DE2360595A1

DE2360595A1 - Verfahren zum herstellen von kaltpellets

Info

Publication number: DE2360595A1
Application number: DE2360595A
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Inazumi; Shunsaku Shimada
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-12-05
Filing date: 1973-12-05
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2360595B2

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. Kenig ■ DiplHng. K. Bergen Patentanwälte · 4DOd Düsseldorf 3D · Cecilienallee ve ■ Telefon 43 273a

4o Dezember 1973 29 064 K

NIPPON STEEL CORPORATION, No₀ 6-3„.2-chome, Ote-maciii, Chiyoda-ku, TOKIO, JAPAN

"Verfahren zum Herstellen von Kaltpellets»

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Hervon Pellets aus Feinerz, Zement und Wasser.

Für die Beschickung von Hochofen werden zum größten Teil gesinterte Erze verwendete Wegen der während der Verhüttung erzeugten Stäube und des Abgases führt die Verwendung gesinterten Erzes jedoch zur Umweltverschmutzung. Aus diesem Grunde begegnen Pellets und insbesondere Kaltpellets zunehmendem Interesse» Die herkömmlichen Kaltpellets besitzen schlechtere Wärmeeigenschaften, doho ihre Festigkeit ist bei Temperaturen von 700 bis 1300⁰C geringer. Während des Hochofenbetriebes" zerfallen die Pellets demzufolge im Ofen und wiederholen das Quellen und Schrumpfen, wobei die Gasdurchlässigkeit beeinträchtigt wird die Ofengärung instabil machte

In der US-Patentschrift 3 490 895 ist ein Pelletisierungsverfahren beschrieben^ bei dem Eisenerze mit-Zement vermischt und zu Pellets verarbeitet werden.

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Die derart hergestellten Pellets werden mit Feinerz umhüllt und darm ungefähr eine Woche gehärtet. Nach dem Absieben des Feinerzes werden die Pellets gehärtet, und zwar über lange Zeit. Die mit Feinerz umhüllten Pellets sind gegen ein Verkleben und eine Deformierung geschützt.

Wenn auch mit dem bekannten Verfahren eine Produktion in industriellem Maßstab möglich ist, so sind die Bearbeitungsstufen jedoch kompliziert und erfordern einen großen apparativen Aufwand und hohe Betriebskosten, weil für dieses Verfahren die nachstehend angeführten Arbeitsgänge erforderlich sind: Beschichtung mit Feinerzen, Härten der Pellets, Trennen des anhaftenden Feinerzes von den Pellets sowie weitere Arbeitsgänge. Trotzdem sind bei den nach diesem Verfahren hergestellten Pellets die Wärmeeigenschaften nicht wesentlich besser. Aus diesem Grunde sind diese Pellets im Hinblick auf den Hochofenbetrieb Einschränkungen unterworfen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Herstellen von Kaltpellets zu schaffen, dessen Pellets eine hervorragende KaIt- und Warmfestigkeit besitzen.

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß Zement, eisenhaltiges bzw. metallisches Eisen enthaltendes Pulver sowie Eisenerz miteinander vermischt und in üblicher Weise pelletisiert werden. Wegen des , mit Zement vermischten eisenhaltigen Pulvers kann das Härten des Zements, und damit auch der Pellets, durch eine exotherme Oxidationsreaktion des in dem Pulver enthaltenen Eisens in kurzer Zeit erfolgen„ Darüber

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hinaus läßt sich das Wachsen und Schrumpfen durch das. eisenhaltige Pulver hemmen« Damit läßt "sich· das.. Verfahren vereinfachen und eine bessere Warmfestigkeit erreichen« .

Im Rahmen dieser Erfindung kann mit gewöhnlichem und handelsüblichem Zement gearbeitet werden_s beispielsweise mit Portlandzement _s Possolanzement, Schlackenzement und mit Tonerdezement, der besonders günstig ist.

Das im Rahmen der Erfindung verwendete eisenhaltige Pulver eignet sich dann, wenn es metallisches Eisen enthältj beispielsweise Eisenspäne, zerstäubtes Ei-= . senpulver, reduziertes Eisenpulver₈ oder eisenhaltigen Zunder« Jedes für die Herstellung gewöhnlicher Pellets verwendete Eisenerz kann im Rahmen der Erfindung verwendet werden_β

Sind der Zement, das Eisenpulver sowie die Eisenerze miteinander vermischt, dann wird dem Gemisch Wasser zugesetzt. Die exotherme Oxidation des Eisens wird zur Beschleunigung des Aushärtens des Zements und zur Verhinderung eines Wachsens und Schrumpfens während des Aushärtens genutzt _s wobei das Verfahren vereinfacht und Warmfestigkeit während der Hochofenreduktion verbessert wird. Um dies zu erreichen, ist die Menge des eisenhaltigen Pulvers im Gemisch mit dem Zement auf 5 bis 85%, vorzugsweise 20 bis 60%, und die Menge des Zements und des eisenhaltigen Pulvers im Gemisch mit dem Eisenerz auf 2 bis 40%, vorzugsweise bis 30% einzustellen.

Bei einem Mischungsverhältnis von eisenhaltigem Pulver zu Zement unter 5%, ist die exotherme Oxidation des

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Eisens unbefriedigend, so daß das Wachsen und Schrumpfen während der Reduktion beim Aushärten kaum zu verhindern ist, was wiederum zur Folge hat, daß die Warmfestigkeit des Pellets nicht verbessert wird. Liegt demgegenüber der Anteil an eisenhaltigem Pulver im Gemisch über 85 %_t dann ist die Menge des Zements zu gering, das Abbinden ungenügend.

Je feiner das eisenhaltige Pulver ist, desto besser ist die Pelletisierbarkeit und das Reaktionsvermögen des Eisens. Es sollten daher Partikel mit einer Korngröße von unter 100 mesh verwendet werden. Vorzugsweise sollte die Teilchengröße der Partikel unter 300 mesh liegen. Bei einer Korngröße über 100 mesh wird wegen des unterschiedlichen spezifischen Gewichtes gegenüber dem Eisenerz die Pelletisierung erschwert.

Der Grund dafür, daß der Mischungsanteil von Zement und eisenhaltigem Pulver im Gemisch mit dem Eisenerz erfindungsgemäß auf 2 bis 40 % beschränkt ist, liegt darin, daß bei einem Anteil unter 2 % die Bindung nicht genügend groß ist, wohingegen bei einem Anteil über 40 % der Schlackenanteil zu groß wird, was wiederum zur Folge hat, daß die Güte zu gering ist, um in der Praxis als Eisenrohstoff für einen Hochofenmöller verwendet werden zu können.

Unter Berücksichtigung der Pelletisierbarkeit sollte das Eisenerz eine günstige Teilchengröße aufweisen. Um ein Agglomerieren während des Aushärtens der Pellets zu vermeiden, müssen 2 bis 10 % Erz mit einer Teilchengröße von 0,25 bis 1 mm vorhanden sein.

Zum Pelletisieren des Drei-Komponenten-Gemisches werden 9 bis 20 % Wasser zugegeben.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigern

1 das Schema eines herkömmlichen Verfahrens _f-

Fig. 2 das Schema eines erfindungsgemäßen Verfahrens und -...-■

Fig β 5 ein Diagramm^ aus dem das Wärmeverhalten der Pellets während der Reduktion nach dem herkömmliehen und. nach dem erfindungsgemäßen-Verfahren ersichtlich ist* '

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage besteht aus einem Behälter 11 für Feinerze, einem Behälter 12 für Zement, einem Mischer 13j einem Pelletisierungstelier 1-4, einem Behälter 15 für Feinerz_a einem Behälter 16 für das vorläufige Aushärten und einem Sieb 17 für Feinerz„

Das Verfahrensschema der Fig. 2 zeigt einen Behälter T für Zement, einen Behälter 2 für eisenhaltiges Pulver, einen Mischer 3« einen Behälter 4 für Eisenerz, einen Mischer 5, einen Pelletisierungsteller 6, einen Pelletslagerplatz 7, einen Pelletslagerplatz 7^! in einem geschlossenem Raum und einen Hochofen 8.

Zement und das eisenhaltige Pulver werden im Mischer miteinander vermischt und dann mit dem aus dem Behälter 4 entnommenen Feinerz im Mischer 5 vermischt und dem Pelletisierteller 6 zugeführt»

Das Mischen erfolgt vor dem Zumischen des Zements und des eisenhaltigen Pulvers. Der Mischer 3 kann jedoch auch wegfallen, wobei dann die drei KompOnenten Zement, eisenhaltiges Pulver und Eisenerz im Mischer 3 miteinander vermischt werden. Es ist jedoch besser, den Mischer 3 zu verwenden. Die im Pelletisierteller 6 .

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entstehenden Pellets werden gehärtet _s was für gewöhnlich auf dem Lagerplatz 7 geschieht. Um solche Einflüsse wie Regen auszuschließen, können die Pellets aber auch auf einem Lagerplatz 7¹ in einem geschlossenem Raum gehärtet werden. Nach dem Härten können die Pellets eingesetzt werden.

Das im Schema der Fig. 2 dargestellte Verfahren ist gekennzeichnet durch den Wegfall des für das Pelletisieren normalerweise erforderlichen Vorhärtens und des für das Umhüllen mit Feinerz erforderlichen Arbeitsganges ο Dazu ist zu bemerken, daß bei. dem herkömmlichen Verfahren der Zement nur langsam aushärtet und ohne Erhöhung der Festigkeit lange in einem plastischen Zustand verharrt und daß der Grad des Wachsens und Schrumpfens beim Härten so groß ist, daß ein Druck erzeugt wird, der zusammen mit dem Eigengewicht ein Agglomerieren und ein Verformen der Pellets bewirkt. Aus diesem Grunde müssen die mit Feinerz umhüllten Pellets einem Vorhärten unterworfen werden. Demgegenüber ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abbindegeschwindigkeit des Zements infolge der exothermen Oxidation der eisenhaltigen Pulver wesentlich höher, so daß sich schon frühzeitig eine relativ hohe Festigkeit ergibt. Demzufolge werden gelagerte Pellets nicht beschädigt bzw. deformiert. Auch das Wachsen und das Schrumpfen während des Lagerns wird durch das eisenhaltige Pulver gehemmt, so daß die Gefahr einer Agglomeration und einer Deformation wesentlich geringer ist. Im Rahmen der Erfindung läßt sich ein Agglomerieren oder eine Deformation daduroh wirkungsvoll verhindern, daß dem Feinerz Grobpartikel mit einer Teilchengröße über 0,25 mm in einer Menge von 2 bis 10 % zugegeben werden«

Das Wärmeverhalten in herkömmlicher Weise und nach dem

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Verfahren der Erfindung hergestellter Pellets ergeben: sich aus dem Diagramm der Figo 3« (1) steht für ein herkömmliches oxidiertes und gesintertes Wayara-Pellet,

(2) für ein Pellet nach Beispiel T der Erfindung und

(3) für ein Pellet des Graiigbld-Verfahrens...-'"■"-

Wie sich aus dem Diagramm der Fig. 3 ergibt_s weist das herkömmliche Kaltpellet (3)- ein schlechteres ,Wärmeverhalten auf gegenüber dem Standard-Pellet (1), dies gilt besonders für die Erweichungstemperatur. Andererseits besitzt das Pellet (2) nach der Erfindung im Vergleich zum Pelle.t (3) des Grangold-Verfahrens ein besseres Wärmeverhalten und kann somit in großen Mengen im Hochofen eingesetzt werden.

Was das Wärmeverhalten betrifft, so stellt weiterhin das Wachsen ein Problem dar, wenn das Pellet im Hochofen eingesetzt wird, da es bei herkömmlichen Pellets zu einem Wachsen von mindestens 10 % kommen kann. Demgegenüber unterliegen die erfindungsgemäßen Pellets allenfalls einem 1%igen Wachsen..

Es ist somit der Einfluß des eisenhaltigen Pulvers, der sich auf das Wärmeverhalten auswirkt und insbesondere das Wachsen unterdrückt. In diesem-Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Warmfestigkeit herkömmlicher Pellets in der WÜstit-Phase am geringsten ist und sich dann wieder erholt, wenn metallisches Eisen entsteht. Nach der Erfindung wird hingegen das Eisen vorher eingemischt, das die Festigkeit des Pellets verbessert/Das Wachsen des Pellets im Hochofen beruht auf einem faserförmigen metallischen Eisen, das während der Reduktion entsteht. Da nach der Erfindung zur Schaffung .von Eisenkernen das eisenhaltige Pulver

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bereits vorher zugemischt wird_f koaguliert das faserförmige metallische Eisen«

Beispiel 1

Bruchspäne

Tonerdezement (Handelsgüte)

Eisensand

Sinterstaub aus Elektroabsch-.eider

Wasser

Bruchfestigkeit Härtezeit:

Wachsen:

5 %f Korngröße < 200 mesh 10 %

50 % +0,25 mm, 6 % mit einer Teilchengröße von durchschnittlich.0,19 mm

35 % <200 mesh

12 % der vorerwähnten
Mischung

143 kg/Pellet
ein Monat
1 %

Der Grad des Wachsens wurde als Volumenänderung bei einem dreistündigen Halten bei 900⁰C in reduzierender Atmosphäre aus 30 % Kohlenmonoxid und 70 % Stickstoff bestimmt.

Beispiel 2

Reduziertes Eisenpulver 10 %, Korngröße < 200 mesh

15 %

Kamai shi-Konz entrate Lamco-Feinerze

Portlandzement (Handelsgüte)

50 % + 0,25 mm : 7 %
25 % < 200 mesh

Wasser

14 % der vorerwähnten Mischung

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Härtezeits. einen. Monat

Bruchfestigkeits 205 kg/Pellet

Wachsen: ■ 1,1 %_e

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Claims

NIPPON STEEL CQRPQRATXONs No. 6-3, _2-ohome, Ote-machi, Chiyoda-ku, TOKIO5 JAPAN Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Pellets aus Feinerz, Zement und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß 98 bis 60 % Feinerze mit 2 bis 40 % einer Mischung aus 95 bis 15 % Zement und 5 bis 85 % eisenhaltigen Pulvers mit einer Teilchengröße unter 100 meshes unter Zugabe von 9 bis 20 % Wasser.zur Grundmischung vermischt und pelletisiert "werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eisenhaltige Pulver aus Eisenspänen, zerstäubtem Eisen, reduziertem Eisen und eisenhaltigem Zunder einzeln oder nebeneinander besteht.

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