2 %. Es hatte einen Fließmittelersetzungswert von 159 kg Ferrit je 100 kg Kalkstein (53% verfügbares Fließmittel). Für den gesamten halbtechnischen Versuchsansatz betrug der Durchschnitt der Sintermischzusammensetzung 55 % Kalkstein, 38 % Eisenerz und 7% Koksstaub.The sintered product thus had the following weight moderate average composition: Iron 32.20%, CaO 39.53%, MgO 2.88%, SiO, 6.95 ° / _0, Al ₁ O ₃ 2.22 ° / ₀ and a Durchschnittsflußmittelwert of 33.2%. It had a superplasticizer replacement value of 159 kg ferrite per 100 kg limestone (53% available superplasticizer). For the entire semi-technical trial run, the average of the sinter mix composition was 55% limestone, 38% iron ore and 7% coke dust.

In den Zeichnungen stelltIn the drawings represents

F i g. 1 ein schematisches Schaubild in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt einer kontinuierliehen Rostsinterungsvorrichtung, die zur Herstellung von Dicalciumferrit gemäß der Erfindung geeignet ist, undF i g. 1 is a schematic diagram in side view and partially in longitudinal section of a continuous Rust sintering device suitable for the production of dicalcium ferrite according to the invention, and

F i g. 2 ein Phasendiagramm dar, welches die Phasenbeziehungen des Systems CaO—Eisenoxyd in Luft als Funktion der Temperatur zeigt, wobei die Prozentsätze an CaO und Eisenoxyd als Abszisse aufgetragen sind, während die Temperatur in Grad Celsius als Ordinate angegeben- ist.F i g. 2 shows a phase diagram which shows the phase relationships of the CaO-iron oxide system in Shows air as a function of temperature, with the percentages of CaO and iron oxide plotted as the abscissa are, while the temperature in degrees Celsius is given as the ordinate.

Gemäß F i g. 1 besteht die Sintervorrichtung aus einem Paar im Abstand befindlichen. Zahnrädern 10 und 11, von denen eines, beispielsweise 10 durch einen Motor angetrieben wird. Um diese Zahnräder erstreckt sich ein gasdurchlässiges, wanderndes, endloses Rostförderband 12, welches in Richtung des Pfeiles X angetrieben wird. Der Rost ist aus Gelenkgliedern, beispielsweise 13 gefertigt, die mit gegenüberstehend angebrachten Seitenwänden versehen sind und die während der waagerechten Bewegung des Rostes kontinuierliche Seitenwände, beispielsweise 14, zum Halten der Sinterbeschickung und des Sinterbettes bilden. Die Mischung aus Erz, Koks und Kalkstein wird in einen Trichter 16 gegeben und daraus auf das Förderband 12 freigegeben, wobei sich ein Bett mit der bei 15 angegebenen Höhe bildet. Das Erz-Koks-Kalkstein-Gemisch wird von dort unterhalb eines Ofens 17, der mit Brennern, beispielsweise 18, ausgestattet ist, durchgeführt, die mit Brennstoff und Luft über die Leitungen 19 a und 196 versorgt werden, wobei die Flammen aus diesen Brennern nach abwärts auf die Oberfläche des Gemisches zur Zündung des Oberflächenteiles desselben gerichtet werden, wie es durch die schattierte Zone 21 angedeutet ist. Wenn das ErzKoks-Kalkstein-Gemisch in dieser Weise bei etwa 1090 bis 1260⁰C gezündet ist, läuft es unterhalb des Ofens 17 in Richtung des Pfeiles X, wobei die Zone der Zündung oder Sinterung, deren Temperatur sich bis zu etwa 1430⁰C erstreckt, allmählich abwärts durch das Bett von der Oberseite bis zur Unterseite fortschreitet, wie es weiterhin durch, die schattierte Zone 21 angedeutet ist, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, wo das Gemisch das Ablaßende des Förderers am Zahnrad 11 erreicht, wo sie den Fuß des Sintergemisches erreicht hat. Inzwischen wird zur Erleichterung dieses fortschreitenden Sinterns Luft nach abwärts durch das Bett und die im Abstand voneinander befindlichen Rostbügel 22 mittels der unterhalb des Förderbandes angebrachten und im Abstand hieran entlang befindlichen Windkästen 23 gezogen. Somit ist, wenn das Förderband von dem Beschickungsende zu dem Entladungsende fortschreitet, der Teil des Bettes unterhalb der Sinterungszone 21 im wesentlichen nicht gebrannt, wie bei 24, während der Teil oberhalb der Sinterungszone das gebrannte Sinterbett beispielsweise 25 darstellt. Am Entladungsende des Förderbandes rd das im wesentlichen aus Dicalciumferrit bestehende Sinterprodukt wie bei 26 auf einen endlosen Bandförderer 27 abgeladen.
In F i g. 2 ist zu sehen, daß ein Gemisch aus Eisen-According to FIG. 1, the sintering device consists of a pair of spaced apart. Gears 10 and 11, one of which, for example 10, is driven by a motor. A gas-permeable, wandering, endless grate conveyor belt 12, which is driven in the direction of arrow X, extends around these gears. The grate is made of articulated members, for example 13, which are provided with oppositely attached side walls and which form continuous side walls, for example 14, for holding the sinter charge and the sinter bed during the horizontal movement of the grate. The mixture of ore, coke and limestone is placed in a funnel 16 and released therefrom onto the conveyor belt 12, a bed of the height indicated at 15 being formed. The ore-coke-limestone mixture is from there below a furnace 17, which is equipped with burners, for example 18, carried out, which are supplied with fuel and air via the lines 19 a and 196 , the flames from these burners after be directed downwards onto the surface of the mixture for ignition of the surface portion thereof, as indicated by the shaded zone 21. When the ErzKoks-limestone mixture is ignited in this manner at about 1090 to 1260 ⁰ C, it runs below the furnace 17 in the direction of arrow X, the zone of ignition or sintering, the temperature of which extends up to about 1430 ⁰ C. , gradually progresses downward through the bed from top to bottom, as further indicated by the shaded zone 21, until the point where the mixture reaches the discharge end of the conveyor at gear 11 where it reaches the base of the Sintered mixture has reached. In the meantime, to facilitate this progressive sintering, air is drawn downward through the bed and the spaced grate brackets 22 by means of the wind boxes 23 attached below the conveyor belt and spaced along it. Thus, as the conveyor belt advances from the loading end to the unloading end, the portion of the bed below the sintering zone 21 is essentially not burned, as at 24, while the portion above the sintering zone is the sintered burned bed, e.g. At the discharge end of the conveyor belt, the sintered product consisting essentially of dicalcium ferrite is unloaded onto an endless belt conveyor 27 as at 26.
In Fig. 2 it can be seen that a mixture of iron

oxyd und Kalk (CaO), wenn es einer Zündung und Sinterung bei Temperaturen innerhalb des vorgenannten Bereiches von 1100 bis 1425°C unterworfen wird, aus einem Fcststoff-Flüssigkeit-Gemisch, einem vollständig flüssigen Gemisch oder aus einem vollständigen Feststoffgcmisch in Abhängigkeit von den relativen Anteilen bestehen kann, in denen Kalk und Eisenoxyd ursprünglich vorhanden waren. Somit besteht nach F i g. 2 bei Verhältnissen von Eisenoxyd zwischen etwa 88 und 100°/₀. Rest Kalk, das Gemisch bei einer Sinterungstemperatur von 1425°C aus Magnetit in fester Lösung plus einem flüssigen Gemisch aus Eisenoxyd und Kalk. Bei Prozentsätzen an Eisenoxyd von etwa 64 bis 88%, Rest Kalk, ist das Gemisch völlig flüssig bei 1425" C. Bei geringeren Anteilen an Eisenoxyd im Bereich von 64% bis herab zu 58% bestellt das Gemisch aus Dicalciumfcrrit im festen Zustand plus einem flüssigen Gemisch aus Kalk und Eisenoxyd. Bei Eisenoxydgehalten unterhalb 58%, Rest Kalk, besteht das Gemisch bei 1425°C aus Dicalciumfcrrit im festen Zustand plus CaO im festen Zustand, wobei der Prozentsatz an Kalk ansteigt, wenn die Menge an Eisen abnimmt und somit bis zu 0% vermindert wird. Wie in dem Diagramm gezeigt, gibt es eine kritische Änderung bei der vorgenannten Sinterungstemperatur von einer Phase aus Feststoff plus Flüssigkeit aus 2CaO-Fe₂O₃ plus Flüssigkeit bei einem Eisenoxydgehalt gerade oberhalb 58% bis zu einer vollständig festen Phase aus 2CaO · 1-C₂O₃ + CaO bei einem Eisenoxydgehalt gerade unterhalb 58%. Bei der vollständig festen Phase gerade unterhalb 58% Eisenoxyd, besteht das gesinterte Produkt praktisch vollständig aus dem von Dicalciumferrit. Aus dem Diagramm der F i g. 2 läßt sich weiterhin ersehen, daß das gleiche auch zutrifft für Sinterungstemperaturen bis hinab zu etwa 122O⁰C, wobei diese Temperatur tatsächlich zur Herstellung eines festen und witterungsbeständigen Dicalciumferritsinters viel zu niedrig ist.
Zur Herstellung von Dicalciumferrit gemäß der Erfindung besteht das Ausgangsgemisch aus Kalkstein, CaCO₃, plus Koks, plus Eisenoxyd, wobei dieses in Form von Hämatit (Fe₂O₃) oder Magnetit (Fe₃O₄) oder in beiden Formen vorliegen kann, oder auch in der einen oder anderen dieser Formen mit etwas Eisenoxyd FeO vorliegen kann. Während des Sinterarbeitsganges wird der Kalkstein natürlich in CaO unter Entwicklung von CO₂-GaS umgesetzt, während sämtliches ursprünglich als Magnetit Fe₃O₄ vorhandenes Eisenoxide and lime (CaO), if it is subjected to ignition and sintering at temperatures within the aforementioned range of 1100 to 1425 ° C, from a solid-liquid mixture, a completely liquid mixture or from a completely solid mixture depending on the relative There may be proportions in which lime and iron oxide were originally present. Thus, according to FIG. 2 at ratios of iron oxide between about 88 and 100 per _cent . Remaining lime, the mixture at a sintering temperature of 1425 ° C of magnetite in solid solution plus a liquid mixture of iron oxide and lime. With percentages of iron oxide of about 64 to 88%, the remainder being lime, the mixture is completely liquid at 1425 "C. With lower proportions of iron oxide in the range from 64% down to 58%, the mixture consists of dicalcium ferrite in the solid state plus a liquid Mixture of lime and iron oxide. With iron oxide contents below 58%, remainder lime, the mixture at 1425 ° C consists of dicalcium ferrite in the solid state plus CaO in the solid state, the percentage of lime increasing when the amount of iron decreases and thus up to As shown in the graph, there is a critical change in the aforesaid sintering temperature from a solid plus liquid phase of 2CaO-Fe ₂ O ₃ plus liquid at an iron oxide content just above 58% to a fully solid phase 2CaO · 1-C ₂ O ₃ + CaO with an iron oxide content just below 58% In the completely solid phase just below 58% iron oxide, the sintered product is practically complete constantly from that of dicalcium ferrite. From the diagram of FIG. 2 can be seen further that the same also applies to sintering temperatures down to about ⁰ 122o C, which temperature is far too low in fact to produce a solid and weather-resistant Dicalciumferritsinters.
For the production of dicalcium ferrite according to the invention, the starting mixture consists of limestone, CaCO ₃ , plus coke, plus iron oxide, which can be in the form of hematite (Fe ₂ O ₃ ) or magnetite (Fe ₃ O ₄ ) or in both forms, or can also be present in one or the other of these forms with some iron oxide FeO. During the sintering process, the limestone is naturally converted into CaO with the development of CO ₂ gas, while all iron originally present as magnetite Fe ₃ O ₄

ίο durch Oxydation in Hämatit Fe₂O₃ übergeführt wird. Falls somit ausreichend Kalkstein in dem ursprünglichen Gemisch angewandt wird, so daß nach der Reduktion desselben zu CaO dieses etwa 40% des gesinterten Gemisches bildet, verbleibt das Gemisch ausreichend fest während des Sinterarbeitsgangs, und es ergibt sich ein Endprodukt, das im wesentlichen aus Dicalciumferrit besteht, gemäß der Erfindung. Um dies zu erreichen, sollte der Kalkstein etwa 50 bis 55 Gewichtsprozent des. ursprünglichen Gemischesίο is converted into hematite Fe ₂ O ₃ by oxidation. Thus, if sufficient limestone is used in the original mixture so that after reduction to CaO it constitutes about 40% of the sintered mixture, the mixture will remain sufficiently solid during the sintering operation and an end product will result which consists essentially of dicalcium ferrite , according to the invention. To achieve this, the limestone should be about 50 to 55 percent by weight of the original mixture

zo aus Kalkstein, Koks und Erz betragen. Falls wesentlich weniger als diese Menge Kalkstein angewandt ■wird, ergibt sich während des Sinterarbeitsganges die Bildung einer flüssigen Schlacke in größerem oder kleinerem Ausmaß, wie aus dem Phasendiagramm ersichtlich, wobei diese Schlacke bei ihrer Bildung auf dem bewegten Sinterbett das Sinterbett verklumpt und ein schlechteres oder vollständig wertloses Produkt ergibt. ·zo made of limestone, coke and ore. If much less than this amount of limestone is used ■ is, results in the formation of a liquid slag in a larger or during the sintering process smaller extent, as can be seen from the phase diagram, this slag on its formation the moving sinter bed clumps the sinter bed and a poorer or completely worthless product results. ·

Claims

Patent claims:

1. A method for the production of a sintered product _{consisting predominantly of dicalcium ferrite (2CaO · Fe 2} O ₃ ), characterized in that an iron ore with a solid carbonaceous fuel in a ratio of about 15 to 25% of this fuel, based on the weight of the total amount, is mixed and this mixture of ore plus fuel is mixed with limestone in the following proportions:

Weight of the limestone
Weight of ore and fuel [% Fe-7 + 1.867% SiO ₂ + 1.1% Al ₂ O ₃ -% CaO] in the mixture of ore and fuel

[% CaO -% Fe - 1.867% Sio7- ~ U% AI ₂ O ₃ ] "'in limestone

wherein the carbonaceous fuel has a particle size of less than 3.2 mm and the ore and the lime have a particle size of less than 6.3 mm, the mixture ^{ignited at temperatures of about 1090 to 1260 0} C and then at temperatures of about 1420 to 1540 ⁰ C is sintered.

2. The method iiach claim 1, characterized in that a limestone with a mean particle size is used which exceeds the mean particle size of the iron ore.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that an iron ore with a particle size in the range of less than 6.3 mm down to fine dust and that limestone is used with a particle size in the range of less than 6.3 mm to a minimum size of less than 0.15 mm and carbonaceous fuel with a particle size in the range 3.2 to 0.15 mm be used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the mixture is continuously in a layer of practically uniform thickness is passed through the combustion zone and the Surface part of the layer is gradually ignited, with the leadership of this layer underneath the combustion zone continues until the layer is burned through its entire depth of the fuel is sintered.

5. The method according to claim 4, characterized in that each part of the layer is held for about 3 minutes in the combustion zone and that the surface portion thereof is ^{ignited at a temperature of about 1090 to 1260 0} C, whereupon the layer then through the entire depth is sintered at a temperature of at least 1420 ^{0 C.}

1 sheet of drawings.