DE1925473B2

DE1925473B2 - Verfahren zur herstellung von eisenschwamm

Info

Publication number: DE1925473B2
Application number: DE19691925473
Authority: DE
Inventors: Werner Prof. Dr.rer.nat 4640 Wattenscheid Peters
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1969-05-20
Filing date: 1969-05-20
Publication date: 1977-12-22
Also published as: DE1925473A1; JPS4927482B1; DE1925473C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierli- jo chen Herstellung von Eisenschwamm aus feinkörnigen Erzen.

Die Verhüttung von Erzen durch Direktreduktion und Einschmelzen des Eisenschwamms im Elektroofen gewinnt gegenüber dem Hochofenprozeß immer mehr J5 an Bedeutung. Zur Herstellung des Eisenschwamms werden im wesentlichen zwei Arbeitsweisen benutzt, entweder der gasdurchströmte Schachtofen oder der mit einem Gemisch aus Erz und Kohle betriebene Drehrohrofen.

Die Arbeitsweise mittels des gasdurchströmten Schachtofens stellt ein Mehrstufenverfahren dar, bei dem die zur Verwendung vorgesehenen Kohlenwasserstoffe gespalten, dann konvertiert, wieder erhitzt, durch den Reduktionsofen geleitet, abgekühlt und entweder ·»> aufbereitet und zurückgeführt oder anderweitig verwendet werden.

Einfacher ist ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm. Hierbei wird eine Mischung ai's kokungsfähiger Kohle und Feinerz, ggf. to mit Zuschlagstoffen, zu Pellets oder Briketts agglomeriert, um dann im Schachtofen, der zweckmäßigerweise mit festen Wärmeträgern beheizt wird, auf Temperaturen um 900°C gebracht zu werden, bei denen die Kohle die Agglomerate fest einbindet und das Erz zu mehr als "» 90% zu metallurgischem Eisen reduziert wird.

Bei der letztgenannten Arbeitsweise tritt die Schwierigkeit auf, daß die thermisch behandelten Agglomerate einerseits nur dann über eine hinreichende Festigkeit verfügen, wenn noch etwa 10% Kohlenstoff aus der wi Kohle übriggeblieben sind, die thermisch als Klebstoff dienen. Andererseits ist aber bei dem anschließenden EiiiM.niriclzcii des Schwamms im Elektroofen ein ^o hoher Kohlenstoffgehalt hinderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die i>> Herstellung von Eisenschwamm zu verbessern und zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch geiöst, daß man feinkörniges Erz im Gemisch mit einer, der für die Reduktion des F.rzes erforderlichen Kohlenstoffmenge entsprechenden Menge an backender Feinkohle unter Aufsprühen von Wasser pelletiert, die grünen Pellets mit heißen, festen Wärmeträgern bei Temperaturen um etwa 900°C in einem Reaktorschacht verkokt, nach der thermischen Behandlung einen Teil des am FuQe des Reaktors abgezogenen feinkörnigen Eisenschwamms abtrennt und diesen Teil nach einer Wiederaufheizung dem Reaktorschacht als heiße Wärmeträger zur Reduktion grüner Pellets wieder zuführt.

Erfindungsgemäß wird der Vorteil, der in der Verwendung fester Wärmeträger für die Bereitstellung der erforderlichen Wärme besteht, in günstigster Weise mit dem Einsatz von Kohle als Mischpellet verknüpft, ohne daß der erhaltene Eisenschwamm noch nennenswerten Kohlenstoff enthält; und zwar wird erfindungsgemäß das Verhältnis von Kohle und Erz in den Agglomeraten so eingestellt, daß nach der Verkokung und Redukion des Erzes praktisch kein Kohlenstoff mehr übrigbleibt. Daß in diesem Zustand die Agglomerate zerfallen, ist vorteilhaft, da man erfindungsgemäß einen Teil des feinkörnigen Eisenschwamms als Wärmeträger benutzt. Er wird am Fuße des Reaktorschachtes kontinuierlich abgezogen und einer Aufheizvorrichtung zugeführt, in der eine Temperaturerhöhung auf etwa 1000— 1400°C erfolgt. Mit dieser Temperatur führt man die Wärmeträger dann am Kopf des Reaktorschachtes in diesen zurück, wo sir die Wärme für die Verkokung und Reduktion neuer Agglomerate zur Verfügung stellen. Durch ständigen Abzug von feinkörnigem Eisenschwamm wird die Anlagenfüllung konstant gehalten. Das abgezogene Material, das aus Eisenschwamm und Mineralbestandteilen aus der Gangart und aus der Kohle besteht, wird dann möglichst im heißen Zustand einem Elektroofen zugeführt.

Die Erhitzung des Eisensehwammes im Wärmeträgerkreislauf kann auf verschiedene Weise erfolgen; so ist z. B. ein direkt beheizter Lift oder eine Wirbelschichtanlage geeignet, bei der aber kein Sauerstoff in den Heizgasen enthalten sein darf. Daher ist es häufig zweckmäßiger, eine indirekte Überhitzung, etwa in einem Wärmeaustauscher, vorzunehmen. Dieser kann primärseitig mit irgendeinem Brennstoff beheizt werden; erfindungsgemäß kann hierzu auch die Abwärme des Kühlkreislaufes eines Hochtemperaturkernreaktors benutzt werden.

Beispiel

200 Gewichtsteile eines Eisenerzes mit 65% Fe werden mit 41 Gewichtsteilen einer backenden Kohle mit dem Quellfaktor 7 und einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 25% bezogen auf wasser- und aschefreie Substanz gemischt. Die Korngröße der Mischung liegt zu 100% < 0,5 mm, davon 60% <0,06 mm. Dieses Mischgut wird unter Zusatz von 36 Gewichtsteilen einer 10%-igen wässrigen Sulfitlauge auf einem Drehteller pelletiert. Der Durchmesser der grünen Pellets beträgt 15 bis 20 mm. Die grünen Pellets werden mit auf 1000⁰C aufgeheiztem Eisenschwamm als Wärmeträger im Verhältnis 1:10 vermischt einem Reüktorschacht aufgegeben. Die Verkokungs- bzw. Reduktionszeit beträgt insgesamt 110 min. Während dieser Zeit wird das Erz zu 97,2% zu metallischem Fe reduziert.

Am Fuße des Reaktors wird feinkörniger Eisenschwamm mit einer Temperatur von etwa 900°C

abgezogen, von dem 90% abgetrennt und nach Wiederaufheizung in einer Aufheizvorrichtung auf 1000°C als Wärmeträger am Kopf des Reaktorschachtes wieder aufgegeben werden. Der restliche Eisenschwamm wird in möglichst heißem Zustand einem Elektroofen zugeführt.

Claims

Patentanspiuche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Eisenschwamm aus feinkörnigen Erzen, wobei ■> feinkörniges Erz im Gemisch mit einer, der für die Reduktion des Erzes erforderlichen Kohlenstoffmenge entsprechenden Menge an backender Feinkohle unter Aufsprühen von Wasser pelletiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die grünen Pellets mit heißen, festen Wärmeträgern bei Temperaturen um etwa 90O⁰C in einem Reaktorschacht verkokt, nach der thermischen Behandlung einen Teil des am Fuße des Reaktors abgezogenen feinkörnigen Eisenschwamms abtrennt un-j diesen ¹^ Teil nach einer Wiederaufheizung dem Reaktorschacht als heiße Wärmeträger zur Reduktion grüner Pellets wieder zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Aufheizung des als Wärmeträger verwendeten Eisenschwamms die Abwärme eines Hochtemperaturkernreaktors benutzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den als Wärmeträger verwendeten feinkörnigen Eisenschwamm auf Temperaturen von etwa 1000 —1400° C aufheizt.