DE1925473C3 - Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von EisenschwammInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Eisenschwamm aus feinkörnigen
Erzen.
Die Verhüttung von Erzen durch Direktreduktion und Einschmelzen des Eisenschwamms im Elektroofen
gewinnt gegenüber dem Hochofenprozeß immer mehr 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 aus kokungsfähiger Kohle und Feinerz, ggf. mit Zuschlagstoffen, zu Pellets oder Briketts agglomeriert,
um dann im Schachtofen, der zweckmäßigerweise
mit festen Wärmeträgern beheizt wird, auf Temperaturen um 9000C 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
Kohle übriggeblieben sind, die thermisch als Klebstoff dienen. Andererseits ist aber bei dem anschließenden
Einschmelzen des Schwamms im Elektroofen ein so hoher Kohlenstoffgehalt hinderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
Herstellung von Eisenschwamm zu verbessern und zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.
daß man feinkörniges Erz im Gemisch mit einer, der für die Reduktion des Erzes 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 Fuße des Reaktors abgezogenen feinkörnigen Eisenschwamms
abtrennt und diesen Teil nach einer
ίο 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
i> 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 erf.ndungsgemäß
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- 14000C erfolgt. Mit dieser Temperatur
führt man die Wärmeträger dann am Kopf des
JO Reaktorschachtes in diesen zurück, wo sie 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
>5 Eisenschwamm und Mineralbestandteilen aus der Gangart und aus der Kohle besteht, wird dann möglichst
im heißen Zustand einem Elektroofen zugeführt.
Die Erhitzung des Eisenschwammes im Wärmeträgerkreislauf kann auf verschiedene Weise erfolgen;
ti) so ist z. B. ein direkt beheizter Lift oder eine
Wirbclschichtanlage 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
■r> kann primärseitig mit irgendeinem Brennstoff beheizt
werden; erfindungsgemäß kann hierzu auch die Abwärme des Kühlkreislauf eines Hochtemperaturkernreaktors
benutzt werden.
200 Gewichtsteile eines Eisenerzes mit 65% Fe werden mit 41 Gcwichtsteilen einer backenden Kohle
mit dem Quellfaktor 7 und einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 25% bezogen auf wasser- und
μ aschefreie Substanz gemischt. Die Korngröße der
Mischung liegt zu 100% < 0,5 mm, davon 60% < 0,06 mm. Dieses Mischgut wird unter Zusatz von Sb
Gewichtsteilen einer 10%-igen wässrigen Sulfitlauge auf einem Drehteller pelletiert Der Durchmesser der
«ι grünen Pellets beträgt 15 bis 20 mm. Die grünen Pellets
werden mit auf 10000C aufgeheiztem Eisenschwamm
als Wärmeträger im Verhältnis 1:10 vermischt einem Reaktorschacht aufgegeben. Die Verkokungs- bzw.
Reduktionszeit betrugt insgesamt 110 min. Während
ί"ι dieser Zeit wird das Erz zu 97,2% zu metallischem Fe
reduziert.
Am Fuße des Reaktors wird feinkörniger Eisenschwamm nut einer Temperatur von etwa 9000C
abgezogen, von dem 90% abgetrennt und nach Wiederaufheizung in einer Aufheizvorrichtung auf
10000C als Wärmeträger am Kopf des Reaktorschachtes wieder aufgegeben werden. Der restliche Eisenschwamm
wird in möglichst heißem Zustand einem Elektroofen zugeführt.
Claims (3)
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 900" C in einem Reaktorschacht verkokt, nach der thermischen Behandlung
einen Teil des am Fuße des Reaktors abgezogenen feinkörnigen Eisenschwamms abtrennt und diesen
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— 14000C aufheizt.
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