DE19900232C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von reduzierten, feinkörnigen Eisenerzen - Google Patents

Abstract

Unter Luftabschluß findet auf Kastenbändern (2) eine Vorverdichtung des Eisenschwamms mittels einer oberhalb des Bandes angeordneten Druckrolle (4) statt. Anschließend wird der vorverdichtete Eisenschwamm durch in einer Induktionsspule (5) erzeugte Wirbelströme erwärmt und gesintert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von feinkörnigen, reduzierten Eisenerzen.

Bei der Produktion von Feinerzen fällt ein feinkörniger, hoch reduzierter Eisenschwamm an, der ein stark pyropheres Verhalten aufweist, da er bei prozeßbedingt niedrigen Temperaturen (600 bis 700°C) reduziert wurde.

Die Weiterverarbeitung des Produktes Eisenschwamm beispielsweise in einem Elektrolichtbogenofen setzt nach dem Stand der Technik voraus, daß der feinkörnige Eisenschwamm zuvor brikettiert wird (z. B. nach US 4 165 978), um auf diese Weise hohe Verluste beim Einschmelzvorgang zu vermeiden.

Die Brikettierung erfordert jedoch einen hohen maschinellen Aufwand und entsprechend hohe Investitionskosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, Eisenschwamm für die anschließende Weiterverarbeitung, beispielsweise in einem Elektrolichtbogenofen, so vorzubereiten, daß bei möglichst geringem wirtschaftlichen Aufwand feinstkörnige Partikel gebunden werden, so daß die Verluste beim Schmelzprozeß auf ein Minimum reduziert werden.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wird der wirtschaftliche Aufwand dadurch minimiert, daß man ein Verfahren anwendet, bei dem das unter Luftabschluß leicht vorverdichtete Produkt, d. h. der hoch reduzierte Eisenschwamm, in eine Induktionsspule geführt wird, wo der Eisenschwamm einem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird.

Auf diese Weise werden in dem leicht vorverdichteten Material, welches elektrisch leitend ist, nach dem Faraday'schen Gesetz Induktionsgesetz Spannungen erzeugt, aus denen aufgrund der Leitfähigkeit des Eisenschwamms Wirbelströme entstehen. Der induzierte Strom führt nach dem Joule'schen Gesetz zur Erwärmung des Eisenschwamms.

Diese Wirkungen sind bekannt aus der Induktionsübertragung in beispielsweise Induktionstiegelöfen oder Induktionsrinnenöfen, wie sie beispielsweise in der Literatur "Elektrostahl-Erzeugung", 4. Auflage, Seite 397 und folgende, Verlag Stahleisen GmbH, Düsseldorf 1997, beschrieben werden.

Die im Eisenschwamm fließenden Wirbelströme erzeugen somit ein sekundäres magnetisches Feld, das dem primären Magnetfeld entgegengesetzt ist und dazu führt, daß das resultierende magnetische Feld sich zur Mitte des vorverdichteten Eisenschwamms abschwächt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung nutzt genau diesen Effekt, um im Randgebiet des leicht vorverdichteten hoch metallisierten Körpers aus vorverdichtetem Eisenschwamm durch die Erzeugung von Wirbelströmen eine Erwärmung zu erzielen, die so hoch ist, daß das Eisenpulver im Randgebiet zusammensintern kann und dadurch eine Schutzschicht um das ansonsten in der Mitte des Körpers feinkörnig belassene Material bildet.

Diese Schutzschicht ist einerseits weitestgehend resistent gegen Sauerstoffaufnahme aus der Umgebungsluft und bildet andererseits einen hinreichend festen Block, in welchem pulverförmiges Material eingeschlossen ist.

Wenn die Schicht des vorzuverdichtenden Eisenschwamms niedriger gehalten wird, läßt sich durch die anschließende Behandlung im hochfrequenten magnetischen Wechselfeld gegebenenfalls die gesamte Eisenschwammschicht zusammensintern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Behandeln von reduziertem Eisenschwamm ist ein Kastenband. Dieses Kastenband ist luftdicht in einem Gehäuse eingekapselt.

Nach Auffüllen der Kästen des Kastenbandes bis zur Höhe der Längsseiten mit reduziertem Eisenschwamm wird der Eisenschwamm mit Hilfe einer Rolle, die sich über dem Kastenband befindet, so zusammengedrückt, daß durch die Vorverdichtung eine möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit erzielt wird.

Nach dieser Vorverdichtung werden die Kästen des Kastenbandes einer oder mehreren Induktionsspulen zugeführt. Durch das entstehende magnetische Feld findet eine Aufheizung und Sinterung des vorverdichteten Eisenschwamms statt.

Der auf diese Weise mit Temperaturen von 900 bis 1000°C behandelte Eisenschwamm kann problemlos in einem Einschmelzaggregat eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Schnittzeichnung und Fig. 2 eine perspektivische Darstellung ist.

Reduziertes Feinerz verläßt ein (nicht dargestelltes) einschlägiges Reduktionsaggregat, nachdem es zu hochmetallisiertem Eisenschwamm reduziert wurde, über ein zweckentsprechend ausgebildetes Austragsystem als heißes Produkt.

Unter Luftabschluß wird dieses Produkt auf eine oder mehrere Kastenband-Straßen (Kastenbänder 2), die förderbandähnlich ausgebildet sind, verteilt.

Parallel und gleichzeitig mit dem Eisenschwamm können aus einem Behälter (6) Kohle, Kalk oder sonstige Zuschlagstoffe, die beim Elektrolichtbogenofen-Prozeß benötigt werden, den Kastenbändern (2) zugeführt werden.

Die Kastenbänder (2) befinden sich luftdicht abgeschlossen in einem (nicht dargestellten) Gehäuse.

Die die Kastenband-Straßen (Kastenbänder 2) bildenden Kästen (3) bestehen aus Keramik. Die Längsseiten der Kästen (3) sind höher als die Stirnseiten. So können die Längsseiten beispielsweise eine Höhe von 12 bis 15 cm aufweisen und 30 cm lang sein. Die Stirnseiten sind dann z. B. 10 cm hoch und haben eine Breite von z. B. ebenfalls 10 cm.

Der Füllvorgang der Kästen (3) erfolgt kontinuierlich. Nach Auffüllen der Kästen (3) bis maximal zur Höhe der Längseiten wird jede Kastenreihe einer Rolle (4) zugeführt, die das Material (Eisenschwamm) durch ihr Eigengewicht zusammendrückt, damit eine möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit des Eisenschwamm erreicht wird.

Nach diesem Verdichtungsvorgang werden die Kästen (3) einer oder mehreren Induktionsspulen (5) zugeführt, in der oder in denen sich der Eisenschwamm infolge des erzeugten magnetischen Feldes so aufheizt, daß eine Sinterung des Eisenschwamms einsetzen kann.

Das so an den Randbereichen und gegebenenfalls auch bis ins Innere auf 900 bis 1000°C aufgeheizte und gesinterte Material wird anschließend einem (nicht dargestellten) Einschmelzaggregat zugeführt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Behandlung von feinkörnigen, reduzierten Eisenerzen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Feinerzreduktionsreaktor hoch reduziertes, diesen in heißem Zustand verlassendes Eisenerz, unter Luftabschluß vorverdichtet und anschließend einem hochfrequenten magnetischen Wechselfeld ausgesetzt wird, durch das das reduzierte, elektrisch leitende und vorverdichtete Eisenerz mit Hilfe der Wirbelströme erwärmt und das Randgebiet oder auch das gesamte hoch reduzierte, vorverdichtete Eisenerz zusammengesintert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Behandlung von feinkörnigen, reduzierten Eisenerzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Aufnahme des hoch reduzierten Eisenerzes ein oder mehrere parallel zueinander laufende Kastenbänder (2) innerhalb eines luftdicht abgeschlossenen Gehäuses angeordnet sind,
daß das Gehäuse, in welchem die Kastenbänder (2) laufen, gegen das Eindringen von Luft gekapselte Aufgabe- und Austragöffnungen (1) für die Kastenbänder (2) aufweist,
daß die Längsseiten der einzelnen Kästen (3) der Kastenbänder (2) höher ausgebildet sind als die Stirnseiten,
daß oberhalb eines jeden Kastenbandes (2) jeweils eine federnd aufgehängte und drehbare Rolle (4) zur Vorverdichtung des reduzierten Eisenerzes angeordnet ist,
daß jedes Kastenband (2) mit mindestens einer Spule (5) zur Induktion von Wirbelströmen zumindest in den Randbereichen und somit zur Sinterung des auf den Kastenbändern (2) befindlichen vorverdichteten Eisenerzes versehen ist.