DE2233133B1

DE2233133B1 - Herstellung und haertung von kaltgebundenen, eisenhaltigen formkoerpern

Info

Publication number: DE2233133B1
Application number: DE19722233133
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Ing Fries Werner de 4200 Oberhausen Heinrich
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG, 4200 Oberhausen
Priority date: 1972-07-06
Filing date: 1972-07-06
Publication date: 1973-07-05
Also published as: NL7308571A; FR2192172A1; BE800576A; JPS4943813A; IT990947B; DE2233133A1; JPS5532770B2; GB1418049A; FR2192172B1

Description

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Die Bewegung der Pellets relativ zueinander kann kaligehalt aus den Pellets teilweise ausgelaugt, ohne durch verschiedene Mittel, z. B. Drehtrommel, Schiit- daß dabei der Härtevorgang beeinträchtigt wird, telrinne u. ä., erreicht werden. Es zeigte sich jedoch, Durch diesen erniedrigten Alkaligehalt sind die nach daß schon eine geringe Relativbewegung der Pellets den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten PeI-ausreicht, um das unerwünschte Zusammenkleben zu 5 lets für den Einsatz im Hochofen besser geeignet, verhindern. Gemäß einem bevorzugten Merkmal der und das Alkalieinbringen in den Hochofen ist gerin-Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß die ReIa- ger, als wenn die Hüttenwerkskreislauf stoffe z.B. in tivbewegung der Pellets vermittels Durchlauf durch eine Sinteranlage eingesetzt worden wären. Bekannteinen Bunker bewirkt wird. Unter Bunker ist hier ein lieh führen zu hohe Alkalimengen im Hochofen zu stillstehendes Gefäß zu verstehen, das stetig entleer- io Ofenstörungen,
bar ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

Es zeigte sich überraschend, daß die Pellets, die aus rens wird ein Bunker benutzt, der einer Pelletiervor-Staub aus Entstaubungsanlagen von Sauerstoffauf- richtung nachgeschaltet ist und dessen Austragsvorblaskonvertern vollständig oder zu einem Anteil be- richtung auf eine solche Austragsgeschwindigkeit stehen, nach einer Auslagerung von nur etwa 48 15 eingestellt ist, daß der Bunker stets gefüllt bleibt. Bei Stunden bei Raumtemperatur so weit ausgehärtet einer solchen an sich bekannten Vorrichtung wird sind, daß sie eine hohe Trommelfestigkeit aufweisen gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vor- und ohne nennenswerten Abrieb gefördert und einem geschlagen, daß in den Bunker ein oder mehrere Ein-Reduktionsofen zugeleitet werden können. Weiterhin laufrohre münden, in denen sich die Pellets zu einer wurde gefunden, daß die mit Zementzusatz herge- 20 Säule aufstauen und deren Volumen auf eine Verstellten Pellets aus Hüttenwerkskreislaufstoffen mit weilzeit der Pellets von 2 bis 5 Stunden ausgelegt ist. einem Anteil an Staub aus Entstaubungsanlagen von Als Einlaufrohr kann allgemein ein oben und unten Sauerstoffaufblaskonvertern eine beträchtliche Grün- offener Behälter verwendet werden, der einen beliefestigkeit aufweisen, die höher ist als bei zementge- bigen, jedoch kleineren Querschnitt als der nachgebundenen Pellets aus Eisenerz. Diese Pellets überste- 25 schaltete Bunker aufweist. Durch diese Maßnahme hen den Durchgang durch den Bunker trotz der dort wird die Relativbewegung der Pellets in den ersten auf sie wirkenden punktförmigen Belastung ohne Stunden nach der Herstellung erhöht,
nennenswerten Abrieb oder Bruch. Der Grund dafür Soll eine Aushärtung der Pellets unter Wasser vorkönnte in dem verhältnismäßig hohen Gehalt der genommen werden, wird ein Bunker verwendet, dem Hüttenwerkskreislaufstoffe und insbesondere des 30 ein mit Wasser gefülltes Becken nachgeschaltet ist. Staubes aus Entstaubungsanlagen von Sauerstoffauf- Das Volumen des Bunkers ist auf eine Verweilzeit blaskonvertern an Alkalien liegen, durch den die Ze- der Pellets von 5 Stunden ausgelegt,
mentabbindung aktiviert wird. Es sollte daher stets Die Erfindung sei an dem nachfolgenden Ausfühein gewisser Anteil an Staub aus Entstaubungsanla- rungsbeispiel und der Zeichnung näher erläutert,
gen vorliegen. Dieser Anteil sollte mindestens 15 % 35 Die Zeichnung stellt schematisch eine Vorrichtung betragen. gemäß der Erfindung dar. Sie besteht aus zwei Vor-

Von den zur Aushärtung notwendigen 48 Stunden ratsbunkern 1 für pelletierfeine Hüttenwerkskreisbesteht nur innerhalb der ersten 5 Stunden die Ge- lauf stoffe und einem kleineren Vorratsbunker 2 für fahr, daß die Pellets zusammenkleben. Es genügt da- das hydraulische Bindemittel. Nach dem Austrag aus her, wenn die Pellets nur während dieser kurzen 40 den Vorratsbunkern 1,2 gelangen die Rohstoffe in Zeitspanne in einer Relativbewegung gehalten wer- eine Mischtrommel 3, wo sie innig miteinander verden. Die Pellets können aber auch, wenn ein entspre- mischt werden. Von dort wird die Mischung dem chend groß dimensionierter Bunker verwendet wird, Pelletierteller 4 zugeführt, auf dem die Pellets gewährend der gesamten 48 Stunden in Bewegung ge- formt werden,
halten werden. 45 Zur Aushärtung werden diese Pellets unmittelbar

Die Aushärtung der Pellets kann durch das Ein- anschließend durch einen Bunker 5 durchgesetzt, blasen eines Wärmemittels, z.B. Heißluft oder Aus dem Bunker5 wird über eine regelbare Aus-Dampf, beschleunigt werden. Für die direkte Zugabe tragsvorrichtung 6 immer nur so viel Material entder Pellets in ein Roheisen- oder Stahlbad (z.B. als leert, wie vom Pelletierteller 4 zugeführt wird, so daß Kühlerz bei der Stahlherstellung) ist es erforderlich, 50 der Bunker 5 stets voll bleibt. Die einzelnen Pellets daß die Pellets trocken sind, um eine Dekrepitation bewegen sich während des Durchganges durch den zu vermeiden. Es kann daher weiter vorgesehen wer- Bunker mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Auf den, daß die Pellets im unteren Teil des Bunkers diese Weise entsteht eine Bewegung der Pellets reladurch das eingeblasene Wärmemittel getrocknet wer- tiv zueinander, die bereits ausreicht, um ein Zusamden. Diese Trocknung sollte erst dann erfolgen, wenn 55 menkleben der Pellets an ihren Oberflächen zu verdie Pellets eine genügende Trommelfestigkeit erreicht hindern,
haben. Um die Relativgeschwindigkeit der Pellets wäh-

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird rend der ersten 5 Stunden der Aushärtung, in der die

vorgeschlagen, daß die Pellets zunächst unter ReIa- Gefahr des Zusammenklebens besteht, zu erhöhen,

tivbewegung zueinander so lange ausgehärtet werden, 60 ist dem Bunker 5 ein Einfüllrohr 7 vorgeschaltet,

bis kein Zusammenkleben mehr auftritt, und daß die Es können auch mehrere Einfüllrohre verwendet

weitere Härtung dann unter Wasser vorgenommen werden. In dem Einfüllrohr 7 bildet sich eine Säule

wird. Das Wasser kann im Kreislauf geführt und/ aus Pellets, die auf der im Bunker 5 vorhandenen

oder auf 40 bis 70° C aufgeheizt werden. Diese Art Pelletbeschickung ruht. Durch das stetige Entleeren

der Härtung bringt einen weiteren Vorteil mit sich: 65 über die Austragsvorrichtung 6 bewegt sich die Säule

Durch das bei der Härtung verwendete Wasser wird in dem Einfallrohr 7 ebenso wie die Beschickung im

der bei der Verarbeitung von Hüttenwerkskreislauf- Bunker 5 langsam abwärts. Währenddessen wird dem

Stoffen zwangläufig sich ergebende, relativ hohe Al- Einfüllrohr laufend neues Material zugeführt.

Das Volumen des Einfüllrohres 7 ist auf eine durchschnittliche Verweilzeit der Pellets von 2 bis 5 Stunden ausgelegt. Bei einer Tageserzeugung von lÖOt und bei einem Sehüttgewicht der Pellets vöü 2t/m^ä beträgt das Volumen des EinfüllhOhres rund 6,25 m³ (3 Stunden Verweilzeit) und das des Bunkers rund 93,75 m³ (45 Stunden Verweilzeit), Ohne Verwendung des Einfüllrohres wäre der Bunker bei einer Verweilzeit von 48 Stunden auf einen Inhalt Von rund 100 m³ auszulegen.

Der Bunkers kann in seinem Unterteil mit Düsen 8 versehen werden, durch die ein Wärmemittel, wie Heißluft oder Dampf, eingeblasen wird. Auf diese Weise läßt sich der Aushärtüngsprozeß beschleunigen und ein definiertes Ternperaturniveau einstellen. Man kann die Temperatur und die Menge des Wärmemittels so wählen, daß die Pellets den Bunker 5 trocken verlassen.

In der Zeichnung ist eine weitere Vorrichtung zur Aushärtung dargestellt. Hierbei gelangen die Pellets vom Pelletierteller 4 aus in einen kleinen Bunker 9, der mit einem regelbaren Austrag 10 Versehen ist. Durch diesen Bunker 9 wandern die Pellets mit einer solchen Geschwindigkeit, daß sich eine durchschnittliche Verweilzeit von etwa 5 Stunden füf jedes Pellet ergibt. Das Volumen dieses Bunkers 9 beträgt bei der oben angegebenen Tagesproduktion von 1001 rund 10,4 m³. Nach dem Durchsatz durch diesen Bunker sind die Pellets zwar noch nicht ausreichend abriebfest, aber es besteht keine Gefahr des Zusammenklebens mehr. Die weitere Aushärtung der Pellets erfolgt dann unter Wasser. Dazu gelängen die^ Pellets aus dem kleinen Bunker 9 in ein mit Wasser gefülltes Becken 11, in dem sie etwa 43 Stünden verweilen. Die Pellets können aus dem Becken 11 kontinuierlich oder diskontinuierlich entnommen werden. Das Becken 11 ist mit einem Zufluß 12 und einem Abfluß 13 für das Wasser versehen.Mit Hilfe einer nicht dargestellten Pumpe wird das Wasser ständig umgewälzt. Im vorliegenden Falle wird das Wasser im Kreislauf geführt und nur das verbrauchte Wasser bzw. die Wasserverluste durch Frischwasser ersetzt. Es ist vorteilhaft, das Wasser auf eine Temperatur von 40 bis 70° C zu erwärmen. Dadurch wird die Aushärtungszeit verkürzt, und der Alkaligehalt der Pellets wird gesenkt.

Auf der beschriebenen Anlage werden die Pellets in der folgenden Weise hergestellt:

An Hüttenwerkskreislaufstoffen werden pelletierfeiner Hochofengichtstaub und Walzenschlacke sowie Staub aus der Entstaubungsanlage von Sauerstoffaufblaskonvertern (LD-Staub) entsprechend Tafel 1 gemischt und mit einem hydraulischen Bindemittel versetzt. Im vorliegenden Fall wurden 10 % pelletierfeiner Zementklinker zugesetzt. Der Zementklinker kann auch durch ein anderes hydraulisches Bindemittel ganz oder teilwiese ersetzt werden, Als ein solches Bindemittel kann z. B. pelletierfein auf gemahlene Hochofenschlacke verwendet werden. Aus dieser Mischung werden Pellets mit der Korngröße von 16 bis 20 mm hergestellt. Nach dem Durchgang durch den Bunker bei einer durchschnittlichen Verweilzeit von 48 Stunden und bei Umgebungstemperatur zeigten die Pellets im getrockneten Zustand nach den genormten Bedingungen eine ISO-Trommelfestigkeit von 70 bis 95 %> 6,3 mm (vgl. Tafel 2 a). Trotz der vergleichsweise kurzen Aüshärtezeiten liefert somit das erfindungsgemäße Verfahren Pellets mit giner für die Weiterverarbeitung ausreichenden Abriebfestigkeit, Wenn die Pellets nicht sogleich verbraucht werden, sondern auf ein Lager gebracht werden, äo verfestigen sie Sich weiter, was sich in einet erhöhten Druckfestigkeit nach einer 28tägigen Lagerung bemerkbar macht. Überraschenderweise ändert sich jedoch die ISO-Trommelfestigkeit nicht mehr nennenswert (vgl. Tafel 2b)₄
In einem Verfahrensabschnitt wurde die Aushärtetemperatur so gesteigert, daß die Pellets nach ihrer Trocknung eine Temperatur von 50⁰C aufwiesen. Das ergab nicht nur eine Verkürzung der Aushärtezeit, sondern auch eine Steigerung der ISO-Trömmelfestigkeit von 74 °/o auf 81 % > 6ß mm.

Tafel 1

Verwendete Mischung
von Hüttenwerkskreislauf stoffen

	Zusammensetzung in °/o	LÖ-Staub	Walzen- schlaeke
Pelletsorte	Gichtstaub	100,0	,
Π		30,0	—
12	70,0	15,0	35,0
13	50,0	15,0	70,0
14	15,0	50,0	35,0
15	15,0	43,8	39,3
16	16,9

Tafel 2

ISO-Trommelfestigkeit

kaltgebundeüer Pellets 16 bis 20 mm

a) Aushärtungsdauer 48 Stunden

	40	Il	Temperatur ~ 10° C	%	Temperatur ~ 20° C	%
Pelletsorte	12	%	— 0,5 mm	«/ο	— 0,5 mm
13	+ 6,3 mm	4,9	+ ■6,3 mm	7,2
45 14	86,3	9,1	89,1	9,7
15	86,3	5,3	81,3	4,0
	93,5	28,8	94,8	19,3
16	57,8	nicht bestimmt	68,8	18,1
		74,1	16,4
nicht bestimmt	76,1	9,8
	88,0	6,0
	92,3

b)	6o	13	Aushärtungsdauer 28 Tage	ir ~ 10° C % - 0,5 mm
Pelletsorte 55			9,3
Il	14		9,5
			5,3
12	65 15		5,3
		15,3
16		9,7
		13,1
	10,9
	10,5
	9,2
	7,8
	6,1

Temperati ^a/o + 6,3 mm
82,4
81,6
93,6
93,7
78,0
86,9
79^5
83,7
87,2
88,0
90,0
92,6

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Pellets klebten, unabhängig von ihrer Rohstoiizusammensetzung, nach einer Zeit von 5 Stunden nicht mehr zusammen. Die Pellets wurden nach einer im Bunker vorgenommenen Härtung zur weiteren Aushärtung in ein Wasserbecken gegeben. Die Wassertemperatur betrug 50° C.

Nach dieser Behandlung wurde eine ISO-Trommelfestigkeit gefunden, die über der lag, die sich bei einer Härtung ausschließlich im Bunker eingestellt hatte (84% gegenüber 81°/o). Bei dieser unter Wasser vorgenommenen Härtung fiel der Alkaligehalt von 1,47 ⁰Zo auf etwa die Hälfte des Ausgangswertes ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

COPY

309 527 343

Claims

1 2 Patentansprüche· Formkörpern und eine Vorrichtung zur Durchfüh- F " rung des Verfahrens.

1. Verfahren zur Herstellung und Härtung von Es ist bekannt, Feinerze zusammen mit Gichtstaub kaltgebundenen, eisenhaltigen Formkörpern, unter Zusatz von Zement zu Briketts zu formen. Die dadurch gekennzeichnet, daß Mi- 5 Härtung des Zementanteiles erfolgt dabei durch Ausschungen aus pelletierfein aufgemahlenen Hut- lagern, Trocknen oder Brennen der Briketts oder tenwerkskreislaufstoffen mit einem Anteil an durch Behandlung mit Dampf.

Staub aus Entstaubungsanlagen von Sauerstoff- Weiterhin ist es beim Pelletieren von Eisenerzen

aufblaskonvertern oder dieser Staub allein unter bekannt, dem Eisenerz hydraulische Bindemittel,

Zusatz von pelletierfein aufgemahlenen hydrauli- io z. B. Zementklinker, zuzusetzen. Hydraulische Bin-

schen Bindemitteln zu Pellets geformt werden demittel sind solche anorganischen Stoffe, die unter

und daß diese Pellets anschließend ausgehärtet Zusatz von Wasser zu einem Material von hoher me-

und dabei mindestens so lange in einer Relativbe- chanischer Festigkeit erhärten, ihre höchste Festig-

wegung zueinander gehalten werden, bis kein Zu- keit aber erst nach einer gewissen Aushärtezeit errei-

sammenkleben mehr auftritt. 15 chen. Die aus Eisenerz bestehenden und mit Zement

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- versetzten Pellets werden durch Auslagern in Silos kennzeichnet, daß die Relativbewegung der Pel- gehärtet. Dabei zeigen die Pellets die unerwünschte lets durch den Durchlauf durch einen Bunker be- Neigung, zusammenzubacken. Das soll bei dem bewirkt wird. kannten Verfahren dadurch vermieden werden, daß

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, ao die Pellets während der Aushärtung in filterfeuchtem dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung der Eisenerzschlich unter gegenseitiger Isolierung einge-Pellets durch Einblasen eines Wärmemittels, z. B. bettet werden (deutsche Patentschrift 1583199).
Heißluft oder Dampf, beschleunigt wird. Diese Aushärtung erfolgt in Silos, die mit den PeI-

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- lets und dem Eisenerzschlich kontinuierlich gefüllt durch gekennzeichnet, daß die Pellets im unteren 25 und entleert werden »Stahl und Eisen«, 90 [1972] Nr. Teil des Bunkers durch das eingeblasene Wärme- 21, S. 1165 bis 1167). Dabei bleibt der Füllstand in mittel getrocknet werden. den Silos in etwa konstant. Nach dem Austrag aus

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, den Silos muß der Schlich sorgfältig von den Pellets dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets zunächst abgetrennt werden. Dazu muß außer einer ersten Abunter Relativbewegung zueinander so lange aus- 30 siebung noch eine Waschsiebung vorgenommen wergehärtet werden, bis kein Zusammenkleben mehr den. Ohne Waschsiebung würden die Pellets einen zu eintritt, und daß anschließend die weitere Här- hohen Anteil an Haftkorn aufweisen, das bei der Retung unter Wasser vorgenommen wird. duktion im Hochofen zu Ofenstörungen führt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- Im Anschluß an die Aushärtung der Pellets unter kennzeichnet, daß das verwendete Wasser im 35 Einbettung in Schlich und nach der beschriebenen Kreislauf geführt wird. Abtrennung des Schliches erfolgt eine weitere Aus-

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch härtung auf Freilager. Insgesamt nimmt die Härtung gekennzeichnet, daß die Temperatur des verwen- etwa 28 Tage in Anspruch.

deten Wassers 40 bis 70° C beträgt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 40 Härtung von kaltgebundenen Formkörpern ein Zurens nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei der einem sammenkleben mit einfachen Mitteln zu verhindern.
Pelletierteller ein Bunker nachgeschaltet ist, des- Das geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß sen Austragsvorrichtung auf eine solche Aus- Mischungen aus pelletierfein aufgemahlenen Hüttentragsgeschwindigkeit eingestellt ist, daß der Bun- werkskreislaufstoffen mit einem Anteil an Staub aus ker stets gefüllt bleibt, dadurch gekennzeichnet, 45 Entstaubungsanlagen von Sauerstoffaufblaskonverdaß in den Bunker (5) ein oder mehrere Einlauf- tern oder dieser Staub allein unter Zusatz von pellerohre (7) münden, in denen sich die Pellets zu tierfein aufgemahlenen hydraulischen Bindemitteln, einer Säule aufstauen und deren Volumen auf wie Zementklinker, zu Pellets geformt werden, daß eine Verweilzeit der Pellets von 2 bis 5 Stunden diese Pellets anschließend gehärtet und dabei mindeausgelegt ist. 50 stens so lange in einer Relativbewegung zueinander

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- gehalten werden, bis kein Zusammenkleben mehr kennzeichnet, daß im unteren Teil des Bunkers auftritt.

(5) Düsen (8) für das Einblasen eines Wärmemit- Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Ver-

tels vorgesehen sind. fahrens kann auf eine Einbettung in Eisenerzschlich

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 55 verzichtet werden. Die mit der Verwendung und der rens nach Anspruch 5, bei der einem Pelletiertel- Abtrennung des Schliches verbundenen Schwierigkeiler ein Bunker nachgeschaltet ist, dessen Aus- ten treten daher nicht auf.

tragsvorrichtung auf eine solche Austragsge- Wann der Zeitpunkt erreicht ist, zu dem kein Zuschwindigkeit eingestellt ist, daß der Bunker stets sammenkleben mehr auftritt, läßt sich leicht feststelgefüllt bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß dem 60 len. Es ist nur notwendig, eine Probemenge von der Bunker (9) ein mit Wasser gefülltes Becken (11) vorgesehenen Zusammensetzung im Labormaßstab nachgeschaltet ist und daß das Volumen des während unterschiedlich langer Zeiten einer Relativ-Bunkers (9) auf eine Verweilzeit der Pellets von bewegung gemäß der Erfindung auszusetzen. Es 5 Stunden ausgelegt ist. wurde gefunden, daß der maßgebende Zeitpunkt 65 weitgehend unabhängig von der Rohstoffzusammensetzung ist und im Rahmen der Verfahrensbedingun-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- gen gemäß der Erfindung bis zu etwa 5 Stunden belung und Härtung von kaltgebundenen, eisenhaltigen trägt.