DE2461921B2

DE2461921B2 - Pelletmaterial mit einer geringeren Stickstoffoxidemission zum Herstellen von Sintererz für die Eisenerzeugung

Info

Publication number: DE2461921B2
Application number: DE2461921A
Authority: DE
Inventors: Tsuneo Enokido; Yukihiro Hida; Kaoru Yokohama Ito; Minoru Yokohama Sasaki
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-12-31
Filing date: 1974-12-31
Publication date: 1978-03-23
Also published as: DE2461921C3; DE2461921A1; FR2256252B1; NL7417020A; FR2256252A1; US4001007A; IT1026214B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Pelletmaterial zum Herstellen von Sintererz für die Eisenerzeugung, bei welchem die Stickoxidbildung während des Sintervorgangs inhibiert wird, welches aus Eisenerz, Rückgut, Kalkstein und Koks in Form kleiner Teilchen mit einer Verbundstruktur aus einem Erzkern und einer Außenschale besteht.

Gesintertes Erz ist ein unerläßliches Ausgangsmaterial für die Eisenherstellung bei der Massenproduktion von Roheisen guter Qualität in einem großen Hochofen. Ein derartiges Erz kann durch Vermischen von gepulverten Erzen, Kalkstein, Koks oder (gesintertem) Rückgut hergestellt werden, wobei man den Koks in dem Gemisch verbrennen lüßt und das Gemisch durch die Verbrennungswärme sintert. Die Abgase aus dem Sintervorgang enthalten dabei NO, oder verschiedene Stickstoffoxide. Dieses NO₁ stellt den Hauptbestandteil des photochemischen Smogs dar. Es ist daher ein schwerwiegendes Problem, die Emission von NO₁ aus Gründen des Umweltschutzes zu verhindern.

In Gmelin — Durrer, »Metallurgie des Eisens«, Bend la, 1964, Seiten 343/344a ist die Verwendung von äußerst fein pulverisiertem Eisenerz, wie Eisenstaub (als »fein pulverisiertes Material« bezeichnet), beschrieben, das bei der Eisen- oder Stah'herstellung anfällt.

Falls die fein pulverisierten Erze, d. h. die fein pulverisierten Materialien, bei welchen der Anteil an Teilchen mit einer Größe von 125 μ oder weniger, in den gesamten Materialien 10% oder etwas mehr beträgt, vermischt und als Sintermaterial verwendet werden, so lassen sich Pseudoteilchen mit der erforderlichen Festigkeit nicht durch die übliche Vorbehandlung erzeugen. Derartige Pseudoteilchen zerbrechen vielmehr bei der Handhabung oder während des Beschikkens in die Sintervorrichtung, wodurch eine Durchlüftung während des Sintervorganges verhindert wird. Aus diesem Grund muß der Gehalt an fein pulverisierten Materialien in der Gesamtmaterialmenge genau geregelt werden.

Aufgrund dieser Tatsachen muß eine Granulier- oder Mischvorrichtung verwendet werden, die eine stärkere Agglomerier- oder Granulierwirkung als eine gewöhnliche Granuliervorrichtung aufweist, oder es muß eine Mischvorrichtung verwendet werden, und das agglomerierte oder granulierte Material muß zu einem Naßgranulat geringer Teilchengröße von etwa 6 bis 7 mm (sogenanntes Kleingranulat) verarbeitet werden, das eine andere Größe wie die üblichen Pseudoteilchen des üblichen Sintermaterials aufweist, das den groben Teilchen in dem üblichen Erzmaterial entspricht.

Der in der genannten Literaturstelle beschriebene Stand der Technik bezieht sich auf ein Verfahren, bei welchem nur die fein pulverisierten Materialien und nicht das übliche Erzmaterial granuliert werden.

Im Gegensatz hierzu beruht das Wesen der Erfindung auf der Tatsache, daß die Verteilung oder Anordnung des Kokses in den Pseudoteilchen (Granulat) des Sintermaterials so geregelt wird, daß während des Sintervorgangs nur eine sehr geringe NO_v-Emission eintritt.

Die Erfindung und die genannte Literaturstelle unterscheiden sich also grundsätzlich hinsichtlich der Aufgabe und des herzustellenden Granulats.

Außerdem wird der zum Sintern erforderliche pulverförmige Koks bei dem bekannten Verfahren nicht im Verlauf der Herstellung des Kleingranulats aus dem fein pulverisierten Material zu dem Erzmaterial zugegeben, wodurch sich dieses Verfahren grundsätzlich von der Erfindung unterscheidet.

Bei dem bekannten Verfahren befindet sich selbstverständlich, falls ein Hochofen verwendet wird, pulverför-

miger Koks in dem Staub, so daß das Minigranulat auch etwas pulverförmigen Koks enthalten kann. Dieser pulverförmige Koks stammt jedoch lediglich aus dem im Gebläseofen teilweise pulverisierten Koks, und daher unterscheidet sich dieser pulverisierte Koks grundsätz- ■> lieh von dem üblichen pulverförnugen Koks zum Sintern, dessen Teilchenverteilung oder zuzugebende Menge genau geregelt werden kann.

Bei dem bekannten Verfahren enthält das Kleingranulat, das durch Behandeln der fein pulverisierten in Materialien erhalten wurde, also kein »Koksmaterial« als Brennstoff, wie dies für das erfindungsgemäße Sintermaterial wesentlich ist. Selbst falls das Kleingranulat »Koksmaterial« enthalten sollte, ist der Koksgehalt sehr gering, wenn dieser aus dem Hochofen-Staub r> stammt. Bei dem bekannten Verfahren gemäß der genannten Entgegenhaltung entstehen also lediglich Teilchen, welche keinen pulverförmigen Koks zum Sintern enthalten und die sich somit von den erfindungsgemäßen P-Teilchen unterscheiden, die fein 2ii pulverisierten Koks enthalten. Somit entsteht bei dem bekannten Verfahren auch kein Kleingranulat, das ein Pelletmaterial mit einer geringeren NO₁-Emission ergibt.

In der DT-AS 1190 966 ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Granulat beschrieben, bei welchem die Einzelteilchen eine große Festigkeit aufweisen (Granulat, bei welchem die einzelnen Teilchen stark wärmegehärtet sind) und welche, neben anderen Materialien, als Material zur Eisenherstellung in einem Gebläseofen verwendet werden.

Dieses Verfahren unterscheidet sich wesentlich vom Agglomerieren des Sintermaterials in einer Sintervorrichtung gemäß der Erfindung.

Die Herstellung von schalenförmigen Pellets ist i> bekannt. Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Pelletmaterials, bei welchem die ΝΟ,-Emission während des Sintervorgangs unterdrückt wird.

Das Wesen der Erfindung liegt somit nicht in der Form des Pelletmaterials, sondern in der Anordnung oder Verteilung des Kokses in den Pseudoteilchen.

Aufgabe der Erfindung ist die Unterdrückung der ΝΟ,-Emission während des Sintervorgangs.

Demgegenüber besteht die Aufgabe des in der US-PS 31 34 667 beschriebenen Verfahrens in der Verhinderung des Zerfalls der Pellets während des Sintervorgangs. Aufgrund dieses Unterschieds ist die Verteilung des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs in der Pelletschichtung völlig andersartig, öl)

Bei der Erfindung ist der kohlenstoffhaltige Brennstoff nur in der Außenschicht vorhanden, während er bei den Pellets gemäß der US-PS sowohl in der innersten als auch in der Mittelschicht vorhanden ist.

Aufgabe der US-PS ist im einzelnen folgende:

Das Verfahren gemäß der US-PS geht aus von dem Stand der Technik, gemäß welchem Erzkonzentrate pelletisiert und dann in einer Sintervorrichtung gesintert werden, wobei als Nachteil in Kauf genommen werden mußte, daß die Pellets unter dem Einfluß der t>o Sinterhitze zerfielen und sich dadurch die Durchlässigkeit des Sinterbetts und damit der Wirkungsgrad des Verfahrens verschlechterten.

Gemäß dem Verfahren der US-PS soll dieser Nachteil durch die Herstellung von gesinterten dreischichtigen b5 Pellets vermieden werden.

Zu diesem Zweck wird zunächst ein Primärpellet mit einer inneren Schicht und der Mittelschicht hergestellt, indem die Erzkonzentrate und kohlenstoffhaltiger Brennstoff miteinander vermischt werden und dann eine bruchfeste Außenschicht um dieses Primärpellet gebildet wird, wodurch ein Zerfall der Pellets verhindert wird.

Für die Außenschicht soll zweckmäßigerweise tonartiges Erz, wie z.B. roter Hämatit oder Hämatitglanz, verwendet werden, das sich schwer agglomeriert. In der Außenschicht ist also kein Brennstoff vorhanden. Die US-PS schafft also ein Sinterprodukt, in dessen Außenschale sich schwer agglomerierbare Teilchen befinden und das sich daher schwer agglomeriert. In der Außenschicht befindet sich somit keinerlei Brennstoff. Dies ist ein wesentlicher Unterschied gegenüber der Erfindung, denn gemäß der US-PS wird aufgrund dieser Tatsache eine Unterdrückung der ΝΟ,-Emission überhaupt nicht in Betracht gezogen.

Erfindungsgemäß wird demgegenüber durch eine andersartige Anordnung der Verbundstruktur der Pellets, nämliich in der Anordnung des Kokses, eine neuartige Wirkung erzielt.

Das erfindungsgemäße Pelletmaterial weist zwar eine ähnliche Zusammensetzung wie das Pelletmaterial gemäß der US-PS auf, unterscheidet sich aber grundsätzlich hinsichtlich der Anordnung der einzelnen Bestandteils.

Die Besonderheit der Erfindung besteht somit in der Anordnung des Kokses. Demgegenüber beruht das wesentliche Merkmal bei dem Pelletmaterial gemäß der US-PS in der Anordnung der Erzkonzentrate.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Sintermaterials, bei welchem die Emission von NO₁ verhindert wird, ohne daß hierbei eine große Veränderung der üblichen Verfahrensweise und der üblichen Vorrichtung zum Sintern erforderlich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Erzkern einen Zentralkern ohne Koksgehalt und mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm aufweist und die Konzentration des Kokses in der Außenschale der folgenden Formel entspricht:

40 > C >

(100-6)

100,

wobei a Gewichtsprozent Koks in der Gesamtmasse, b Gewichtsprozent der Teilchen mit einer Größe von wenigstens 1 mm in der Gesamtmasse und CGewichtsprozent Koks in der Außenschale bedeuten.

Eine weitere Möglichkeit, die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, wird durch ein Gemisch der folgenden Pellettypen erreicht:

a) Pellet vom S-Typ, bei welchem Koks mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm den Zentralkern bildet und an diesem Kern fein pulverisierte Teilchen aus allen Bestandteilen mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm haften und die Außenschale bilden;

b) Pellet vom C-Typ, bei welchem Teilchen mit einer Teilchengröße zwischen I und 10 mm, jedoch ohne Gehalt an Koks, den Zentralkern bilden und um den Kern fein pulverisierte Teilchen aller Bestandteile, jedoch ohne Gehalt an Koks, mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm an dem Zentralkern haften und eine Zwischenschicht bilden, oder bei welchem Teilchen mit einer Teilchengröße zwischen I und 10 mm, jedoch ohne

Gehalt an Koks, den Zentralkern bilden und an diesem Kern fein pulverisierte Teilchen aus allen Bestandteilen mit einer Teilchengröße von jeweils nicht mehr als 1 mm haften und die Außenschale bilden, ·-,

wobei das Pelletmaterial die folgende Ungleichung erfüllt:

{Gewichtsprozent Koks der gesamten Koksmenge, in welcher Teilchen vom C-Typ bildet! ^ [60 + 0,5 · !Gewichtsprozent Koks der gesamten Koksmenge, welcher Teilchen vom S-Typ bildet}], und {Gewichtsprozent Koks der gesamten Koksmenge, welcher Teilchen vom S-Typ bildet} ^ 20. \-,

Erfindungsgemäß soll die Emission von NO, durch die Struktur des zum Sintern angewendeten Materials verhindert werden.

Falls man bei einem typischen herkömmlichen Material, wie es in Tabelle I aufgeführt ist, den Feuchtigkeitsgehalt so einstellt, daß ein übliches Material aus agglomerierten Teilchen bzw. ein Pscudogranulai entsteht und jedes Teilchen von dem anhaftenden Pulver befreit, um so eine Makrosturktur der Kernteilchen und der Korngrößenverteilung zu erzielen, so kann man die agglomerierten Teilchen in einen S-Typ, C-Typ und P-Typ einstellen, je nach den Bedingungen für die vorhandenen Koksteilchen:

S-Typ: Koksteilchen mit einem Durchmesser von wenigstens 1 mm bilden die Kerne, und die Außenschale besteht aus fein pulverisierten Substanzen mit einer Korngröße von nicht mehr als I mm, wie z. B. pulverförmige Eisenerze, pulverförmiger Koks und pulverförmiger Kalkstein.

C-Typ: Pelle.tmaterial (z. B. Eisenerz, Rückgut, Kalkstein), mit Ausnahme von Koks, mit einer Korngröße von wenigstens 1 mm bildet den Kern, und fein pulverisiertes Material mit einer Korngröße von nicht mehr als 1 mm bildet die Außenschale.

P-Typ: Agglomerierte Teilchen aus pulverförmigem Eisenerz, pulverförmigem Koks, pulverförmigem Kalkstein etc., ohne Kerne, die nur eine geringe Festigkeit aufweisen.

Tabelle I	Mischver	Verteilung der Teilchengröße	-3	8,4	-1	(mm), %	-0,25	-0,125	0,125-	durchschnitt
	hältnis		11,9	16,6	14,9		12,0	20,5	11,5	liche Teilchen
			42,5	10,0	13,0		3,5	2,6	3,2	größe, mm
		10-5	12,2	21,1	17,2	-0,5	13,4	11,4	16,0	1,62
	58,8	6,8	4,9	11,9	29,1	14,0	10,0	5,2	8,5	3,27
Eisenerz	30,5	11,8	20,7		15,5	6,8	9,3	13,6	8,9	1,46
Rückgut	3,1	3,4				16,4				1,40
Koks	7,6	0,3		20,9				2,09
Kalkstein	100,0	7,7		12,4
Gemischtes Material

Darüber hinaus weisen der S-Typ, C-Typ und P-Typ eine gewisse Ähnlichkeit zur Teilchengröße der agglomerierten Teilchen auf, deren Teilchengrößenverteilung in Tabelle II aufgeführt ist, woraus sich ergibt, daß die agglomerierten Teilchen mit einer Teilchengröße von wenigstens 2 mm aus dem S-Typ und dem C-Typ und die agglomerierten Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 1 mm aus dem P-Typ bestehen.

Tabelle II	Anteil in %	Zuordnung der Formen der agglomerierten Teilchen
Teilchengröße mm	18,3 44,9	S-Typ, C-Typ
10-4,76 4,76-2	21,1	P-Typ + C-Typ (schwierig zu unter scheiden)
2-1	10,4
1-0,5	4,2	P-Typ
0,5-0,25	1,1
0,25-

Eine Untersuchung der agglomerierten Teilchen mit einer Teilchengröße von wenigstens 2 mm, bei denen die Art der Kcrntcilchcn klar ist, ergab, daß die Teilchen mil einer Teilchengröße von wenigstens 1 mm die h^r> Kernieilchen in dem Material darstellen und die Teilchen mil einer Größe von nicht mehr als 1 mm die Aiißcnschalc darstellen, wie dies aus Tabelle 3 ersichtlich ist. Falls man daher das übliche, /.um Sintern

verwendete Material, das aus den typischen, in Tabelle 1 aufgeführten Materialien besteht, in die agglomerierten Teilchen des S-, C- und P-Typs aufteilt und den Anteil

des vorhandenen Kokses berücksichtigt, so erhält man die in Tabelle 4 aufgeführte prozentuale Verteilung.

Tabelle III

Art der Kerne	Teilchengröße	der agglomerierten Teilchen	gesamte Kernteilchen	4,76-2,0 mm
	10-4,76 mm		4,0	gesamte Kernteilchen
mm	Eisenerz	Rückgut	30,5	0,0
1-0,5	3,7	4,1	14,7	28,4
0,5-0,149	29,7	30,9	14,2	15,4
0,149-0,105	14,5	14,9	9,8	18,7
0,105-0,063	14,6	14,0	26,8	11,9
0,063-0,044	10,0	9,7		25,6
0,044-	27,5	24,5

Tabelle IV

C-Typ

P-Typ

33,2%

22,6%

Die Bedingungen für die Emission von NO, bei der Herstellung von üblichem gesinterten Erz unter Verwendung der oben beschriebenen typischen Materialien oder die Menge des emittierten NO, und der Anteil des umgewandelten NO, (% N in dem Koksmaterial, der in NO_x umgewandelt wurde) bei einer üblichen Sintervorrichtung sind in Tabelle V aufgeführt:

Tabelle V

Menge des hergestellten Sinterprodukts, to/Std.

Verwendeter Koks, kg/to

Emittiertes NO_x*) Umwandlung in % m³ NO/to
mVstd. Sinterprodukt

Anlage A 739,5 47,3 226,1 40,4 0,3057

Anlage B 425,4 56,8 147,3 38,1 0,3462

*) Hierin ist das durch die Verbrennung in dem Verbrennungsofen und Heizofen gebildete NO_x nicht einbezogen.

Bei der Herstellung des gesinterten Erzes läßt man den Koks, der eines der Ausgangsmatcrialien darstellt, verbrennen, wobei das Erz durch die erzeugte Temperatur von ca. 1400⁰C gesintert wird.

Die Stickoxidbildung läßt sich hierbei entweder durch die Umsetzung des N₂ in der Luft bei hoher Temperatur mit O2 oder durch Oxidation des Stickstoffs in dem Koks, welcher gewöhnlich einen Stickstoffgehalt in der Größenordnung von 1 % aufweist, erklären. Die Analyse des Abgases aus dem Sintervorgang ergab, daß mehr als 95% des NOi in Form von NO vorlagen, selbst wenn die Messung im Schornstein vorgenommen wurde. Hieraus folgt, daß das unmittelbar bei der Verbrennung von Koks gebildete Stickoxid beinahe vollständig aus NO besteht. Untersuchungen im Rahmen der Erfindung bestätigten, daP das während der Herstellung des gesinterten Erzes gebildete NO aus sogenanntem »Brennstoff-NO« besteht, welches durch Umwandlung des in dem Koks enthaltenen Stickstoffs entstanden ist.

Der Mechanismus der Bildung des Brennstoff-NO verläuft auf folgende Weise: Der Stickstoff in dem Koks, welcher das Ausgnngstniilcriul für die Bildung des Brcnnstoff-NO darstellt, wird durch thermische Zersetzung in atomaren Stickstoff (N*) überführt und dann gemäß den folgenden Umsetzungen in NO oder N₂ überführt:

N* + N* — N,

N"

►NO

Ein Teil des so gebildeten NO wird gemäß der folgenden Formelgleichung durch CO zu N₂ reduziert:

2NO + 2CO — 2CO₂ + N₂

Um die Bildung von NO möglichst gering zu halten, muß die Umsetzung (2) unterdrückt und die Umsetzung (3) begünstigt werden. Hieraus ergibt sich, daß die b5 Umsetzung (3) besonders wichtig ist.

Untersuchungen mit verschiedenen Materialien ergaben, daß die Umsetzung (3) beschleunigt wird, wenn man einen Gasfilm von hoher CO-Konzentration auf

der Oberfläche des brennenden Kokses erzeugt, wodurch eine Umsetzung des gleichzeitig mit der Verbrennung gebildeten atomaren Stickstoffs mit O₂ verhindert und das gebildete NO in dem CO-FiIm hoher Konzentration reduziert wird. ■-,

Die Umsetzung (3) läßt sich auf folgende Weise beschleunigen

1) Verringerung der Teilchengröße des Kokses, wodurch sich der Spalt zwischen den Koksteilchen ι ο verkleinert.

2) Vergrößerung des Verhältnisses von Koks/Gas, das mit dem Koks in Berührung kommt.

3) Hoh~ Temperatur, die bereits vorhanden ist, da die Umsetzung(3) endotherm verläuft.

Aufgrund der obengenannten Untersuchungen wurde gefunden, daß sich eine Verbundstruktur, bei welcher feinverteilter Koks an der Oberfläche der Kernteilchen, z. B. Erzen in grober Teilchenform, konzentriert ist, als Pelletmaterial eignet, welches die Emission von NO, zu verhindern vermag.

Einige der erfindungsgemäßen Pellets weisen einen Erzkern mit einem zentralen Kern und einer Zwischenschale auf und andere bestehen aus Erzkernteilchen, die nur einen zentralen Kern aufweisen. Das Verhältnis der groben Teilchen für den Zentralkern zu den feinen Teilc'ien für das anhaftende Pulver schwankt je nach den 'erwendeten Erzen. Das Gewichtsverhältnis der feinen Teilchen zu den groben Teilchen ist bei dem üblicherweise zum Pelletieren verwendeten Material vergleichsweise größer. Bei der Erfindung kann die Struktur der agglomerierten Teilchen durch das Verhältnis der groben Teilchen, welche den Zentralkern bilden, und durch die Konzentration des für die Außenschale erforderlichen Kokses bestimmt werden. Der Koks liegt nur in der Außenschale vor, und die anderen Materialien, wie Eisenerz, Rückgut, Kalkstein etc., sind als Strukturelemente im Zentralkern und der Außenschale verteilt.

Diese Pellets können in an sich bekannter Weise so hergestellt weraen, daß man zuerst pelletiert und dann in einem zweiten Schichtvorgang die Außenschale anpelletiert.

Das erfindungsgemäße Pellet wird hergestellt, indem man (a) pulverförmiges Eisenerz und feinkörniges Eisenerz mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm, das durch Sieben eines Teils des Eisenerzes erhalten wurde, (b) Kalkstein mit einer Teilchengröße von wenigstens 1 mm und (c) Rückgut vermischt und pelletiert und so das Material für den Erzkern herstellt. Der auf eine Teilchengröße von 1 mm oder weniger zerkleinerte Koks, durch Sieben eines Teils des Eisenerzes erhaltenes pulverförmiges Eisenerz mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm und durch Sieben erhaltener Kalkstein mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm. werden dann vermischt und so das Material für die Außenschale hergestellt. Dns Material für den Erzkern wird dann mit dem Material für die Außenschale vermischt und pelletiert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Pelletmaterial hergestellt, indem Koks mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm in einer ersten Pelletiervorrichtung mit anderen Pellelmaterialien, die die mit einer geringeren Wassermenge versetzt sind, als der optimalen Menge zum Verhindern der Bildung von Granulaten entspricht, pelletiert wird, und die Teilchen mil der restlichen, in

>o

40

45

50 einer zweiten Pelletiervorrichtung zugesetzten Wassermenge in einer Trommel behandelt werden, so daß das nicht pelletierte feine Pulver aus der ersten Pelletiervorrichtung an den Verbundteilchen haftet.

Das letztgenannte Verfahren dient zur Herstellung eines Pelletmaierials, bei welchem wenigstens 60% des gesamten Koksgehaltes in den Verbundteilchen (C-Typ) vorliegen, bei welchen der Zentralkern durch grobe Teilchen von Kalkstein und Eisenerzen gebildet wird und die Außenschale aus feinen Koksteilchen und Eisenerz besteht, während nicht mehr als 40% des gesamten Kokses in den Pellets (P-Typ) vorliegen, die keinen Kern im Inneren aufweisen.

Das erfindungsgemäße Pelletmaterial kann auch hergestellt werden, indem das primäre Wasser zu den Pelletmaterialien, wie pulverförmiges Eisenerz, Kalkstein, Rückgui zugegeben und dieses in einer ersten Pelletvorrichtung pelletiert wird, die erhaltenen Granulate und Koks mit einer Teilchengröße von nicht mehr als ! mm in eine zweite Pelletiervorrichtung überführt werden und in dieser durch Trommelbewegung mit dem zugegebenen sekundären Wasser vermengt werden, wobei der Koks von der Oberfläche der Pellets in das Innere diffundiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung weiter erläutert. Es bedeutet

Fig. 1 das Ergebnis von Sinterversuchen bei verschiedenen Kokskonzenlrationen in der Außenschale der Teilchen vom C-Typ,

Fig. 2 das Ergebnis von Sinterversuchen mit gemischten Materialien vom C- und S-Typ,

F i g. 3 das Ergebnis von Sinterversuchen mit gemischten Materialien vom C-Typ, S-Typ und P-Typ,

Fig. 4 das Ergebnis von Sinterversuchen mit gemischten Materialien vom C- und P-Typ,

Fig. 5—7 Fließschemata für bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 8 die Bezeihung zwischen der zugegebenen Wassermenge (Menge des primär zugegebenen Wassers zur optimal zuzugebenden Wassermenge) in der ersten Pelletiervorrichtung und dem Anteil an fein pulverisierten Substanzen in den Graniilatteilchen.

Die Erfindung wird nun an Hand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben:

Aus Tabelle III ist eindeutig ersichtlich, daß die anhaftenden Pulverlcilchen ebenfalls kleiner sind, wenn die Kernteilchen kleiner sind. Falls das Kernteilchen zu groß ist, wird die durch die Verbrennung des Kokses erzeugte Hitze nicht gut in das Innere des Kernteilchens übertragen, was ein unzureichendes Sintern zur Folge hat.

Die zentralen Kernteilchen sollen daher im Hinblick auf den Wirkungsgrad des Verfahrens eine Korngröße zwischen IO und 1 mm und vorzugsweise zwischen 5 und I mm aufweisen. Die an den zentralen Kernteilchen mit einer Korngröße von 5 bis 1 mm anhaftenden pulvcrförmigen Teilchen, welche die Zwischenschicht und die Außenschalc bilden, sollen vorzugsweise eine Korngröße von 0,5 mm oder weniger aufweisen.

Die Verhinderung der NO_v-Emission bei verschiedenem Koksgehalt in der Außcnschale wurde auf folgende Weise untersucht:

Da der Einfluß der angewendeten verschiedenartigen Erze vernachlässigbai· isl, wurde Swaziland-Erz als typisches Beispiel gewählt. Das Mischverhältnis der Materialien ist in Tabelle Vl aulgeführt, welche praktisch das Slandardmischverhältnis der Materialien wiedergibt.

ti

Tabelle VI

Materialien

Teilchengröße

Mischverhältnis

Swaziland-Erz	1-5 mm	als	lmm	40%
Swaziland-Erz	nicht mehr	als	lmm	46%
Kalkstein	nicht mehr	als	1 mm	10%
Koks	nicht mehr		4%

Das Swaziland-Erz mit einer Teilchengröße von nicht mehr als I mm und Kalkstein mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm wurden vermischt und dann in zwei Versuchsproben eingeteilt. Bei der einen Probe wurde eine Zwischenschicht und bei der anderen Probe eine Außenschale erzeugt.

Zur Herstellung der Erzkernteilchen wurden die fein pulverisierten Substanzen für die Zwischenschicht und das Swaziland-Erz mit einer Korngröße von I bis 5 mm gut vermischt und bei bestimmtem Feuchtigkeitsgrad granuliert. Dann wurde das Gemisch aus Kalkstein und Erz für die Außenschale weiter mit Koks mit einer Korngröße von nicht mehr als 1 mm vermischt, wobei sich agglomerierte Teilchen vom Verbundtyp bildeten. Die Versuchsergebnisse von Sinterversuchen mit diesen agglomerierten Teilchen mit den in Tabelle 111 aufgeführten allgemeinen Standardmaterialien in einem 60-kg-Sintertiegel sind in Tabelle VlI aufgeführt.

Tabelle VII

Material

Ausbeute

NO_x-Emission pro
gesintertes Produkt

Vergleich 74,1% 0,354 mVto

(in Tabelle III
aufgeführtes Material)

Verbundteilchen*) 76,4% 0,151 mV to
(Material gemäß
Tabelle VI

*) Konzentration des Kokses in der Außenschale: 10%.

Aus der obigen Tabelle ergibt sich, daß die ΝΟ,-Emission um mehr als die Hälfte der bisherigen Menge verringert werden kann, falls die Konzentration des Kokses in der Außenschalc mehr als 10% betragt.

Aus Fig. 1 ergibt sich die Beziehung zwischen der Kokskonzentration in der Außenschale und der ΝΟ,-Emission (bezogen auf die Umwandlungsmenge des in dem Koks vorhandenen Stickstoffs in NO) und der Ausbeute an gesintertem Erzprodukt. Es ist offensichtlich, daß die Umwandlung des Stickstoffgehalts des Kokses in NO₁ um -/i oder mehr verringert v/erden kann im Vergleich zur Verwendung der in Tabelle III aufgeführten allgemeinen Standardmaterialien. Die Umwandlung des Stickstoffs in NO_V nimmt mit zunehmender Kokskonzentration in der Außenschale ab, und es ist möglich, die NO_v-Emission um die Hälfte oder noch mehr im Vergleich zu den bisher verwendeten Materialien zu verringern, falls man die Kokskonzentration in der Außenschale auf wenigstens 10% erhöht. Im Hinblick auf die Verhinderung der ΝΟ,-Emission soll daher der Koksgehalt in der Außenschale möglichst groß sein. Falls der Koksgehalt jedoch 10% übersteigt, wird keine wesentliche weitere Verbesserung erzielt.

Der Wirkungsgrad ist maximal, falls die Kokskonzentration in der Außenschale etwa 10% beträgt; falls diese Konzentration weiter erhöht wird, beginnt der Wirkungsgrad zu sinken. Falls die Kokskonzentration in der Außenschale nicht mehr als 20% beträgt, wird ein Wirkungsgrad erzielt, der gleich oder besser als bei Verwendung der Standardmaterialien ist. Falls die Konzentration 40% übersteigt, beträgt der Wirkungsgrad 50% oder weniger, was im Hinblick auf die Kosten praktisch nicht tragbar ist.

Aus diesem Grjnd soll die Kokskonzentration in der Außenschale so begrenzt werden, daß sie größer ist als die zur Bildung der Verbundstruktur erforderliche Menge, soll aber unter 40% liegen. Die Konzentration des Kokses in der Außenschaie soll im Hinblick auf die Verhinderung der NO_v-Emission und dem Wirkungsgrad des Verfahrens l0 bis 20% betragen. Es ist jedoch nicht immer notwendig, daß die Konzentrationsverteilung des Kokses in der Außenschale gleichmäßig ist. Ferner kann der Wirkungsgrad erhöht werden, falls ein Bindemittel während der Granulierung verwendet wird, insbesondere während der Bildung der Zwischenschicht und der Erzkernteilchen.

Im folgenden ist ein Beispiel für die Unterdrückung der NO-Emission gemäß den Umsetzungen (2) und (3) wiedergegeben:

Beispiel

Aus pulverförmiger.! Erz, Kalkstein und Koks wurden Pelletmaterialien vom S-, C- und P-Typ mit den in der folgenden Tabelle VIII wiedergegebenen Teilchengrößen und Mischverhältnissen hergestellt:

Tabelle VIII

Grobes, pulverförmiges Er/.

Feines, pulverförmiges Erz

Teilchen	1-5 mm	I mm oder
größe	(Durch	weniger
	schnitt	(Durch
	3-1 mm)	schnitt
		0,13 mm)
Mischvcr-	40%	46%

Kalkstein

mm oder
weniger
(Durchschnitt
0,17 mm)

Ciroher, pulverförmiger Koks

Feiner, pulverförmiger Koks

1-5 mm
(Durchschnitt
2,3 mm)

3.8%

1 mm oder
weniger
(Durchschniü
0,14 mm)

0.2%

	13	24	61 921	14	Feiner, pulver
					förmiger Koks
Fortsetzung	Grobes, pulver			Grober, pulver	1 mm oder
Typ	förmiges Erz	Feines, pulver	Kalkstein	förmiger Koks	weniger
	1-5 mm	förmiges Erz			(Durchschnitt-
C Teilchen	(Durch	1 mm oder	1 mm oder		0,14 mm)
größe	schnitt	weniger	weniger
	3-1 mm)	(Durch	(Durch		4%
		schnitt	schnitt
	40%	0,13 mm)	0,17 mm)	0	1 mm oder
Mischver		46%	10%		weniger
hältnis					(Durchschnitt-
P Teilchen		1 mm oder	1 mm oder		0,14 mm)
größe		weniger	weniger
		(Durch	(Durch		4%
		schnitt	schnitt
	0	0,13 mm)	0,17 mm)	0
Mischver		86%	10%
hältnis

Die Herstellung der entsprechenden Proben vom S-. C- und P-Typ erfolgte auf folgende Weise:

S-Typ: Kalkstein und fein pulverisiertes Eisenerz wurden gut miteinander vermischt. Eine Menge des so erhaltenen Gemisches, welche 2% des gesamten Pelletmaterials entsprach, wurde mit fein pulverisiertem Koks vermischt. Das erhaltene feine Pulver wurde auf jo einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad eingestellt und an der Oberfläche mit grobem pulverförmigem Koks überzogen, und so agglomerierte Teilchen S'hergestellt. Die Oberfläche des groben pulverförmigen Kokses wurde mit dem verbleibenden gemischten Pulver aus ij Kalkstein und fein pulverisiertem Eisenerz mit geregeltem Feuchtigkeitsgehalt überzogen, und es wurden so agglomerierte Teilchen ^"hergestellt. Die agglomerierten Teilchen S' und S" wurden zu dem Pelletmaterial vermischt.

C-Typ: fein pulverisiertes Erz und Kalkstein wurden miteinander vermischt. Eine Menge des erhaltenen Gemisches, welche 20% des gesamten Pelletmaterials entsprach, wurde bei geregeltem Feuchtigkeitsgehalt als Überzug auf die Oberfläche von grobem pulverförmigem Erz aufgebracht und so eine Zwischenschicht hergestellt. Diese Oberfläche der agglomerierten Teilchen wurde mit Pulvergemischen aus dem verbleibenden, fein pulverisierten Eisenerz und Kalkslein mit fein pulverisiertem Koks bei geregeltem Feuchtigkeitsgehalt überzogen und so die Außenschale hergestellt.

P-Typ: Die ΝΟ,-Umwandlung (berechnet als %N in dem Material, welcher in ΝΟ_Λ umgewandelt wurde), die Ausbeute an gesintertem Produkt und der Wirkungsgrad des Sintervorganges beim Sintern der oben beschriebenen Materialien vom S-, C- und P-Typ in einem 60-kg-Versuchstiegel sind in der folgenden Tabelle IX aufgeführt.

Tabelle IX	Umwandlungs	Ausbeute an	Wirkungsgrad
Art des	grad von NO_x	Sinterprodukt	des Sinter-
Materials			vorgangs
	%	%	to/m³ Std.
	55,2	68,1	1,35
S-Typ	18,1	76,4	1,71
C-Typ	36,1	74,7	1,29
P-Typ	39,8	74,5	1,33
Vergleich
(gleiche
Teilchen
größe)

Die verwendeten Pelletmaterialien vom C-Typ weisen eine Doppelverbundstruktur aus einem zentralen Kern und einer äußeren Schicht auf. Bei diesem Beispiel wurde jedoch ein einfaches pulverisiertes Eisenerz aus gewöhnlichen Sintererzmaterialien verwendet. Die Konzentration des Kokses in der Außenschale betrug 10%. Die Kernteilchen bestanden aus zentralen Kernen mit einer Zwischenschichl aus

Kalkstein und fein pulverisiertem Erz mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm, ohne Koksgehalt. Als Außenschale wurde fein pulverisierter Koks angewendet. Die Teilchen wiesen also eine dreifache Verbundstruktur auf.

Versuche ergaben, daß diese dreifache Verbundstruktur nur einen geringen Unterschied hinsichtlich der Verhinderung der ΝΟ,-Emission im Vergleich zur

zweifachen Verbundstruktur aufwies. Bezüglich des Wirkungsgrads wurde gefunden, daß die Ausbeute sich verringert, falls die Zwischenschicht zu stark ist.

Unter Materialien vom »C-Typ« sind also sowohl Teilchen mit dreifacher als auch mit zweifacher Verbundstruktur zu verstehen.

Aus den obigen Versuchsergebnissen folgt, daß bei Verwendung von Materialien vom S-Typ die Umwandlung groß ist, während bei Verwendung von Materialien vom C-Typ nur eine geringe Umwandlung und damit eine beträchtliche Verhinderung der ΝΟ,,-Emission eintritt. Dagegen liegt die NO*-Emission bei Verwendung von üblichen Standardsintermaterialien, bei welchen der Gehalt an Materialien vom C-Typ ¹Zi des gesamten Materials beträgt, in der Größenordnung von 40%, wie aus Tabelle V ersichtlich ist, und liegt somit wesentlich höher als bei einem Material, das nur Substanzen vom C- und P-Typ enthält.

Bei Verwendung von Pelletmaterialien vom C-Typ, welche am wirksamsten zur Verhinderung der NCv Emission sind, schwankt die verhindernde Wirkung auf die NCvEmission je nach der Konzentration des Kokses in der Außenschale.

Der Grund, warum der prozentuale Gewichtsanteil des Kokses bei den S-Teilchen in der gesamten Koksmenge 20% oder weniger betragen soll, ergibt sich ausfolgendem:

Aus Gründen des Umweltschutzes ist es notwendig, die NOx-Emission auf weniger als ²/3 der bisherigen Emissionswerte zu verringern, also unter 0,23 m³ NO_xAo Sinterprodukt. In F i g. 2 ist die Abhängigkeit der NO*-Emission und der Ausbeute bei dem Verfahren von einem annehmbaren Gehalt an Pellets vom S-Typ in den Pellets vom C-Typ bei der Herstellung von pelletiertem Erz in einem 60-kg-Versuchssintertiegel dargestellt. Aus Fig.2 ergibt sich, daß bei zunehmendem Gehalt an Material vom S-Typ keine ausreichende Wärmeübertragung auf die Erzteilchen etc. erfolgt und dadurch der Anteil an geschmolzener Flüssigkeit, welche eine Bindung der Erzteilchen bewirkt, gering wird. Auf diese Weise verringert sich die Ausbeute bei dem Verfahren. Falls andererseits der Gewichtsanteil des Kokses, welcher als C-Typ-Teilchen in dem gesamten Koks vorhanden ist, mehr als 80% beträgt, wird die Ausbeute an Pelletmaterial groß, und die NO_x-Emission wird um ²/3 oder mehr der bisherigen Menge verringert. Aus diesen Gründen kann man schließen, daß der Koksanteil, welcher in Form von S-Teilchen vorliegt, weniger als 20 Gew.-% der gesamten Koksmenge im Hinblick auf die Erzielung einer guten Wirkungsweise des Verfahrens betragen soll.

Der Grund für die Bedingung, daß der prozentuale Gewichtsanteil des Kokses in Form von C-Teilchen in dem gesamten Koks S 60+ 0,5 Gew.-% des Kokses in Form von S-Teilchen in dam gesamten Koks betragen soll, ist folgender:

In F i g. 3 ist die Ausbeute an gesintertem Produkt und die prozentuale Umwandlung in NO* bei der Herstellung von Pellets unter Verwendung der in Tabelle VIII aufgeführten Materialien vom S-, C- und P-Typ dargestellt, wobei der Gewichtsanteil des Kokses, welcher in Form von S-Teilchen in dem gesamten Koks vorliegt, 20% beträgt, und der Anteil der Teilchen vom C-Typ und P-Typ veränderlich ist. Aus dieser Darstellung ergibt sich, daß, falls der Gewichtsanteil des ^5 Kokses, welcher in den C-Teilchen in dem gesamten Koks vorliegt, nicht 80, sondern 70% und der Gewichtsanteil des Kokses, welcher in den P-Teilchen vorliegt, 10% beträgt, die NO*-Emission pro Tonne Sintererz auf die gleiche Menge verringert werden kann wie bei Verwendung von Koks, bei welchem der Anteil an C-Teilchen 80% beträgt. Falls also der Gewichtiianteil des Kokses, der in Form von S-Teilchen vorliegt, 20% des gesamten Kokses beträgt, kann die NO,-Emission auf ²/3 der bisherigen Menge oder noch weiter verringert werden, solange der Gewichtsanteil des Kokses, der in Form von C-Teilchen vorliegt, wenigstens 70% beträgt

In Fig.4 ist das Ergebnis von Sinterversuchen mit Materialgemischen vom C- und P-Typ bzw. für den Fall dargestellt, daß der Gewichtsanteil des Kokses, welcher in Form von S-Teilchen vorliegt, 0% beträgt und der Koks somit in Form von C- und P-Teilchen vorliegt. Falls der Gewichtsanteil des Kokses in den C-Teilchen 60% oder mehr beträgt, kann die NO»-Emission auf denselben Wert verringert werden wie für den Fall, daß 80% des Kokses in den C-Teilchen und 20% des Kokses in den S-Teilchen vorliegen.

Im folgenden ist ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Materialien beschrieben:

In F i g. 5 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Drei Materialien, nämlich (a) Rückgut (b) pulverförmiges Eisenerz und ein Teil des pulverförmigen Eisenerzes mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm, das durch Sieben unter Verwendung des Siebs 2 mit einer Siebgröße von 1 mm erhalten wurde und (c) Kalkstein mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm, der durch Sieben unter Verwendung des Siebs 3 mit einer Siebgröße von 1 mm erhalten wurde, wurden in einer ersten Pelletiervorrichtung 1 vermischt und so das Erzkernmaterial hergestellt. Dann wurde Koks in einer Zerkleinerungsvorrichtung 4 auf eine Teilchengröße von weniger als 1 mm zerkleinert. Der erhaltene Koks wurde in einer Mischvorrichtung 5 mit pulverförmigem Eisenerz mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm, welches durch das Sieb 2 hindurchgefallen war, und mit Kalkstein mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm, welcher durch das Sieb 3 hindurchgefallen war, gemischt und so das Material für die Außenschale hergestellt. Das Erzkernmaterial und das Material für die Außenschale wurden dann in die zweite Pelletiervorrichtung 6 überführt und so das Pelletmaterial hergestellt.

Zur Erzielung des gewünschten Gehalts an Koks in der Außenschale bei bei gegebenem Koksanteil in dem Gemisch wurden die Aufnahmemenge und die Siebmenge an pulverförmigem Eisenerz geregelt.

Die erste Pelletiervorrichtung wurde so betätigt, daß die pulverförmigen Materialien mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm an den groben Teilchen mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm anhafteten. Selbst wenn jedoch ein Teil der Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm in die zweite Pelletiervorrichtung unter der Bedingung von feinem Pulver/agglomerierte Teilchen ohne Kern, übergeht, treten keine Schwierigkeiten bei der Bildung der Außenschale auf.

Der Kalkstein kann auch nach dem Zerkleinern auf eine Teilchengröße von weniger als I mm verwendet werden. Falls Eisenerz, bei welchem der Anteil an Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm 100% beträgt (feinpulverisiertes Erz, das bisher als ungeeignet zum Pelletisieren betrachtet wurde, kann ebenfalls anhaften) gleichzeitig verwendet wird, wird es selbstverständlich als Material für die Außenschale verwendet.

!	17	\ Tabelle X	Probe 1	24 61 921	Probe 2	18	weniger
	; Mischmaterial	Misch		Misch		als 1 mm
	verhältnis	Beispiel	verhältnis		80
					15
					100
I	61	Teilchengröße, %	65		100
;ä 'β I Pulverförmiges Eisenerz	25		20
I Rückgut	10	mehr als weniger	10
I Kalkstein	4	1 mm als 1 mm	4
i Koks	40 60		Teilchengröße, %
	85 15
	55 45	mehr als
	0 100	1 mm
		20
	85
	0
	0

Tabelle XI

Probe Menge der NOjt-Emission

bekanntes Verfahren erfindungsgemäßes

Verfahren*)

1 gleiches Mischverhältnis 0,115
wie in Probe 1

2 0,346 0,142

*) Der Koksgehalt in der Außenschale beträgt 20%.

Wie sich aus den Tabellen X und Xl ergibt, nimmt die Ausbeute an pelletiertem Material ,ab, und die NO,- Emission pro Tonne des Produkts erhöht sich, falls der Gehalt an feinpulverisierten Substanzen in dem pulverförmigen Eisenerz zunimmt, so daß sich ein Verbundmaterial mit einer dielten Zwischenschicht bildet. Der Anteil an feinpulverisierten agglomerierten Teilchen ohne Kern in dem Erzkernmaterial beträgt zahlenmäßig 3% bei der Probe 1 und 5% bei der Probe 2.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist folgende:

Der verwendete Koks wird auf eine Teilchengröße von weniger als 1 mm zerkleinert, um die Bildung von S-Teilchen zu vermeiden. Pulverförmiges Eisenerz, Kalkstein oder andere verwendete Sintermaterialien weisen die übliche Teilchengröße auf. Wie aus F i g. 6 ersichtlich, werden die verschiedenen Materialien, wie pulverförmiges Eisenerz, Rückgut, Kalkstein und pulverförmiger Koks mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm in die erste Pelletiervorrichtung 1 überführt und dort granuliert. In diesem Fall muß Wasser in einer geringeren als der optimalen Menge zugegeben werden, um eine Pelletierung der Materialbeschickung zu erzielen. Die Begrenzung der Wassermenge soll ein vorzugsweises Anhaften der pulverisierten Teilchen an die Teilchen mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm bewirken, so daß das Wachstum der P-Teilchen aufgrund der Pelletisierung der feinpulverisierten Teilchen verhindert werden kann. Die Menge des sekundär zugegebenen Wassers wird so eingestellt, daß der Anteil des Kokses in den C-Teilchen im Austrag (Produktgranulate) aus der zweiten Pelletiervorrichtung 6 wenigstens 60% beträgt. Die Regelung der zugegebenen Wassermenge erfolgt aufgrund von Analysenergebnissen der Produktgranulate. Falls jedoch die Beziehung zwischen den Analysenergebnissen der Produktgranulate und der primären Granulate (hlabfeuchte Materialien) gegeben ist, kann die Bestimmung der zuzugebenden Wassermenge auch aufgrund von Analysenergebnissen der primären Granulate erfolgen.

Der Grund, warum Wasser in einer geringeren Menge als der optimalen Menge entspricht, zugegeben wird, ist folgender:

Falls pulverförmiger, auf eine Teilchengröße von weniger als 1 mm zerkleinerter Koks mit pulverförmigem Eisenerz, welches feine Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm enthält und mit der sogenannten optimalen Wassermenge für das Pelletmaterial zwecks Pelletierung versetzt ist, vermischt wird, bilden sich sowohl C-Teilchen, welche grobe Teilchen mit einer Teilchengröße von mehr als 1 mm als Kern aufweisen, als auch P-Teilchen, welche durch Pelletierung von feinpulverisierten Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm hergestellt wurden. Der Anteil des Kokses in den P-Teilchen beträgt nicht weniger als 40% der gesamten Koksmenge·

Ein Pelletmaterial, bei welchem der Anteil des Kokses in den P-Teilchen wenigstens 40% beträgt, weist jedoch eine schlechte Sinterausbeute und eine große NO,-Emission auf. Untersuchungen im Rahmen der Erfindung ergaben, daß die zuzugebende Wassermenge in enger Beziehung zur Bildung von P-Teilchen steht. Dies ist graphisch in Fig.8(a) in Abhängigkeit von der primär in der ersten Pelletiervorrichtung 1 zugegebenen Wassermenge und dem Gehalt an nicht granulierten, fein pulverisierten Substanzen nach dem Pelletieren dargestellt. Die hierfür verwendete Probe entsprach der in Tabelle I aufgeführten Zusammensetzung.

Wie aus F i g. 8(a) ersichtlich, wird der Anteil an feinpulverisierten Substanzen, welche aus primären P-Teilchen bestehen, gering, falls weniger als 80% der optimalen Wassermenge zugegeben wird. Selbst falls sich zeitweilig P-Teilchen bilden, werden diese leicht beim Behandeln in einer Trommel oder durch rollende Bewegung zerstört, da die Wassermenge zu gering ist, um eine starke Bindung von Festsubstanz und Flüssigkeit durch Ausfüllen der Leerräume zwischen den Erzteilchen und dem zugegebenen Wasser zu erzielen. Andererseits wird bei C-Teilchen, welche grobe Teilchen als Kern aufweisen, die anhaftende feine Pulverschicht leicht aufgrund der größeren Trommelkraft verdichtet, und die Leerräume werden verringert, so daß eine stärkere Bindeschicht zwischen den Festsubstanzen und der Flüssigkeit gebildet wird. Natürlich kann eine äußerst geringe Wassermenge die Pelletierung nicht fördern. Bei der untersuchten Probe

ergab eine 60% der optimalen Menge entsprechende Wassermenge eine sehr geringe Ausbeute an Pellets (Teilchengröße mehr als 1 mm), wodurch ein geringerer Anteil an feinpulverisierten Substanzen vom C-Typ erhalten wurde. Das Ergebnis von Pelletierversuchen bei solchen primären Pellets in der zweiten Pelletiervorrichtung 6 ist in F i g. 8(b) dargestellt, woraus sich ergibt, daß die in in der ersten Pelletiervorrichtung verbleibenden feinen Teilchen hauptsächlich zur Bildung von C-Teilchen dienen. Um daher die Bildung einer bestimmtet? Mindestmange an C-Teilchen in dem Produkt zu bewirken, ist es unerläßlich, die Bildung von P-Teilchen zu verhindern und die Bildung von C-Teilchen in der ersten Pelletiervorrichtung zu beschleunigen, wodurch der Anteil des je nach Typ in dem Produkt vorhandenen Kokses geregelt werden kann.

Aufgrund der obigen Ergebnisse ist es möglich, selbst wenn die Außenschale der in der Pelletiervorrichtung 1 hergestellten Teilchen brüchig ist, ein Produkt mit (primären) C-Teilchen herzustellen, welche eine ausreichende Festigkeit zur Überführung in die zweite Pelletiervorrichtung 6 aufweisen, wobei der Austrag aus der ersten Pelletiervorrichtung in die zweite Pelletiervorrichtung 6 überführt und Wasser zur Pelletierung zugegeben wird. Die zweite Pelletiervorrichtung 6 wird so betrieben, daß die verbleibenden Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm so weit wie möglich an der Außenschale der primären, in der ersten Pelletiervorrichtung gebildeten C-Teilchen haften, so daß die Außenschale dick und dicht wird und sich hierbei feste Teilchen bilden, die während des Transports und der Überführung in die Pelletiervorrichtung nicht zerstört werden. Die Berechnung der zuzugebenden sekundären Wassermenge erfolgt durch Abziehen der primären Wassermenge van der optimalen Wassermenge. Ein Zusatz von Bindemitteln, wie einer Suspension von Bindemitteln oder gelöschtem Kalk etc., begünstigt hierbei eine Verfestigung der nassen Teilchen.

Falls eine trommeiförmige erste Pelletiervorrichtung 1 verwendet wird, ist es zweckmäßig, das Mischen und Pelletieren getrennt in der vorderen und rückwärtigen Hälfte der Pelletiervorrichtung auszuführen. Zu diesem Zweck dient die vordere Hälfte der Pelletiervorrichtung als Mischvorrichtung, während die hintere Hälfte als Pelletiervorrichtung unter Wasserzugabe aus einer Brause dient.

Beispiel

Die Ergebnisse von Vergleichsversuchen zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem bekannten Verfahren unter Verwendung der in Tabelle I aufgeführten Probe sind in der folgenden Tabelle XII aufgeführt.

Tabelle XII

Art des Sinterverfahrens

Teilchengröße	Zugegebene	% Koks in den	Ergebnisse	der Pelletier-
weniger als 1 mm,	Wassermenge in %	Verbund	versuche
% bei der unter		teilchen des
suchten Probe		Produkts
im im Koks	primär sekundär		Ausbeute	NOj-Emission
Eisenerz			%	m³/to Produkt
45 58	100 0	35	74,3	0,346
45 100	80 20	87	76,5	0,174

Bekanntes Verfahren
Erfindungsgemäßes Verfahren

Anmerkung: Mischanteil des Kokses: 3%

Wie aus den obigen Ergebnissen ersichtlich ist, läßt sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Pelletmaterial herstellen, in welchem wenigstens 60% des gesamten Kokses in den Doppelstrukturverbundteilchen mit groben Erzteilchen als Zentralkern und feinpulverisiertem Koks und Erz als Außenschale vorliegt. Ferner können erfindungsgemäß auch granulierte Teilchen ohne Zentralkern hergestellt werden, bei welchen der Anteil des Kokses auf 40% oder weniger gehalten werden kann, wobei die NO_A-Emission pro Tonne Produkt weniger als ²Ii der bekannten Verfahren beträgt.

Ein weiteres Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßem Pelletmaterials ist in F i g. 7 dargestellt.

Primäres Wasser wird zum Pelletmaterial aus pulverförmigem Eisenerz, Kalkstein, Rückgut eic. zugegeben und dieses in der ersten Pelletiervorrichtung 1 granuliert. Die erhaltenen Granulate und Koks mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm werden in eine zweite Pelletiervorrichutng 6 überführt und dort mit dem sekundären Wasser versetzt. Der Inhalt der Pelletiervorrichtuiig wird dann in einer Trommel bewegt, wodurch der Koks von der Oberfläche der Granulate in deren Inneres wandert. Die Granulate und Koks mit einer Teilchengröße von 1 mm oder weniger werden dann in einer Mischvorrichtung 8 vermischt und anschließend in eine zweite Pelletiervorrichtung überführt, wobei auf sehr einfache Weise Verbundteilchen erhalten werden.

In F i g. 7 ist eine primäre Pelletiervorrichtung 1, eine erste Beregnungsanlage 7, eine Mischvorrichtung 8, eine zweite Pelletiervorrichtung 6 und eine zweite Beregnungsanlage 9 dargestellt. Rückgut, pulverförmiges Eisenerz und Kalkstein ohne Koksgehalt werden in die erste Pelletiervorrichtung 1 überführt und dort pelletiert, wobei ein primäres Pelletproduk! entsteht. Bei dieser Pelletierung wird eine geringe Wassermenge als der optimalen Menge entspricht, zugegeben, um die Pellets für die darauffolgende Kokszugabe ausreichend porös zu machen und ein Eindringen des Kokses von der Oberfläche der primären Pellets in deren Inneres beim Behandeln in der zweiten Pelletiervorrichtung 6 zu bewirken.

In der nach der ersten Pelletiervorrichtung 1 angeordneten Mischvorrichtung 8 werden das Pelletprodukt und neu zueegeeebener fein pulverisierter

Koks (Teilchengröße weniger als 1 mm) miteinander vermischt. Gleichzeitig wird die durch Abziehen der primären Wassermenge von der optimalen Wassermenge berechnete Wassermenge zugegeben. Dabei haftet der fein pulverisierte Koks an der Oberfläche des primären Pelletprodukts. In der zweiten Pelletiervorrichtung 6 wird die Außenschale der Pellets durch Behandeln in einer Trommel verdichtet. Hierbei wird der fein pulverisierte Koks in die Außenschale gestoßen und kann so in das Innere diffundieren, wobei

IO

Verbundteilchen entstehen, in welche fein pulverisierter Koks eindiffundiert ist.

Beispiel

Die Ergebnisse von Sinterversuchen bei erfindungsgemäß hergestellten Pelletmaterialien im Vergleich zur Verwendung von bekannten, in Tabelle I aufgeführten Sintermaterialien, sind in der folgenden Tabelle XIII aufgeführt:

Tabelle XIII

Herstellungs	% Teilchen mit	Ergebnis	der Sinter-
verfahren der	einer Teilchen	versuche
Sintermate	größe von weniger
rialien	als 1 mm bei der
	untersuchten
	Probe
	im Erz im Koks	Aus	NOj-Emission
		beute, %	m³/to Produkt
Bekanntes	45 58	74,3	0,346
Verfahren
Erfindungs	45 100	73,5	0,196
gemäßes
Verfahren

Aus den obigen Ergebnissen folgt, daß man in das Innere diffundiert ist. Hierdurch ist es möglich, die

erfindungsgemäß ein Pelletmaterial aus Verbundteil- NO_A-Emission pro Tonne gesintertes Endprodukt um ²Iz

chen herstellen kann, bei welchem fein pulverisierter oder mehr gegenüber den Stand der Technik zu

Koks von der Oberfläche der agglomerierten Teilchen 35 verringern.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pelletmaterial zum Herstellen von Sintererz für die Eisenerzeugung, bei welchem die Stickoxiduldung während des Sintervorganges inhibiert wird, welches aus Eisenerz, Rückgut, Kalkstein und Koks in Form kleiner Teilchen mit einer Verbundstruktur aus einem Erzkern und einer Außenschale besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzkern einen Zentralkern ohne Koksgehalt und mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm aufweist und die Konzentration des Kokses in der Außenschale der folgenden Formel entspricht:

15

⁴⁰-^c-TTöö^ft)"¹⁰⁰'

wobei a Gewichtsprozent Koks in der Gesamtmasse, b Gewichtsprozent der Teilchen mit einer Größe von wenigstens 1 mm in der Gesamtmasse und C Gewichtsprozent Koks in der Außenschale bedeuten.

2. Pelletmaterial zum Herstellen von Sintererz für die Eisenerzeugung, bei welchem die Stickoxidbildung während des Sintervorganges inhibiert wird, welches aus Eisenerz, Rückgut, Kalkstein und Koks in Form kleiner Teilchen mit einer Verbundstruktur aus einem Kern und einer Außenschale besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es aus den 3η folgenden Pellet-Typen besteht:

a) Pellet vom S-Typ, bei welchem Koks mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm den Zentralkern bildet und an diesem Kern fein j5 pulverisierte Teilchen aus allen Bestandteilen mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm haften und die Außenschale bilden;

b) Pellet vom C-Typ, bei welchem Teilchen mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm, 4» jedoch ohne Gehalt an Koks, den Zentralkern bilden und um den Kern fein pulverisierte Teilchen aller Bestandteile, jedoch ohne Gehalt an Koks, mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 mm an dem Zentralkern haften und eine Zwischenschicht bilden, oder bei weächem Teilchen mit einer Teilchengröße zwischen 1 und 10 mm, jedoch ohne Gehalt an Koks, den Zentralkern bilden und an diesem Kern fein pulverisierte Teilchen aus allen Bestandteilen mit einer Teilchengröße von jeweils nicht mehr als 1 mm haften und die Außenschale bilden, wobei das Pelletmaterial die folgende Ungleichungerfüllt:

55

!Gewichtsprozent Koks der gesamten Koksmenge, welcher Teilchen vom C-Typ bildet} ^ [60 + 0,5 · {Gewichtsprozent Koks der gesamten Koksmenge, welcher Teilchen vom S-Typ bildet}], und {Gewichtsprozent Koks der ge- t,o samten Koksmenge, welcher Teilchen vom S-Typ bildet} g 20.