DE2541393A1

DE2541393A1 - Verfahren zum granulieren von feinkoernigen erzen bzw. erzgemischen zwecks sinterns auf bandsinteranlagen

Info

Publication number: DE2541393A1
Application number: DE19752541393
Authority: DE
Inventors: Georges Diderich; Armand Wagner
Original assignee: Arbed SA
Current assignee: Arcelor Luxembourg SA
Priority date: 1975-08-19
Filing date: 1975-09-17
Publication date: 1977-03-03
Also published as: LU73213A1; FR2321546B3; BE845206A; FR2321546A1

Description

Verfahren zum Granulieren von feinkörnigen Erzen bzw. Erzgemischen zwecks Sinterns auf Bandsinteranlagen

Ausgehend von dem derzeitigen Stand des Sinterns auf Bandsinteranlagen und unter Berücksichtigung der bekannten Anwendungsgrenzen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Granulierverfahren, welches es erlaubt Eisenerze, die in einer bestimmten Kornfeinheit anfallen, zu verwenden.

Bekanntlich werden Erze mit vergleichsweise grossen Abmessungen, d.h. Erze bei welchen ein Grobkornanteil von bspw. 80% innerhalb der Korngrenzen 0,125-12 mm liegt, als zum Sintern geeignet angesehen. Dagegen sind Fein- und Feinsterze von Vergleichs· weise kleiner und kleinster Körnung, wie sie insbesondere beim Brechen von Erzen als natürlicher Feinkornanteil, sowie bei der Aufbereitung als fein- bis feinstkörnige Konzentrate anfallen, zum

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Sintern ungeeignet. Die Stückigmachung von Feinsterzen und Konzentraten erfolgt daher üblicherweise durch Pelletisieren,

Es ist desweiteren bekannt, dass bei den herkömmlichen Sinterverfahren die Zumischung von Feinsterz zum Groberz nur in sehr begrenzten Mengen möglich ist, weil sonst die Gasdurchlässigkeit der Sinterschicht in einem derartigen Masse abnimmt, dass nicht nur die Leistungsfähigkeit der Sinteranlagen gegenüber mit Optimalkorn beschickten Anlagen merklich absinkt, sondern ebenfalls die Qualität des Sinters geringer wird und ggf. der Brennstoffverbrauch ansteigt.

Um diese Nachteile zu umgehen wurden bereits verschiedene von der mechanischen Formgebung bis zur Vorpel1etisierung reichende Methoden vorgeschlagen.

So werden gemäss einem bekannten Verfahren Fein- und/ oder Feinsterze auf Pelletisiertel1ern oder in Pel 1etisiertrommeln durch gesonderte Behandlung zu Pellets geformt und anschliessend mit Groberz, festem Brennstoff und eventuellen Zuschlagsstoffen vermischt bevor die ganze Masse gesintert wird.

Der Einsatz sehr feinkörniger Rohstoffe soll ebenfalls nach einem neueren Vorschlag durch das sog. Filtriersinterverfahren ermöglicht werden. Dabei werden in besonderen Filtriergeräten aus dem feinkörnigen Gut zunächst grössere Formlinge erzeugt, welche dann nach dem üblichen Sinterverfahren gehärtet werden.

Leider haben sich aber alle bisher vorgeschlagenen Verfahren als unzureichend für die Sinterung von grossen Mengen sehr feinkörniger Rohstoffe erwiesen. Infolgedessen wird auch heute noch für die Stückigmachung von Fein- und Feinsterz, dem sog. "Pellet feed", fast ausschliesslich auf das Pelletisieren zurückgegriffen, während das Sintern von "Pellet feed" bisher nicht ernsthaft in Erwägung gezogen wurde. Das eigentliche Sinterverfahren bleibt vielmehr der Stückigmachung von gröberen Rohstoffen, dem sog. "Sinterfeed" vorbehalten, welches von vornherein nur kleine Mengen feinstkörniger Bestandteile enthalten darf.

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Da aber infolge der sich immer weiter verbreitenden weitgehenden Aufbereitung der Erze immer grössere Mengen an fein· und feinstkörnigen Rohstoffen anfallen, hat sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein Granulierverfahren zu schaffen, welches eine Verwendung bzw. Mitverwendung von Fein- und Feinsterzen ohne wesentlichen Nachteil für die Leistung der Sinteranlagen und die Qualität des Sinters ermöglicht.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass von dem in das Granuliergemisch eingebrachten Erzeinsatz der überwiegende Anteil eine ggf. durch vorangegangenes Mahlen eingestellte S!
aufwei st.

2 stellte spezifische Oberfläche von wenigsten 1500 cm /g (Blaine)

Wie anhand der Versuchsergebnisse noch näher erläutert wird, stellt man überraschend fest, dass es möglich ist bei der Sinterung Erzeinsätze zu fahren, welche einen beachtlich höheren Anteil an feinstkörnigem Erz enthalten als bisher für die Sinterung als zulässig erachtet wurde und, dass dennoch Sinter mit guten Eigenschaften ohne wesentliche Leistungsabnahme hergestellt werden kann, wenn mehr als 50% des Erzeinsatzes eine spezifische

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Oberfläche von wenigstens 1500 cm /g aufweisen.

Vorteilhafterweise überführt man das am weitgehensten aufzubereitende und den grössten Eisengehalt aufweisende Erz in den feinkörnigeren Zustand, sodass wenigstens 50% des Feinstanteils eine Kornfeinheit von unter 45/>fbesi tzt, während der Rest des Einsatzes ein zum überwiegenden Teil über 0,125 mm liegendes Kornspektrum aufweist. Der feinkörnigere Erzanteil kann herkömmliches Pelletfeed mit feinem Kornspektrum, z.B. Konzentratschlamm, oder einer zusätzlichen Aufmahlung bis zu einer spezifischen Ober-

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fläche von etwa 2000-3000 cm /g unterworfenes Pelletfeed sein, während der Restanteil des Erzes aus herkömmlichem Sinterfeed bestehen kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsweise für die Mitverarbeitung von eisenärmeren Erzen, die in der nächsten Umgebung des Verhüttungsortes ausgebeutet werden, besteht darin, ei-

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nen Sintermöller auf der Basis eines Erzgemisches herzustellen. Dabei enthält dieses Erzgemisch einerseits einen Anteil von weniger als 50% eines auf die bisher für die Sinterung übliche Kornfeinheit gebrachten Armerzes, bspw. Minette mit weniger als 40% Eisengehalt und mit wenigstens annähernd dem für die Herstellung eines selbstgängigen Hochofenmöllers erforderten CaO/SiC^-Verhältnis, sowie andererseits einen Anteil von mehr als 50% eines Reicherzes oder Reicherzgemischesj welches einen über 50% liegenden Eisengehalt aufweist und auf eine wenigstens für die Pelletisierung ausreichende Kornfeinheit aufgemahlen ist. Diese Erzkomponenten werden miteinander und mit den notwendigen Brennstoff- und Bindemittelmengen, wie z.B. gebrannter oder gelöschter Kalk, sowie ggf. weiteren Zusätzen, wie z.B. Abfallprodukten der Hüttenwerke, vermischt, auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gebracht und der Sinterung unterzogen. Die letztgenannten Vorgänge erfolgen auf übliche Weise in herkömmlichen Anlagen.

Falls die feinkörnigeren Reicherze Konzentratschlamm oder durch hydraulischen Transport in Rohrleitungen beförderte Erzaufschlämmungen sind, werden dieselben auf einen Feuchtigkeitsgehalt gebracht, der leicht unter der optimalen Granulierfeuchtigkeit liegt. Letztere liegt je nach Erz oder Erzmi sc!;ung zwischen 6 und 12%.

Dem Sintermöller wird, wie erwähnt, ein die Granulierfähigkeit bekanntlich verbessernder Zusatz von Kalk im gebrannten oder gelöschten Zustand oder eines ähnlich wirkenden Granulierhilfsmittels einverleibt. Darüberhinaus können die Sinterergebnisse durch eine an die Vermischung anschliessende verlängerte Granulierbehandlung, sowie durch eine die Durchlässigkeit des Sinterbettes verbessernde Perforierbehandlung weiter verbessert werden.

Die speziellen Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik sind folgende:

- Aufbereitungsbedürftige Erze können bis zu beliebig kleinen

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Kornfraktionen aufgemahlen werden und wahlweise Trockenoder Nassaufbereitungsverfahren unterzogen werden und dennoch in äusserst hohen Proportionen beim Sintern mitverarbeitet werden. Die bisher auf die Kornfeinheiten zurückgeführten Einschränkungen der Weiterverarbeitbarkeit durch Sintern sind damit gegenstandlos geworden, womit gleichzeitig auch die der Aufbereitungstechnik diesbezüglich gesetzten Grenzen aufgehoben sind.

- Die in Form von Erzaufschlämmungen durch Rohrleitungen beförderte und zu diesem Zweck bis zu grosser Feinheit aufgenahlenen Erze können am Bestimmungsort erstmalig auch direkt in Sinteranlagen eingesetzt werden.

- Falls das an den Verbraucher gelieferte Erz eine zwischen "Sinter feed-" und "Pellet feed" -Feinheit liegende Kornverteilung aufweist, was z.B. bei handelsüblichem Konzentrat

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mit einer Oberfläche von 700 cm /g der Fall ist, so kann die Aufmahlung auch an einem Umschlagsort oder unmittelbar am Verbrauchsort erfolgen.

- Die Sinterleistungen, die sonst bei Verwendung von verhältnismässig geringen Mengen Feinerz rückläufig waren sind beim erfindungsgemässen Einsatz von bedeutenden Mengen Feinsterz überdurchschnittlich gut und reichen an diejenigen mit herkömmlichem "Sinter feed" erhaltenen Resultate heran.

- Die Festigkeit, sowie die Reduzierbarkeit des hergestellten Sinters sind mindestens gleichwertig mitden entsprechenden Werten von herkömmlichem Sinter, sodass die notwendigen Voraussetzungen für eine gute Führung des Hochofens auch mit dem erfindungsgemässen Sinter gegeben sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachfolgend anhand von Versuchsbeispielen näher erläutert.

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Die granulometrischen und chemischen Analysen der Ein· satzstoffe sind in den Tafeln 1-4 wiedergegeben.

Tafel 1 : Chemische_Analy_se_der_Erze

	Minette	Fe	CaO	S	io₂	3,5	MgO	,1	GIv*
Kaikige	ge Minette	28,4	21,5		7,2	6,3	1	,7	23,9
Kieseli	t-"Sinter feed"	35,7	7,5	1	6,0	1,2	1		14,2
Haemati	tkonzentrat	65,3	0,3		3,8	0,7		,1	1,3
Haemati	65,8	0,2		0,4	0	0,9

* GIv = Glühverlust

Tafel 2: Granulgmetrische_-Ana^se_der_Erze

Korn-	Ka 1 k i g e	Kiesel ige	"Sinter	Konzen	"Pellet
fr-aktion	Minette	Minette	feed"	trat*	feed"**
+ 6 mm	6,0%	6,7%	.
6-2	22,2	27.0	16,1	-	-
2-0,5	19.1	18,9	9,9	-	-
0, 5-0,2	20,3	20,0	17,6	0,6	-
0,2-0,1	12,5	7,9	27,4	3,7	-
0,1-0,074	3,4	2,8	11 ,6	26,6	-
<0,074	16,5	16,7	17,4	69,1	90
<(0,044)	—	—	—	36,3	70

* spezifische Oberfläche = 740 cm /g

** durch Mahlen von Konzentrat in Kugelmühlen erhalten; spezifische Oberfläche = 2400 cm²/g

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Tafel 3: Analysen_des_Brennstoffes

Natur = Mager Kohle

Flüchtige Bestandteil	+	5 mm	e	12,3 %
Aschen	5	- 3		6,8 %
Schwefel	3	- o,		η Q t U , 3 A
Heizwert		<o,		8065 Kcal/kg
Granulometrie:			7,1 %
			25,9
		5	59,6
	5	14,5

Tafel 4: Ana^sen_des_Brandkal^kes

CaO MgO H₂O co₂	93,9 % 0,8 % 1,2 % 2,6 %
Granulometrie: < 2 mm	100 %

Die Einsatzstoffe wurden in einem Gegenstrommischer gemischt, und zwar während 2 Minuten im trockenen Zustand und .während 2 Minuten nach Zusatz der gewünschten Wassermenge. Anschliessend wurde das Gemisch während 3 Minuten in einer Drehtrommel granuliert und dann der Sinterung zugeführt.

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r-

Die Sinterung wurde in einer Versuchspfanne mit einer
Grundfläche von 40x40 cm durchgeführt, wobei die Zündung mit Holzkohle erfolgte. Die Schichthöhe betrug 33 cm, wobei 5 kg Sinter
10-20 mm als Schutzschicht und 45% Rückgut eingesetzt wurden. Der Unterdruck wurde bei 1250 mm Wassersäule konstant gehalten. Es
wurden jeweils 60% Reicherz und 40% Minette eingesetzt. Der Kalkeinsatz betrug immer 2% bezogen auf das Erzgemisch. Die restlichen Versuchsbedingungen sind in der Tafel 5 festgehalten.

Der Rückgutanfall (RA) wurde dadurch bestimmt, dass der Sinter dreimal aus einer Höhe von 2 m auf eine Stahlplatte fallen gelassen wurde und anschliessend einer Siebung auf 6-3 mm unterzogen wurde. Die mechanische Festigkeit wurde nach den diesbezüglichen ISO-Bestimmungen durchgeführt. Die Testergebnisse sind mit
den Versuchsresultaten aus Tafel 6 ersichtlich.

Tafel 5: Versuchsbedingungen

Versuchsreihe	60%	"Sinter feed"	Brenn-	toff	Feuch-	ce it	Sch	icht-	,0 cm	Si	nter-	SC	Si	nterge-
	60%	Konzen trat	S	,60%	tigl	,2%	höhe	,5 cm	da	uer	32	hwi	ndi gkeit
1	60%	"Pellet feed"	6	,80%	10	,2%	33	,5 cm	10	,1 min	22	,7	mm/mi n
2		6	,40%	9	,9%	32	14	5 "	31	,3	mm/mi n
3	6	8	32	10	3 "	,6	mm/min

Tafel 6: Versuchs-_und_Testergebnisse

Vers re	uchs- i he	Prod t/24	uktion St m²	Brenns verbra kg/t S	toff- uch i nter	0	RA/_RE	ISO- + 6 ,3mm	Te -0	St ,5mm	Fe	++
	1	40	,8	71,	9	0	,967	64,5%	7,	5%	6,	8%
	2	28	,5	73,	9	0	,988	56,4	7,	2	8,	3
	3	40	,0	69,	8	,993	60,4	7,	4	7,	5

RA = Rückgutanfall

RE = Rückguteinsatz
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Λ-

Die Werte des »it einem hohen Anteil an Feinsterz gefahrenen Versuches 3 sind also durchwegs gleichwertig mit denjenigen eines Sintermöllers 1 aus einem Erzgeiaisch niit einem Kornanteil von 70S über 0,125 mm. Die Werte des mit einem Konzentrat 2 einer spezifischen Oberflache von 740 cm²/g erhaltenen Sinters sind, wie auch vo» Stande der Technik her zu erwarten war, schlechter.

Die Ergebnisse dieser Versuche berechtigen somit zu der Feststellung, dass entgegen den bisher vertretenen Anschauungen eine drastische Heraufsetzung des Feinsterzanteils die Herstellung eines zu kaum vermindernden Sinterergebnissen führenden Granulates erlaubt.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zum Sintern auf Bandsinteranlagen von feinkörnigen Eisenerzen, bzw. Eisenerzgemischen, welche zusammen mit Brennstoff, Bindemitteln und ggf. weiteren Zusatzstoffen in die Granulatform übergeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man in das Granuliergemisch einen Erzeinsatz einbringt, der einen überwiegenden Anteil eines eine, ggf. durch vorangegange· nes Mahlen eingestellte spezifische Oberfläche von wenigstens 1500 cm /g aufweisenden Feinsterzes enthält.

2) Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 50% des feinkörnigeren Erzanteiles auf eine Kornfeinheit von weniger als 45^· aufgemahlen sind, während der grobkörnigere Erzanteil zum überwiegenden Teil über der Kornfeinheit 0,125 rom liegt.

3) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass man als feinkörnigeren, die grösste spezifische Oberfläche aufweisenden Erzanteil ein Reicherz in das Granuliergemisch einbringt.

4) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man als eisenreichere Gemischkomponente ein auf eine spezifische Oberfläche von 2000-3000 cm²/g aufgemahlenes Reicherz einbringt.

5) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass man als grobkörnigeren, eine zum überwiegenden Teil über 0,125 mm liegende Kornfeinheit aufweisenden Erzanteil ein eisenärmeres erdiges Erz in das Granuliergemisch einbringt.

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■ *

6) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-2 und 5,- dadürah ^gekennzeichnet, dass man als eisenärmeres erdiges Erz ein' kalkiges oder kieseliges Erz, oder ein Gemisch aus beiden in die Granuliermischung einbringt.

7) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der feinkörnigere Erzanteil dem Gemisch in Form von
Schlamm zugemischt wird, der bis unter die optimale Granulierfeuchtigkeit entwässert ist.

8) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch ein Zusatz von Kalk in gebranntem oder gelöschtem Zustand, vorzugsweise in Mengen zwischen 1-4% einver-1 ei bt wird.

9) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einer an die Vermischung anschliessenden verlängerten Granulierbehandlung unterzogen wird,

10) Verfahren gemäss den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdurchlässigkeit des Möllers auf dem Sinterband
durch Erzeugung künstlicher Kanäle mittels mechanischen Perforiervorrichtungen erhöht wird.

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OftKilN INSPECTS?