DE2336496C2 - Process for the production of pre-reduced iron oxide pellets with a low sulfur content - Google Patents
Process for the production of pre-reduced iron oxide pellets with a low sulfur contentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vorreduzierter Eisenoxid-Pellets mit niedrigem Schwefelgehalt aus Eisenoxid-Pellets mit integriertem Kohlenstoff, die durch Pelletieren eines Gemisches aus Eisenoxid-Erz und einem fluiden, schwefel- und kohlenstoffhaltigen Binder und anschließendes Verkoken hergestellt werden.The invention relates to a method for producing prereduced iron oxide pellets with a low sulfur content made of iron oxide pellets with integrated carbon, which are made by pelletizing a mixture Iron oxide ore and a fluid, sulfur- and carbon-containing binder and subsequent coking getting produced.
In der US-PS 36 42 465 wird ein Verfahren der vorstehend genannten Art beschrieben, nach welchem ein flüssiges, kohlenstoffhaltiges Zusatzmaterial (öl) bei einer Temperatur über 148°C auf vorerhitztes fein zerteiltes Erz versprüht wird, so daß das öl beim Kontakt mit den Erz krackt. Hierbei tritt nur eine geringe oder keine Agglomeration ein; es wird aber einIn US-PS 36 42 465 a method of described above, according to which a liquid, carbonaceous additive material (oil) at a temperature above 148 ° C on preheated fine divided ore is sprayed so that the oil cracks on contact with the ore. Only one occurs here little or no agglomeration; but it will be a
Jf) gleichmäßig dispergiertes Erz-Kohlenstoff-Gemisch erhalten. Nach einer gegebenenfalls erforderlichen Zwischenvermahlung wird das Gemisch in einen bei niederer Temperatur gehaltenen Pelletiser gefördert. Dort wird zusätzlich bei hoher Temperatur Rückstandsöl aufgesprüht, wobei nur geringes oder gar kein Kracken eintritt, und die Formung der Pellets im Größenbereich von 6.35 bis 50,8 mm durchgeführt. Die Pellets werden in einen Koker gebracht, der auf einer Temperatur von 482 bis 760' C gehalten wird, in dem der flüchtige Anteil der Pellets geknickt und abgetrieben wird. Da die Menge des flüchtigen Materials in den Pellets gering ist, verursacht die Gasentwicklung während des Verkokens keine beträchtliche Änderung ihrer Größe und man erhält Pellets von klarer undJf) uniformly dispersed ore-carbon mixture obtain. After any intermediate grinding that may be necessary, the mixture is converted into a Pelletiser kept at a lower temperature. There is also residual oil at a high temperature sprayed on, with little or no cracking occurring, and the formation of the pellets in the Size range carried out from 6.35 to 50.8 mm. The pellets are placed in a koker that is on top of a Temperature of 482 to 760 ° C is maintained, in which the volatile portion of the pellets kinked and drifted off will. Since the amount of volatile matter in the pellets is small, it causes gas evolution no significant change in size during coking, and pellets of clearer and clearer obtained
4> feinporöser Struktur (vgl. LSPS 34 20 656). Die verkokten Pellets enthalten genügend Kohlenstoff, um den gewünschten Reduktionsgrad der Eisenoxide in den Pellets zu bewirken. Die heißen, verkokten Pellets werden dann zur Formung hoch vorreduzierter Pellets4> fine-pored structure (see LSPS 34 20 656). the coked pellets contain enough carbon to achieve the desired degree of reduction of iron oxides in the Effect pellets. The hot, coked pellets are then used to form highly pre-reduced pellets
>o in eine Kalzinierungsvorrichtung gebracht, deren Temperatur etwa 980 bis 1260 C beträgt. Nach der Reduktion werden die reduzierten Pellets gesiebt und gekühlt. Das Krackgas wird aus dem Karbonisator und dem Koker aufgenommen und in eine kombinierte> o brought into a calcination device whose Temperature is about 980 to 1260 C. After the reduction, the reduced pellets are sieved and chilled. The cracked gas is taken from the carbonizer and the coker and combined into one
ü Destillationsanlage geführt, wo Nebenprodukte gewonnen werden.ü Distillation plant led where by-products are obtained will.
Teilreduzierte Pellets der beschriebenen Art sind als Hochofen-Beschickung sehr brauchbar, und kommen als ein Teil der Erz-Füllung oder in Ganze zurPartially reduced pellets of the type described are as Blast furnace charges are very useful and come as part of the ore charge or as a whole
bo Verwendung. Der Hochofen ist eine sehr wirksame Reduktionsvorrichtung und benötigt keine sehr hoch reduzierte Beschickung oder hat keinen Vorteil davon (siehe: Agarwal and Pratt: »The Thermodynamic Aspects of Using Partially Reduced Burdens«, Transactions, AIME Ironmaking Conference, 1965).bo use. The blast furnace is a very effective one Reduction device and does not require or benefit from very highly reduced feed (see: Agarwal and Pratt: "The Thermodynamic Aspects of Using Partially Reduced Burdens", Transactions, AIME Ironmaking Conference, 1965).
Im Vergleich zum Hochofen ist der Elektroofen keine sehr wirksame Reduktionsvorrichtung, aber eine hervorragende Schmelzpfanne. Daher zieht der Elektro-Compared to the blast furnace, the electric furnace is not a very effective reduction device, but it is an excellent one Melting pan. Therefore, the electric
ofen aus der Verwendung hoch vorreduzierter Beschikkungen wesentliche Vorteile. (Der hier benutzte Ausdruck )>hoch vorreduziert« bedeutet die Entfernung von mindestens 85% gebundenem Sauerstoff.) Es gibt viele Gebiete, wo die elektrische Strahlerzeugung wirtschaftlich attraktiv ist; daher wurden in jüngerer Zeit viele Anstrengungen gemacht, um Methoden zur Erzeugung hoch metallisierter Pellets zur Verwendung als Beschickung für sulche Anlagen zu entwickeln. Obwohl verschiedene Methoden technische Reife κι erlangten, bestehen immer noch viele Probleme. Manche Verfahren verwenden Drehrohrofen oder Wanderroste, in denen die Pellets leicht beschädigt werden können, oder andere Vorrichtungen, in denen die Pellets während der Reduktion ruhen. In den letzteten ist die Beschädigung der Pellets weniger ein Problem, aber der Einbau und die Unterhaltung der Vorrichtungen sind kostspielig, die Produktionsziffern niedrig und mindestens in einem Fall die hergestellten Pellets pyrophor.oven from the use of highly pre-reduced loads. (The one used here Expression)> highly pre-reduced «means the removal of at least 85% bound oxygen.) There is many areas where electric beam generation is economically attractive; therefore were younger Much effort has been devoted to methods of producing highly metallized pellets for use to be developed as a feed for such systems. Although different methods of technical maturity κι many problems still exist. Some processes use rotary kilns or Traveling grids in which the pellets can be easily damaged, or other devices in which the pellets rest during the reduction. In the latter, the damage to the pellets is less one Problem, but the installation and maintenance of the devices are expensive, the production figures low and at least in one case the manufactured ones Pellets pyrophoric.
Die meisten der bekannten Verfahren benutzen Kohle oder Koks als Reduktionsmittel. Die oben erwähnten bekannten Verfahren verwenden ein flüssiges, kohlenstoffhaltiges Material, wie Rückstandsöle und/oder ein Kohlenteer-Pech. Für die Verwendung von Rückstandsölen und ähnlichen Materialien als Reduktionsmittel sprechen manche Vorteile. Der hauptsächlichste Vorteil besteht darin, daß die Krackgase gewonnen und als hochwertige Nebenprodukte verkauft werden können. Unter bestimmten Vorausse·: so zungen entspricht der Wert dieser Nebenprodukte mindestens den Kosten für das flüssige, kohlenstoffhaltige Zusatzmaterial, und der niedergeschlagene und a's Reduktionsmittel eingesetzte Kohlenstoff stellt so praktisch keinen Kostenfaktor dar. Ein anderer Vorteil der Verwendung von Kohlenwasserstoffölen liegt darin, daß keine anderen Bindemittel benötigt werden. Die Koks-Struktur in den Pellets ist feinkörnig, gleichmäßig dispergiert und porös und ermöglicht eine schnelle und einheitliche Reduktion.Most of the known processes use coal or coke as a reducing agent. The above known methods mentioned use a liquid, carbonaceous material such as residual oils and / or a coal tar pitch. For the use of residual oils and similar materials as Reducing agents speak of some advantages. The main advantage is that the cracked gases recovered and sold as high quality by-products. Under certain conditions ·: so tongues, the value of these by-products is at least equal to the cost of the liquid, carbon-containing one Additional material, and the precipitated and a's reducing agent used carbon so provides is practically no cost factor. Another advantage of using hydrocarbon oils is that that no other binders are required. The coke structure in the pellets is fine-grained, even dispersed and porous and enables rapid and uniform reduction.
Es ist zwar möglich, hoch vorreduzierte Pellets nach den genannten Verfahren herzustellen, aber die im Handel erhältlichen flüssigen, kohlenstoffhaltigen Zusatzprodukte enthalten variierende Mengen an Schwefel, die sich in den vorreduzierten Pellets wiederfinden. Dieser Umstand macht Pellets dieser Art für die Verwendung im Hochofen unerwünscht und in vielen Fällen für das Schmelzen im Elektroofen ungeeigent.It is possible to produce highly prereduced pellets by the processes mentioned, but the im Commercially available liquid, carbonaceous additives contain varying amounts of sulfur, which can be found in the pre-reduced pellets. This fact makes pellets of this type for that Use in blast furnaces is undesirable and in many cases unsuitable for melting in electric furnaces.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen. >o mit dem es möglich ist. ohne ins Gewicht fallenden Aufwand eine sehr weitgehende Vorreduktion /u erzielen und den Schwefelgehalt in den Pellets so weit zu drücken, daß er sich bei der Verwendung der Pellets nicht nachteilig auswirktThe invention is therefore based on the object of creating a method of the type mentioned at the beginning. > o with which it is possible. Achieve a very extensive pre-reduction / u without significant effort and to press the sulfur content in the pellets so far that it does not have a disadvantageous effect when the pellets are used
ErfindungsgeMäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man die Pellets auf eine Behandlungstempel atur von 982 bis 1371 C in der Weise erhitzt, daß man die Erhitzung von 81 3 C auf die Behandlungstemperatur in weniger als 1 Stunde vornimmt, wenn Jer in dpn Pellets bo integrierte Kohlenstoff nur /u einer Reduktion von 85% oder weniger bei der Behandlungstemperatur ausreicht, tfnd in 1 bis 6 Stunden durchführt, wenn der in den Pellets integrierte Kohlenstoff genügt, eine Reduktion VGn mehr als 85% bei der Behandlungstemperatur zu bewirken, und daß man die Pellets so lange auf der Behandlungstemp<;ratur hält, bis die vorreduzierten Eisenoxid-Pellets einen Schwefelgehalt von maximal 0,25% aufweisen.According to the invention, this object is achieved by that the pellets are heated to a treatment stamp atur from 982 to 1371 C in such a way that the Heating from 81 3 C to the treatment temperature in makes less than 1 hour if Jer in dpn pellets bo integrated carbon is only sufficient with a reduction of 85% or less at the treatment temperature, tfnd performs a reduction in 1 to 6 hours, if the carbon integrated in the pellets is sufficient VGn more than 85% at treatment temperature cause the pellets to be kept at the treatment temperature until the prereduced ones Iron oxide pellets have a maximum sulfur content of 0.25%.
Im wesentlichen wird somit gemäß der Erfindung eine niedriger Schwefelgehalt durch eine kontrollierte Wärmebehandlung erzielt. Wenn eine Vorreduktion unter 85% gewünscht ist, werden die Pellets schnell, d. h. in weniger als 1 Stunde, auf die Behandlungstemperatur in dem genannten Bereich, vorzugsweise auf 1037 bis 1148°C erhitzt. Pellets, die hoch vorreduziert werder sollen, enthalten andererseits mehr Kohlenstoff, und für diese ist eine langsame Erhitzung, d. h. von 1 bis 6 Stunden, auf die Behandlungstemperatur von Vorteil.Essentially, according to the invention, a lower sulfur content is thus controlled Heat treatment achieved. If a pre-reduction below 85% is desired, the pellets are quickly, i.e. H. in less than 1 hour, to the treatment temperature in the range mentioned, preferably to 1037 to 1148 ° C heated. Pellets that are highly pre-reduced should, on the other hand, contain more carbon, and slow heating for them, i. H. from 1 to 6 Hours, on the treatment temperature is beneficial.
Mit dem genannten Gehalt der Pellets von 0,25% Restschwefel sind diese ohne nachteilige Auswirkung im Hochofen einsetzbar. Soll jedoch eine Verwendung im Elektroofen stattfinden, so ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß bei der Herstellung der Pellets schwefelbindende Zusätze in einer Menge von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Erz, zugegeben werden. Hierdurch läßt sich der Restschwefel auf einen Gehalt von 0,03% oder darunter absenken.With the above-mentioned content of 0.25% residual sulfur in the pellets, they have no adverse effect in the Blast furnace can be used. However, if it is to be used in an electric furnace, an advantageous one Further development of the method according to the invention provided that in the production of the pellets sulfur-binding additives are added in an amount of 0.1 to 5% by weight, based on the ore. This allows the residual sulfur to be reduced to a level of 0.03% or less.
Hohe Vorreduktion und sehn·., es Erhitzen können durch Beschränkung des Kohlenstoß fgehaltes in den Pellets kombiniert und durch Reduktion von von außen zugeführtem Kohlenstoff vervollständigt werden.High pre-reduction and see ·. Can heat it up combined by limiting the carbon content in the pellets and by reducing it from the outside added carbon can be completed.
Vorstehend ist zwar angegeben, daß die Vorreduktion . on 85% hier als der Übergangspunkt von schneller zu langsamer Erhitzung betrachtet wird. Die Vorteile der jeweiligen Erhitzungsgeschwindigkeiten sind aber unter 85% bzw. über 90% am deu'lichsten. während die Entschwefelung bei Reduktions-Endwerten zwischen diesen Werten nicht in gleicher Weise von der Erhitzungsgeschwindigkeit abhängt. Die zu behandelnden Pellets können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Der Karbonisator kann ein Drehofen sein, der mit verschiedener, Vorrichtungen zur Injektion von heißen Rückstandsöleri ausgerüstet ist, um Pellet-»Keine« zu erzeugen, die dann zur gewünschten Größe wachsen. Im Kreislauf geführte Koks-Teilchen, Erz-Teilchen usw. können als Keime verwendet werden Auch Koks aus in einem Delayed Coker hergestellten und danach feingepulverten Rückstand kann zum Einsatz gelangen. In der erfindungsgemäßen Ausführungsfurm, in welcher hoch vorreduzierte, schwefelarme Pellets aus einem schwefelreichen Rückstandsöl hergestellt werden, wird das Produkt aus dem Karbonisator von außen den Erz-Pellets in der Hochreduktionsstufe zugegeben.It is stated above that the pre-reduction. on 85% here as the transition point from faster too slow heating is considered. However, the advantages of the respective heating speeds are under 85% or over 90% the most obvious. while the desulphurisation at final reduction values between these values does not depend in the same way on the heating rate. The ones to be treated Pellets can be made in a number of ways. The carbonizer can be a rotary kiln that is equipped with various devices for the injection of hot residual oilers in order to produce pellet "none" which then grow to the desired size. Circulated coke particles, ore particles etc. can be used as seeds Also coke made in a delayed coker and then finely powdered residue can be used. In the embodiment according to the invention, in which highly prereduced, low-sulfur pellets from a high-sulfur residual oil The product from the carbonizer is made from the outside of the ore pellets in the High reduction stage added.
Zum Pelletisieren wird das Öl vorzugsweise bei einer Temperatur aufgegeben, bei der es leicht fließt, sich aber noch unter der Kracktemperatur befindet. Bei vielen RückMandsölen 'legt diese Temperatur zwischen 148 und WTC. Zum Karbonisieren wird das fein zer'^ilte Erz in einem Kart-onisator auf eine viel höhere Temperatur von 482 bis 7000C erhitzt. Die erhaltene Durchschnittstemperatur liegt gewöhnlich im Rereich von 398 bis 394 C Auf das heißt Erz Kann gegebenenfalls zunächst ein den Schwefel bindenaes Mittel in geeigneter Menge aufgesprüht werden. Das schwefelhaltige öl wird dann auf das bewegte Er? aufgesprüht und krackt sofort, wenn es in Kontakt mit ihm gelangl Da sieh der Kohlenstoff auf den Erz-Teilchen niederschlägt, nehmen die Teilchen an Größe zu, auch wenn nur geringe oder überhaupt keine Agglomeration eintritt. Daher wird empfohlen, das karbonisierte Gemisch einer Mahlung zu unterziehen, um die für die Pelletisierung richtige Größe einzustellen. Für den Einsatz im Pelletiser beträgt die TeilchengrößeFor pelletizing, the oil is preferably fed at a temperature at which it flows easily but is still below the cracking temperature. For many back mandrel oils, this temperature is between 148 and WTC. Carbonising the finely zer '^ ILTE ore is heated in a kart onisator to a much higher temperature from 482 to 700 0 C. The average temperature obtained is usually in the range from 398 to 394 C. If necessary, an agent capable of binding the sulfur can first be sprayed in a suitable amount onto the ore. The sulphurous oil is then moved to the He? sprayed on and cracks immediately if in contact with it. Since the carbon deposits on the ore particles, the particles increase in size, even if little or no agglomeration occurs. It is therefore recommended that the carbonized mixture be subjected to a grinding process in order to obtain the correct size for pelletization. For use in the pelletiser, the particle size is
vorzugsweise 50 bis 80% unter 0,044 mm. Es ist gut. die Öl-Injektion in den Pelletiser auf die Menge zu beschränken, welche die beste Pelletisierung mit den besten Eigenschaften beim grünen Pellet gestattet, und zwar gewöhnlich auf 7 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das -. Gewicht der Feststoffe.preferably 50 to 80% below 0.044 mm. It is good. the oil injection into the pelletiser towards the crowd limit which allows the best pelletization with the best properties in the green pellet, and although usually to 7 to 50 wt .-%, based on the -. Weight of solids.
Die Pelletisierung wird mit dem Erz-Kohlenstoff-Gemisch und dem Rückstandsöl bei 176 bis 427, vorzugsweise 204 bis 3990C, durchgeführt, obwohl bei bestimmten Ölen auch Abweichungen davon möglich sind. Die beim Pellet erwünschte Größe liegt gewöhnlich im Bereich von 6,35 bis 50,8 mm und ist von seiner Verwendung abhängig. Alle Pelletiser-Typen. die bei hohen Temperaturen zu arbeiten in der Lage sind, können in dieser Verfahrensstufe eingesetzt werden. Die Gesamtmenge an Kohlenstoff beliebiger Form, die in die Pellets eingearbeitet wird, hängt vom Grad der Reduktion und der End-Verwendung ab. wie noch erläutert wird.The pelletization is carried out with the ore-carbon mixture and the residual oil at 176 to 427, preferably 204 to 399 ° C., although deviations from this are also possible with certain oils. The desired size of the pellet is usually in the range of 6.35 to 50.8 mm and depends on its use. All types of pelletizers. which are able to work at high temperatures can be used in this process stage. The total amount of carbon of any form that is incorporated into the pellets depends on the degree of reduction and end use. as will be explained.
Die grünen Pellets werden noch im heißen Zustand unmittelbar in den Verkokungsofen gefördert. Der Ofen muß anders als direkt beheizt werden, um die Gewinnung der aus dem Kohlenstoff-Binder stammenden Krackgase zu ermöglichen. Im Ofen wird die Temperatur der Pellets auf etwa 482 bis 760. 2% vorzugsweise 537 bis 7050C gesteigert und dabei werden harte, kräftige Pellets mit poröser, feinkörniger Koks-Struktur erzeugt. Für Hochofen-Pellets wird die Gesamtmenge an Rückstandsöl für die Karbonisierungs- und Pelletisieningsstufe so eingestellt, daß der Kohlenstoffgehalt der Pellets die stöchiometrisch notwendige Menge für das gesamte Ausmaß der Gesamt-Reduktion etwas übersteigt. Für Elektroöfen wird der Kohlenstoffgehalt in den Pellets so weit beschränkt, daß er nur für eine 25 bis 50%-Reduktion genügt, wie weiter unten ausgeführt. £s ist üblich und wirtschaftlich, das Abgas aus dem Reduktionsofen, gegebenenfalls zusammen mit zusätzlichem Brennstoff, als Heizmittel für den Verkokungsofen zu benutzen. Die heißen, verkokten Pellets werden aus dem Verkokungsofen unmittelbar in den Reduktionsofen oder Kalzinator gefördert, die direkt befeuert werden können.The green pellets are fed directly into the coking furnace while they are still hot. The furnace must be heated differently than directly in order to enable the recovery of the cracking gases from the carbon binder. In the furnace, the temperature of the pellets is increased to approximately 482 to 760.2 %, preferably 537 to 705 ° C., and hard, strong pellets with a porous, fine-grain coke structure are produced in the process. For blast furnace pellets, the total amount of residual oil for the carbonization and pelletization stage is adjusted so that the carbon content of the pellets slightly exceeds the stoichiometrically necessary amount for the total extent of the total reduction. For electric furnaces, the carbon content in the pellets is limited so that it is only sufficient for a 25 to 50% reduction, as explained below. It is common and economical to use the exhaust gas from the reduction furnace, possibly together with additional fuel, as heating means for the coking furnace. The hot, coked pellets are conveyed from the coking furnace directly into the reduction furnace or calciner, which can be fired directly.
Die reduzierten Pellets werden in einer geschützten, nicht oxidierenden Atmosphäre auf eine Temperatur unter 121 "C gekühltThe reduced pellets are kept in a protected, non-oxidizing atmosphere at a temperature Chilled below 121 "C
Die Herstellung der Pellets kann auch in der Weise vorgenommen werden, wie sie den eingangs erwähnten bekannten Verfahren entspricht Es bringt großen Vorteil, eine innige Erz-Kohlenstoff-Mischung durch Vermischen eines kohlenstoffhaltigen Materials von geringer Flüchtigkeit mit dem Erz herzustellen. Fein gemahlene, vorzugsweise entaschte Kohle oder Koks kann für diesen Zweck verwendet werden. FIux-Mittel oder Schwefel-Akzeptoren oder Stoffe, weiche die Entfernung von Schwefel fördern, können der Erz-Kohlenstoff-Mischung zugegeben werden.The production of the pellets can also be carried out in the same way as the one mentioned at the beginning It is a great advantage to have an intimate ore-carbon mixture To produce blending of a carbonaceous material of low volatility with the ore. Fine Ground, preferably deashed, coal or coke can be used for this purpose. FIux means or sulfur acceptors or substances that promote the removal of sulfur can be the ore-carbon mixture be admitted.
Die Menge des vorhandenen Kohlenstoffs, die mit den Pellets im Reduktionsofen in Kontakt steht, bestimmt öen Grad der Vorreduktion, der erreicht wird. Gemäß der Erfindung kann diese in fünf Kategorien oder Schemata unterteilt werden, die in Tabelle I zusammengestellt sind.The amount of carbon present in contact with the pellets in the reduction furnace, determines the degree of pre-reduction that will be achieved. According to the invention, this can be divided into five categories or schemes, which are shown in Table I are put together.
Das erste Schema betrifft die Herstellung von Hochofen-Pellets mit niedriger Vorreduktion, vorzugsweise 35 bis 50%. Der Kohlenstoff für die Reduktion wird lediglich vom flüssigen Bindermaterial, ohne zusätzlichen Kohlenstoff gestellt Das Verhältnis Binder : Feststoffe ist so gewählt, daß eine gute Pelletisierung mit hoher Festigkeit der Pellets ermöglicht wird. Abhängig vom Binder, oder genauer, von der Coriradson-Kohlenstoff-Zahl wird zur Genüge im Pellet integrierter Kohlenstoff für die Reduktion niedergeschlagen. Im allgemeinen ergeben Rückstandsöle genügend Kohlenstoff für eine Reduktion von 25 bis 60%.The first scheme concerns the production of blast furnace pellets with low pre-reduction, preferably 35 to 50%. The carbon for the reduction is only from the liquid binder material, without additional carbon placed The ratio of binder: solids is chosen so that a good pelletization with high strength of the pellets is made possible. Depending on the binder, or more precisely, on the Coriradson carbon number Sufficient carbon integrated in the pellet is deposited for the reduction. In general, residual oils will give enough carbon for a reduction of 25 to 60%.
Nach dem zweiten Schema wird eine bestimmte Menge festen Kohlenstoffs dem Erz vor dem Pelletisieren zugesetzt und dadurch das Verhältnis Kohlenstoff : Erz erhöhl, während gleichzeitig das Verhältnis Binder : Erz auf einer Höhe gehalten wird, die einer guten Pelletisierung entspricht. Das geschieht vornehmlich bei einer Vorreduktion im Bereich von 50 bis 80%. und die Nacherhitzung muß schnell erfolgen.According to the second scheme, a certain amount of solid carbon is added to the ore before pelletizing added and thereby the ratio of carbon: ore increased, while at the same time the ratio Binder: ore is held at a level that corresponds to good pelletization. That happens primarily with a pre-reduction in the range of 50 to 80%. and the reheating must be done quickly.
Das dritte Schema unterscheidet sich vom zweiten insofern, als genügend fester Kohlenstoff zur Erreichung einer hohen Vorreduktion (+85%) zugesetzt wird. In diesem Fall muß auf die Behandlungstempera· iur langsam erhii/i weiden, ύύίϊιϋ uic erwünschte Entschwefelung eintritt.The third scheme differs from the second in that it has enough solid carbon to achieve it a high pre-reduction (+ 85%) is added. In this case, the treatment temperature iur slowly erhii / i graze, ύύίϊιϋ uic desired Desulfurization occurs.
Das vierte Schema kann als Kombination des ersten oder zweiten Schemas (d. h. verhältnismäßig niedrige Reduktion mit schneller Erhitzung) mit einer zweiten Wärmebehandlung unter F.inschluß von von außen den Pellets zugesetzten Kohlenstoffs angesehen werden.The fourth scheme can be used as a combination of the first or second scheme (i.e., relatively low Reduction with rapid heating) with a second heat treatment with inclusion from the outside Pellets of added carbon can be considered.
Das fünfte Schema sieht die Verwendung eines sehr kohlenstoffreichen, inneren Binders vor, wie Kohlenteer oder rech, mit schneller Erhitzung für bis zu 85% und langsamer Erhitzung, wenn höhere Reduktion angestrebt wird.The fifth scheme involves the use of a very high carbon internal binder, such as coal tar Or right, with faster heating for up to 85% and slower heating if a higher reduction is desired will.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawings.
F i g. 1 ist ein vereinfachtes Fließ-Schema, das eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt, nach welcher hochreduzierte Pellets erzeugt werden, die für Elektroöfen geeignet sind und wobei schwefelreiche Erdöl-Rückstandsöle verwendet werden: F i g. Figure 1 is a simplified flow diagram illustrating a preferred embodiment according to the invention shows according to which highly reduced pellets are produced which are suitable for electric ovens and where High-sulfur petroleum residue oils are used:
F i g 2 ist ein Diagramm, das Heiz- und Reduktionsverläufe für bekannte und erfindungsgemäße Pellets zeigt, undFIG. 2 is a diagram showing the heating and reduction profiles for known pellets according to the invention shows, and
F i g. 3 ist ein vereinfachtes Fließdiagramm, das eine alternative Ausführungsform gemäß der Erfindung für die Herstellung hoch vorreduzierter Pellets zeigt die für Elektroöfen geeignet sind und wobei schwefelreiche Erdöl-Rückstandsöle verwendet werden.F i g. 3 is a simplified flow diagram illustrating an alternate embodiment in accordance with the invention for the production of highly prereduced pellets shows which are suitable for electric stoves and which are high in sulfur Petroleum residue oils can be used.
F i g. 1 und 2 erläutern in stark vereinfachter Form das vierte Schema zur Erzeugung hoch reduzierter Pellets (etwa 100%) mit einem Höchstgehalt an Schwefel von 0,03%. d.h. Pellets, die für elektrische Stahlerzeugung gut geeignet sind.F i g. 1 and 2 explain in a greatly simplified form the fourth scheme for generating highly reduced Pellets (about 100%) with a maximum sulfur content of 0.03%. i.e. pellets used for electrical Steel making are well suited.
Beim Formen der Pellets wird nur so viel Rückstandsöl eingesetzt daß der nach dem Koken verbleibende Kohlenstoff zur Reduktion der Pellets auf 25 bis 50% aufgebraucht wird. In der Ausführungsform nach F i g. 3 wird vor einer ersten Stufe der Wärmebehandlung gesiebt um Pellets und Teilchen zu geringer Größe zu gewinnen und in den Pelletiser zurückzuführen.When the pellets are formed, there is only so much residual oil used that the carbon remaining after coking to reduce the pellets to 25 to 50% is used up. In the embodiment according to FIG. 3 is used before a first stage of heat treatment sieved in order to obtain pellets and particles of too small size and to return them to the pelletiser.
Die erste Stufe der Wärmebehandlung wird unter schnellem Erhitzen auf die Behandlungstemperatur in einem direkt beheizten Ofen, wie einem Drehrohrofen, durchgeführt Dabei wird praktisch der gesamte Kohlenstoff im Pellet aufgebraucht; die erhaltenen, teilreduzierten Pellets sind sehr porös und enthalten nur etwa 0,003 bis 0,03% Schwefel Sie werden bei der Behandlungstemperatur unmittelbar in den Ofen für die zweite Stufe der Wärmebehandlung zur HochreduktionThe first stage of the heat treatment is carried out with rapid heating to the treatment temperature in a directly heated furnace, such as a rotary kiln, practically the entire Carbon in pellet used up; the partially reduced pellets obtained are very porous and only contain about 0.003 to 0.03% sulfur You will be put directly in the furnace for the treatment temperature second stage of heat treatment for high reduction
gefördert, zusammen mit einem slöchiometrisch beträchtlichen Überschuß an Kohlenstoff und Kalk oder einem anderen Schwefel bindenden Mittel. Die Teilchengröße dieser Zusätze (lach beendeter Wärmebehandlung ist genügend kleiner als die der Pellets und erlaubt anschließend die Trennung durch Sieben. Liegen die Pellets beispielsweise in einer Größe von 15,88 bis 19,05 mm vor, dann sollen die wärmebehandelten, vor'»-*.duzierten Teilchen ein Sieb mit 0,35 mm Maschenweite passieren. promoted, together with a sloichiometrically considerable excess of carbon and lime or another sulfur binding agent. The particle size of these additives (laughing at the end of the heat treatment is sufficiently smaller than that of the pellets and then allows separation by sieving. Lie the pellets, for example, in a size of 15.88 to 19.05 mm, then the heat-treated, Pass a sieve with 0.35 mm mesh size in front of the reduced particles.
Der Ofen für die zweite Stufe der Wärmebehandlung ist gleichfalls direkt beheizt; vorzugsweise wird der Belastungsfaktor niedrig gehalten, auf etwa 8 bis 15, vorzugsweise unter 12%. um den Wärmeübergang von der Ofenwand in das Bett und durch direkte Strahlung von der Flamme möglichst zu erhöhen. Wegen der Porosität der Pellets schreitet die Reduktion viel schneller voran als bei den massiven Pellets (d. h. CO kann leichter in das Pellet eindringen und COj viel leichter aus dem Pellet austreten).The furnace for the second stage of the heat treatment is also directly heated; preferably the Stress factor kept low, to around 8 to 15, preferably below 12%. to the heat transfer from the furnace wall into the bed and by direct radiation from the flame as much as possible. Because of the Porosity of the pellets, the reduction proceeds much faster than that of the solid pellets (i.e. CO can enter the pellet more easily and COj exit the pellet much more easily).
Der Überschuß an Kohlenstoff für die Hochreduktions-Stufe kann gegebenenfalls aus karbonisiertem Rückstandsöl bestehen, der auf die richtige Größe agglomeriert ist, oder es kann eine äußere Kohlenstoff-Quelle eingesetzt werden, wie Kohle oder Koks beliebiger Herkunft, die auf die passende Größe gemahlen sind.The excess of carbon for the high reduction stage can optionally from carbonized Residual oil may consist of agglomerated to the correct size, or it may be an external carbon source can be used, such as coal or coke of any origin, cut to the right size are ground.
In der Hochreduktions-Slufe tritt keine weitere Verunreinigung der Pellets durch Schwefel ein, da kein Schwefel mehr zugesetzt wird und der Schwefel im reduzierten Material mit Kalk oder Dolomit gebunden ist.In the high-reduction stage, there is no further contamination of the pellets by sulfur, since none More sulfur is added and the sulfur in the reduced material is bound with lime or dolomite is.
Die Wärmebehandlung in Gegenwart von integrier ten oder von außen zugesetzten Kohlenstoff zur Erzeugung vorreduzierter Pellets von 90% und mehr kann auch in einer einzigen Wärmebehandlungsstufe durchgeführt werden.The heat treatment in the presence of integrated or externally added carbon for Production of pre-reduced pellets of 90% and more can also be done in a single heat treatment stage be performed.
Der den Hochreduktions-Ofen verlassende Einsatz Y/ird einer Aufspaltung unterworfen. Wird die Größe der Kohlenstoff-Pellets sorgfältig überwacht, wie oben beschrieben, dann ist es zweckmäßig, zur Einstellung der erwünschten Anteile eine Siebung vorzunehmen. Der Einsatz wird zunächst auf ein Sieb gegeben, um die fertigen Pellets zurückzuhalten und abzunehmen. In der Ausführungsform nach F i g. 3 wird der Siebdurchgang erneut einer Trennung nach der Größe unterworfen. Der zweite Siebrückstand besteht vornehmlich aus teilverbrauchtem Koks, der in das Einsatz-Ende des Hochreduktions-Ofens im Kreislauf zurückgegeben wird. Das Material mit Untergröße besteht aus Koks-Teilchen, Calcium-Verbindungen, Gangart und eisenhaltigen Feinteilchen. Je nach den örtlichen und wirtschaftlichen Gegebenheiten können diese Materialien gekühlt und verworfen oder einer Magnet-SiebungThe insert Y / leaving the high-reduction furnace is subjected to a split. Will the size The carbon pellets are carefully monitored as described above, then it is appropriate to adjust to carry out a sieving of the desired proportions. The insert is first placed on a sieve to remove the withhold finished pellets and take them off. In the embodiment according to FIG. 3 becomes the sieve passage again subjected to size separation. The second sieve residue consists primarily of partially consumed coke, which is returned to the use end of the high-reduction furnace in the circuit will. The undersized material consists of coke particles, calcium compounds, gangue and ferrous fine particles. Depending on local and economic conditions, these materials can cooled and discarded or a magnetic sieve
oder einer anderen Behandlung zur Gewinnung des Eisens und Kohlenstoffs unterzogen werden. Nach der Ausführungsform der Fig. 1 wird der Siebdurchgang einer magnetischen Trennung unterworfen und der Kohlenstoff zurückgeführt.or subjected to some other treatment to obtain the iron and carbon. After Embodiment of FIG. 1, the sieve passage is subjected to magnetic separation and the Carbon recycled.
Vorreduktion und Verwendung von von außen zugesetzten Kohlenstoffs sind als solche nicht neu. Nach der früheren Technik ist die Reduktionsgeschwindigkeit jedoch verhältnismäßig gering und es ist offensichtlichAs such, pre-reduction and the use of externally added carbon are not new. To however, in the prior art, the rate of reduction is relatively slow and it is obvious
in schwierig, hohe Vorreduktionswerte zu erreichen. Es werden Verweilzeiten von vielen Stunden benötigt, desgleichen hohe Arbeitstemperaturen, zuweilen oberhalb von 1094°C. die aber Schmelz- und Einschluß-Probleme hervorrufen. Ein hoher Belastungsfaktor (20 bisdifficult to achieve high pre-reduction values. It dwell times of many hours are required, as well as high working temperatures, sometimes above of 1094 ° C. but the melting and inclusion problems cause. A high stress factor (20 to
40%), große Öfen und eine lange Verweilzeit sind erforderlich, um wegen der geringen Porosität und dem40%), large ovens and a long dwell time are required because of the low porosity and the
großen Überschuß an vorhandenem Kohlenstoff eine vertretbare Ausbeute zu erzielen.large excess of carbon present to achieve a reasonable yield.
Die nach den eingangs beschriebenen Verfahren hergestellten Pellets enthalten nach dem verkoken integrierten Kohlenstoff und eine einheitliche poröse Struktur und weisen eine merklich höhere Reduzierbarkeit auf, wie in den Beispielen demonstriert ist. Die folgenden Vorteile sind aus F i g. 2 ersichtlich, welche Heiz- und Reduktionsverläufe für erfindungsgemäße und bekannte Pellets bringen:The pellets produced by the method described at the beginning contain after coking integrated carbon and a uniform porous structure and have a noticeably higher reducibility as demonstrated in the examples. The following advantages are evident from FIG. 2 you can see which Bring heating and reduction courses for inventive and known pellets:
(1) Vergleichbare Reduktionswerte sind in einem Bruchteil der Verweilzeit erreichbar, die bekannte Pellets benötigen.(1) Comparable reduction values can be achieved in a fraction of the residence time, the known Need pellets.
(2) Im wesentlichen vollkommene Reduktion läßt sich in der üblichen Verweilzeit (2 bis 2>/j Stunden) erzielen, während bei bekannten Pellets nur 54% Reduktion in zwei Stunden erhalten wird und nur geringe Wahrscheinlichkeit besteht, in einer praktischen Zeitspanne auf viel mehr als 60% Reduktion zu kommen.(2) Essentially complete reduction can be achieved in the usual residence time (2 to 2 hours) achieve, while with known pellets only 54% reduction is obtained in two hours and only there is little likelihood in a practical period of time to much more than a 60% reduction get.
(3) Darüber hinaus hat das erzeugte Gas ein merklich niedrigeres CO/CO2·Verhältnis. Bei vergleichbaren Werten der Vorreduktion wäre das Verhältnis sogar noch günstiger. Das bedeutet eine wirksamere Ausnutzung des Reduktionsmittels und ebenso eine beträchtliche Verringerung der Wärmebelastung der Anlage und der Anlagengröße.(3) In addition, the generated gas has a markedly lower CO / CO2 · ratio. With comparable If the pre-reduction values were used, the ratio would be even more favorable. That means a more effective one Utilization of the reducing agent and also a considerable reduction in the heat load the system and the system size.
Als Ergebnis dieser Vorteile ist es möglich, die Wärmebehandlung der Pellets in einem Drehofen praktischer und wirtschaftlicher Größe durchzuführen. Ferner läßt die hohe Reaktivität der Pellets die Anwendung niedrigerer Temperaturen in der Endphase der Wärmebehandlung (von etwa 40 bis 60% Reduktion des vorgesehenen Reduktionswerts im Endprodukt) zu. ein Bereich, der besonders für die Probleme anfällig ist. -die mit Klebrigkeit und der Beobachtung des Ofens verbunden sind.As a result of these advantages, it is possible to heat treat the pellets in a rotary kiln more practical and economical to carry out. Furthermore, the high reactivity of the pellets Use of lower temperatures in the final phase of the heat treatment (from about 40 to 60% reduction the intended reduction value in the end product). an area particularly prone to the problems. -which are associated with stickiness and the observation of the furnace.
SchemaScheme
Kohlenstoffcarbon
Rcdukiionsweri %Rcdukiionsweri%
Breiter Bevorzugter Erhitzungs-Broad Preferred Heating
Bereich Bereich GeschwdektArea Area Speed
S15auff CS15auff C
stands-BinderIntegrated: only from Erdöl-Rück
stands binder
Binder + fester CIntegrated: from crude oil residue
Binder + solid C
Binder + fester CIntegrated- from petroleum residue-
Binder + solid C
230225/124230225/124
Fortsetzungcontinuation
Schema KScheme K
IVIV
VAVA
VHVH
HrcMci BereichHrcMci area
KiilukiinnwwH He\iii'/ni!ler I rhii/iinuvKiilukiinnwwH He \ iii '/ ni! Ler I rhii / iinuv
SI* ml I <SI * ml I <
Integriert: nur F.rdöl-Rückstands-Biiider. /iisüi/lich von außen fesler C Integriert: nur vom stark kohlenstoffhaltigen Binder, wie Kohlenteer-Pech Integriert ■ nur vom stark kohlensloffhalliaen Binder, wie Kohlenteer-Peeh 40 100 5(1 100 Integrated: only petroleum residue collector. C Integrated: only from strongly carbonaceous binders, such as coal tar pitch Integrated ■ only from strongly carbonaceous binders, such as coal tar pitch 40 100 5 (1 100
50 X 550 X 5
W) S 5W) S 5
schnell
schnellfast
fast
X5 Hill 1X) K)(IX5 Hill 1 X) K) (I.
Nach der Wärmebehandlung werden die fertigen Pellets in einer Schutz-Atmosphäre zur Vermeidung von Reoxidation, wie üblich, gekühlt. Es ist aber von Vorteil, die Pellets während des Abkühlens zu bewegen, da dies das Schließen der Poren in den Pellets fördert und die Widerstandsfähigkeit "cen Verwitteren" erhöht. Ebenso kann man das Bewegen der Pellets mit fein verteiltem Erz oder Kalk vornehmen, da beide die Poren füllen (und beide vorerhitzt werden) und so in gleicher Weise das Widerstandsvermögen gegen Verwitterung erhöhen.After the heat treatment, the finished pellets are in a protective atmosphere to avoid them from reoxidation, as usual, cooled. However, it is advantageous to move the pellets while they are cooling down, as this promotes the closing of the pores in the pellets and the "cen weathering" resistance elevated. You can also move the pellets with finely divided ore or lime, as both the Fill pores (and both are preheated) and so in the same way the resistance to Increase weathering.
Wie aus Tabelle I ersichtlich, verlangen die Schemata I, II, IV und VA für richtige Entschwefelung schnelles Erhitzen. Eine wirksame Entschwefelung erzielt man durch schnelles Erhitzen der Pellets in einem Zeitraum unter einer Stunde und vorzugsweise unter 45 Minuten, Von einer Temperatur von 815 bis zu einer oberen temperatur von 982 bis 137 Γ C, vorzugsweise 1037 bis 1149°C, und Aufrechterhalten dieser oberen Temperatur über einen Zeitraum von 15 Minuten bis sechs Stunden, vorzugsweise 30 Minuten bis zwei Stunden. Die Entschwefelung läßt sich wie folgt definieren:As can be seen from Table I, Schemes I, II, IV, and VA call for proper desulfurization to be done quickly Heat. Effective desulfurization is achieved by heating the pellets quickly over a period of time less than one hour and preferably less than 45 minutes, from a temperature of 815 to a higher one temperature from 982 to 137 Γ C, preferably 1037 to 1149 ° C, and maintaining this upper temperature over a period of 15 minutes to six hours, preferably 30 minutes to two hours. Desulfurization can be defined as follows:
worin Sb = Schwefelgehalt der fertigen Pellets, wenn der gesamte Schwefel des integrierten Kohlenstoffs zurückgeblieben ist, und S>= tatsächlicher Schwefelgehalt der fertigen Pellets ist. Nach der oben beschriebenen Methode erzielt man eine Entschwefelung gemäß der Erfindung von 50 bis 85%.where Sb = sulfur content of the finished pellets if the all the sulfur of the integrated carbon remains, and S> = actual sulfur content of the finished pellets is. According to the method described above, a desulphurisation according to the Invention from 50 to 85%.
Nach den Schemata II und VB ( + 85% Reduktion) erzielt man eine wirksame Entschwefelung durch Befolgung eines Plans mit langsamer Erhitzung über einen Zeitraum zwischen 1 Stunde und 6 Stunden, vorzugsweise I1/2 Stunde bis 3 Stunden, von 815 bis zu einer oberen Temperatur von 982 bis 1371, vorzugsweise 1037 bis 1149° C und Aufrechterhaltung dieser oberen Temperatur über 30 Minuten bis sechs Stunden, vorzugsweise 45 Minuten bis zwei Stunden. Auf diese Weise erzielt man eine Entschwefelung bis zu 91 %.After Schemes II and VB (+ 85% reduction) achieved an effective desulfurization by following a schedule with slow heating for a period between 1 hour and 6 hours, preferably I 1/2 hours to 3 hours, from 815 up to an upper Temperature from 982 to 1371, preferably 1037 to 1149 ° C and maintaining this upper temperature for 30 minutes to six hours, preferably 45 minutes to two hours. In this way, a desulphurisation of up to 91% can be achieved.
Die Verwendung gewisser Zusätze in Verbindung mit den oben beschriebenen Heizprogrammen ließ eine bemerkenswerte Erhöhung der Leichtigkeit und des erreichbaren Grades der Entschwefelung erkennen. Die folgenden Kombinationen wurden als wirksam ermittelt: The use of certain additives in connection with the heating programs described above left one recognize a remarkable increase in the ease and the achievable degree of desulfurization. the the following combinations were found to be effective:
CaCl2 CaCl 2
CaCO3+ NaQ
CaO+ NaQ
CaCO j + CaCl2
MgCl2
CaSO4 + FeCI3 CaCO 3 + NaQ
CaO + NaQ
CaCO j + CaCl 2
MgCl 2
CaSO 4 + FeCl 3
Im allgemeinen können die Zusätze aus Metallchloriden, vorzugsweise Alkali- oder Erdalkalichloriden, oder Eisenchlorid zusammen mit Calciumsulfat, Erdalka'ioxiden oder -carbonaten, bestehen. Die Zusätze werden in die Pellets durch Einsatz in den Pelletiser mit dem Erz und in dpn Karbonisator oder durch Suspendieren in fein verteilter Form in den Binder vor dem Aufsprühen in den Pelletiser oder den Karbonisator eingebracht. Wasserlösliche Zusätze (d. h. Metallchloride) können in üblicher Weise in das Erz vor dem Trocknen und Erhitzen des Erzes eingesprüht werden. Die einzige Einschränkung, die zu beachten ist, besteht darin, daß die Zusätze gleichförmig in das Pellet eindispergiert werden und die Teilchengröße der dispergierten Zusätze mindestens unter 0.149 mm und vorzugsweise zu 100% unter 0,074 mm liegen. Der Zusatz an Additiven kann sehr gering sein: gute Ergebnisse erhält man mit Dosierungen im Bereich von 0.01 bis 5%, aber für gleichmäßige Resultate wird der Bereich von 0,5 bis 3% bevorzugt. Diese Mengenangaben beziehen sich aufIn general, the additives from metal chlorides, preferably alkali or alkaline earth chlorides, or iron chloride together with calcium sulfate, alkaline earth oxides or carbonates. The additives are put into the pellets by inserting them into the pelletiser with the ore and in dpn carbonizer or by suspending in finely divided form in the binder before spraying in the pelletizer or carbonizer. Water soluble additives (i.e., metal chlorides) can be added to the ore in a conventional manner prior to drying and Heating the ore to be sprayed. The only limitation to be aware of is that the additives are uniformly dispersed into the pellet and the particle size of the dispersed Additions are at least less than 0.149 mm and preferably 100% less than 0.074 mm. The addition to Additives can be very small: good results are obtained with dosages in the range of 0.01 to 5%, but the range from 0.5 to 3% is preferred for uniform results. These quantities relate to
J5 das Gewicht des eingesetzten Erzes.J5 is the weight of the ore used.
Der Einsatz der obengenannten Zusätze in Verbindung mit den oben spezifizierten Wärmebehandlungen erlaubt bei den Schemata I, II. IV und VA eine Entschwefelung bis zu 99% und bei den Schemata III und VB bis uu 04%.The use of the above additives in connection with the heat treatments specified above allows desulphurisation of up to 99% with schemes I, II. IV and VA and with schemes III and VB up to uu 04%.
Das heiße Erz wird mit 648° C in den Karbonisator gegeben, wo öl von 7,4° API aufgesprüht wird. Vor demThe hot ore is fed into the carbonizer at 648 ° C, where oil of 7.4 ° API is sprayed on. Before the
Aufsprühen wird das öl auf 315°C erhitzt, so daß es beim Kontakt mit dem Erz krackt. Die Krackgase werden aufgefangen. Die ausgehenden Feststoffe werden gesichtet und gesiebt; ein Teil davon geht in die Pelletisierungsstufe. Der Rest wird im Wärmeaustausch gegen heiße Prozeßströme wiedererhitzt und in den Karbonisator rezirkuliert. Die zurückgeführten Pellets mit Untergröße und die während des Verfahrens entstandenen Feinteilchen werden auf etwa 80% unter 0,044 mm Teilchengröße gemahlen. Die Festprodukte aus dem Karbonisator werden auf etwa den gleichen Größenbereich zerkleinertSpraying the oil is heated to 315 ° C so that it cracks on contact with the ore. The cracked gases are captured. The outgoing solids are sifted and sifted; part of it goes to the pelletizing stage. The rest is in heat exchange reheated to hot process streams and recirculated to the carbonizer. The returned pellets with undersize and the fine particles formed during the process are reduced to about 80% Milled 0.044 mm particle size. The solid products from the carbonizer will be about the same Shredded size range
Das Gemisch aus dieser Stufe mit einer Temperatur von 371 bis 455° C wird zusammen mit dem vorerhitzten Erz in die Pelletisierungstrommel gefördert, woThe mixture from this stage with a temperature of 371 to 455 ° C is together with the preheated Ore conveyed into the pelletizing drum where
zusätzlich vorerhitztes Öl aufgesprüht und die Pellets
geformt werden. Die Pellets enthalten 7,6% festen Kohlenstoff und 13,2% Rückstand. Die heißen Pellets,
vornehmlich im Größenbereich von 19,05 bis IZ/ nun,
werden in den Verkokungsofen gebracht. Als Bett für die Pellets während des Verkokens kann zirkulierender
heißer Sand verwendet werden. Das Verkokungsprodukt
wird abgesiebt und der Sand zurückgeführt.
Gemäß der Erfindung wurde die WärmebehandlungIn addition, preheated oil is sprayed on and the pellets are formed. The pellets contain 7.6% solid carbon and 13.2% residue. The hot pellets, mainly in the size range from 19.05 to IZ / now, are brought into the coking furnace. Circulating hot sand can be used as a bed for the pellets during coking. The coking product is sieved off and the sand is returned.
According to the invention, the heat treatment
■vei »chjedener Pellets ohne Entschwefelungzusätze durchgeführt: die Ergebnisse zeigt Tabelle II. Der Lauf A veranschaulicht den Vorteil des langsamen Erhitzern bei hoher Vorreduktion, und zeigt, daß eine hohe Behandlungstemperatur nicht notwendig ist. Lauf B 12 Different pellets carried out without desulfurization additives: the results are shown in Table II. Run A illustrates the advantage of slow heating with high prereduction, and shows that a high treatment temperature is not necessary. Run B 12
beweist, daß bei niecriger Vorreduktion schuelles Erhitzen vorzuziehen ist. Lauf C stellt für ti5% Reduktion fest, daß schnelles Erhitzen besser ist, aber das ist eine »Grauzone«.proves that if the prereduction is lower, slow heating is preferable. Run C represents for ti5% Reduction states that quick heating is better, but that is a "gray area".
Konirolle des Sch weR-lgelia lies der Pellets Wirkung von /eil und lemper.tliirKonirolle des SchweR-lgelia read the pellets effect of / eil and lemper.tliir
/eil hei/ hey
.iiil /■( lungs- /'(.iiil / ■ (lungs- / '(
7 C7 C
2.0 !0.0 0.5 0Λ 0^5 8.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 10.0 0.5 0.5 0.52.0! 0.0 0.5 0Λ 0 ^ 5 8.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 10.0 0.5 0.5 0.5
!iiiinl-S ver- lets felling in bcliand.! iiiinl-S verlets felling in bcliand.
blieben,stayed
(lew % Gew.% Ciew % % Pellets(lew% wt.% Ciew%% pellets
A 5
B I
B 2
B-3
B 4
B 5
B 6
B-7
B 8
Cl
C-2
C3
C4A 5
BI
B 2
B-3
B 4
B 5
B 6
B-7
B 8
Cl
C-2
C3
C4
,2 ischnell)
,6 (langsam)
,2 (schnell)
,2 (schnell)
,2 (schnell)
,2 (schnell)
.2 (schnell)
.2 (schnell)
.2 (schnell)
.0 (langsam)
.2 (schnell)
.2 (schnell)
.2 (schnell), 2 is fast)
, 6 (slow)
, 2 (fast)
, 2 (fast)
, 2 (fast)
, 2 (fast)
.2 (quickly)
.2 (quickly)
.2 (quickly)
.0 (slow)
.2 (quickly)
.2 (quickly)
.2 (quickly)
1371 1093 1204 1093 1093 1093 982 1315 1371 1204 1093 1204 13711371 1093 1204 1093 1093 1093 982 1315 1371 1204 1093 1204 1371
0.98 0.99
0.98 0.99
0.98 0.990.98 0.99
0.98 0.99
0.98 0.99
Q OS! Q-QQQ OS! Q - QQ
0.98 0.990.98 0.99
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.540.54
0.180.18
0.180.18
0.180.18
0.18 .66
.66
.660.18 .66
.66
.66
MyMy
.66
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.27
0.27
0.27
0.27.66
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.27
0.27
0.27
0.27
99 +99 +
99 +99 +
99 +99 +
99 +99 +
99 +99 +
77/7977/79
77/7977/79
77,7977.79
77/7977/79
77/7977/79
77/7977/79
77 7977 79
77 7977 79
Wegen des Gewichtsverlustes der Pellets während Zeit-Temperatur-Beziehung erzielte EntschwefelungDesulfurization achieved due to the weight loss of the pellets during the time-temperature relationship
der Reduktion ohne gleichzeitige Entschwefelung ist ein wird durch den Einsatz chemischer Zusätze, wieThe reduction without simultaneous desulphurization is a is made through the use of chemical additives, such as
Ansteigen des angegebenen Schwefelgehaltes zu Calcium-, Natrium-, Magnesium- und Eisen-Verbindun-Increase in the specified sulfur content to calcium, sodium, magnesium and iron compounds
erwarten und sind Abnahmen des Schwefelgehaltes 40 gen, weiter verbessert. Die mit verschiedenen Zusätzenexpect and are decreases in the sulfur content 40 gene, further improved. The ones with various additives
proportional größer als die angegebenen Werte. erreichten Ergebnisse z^igt Tabelle III.proportionally greater than the specified values. Results obtained are shown in Table III.
Die durch die oben beschriebene, vorteilhafteThe advantageous through the one described above
jixlle IIIjixlle III
Kontrolle des Schwefcltierultes der Pellets Wirkung derControl of the sulfur result of the pellets effect of the
NuC ICuCO 1
NuC I
NadCaCO 1
Nad
1.0 %3.0%
1.0%
NadCaCO 1
Nad
1.0 %3.0%
1.0%
NaC!CaO
NaC!
1.0 %3.0%
1.0%
CaCl,CaO
CaCl,
1.0 %3.0%
1.0%
NaCICaO "
NaCl
MgCI1 ι Cl * ·. I.
MgCl
1.0%1.0%
1.0%
FeCl,CaSO 4
FeCl,
Ganz allgemein kann aus Tabelle III ersehen werden, daß CaCI. und CaO-NaCl, Mg Cl.. und CaSO4-FeCh die wirksameren und CaCO1, MgCOj und MgO die weniger wirksamen Zusätze sind.In general terms, it can be seen from Table III that CaCl. and CaO-NaCl, Mg Cl .. and CaSO 4 -FeCh the more effective and CaCO 1 , MgCOj and MgO the less effective additives.
Ein Rückstandsol mit S,3°/o Schwefel wurde zur Erzeugung von El?ktroofen-Pellets mit 0.03% Schwefel verwendet.A Rückstandsol with S, 3 ° / o sulfur was used to generate El? Ktroofen pellets with 00:03% sulfur used.
Dabei wurde wie folgt vorgegangen:The procedure was as follows:
Verkokte Pellets wurden wie in den Läufen der D-Serie (Tabelle Hl) hergestellt. Ein Taconite-Konzentrat wurde in wäßrigen Lösungen von MgCb zu einem Brei angerührt oder angemischt, worin das Neutralsalz 2 Gew.-% vom Taconite betrug. Das Erz wurde getrocknet und dann bei 371 bis 394°C mit 33% Schwefel enthaltendem Ruckstand pelletisiert. Diese grünen Pellets wurden dann bei 51OCC verkokt. Diese Menge Rückstand lagerte genug integrierten Kohlenstoff ab, um eine Vorreduktion von 40 bis 45% bei den Pellets in der ersten Wärmebehandlungsstufe zu bewirken.Coked pellets were made as in the D-series runs (Table HI). A Taconite concentrate was mixed or mixed into a slurry in aqueous solutions of MgCb, in which the neutral salt was 2% by weight of the Taconite. The ore was dried and then pelletized at 371 to 394 ° C with residue containing 33% sulfur. These green pellets were then coked at 50 ° C. This amount of residue deposited enough integrated carbon to pre-reduce the pellets by 40 to 45% in the first stage heat treatment.
Aus dem gleichen, 33% Schwefel enthaltendemMade from the same one containing 33% sulfur
Rückstand wurden Koks-Pellets ohne Zusatz von Additiven hergestellt, indem Rückstand in einen Karbonisator eingesprüht wurde. Nach dem Verkoken betrug der Schwefelgehalt dieser Koks-Pellets 4,6 bis 4,8%.Coke pellets were produced without the addition of additives by adding residue to a residue Carbonizer was sprayed. After coking, the sulfur content of these coke pellets was 4.6 to 4.8%.
Die Koks-Pellets wurden auf eine Teilchengröße zwischen 1,59 mm und 0,074 mm gemahlen und mit 5 Gew-% gemahlenem CaCOj vermischt. Die zuvor hergestellten verkokten Taconite-Pellets wurden in diese Mischung eingerührt; danach wurde eine schnelle Erhitzung (von 815 bis 10940C) in weniger als 30 Minuten durchgeführt.The coke pellets were ground to a particle size between 1.59 mm and 0.074 mm and mixed with 5% by weight of ground CaCOj. The previously prepared coked Taconite pellets were stirred into this mixture; then rapid heating (from 815 to 1094 ° C.) was carried out in less than 30 minutes.
Nach einer Verweilzeit von zwei Stunden bei dieser Temperatur wurde das Kalzinierungsrohr gekühlt. Die so erzeugten Pellets waren auf 99% + reduziert: die Schwefelgehalte gingen von 0,01 bis 0.03%. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestc ι;.After a residence time of two hours at this temperature, the calcination tube was cooled. the Pellets produced in this way were reduced to 99% +: the sulfur contents ranged from 0.01 to 0.03%. the Results are summarized in Table IV.
Der Koks aus dieser Behandlung wurde mit Erfolg zusammen mit einem Zusatz von 2 bis 3% CaCCb oder Dolomit, bezogen auf das Erz-Gewicht, je Durchgang rezirkuliert.The coke from this treatment was successfully used together with an addition of 2 to 3% CaCCb or Dolomite, based on the ore weight, recirculated per pass.
1 .ibellc IV1 .ibellc IV
Entschwefelung mit einer Kombination, integrierter Kohlenstoff Beschickung mit Kohlenstoff von außenDesulfurization with a combination, integrated carbon charging with carbon from the outside
Zum Vergleich der Reduzierbarkeit der nach den eingangs erwähnten Verfahren hergestellten Pellets (d. h. erzeugt durch Zusammenballen mit Rückstand und anschließendem Verkoken) mit handelsüblichen, nach bekannten Methoden erzeugten Pellets (Zusammenballen mit Bentonit und nachfolgendem Kalzinieren) wurden Proben von 150 g Wärmebehandlungen mit gleichen Zeit- und Temperaturbedingungen unterworfen. To compare the reducibility of the pellets produced by the method mentioned at the beginning (i.e. produced by agglomeration with residue and subsequent coking) with commercially available, after known methods produced pellets (agglomeration with bentonite and subsequent calcination) 150 g samples were subjected to heat treatments with equal time and temperature conditions.
Bei jedem Versuch wurden die Pellets in ein senkrechtes Rohr von 25.4 mm Innendurchmesser mit einem beträchtlichen Überschuß an granuliertem Koks gepackt. Das Rohr wurde in einen senkrechten elektrischen Ofen eingesetzt, wobei sich die 355,6 mm liefe Charge völlig in der beheizten Zone befand. Das obere Ende des Rohres wurde verschlossen und mit einer Vorrichtung zum Auffangen und Messen der Gase verbunden. Bei jedem Versuch wurde die Temperatur schnell auf 7O4°C, danach während einer Stunde allmählich auf 1093"C erhöht Und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Gasentwicklung praktisch beendet war. lil periodischen Zeitabständen wurden die Gasproben auf CO und CO2 untersucht. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle V und Fig.2 zusammengestellt. In each experiment, the pellets were placed in a vertical tube with an internal diameter of 25.4 mm packed with a substantial excess of granulated coke. The tube was in a vertical electric furnace was used, with the 355.6 mm running batch being entirely in the heated zone. That The upper end of the tube was closed and fitted with a device for collecting and measuring the gases tied together. In each experiment the temperature rose rapidly to 704 ° C., then over an hour gradually increased to 1093 "C and held at this temperature until the evolution of gas had practically ended. The gas samples were examined for CO and CO2 at periodic intervals. The results of this Experiments are compiled in Table V and Fig. 2.
Vergleichbare Reduzierbarkcit im unbewegten, mit Koks und l'cllets gepackten HellComparable reducers in the still, with coke and l'cllets packed Hell
Mn Ruckst-,iil (bliche hcrpesiellle IVIIeIsMn back, iil (usual hcrpesiellle IVIIeIs
Pellets· 1Pellets 1
Diese Versuche zeigen eine bemerkenswerte Verbesserung beim Einsatz der erfindungsgemäß und nach den eingangs genannten Verfahren der Erfindungsgestallung hergestellten Pellets im Vergleich iu den üblichen Pellets. Es wird schnellere Reduktion erzielt. Beispiels- > weise wird eine Reduktion von 54% nach 0,8 gegen 2 Stunden bei üblichen Pellets bei einer Hochsttempera tür von 1057 gegen 1093°C erreicht. Innerhalb eines Zeitraumes von zwei Stunden, der sich für für die praktische und wirtschaftliche Ausgestaltung des m Drehrohrofens vertreten läßt, wurde eine praktisch völlige Reduktion (98%) erhalten. Die visuelle Extrapolation der Reduktionskurve bei üblichen Pellets ergibt eine maximale Reduktion von vielleicht 60 bis 65% sogar nach einer Verweilzeit von Vh bis 4 Stunden. ι >These experiments demonstrate a remarkable improvement in the use of the pellets produced according to the invention and according to the above-mentioned method of Erfindungsgestallung compared iu the usual pellets. Faster reduction is achieved. For example, a reduction of 54% is achieved after 0.8 versus 2 hours with conventional pellets at a maximum temperature of 1057 versus 1093 ° C. A practically complete reduction (98%) was obtained within a period of two hours, which can be justified for the practical and economical design of the rotary kiln. The visual extrapolation of the reduction curve for conventional pellets gives a maximum reduction of perhaps 60 to 65% even after a residence time of Vh to 4 hours. ι>
Das Verhältnis CO/COj im entwickelten Gas insgesamt ist viel niedriger trotz des höheren Grades der Vorreduktion. Bei Ausschluß von von außen zugeführten Kohlenstoffs während der niedrigen Vorreduktion (d. h. bis praktisch der gesamte integiierte Kohlenstoff verbraucht ist), wie in der bevorzugten Ausführungsform gezeigt wurde, ergeben sich sogar niedrigere CG7CO2-Verhältnisse. Das bedeutet entsprechende Einsparungen an Kohlenstoff und Energie.The CO / COj ratio in the evolved gas as a whole is much lower despite the higher degree of Pre-reduction. With the exclusion of externally supplied carbon during the low prereduction (i.e. to practically all of the integrated carbon is consumed), as was shown in the preferred embodiment, even lower results CG7CO2 ratios. That means corresponding savings in carbon and energy.
Die fertigen Pellets sind einheitlich, dicht und frei von Rissen und Mangeln. Die üblichen Pellets enthielten solche mit variierenden Durchmessern (entsprechend im allgemeinen Abweichungen im Reduktionsgrad) und zeigten beträchtliche Risse und Bruchstücke.The finished pellets are uniform, dense and free from cracks and defects. The usual pellets containing those with varying diameters (corresponding generally variations in Reduktionsg r ad) and showed considerable cracks and broken pieces.
!Km! Km
BLiHBLiH
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