DE2614387B2

DE2614387B2 - Verfahren zur Herstellung einer Sintermischung

Info

Publication number: DE2614387B2
Application number: DE2614387A
Authority: DE
Inventors: Kinichi Kitakyushu Fukuoka Sugawara (Japan)
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1975-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1978-10-12
Also published as: US4082539A; FR2306270A1; DE2614387C3; JPS51114302A; FR2306270B1; BR7602012A; JPS5515536B2; IT1058050B; GB1548404A; DE2614387A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sintermischung aus pulvrigen eisenhaltigen Stoffen einschließlich Kalkstein und anderen Zuschlägen, welche in einer ersten Verfahrensstufe unter Zusatz eines Teiles des zuzugebenden festen Kohlenstoffes gemischt, auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt gebracht und granuliert werden und wobei in einer zweiten Verfahrensstufe der restliche feste Kohlenstoff zugemischt, diese Mischung auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt eingestellt und granuliert wird.

Pulvrige, eisenhaltige Stoffe für die Sinterung haben eine geringe Gasdurchlässigkeit. Demzufolge ist die Produktivität und Qualität des gesinterten Erzes im Vergleich zu anderen Verfahren bedeutend minderwertiger.

Eine Gegenmaßnahme gegen die Nachteile der fein pulverisierten Stoffe für die Sinterung ist in der japanischen Patentschrift 7 20 128 beschrieben. Aus dieser ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sintermischung bekannt, bei dem eine erste und eine zweite Verfahrensstufe für den Zusatz des festen Kohlenstoffs zur anwendung kommen. Während der ersten Verfahrensstufe wird ein Teil des gesamten festen Kohlenstoffes, der den Stoffen für die Sinterung zugegeben wird, zugesetzt und gemischt und die Mischung auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt gebracht und in einem Mischer granuliert. In der zweiten Verfahrensstufe wird der restliche Teil des noch vorhandenen festen Kohlenstoffes zu der in der ersten Verfahrensstufe erhaltenen Mischung in einem Mischer zugegeben, gemischt und auf einen bestimmten Feuchtegehalt gebracht und dann granuliert. Bei diesem

45

50

60

65 bekannten Verfahren werden die Stoffe für die nachfolgende Sinterung in einer Vorbehandlung gemischt, auf eine bestimmte Feuchtigkeit eingestellt und granuliert, bevor das pulvrige Erz gesintert wird. Man erhält hierbei eine Verbesserung der Produktivität im Vergleich zu den früher bekannten Verfahren. Dieses in der japanischen Patentschrift 7 20 128 beschriebene Verfahren kann man als geteiltes Kokszugabeverfahren bezeichnen, da Koks oder Koksgrus häufig als fester Kohlenstoff verwendet wird.

Um jedoch die erwünschte Verbesserung bei dem bekannten Verfahren zu erzielen, ist es notwendig, die Stoffe für die Sinterung in der ersten Verfahrensstufe des sogenannten geteilten Kokszugabeverfahrens in ausreichendem Maße durch eine Granulierung zu behandeln. Wenn dies nicht im ausreichenden Maße durchgeführt wird, ist die Produktivität im wesentlichen die gleiche wie bei den schon älteren Verfahren, bei welchen der gesamte Anteil an festem Kohlenstoff, beispielsweise in Form von Koksgrus, in einer einzigen Verfahrensstufe zugesetzt wird.

Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, eine Granulierung der Stoffe, welche für die Sintermischung bestimmt sind, durchzuführen, wenn diese einen hohen Anteil an feinem Pulvermaterial enthalten. Die Ergebnisse von praktischen Untersuchungen zeigen, daß bei einem Pulvergehalt mit einer Korngröße von weniger als 125 μ in einem Anteil von 15—35% im Gesamtmaterial die Granulierung nicht vollständig durchgeführt werden kann, selbst wenn in einem Trommelmischer mehr als 6 Minuten lang gemischt wird. Die Granulierung schreitet dann nicht mehr fort wegen Sättigung, selbst wenn man den Mischvorgang noch länger ausdehnt. Darüber hinaus verursacht ein Trommelmischer, der Stoffe während einer längeren Zeit mischen kann, hohe Herstellungskosten. Demzufolge hat man in der Praxis einen Trommelmischer verwendet, der Mischzeiten von 5—7 Minuten aufweist.

Aus Cappel und Wendeborn »Sintern von Eisenerzen«, Verlag Stahleisen, 1973, Seiten 123 bis 125 ist eine zweistufige Mischungsvorbereitung der Sintermischung bekannt, bei der im Anschluß an das Vermischen die Sintermischung zur Vergrößerung gebildeter kleinerer Krümel gekrümelt wird.

Ferner ist aus Gmelin — Durrer »Metallurgie des Eisens«, Verlag Chemie GmbH Weinheim/Bergstraße, 1964, Seiten 395a bis 398a und Seiten 448a bis 450a ebenfalls ein Zweistufenmischen der für die Sintermischung bestimmten Stoffe bekannt, bei dem die Mischung nach dem Mischen auf einem Pelletisierteller oder in einer Pelletisiertrommel rolliert wird, um die Sinterleistung zu erhöhen.

Diesen Druckschriften ist jedoch der zweistufige Zusatz des festen Kohlenstoffs nicht zu entnehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zur Herstellung einer Sintermischung, bei dem der feste Kohlenstoff in zwei Verfahrensstufen zugesetzt wird, zu schaffen, bei dem man eine Produktivitäts- und Qualitätssteigerung erzielen kann, selbst wenn man feines Pulvermaterial für die Sintermischung, d. h. feines Pulver von weniger als 125 μ Korngröße in einem Anteil von 15—35% verwendet.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Minipellets, die eine Korngröße von 1 bis 7 mm in einem Anteil von wenigstens 75% aufweisen, zu den zu sinternden Stoffen in einem Anteil von 3 bis 15% in der zweiten Verfahrensstu;e zugegeben werden.

Bei einem Verfahren zum Sintern von Eisenerz wird der im Koks in einem Anteil von etwa 1% enthaltene Stickstoff normalerweise zu etwa 40% in NO, umgewandelt. Es ist bekannt, daß Koks einen wesentlichen Teil (etwa 90%) der im Verlauf der Sinterung entstandenen NO, aufweist. Außerdem ist bekannt, daß die Umsetzungsgeschwindigkeit in NO, des Stickstoffes im Koks in Abhängigkeit von den Sinterbedingungen in einem Bereich zwischen 20 und 60% sich ändern kann. Die Gründe für die Änderung der Umwandlungsge- ic schwindigkeit in NO, sind jedoch nicht bekanntgeworden.

Aufgrund verschiedener Untersuchungen der Beziehungen zwischen den einzelnen Faktoren bei der Sinterung und der Umwandlungsrate in NO, wurde gefunden, daß die Sintergeschwindigkeit im Verlauf der Sinterung, d. h. die Verbrennungsgeschwindigkeit von Koks und die Umwandlungsgeschwindigkeit in NO, umgekehrt proportional zueinander sind. Diese Beziehung ist in der beiliegenden F i g. 1 dargestellt. Bei der Ermittlung der in der F i g. 1 dargestellten Abhängigkeit wurden für die Sintermischung verschiedene Stoffe mit unterschiedlichen Teilchengrößen verwendet. Es wurde der Anteil an NO, im Abgas gernessen, um die Umwandlungsgeschwindigkeit von N in NO, im Koks zu ermitteln, wobei die Beziehung zwischen der ΝΟ,-Umwandlung und der Sintergeschwindigkeit aufgezeichnet ist. Aus der F i g. 1 ist zu ersehen, daß sich eine im wesentlichen geradlinige Abhängigkeit ergibt, d. h., die Umwandlungsgeschwindigkeit von N im NO* jo im Koks im Verlauf der Sinterung kann erniedrigt werden, wenn die Sintergeschwindigkeit erhöht wind.

Dadurch, daß man Minipellets in einem bestimmten Anteil und bestimmter Korngröße in die Sintermischung einbringt, gewinnt man den Vorteil, daß der y-. Anteil an NO, im Abgas verringert und die Sintergeschwindigkeit erhöht werden kann.

Bei der Herstellung der Sintermischung mit der Zugabe des festen Kohlenstoffs in zwei Verfahrensstufen ist die Verteilung des festen Kohlenstoffes, der dem Gemisch zugegeben wird, ungefähr so, daß ein Teil an der Außenseite des Granulats haftet, so daß der Kohlenstoff leicht mit Luft in Berührung kommen kann und daß ein Teil des Kohlenstoffes in das Granulat eingebettet ist, so daß er nur schwer brennbar ist. Der vorstehend erwähnte feste Kohlenstoff brennt selbst unter der Bedingung, daß der Partialdruck des Sauerstoffs niedrig ist, d. h., er brennt rasch im vorderen Teil der Verbrennungszone. Die Temperatur dieser Zone ist nicht so hoch, daß die Stoffe schmelzen, jedoch reicht sie aus, um den Anteil an Wasser zu verdampfen und um die thermische Zersetzung von Kalk in Kugeln, wie sie die Minipellets darstellen, zu bewirken. Die Minipellets haben einen hohen Prozentgehalt an Wasser im Innern, so daß das Wasser normalei weise schwer zu verdampfen ist und somit auch die thermische Zersetzung des Kalkes nur schwierig in Gang kommt. Die Vorerhitzung ist daher in ausreichendem Maße im vorderen Teil der Verbrennungszone durchgeführt. Im rückwärtigen Teil der Verbrennungszone erreicht man t>o auch die Verbrennung des festen Kohlenstoffes im Innern der Kugeln, wodurch die Vervollständigung der Sinterung erzielt wird.

In vorteilhafter Weise können die Minipellets unter Verwendung von 1—5% hydrophilen Binders herge- b5 stellt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im Zusammenhang mit dem schematischen Arbeitsplan in der F i g. 2 und anhand der Ergebnisse in der F i g. 3 erläutert werden.

Staub, welcher in einer eisenverarbeitenden Anlage erzeugt und gesammelt wurde und feinpulvriges Erz, zu welchem Bentonit zugegebenen wurde, werden gemischt und in einer Mischvorrichtung 1 auf einen bestimmten Feuchtegehalt gebracht Die resultierende Mischung wird granuliert oder zu Minipellets in einer Pelletisieranlage verarbeitet, so daß Kugeln mit einer Korngröße von 1—7 mm entstehen. Als feinpulvriges Erz wird Eisenerz verwendet, welches einer magnetischen Aufbereitung unterworfen worden ist. Das in Minipellets vorliegende Material liegt in einem Anteil von 3—15% der reinen Stoffe für die Sinterung vor. Hierbei sind mit den reinen Stoffen für die Sinterung die gesamten Stoffe gemeint, die in die Sinteranlage eingebracht werden, wobei das Rückgrat, der Koksgrus tuid der Rostbelag ausgenommen sind.

Das restliche pulverförmige Erz, ein Teil der Gesamtmenge des Koksgrus, Zusätze wie Kalkstein, Siliziumdioxid usw. und das Rückgut werden gemischt und auf einen bestimmten Feuchte- bzw. Wassergehalt gebracht. Die Granulierung wird in einer ersten Mischtrommel 3 während etwa 6 Minuten durchgeführt. Bei diesem Verfahren ist darauf zu achten, daß bevorzugt bzw. ausgewählt die finpulverisierten Stoffe in MinipeKets pelletisiert werden. Die Granulierung der Stoffe für die Sinterung, welche unterschiedliche Korngrößen aufweisen, läßt sich bedeutend einfacher durchführen, wenn der Anteil an feinem Pulver geringer wird. Die Granulierung läßt sich ebenfalls bedeutend einfacher durchführen, wenn der Prozentgehalt an geeigneten Kugeln mit einer Korngröße von 1 —3 mm, an welchen die feinen Pulverteilchen haften, größer wird. Wenn feines Pulver in einem zu hohen Anteil vorliegt, ist es schwierig, die Granulierung durchzuführen.

Diese Neigung ergibt sich deutlich aus der F i g. 3. Der Koeffizient der Granulierung, welcher verwendet wird, bedeutet den Anteil, in welchem das feine Pulver mit einer Korngröße von 250 μ oder darunter granuliert ist. Wenn man daher den Wirkungsgrad bei der Granulierung erhöhen will, muß man den Anteil an feinem Pulver erniedrigen.

Wenn das Mischverhältnis der Minipellets auf 1 —3% erniedrigt ist, ergibt sich eine zu niedrige Auswirkung auf die Granulierung in der Mischtrommel 3. Die Produktivität ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem geteilten Kokszugabeverfahren ohne die Verwendung der Minipellets. V/enn man die Minipellets in einem Anteil von mehr ails 15% zugibt, zeigt sich eine nachteilige Auswirkung auf die Produktivität und Qualität. Demzufolge ist der Anteil an Minipellets auf einen Bereich von 3—15% beschränkt.

Das Granulat enthält im Innern einen geeigneten Anteil an Koksgrus. Auch die Minipellets enthalten im Innern festen Kohlenstoff aus dem Gichtstaub.

Die auf diese Weise erhaltenen Minipellets und die Stoffe, welche der Granulierung unterworfen worden sind, werden dem restlichen Anteil an Koksgrus zugegeben und diese Stoffe werden in eine zweite Mischertrommel 4 eingebracht, in dieser gemischt, auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt gebracht und granuliert.

Die sich hierbei ergebenden Minipellets und das Granulat besitzen einen geeigneten Anteil an Koksgrus, der an der Oberfläche der Minipellets bzw. des Granulats haftet. Der Koksgrus ist hierbei gleichförmig

vermischt.

Andererseits ist es erwünscht, daß die Korngröße der Minipellets klein ist, wenn man die Verdampfung des Wassergehaltes und die thermische Zersetzung des Kalks, welcher in den Minipellets enthalten ist, verbessern will. Die Korngröße der Minipellets sollte jedoch bevorzugt 2 mm oder mehr betragen, wegen der Verbesserung der Gasdurchlässigkeit. Als optimale Korngröße für die Minipellets hat sich ein Größenbereich von 2—5 mm ergeben.

Wenn die Stoffe für die Minipellets hauptsächlich eine Größe von weniger als 44 μ aufweisen, ist es einfach, Minipellets mit einer Korngröße von 2—5 mm zu erhalten. Jedoch sind derartige Stoffe für die Minipellets nur in begrenztem Umfang erhältlich und somit ist es unvermeidlich, daß man Stoffe für die Minipeilets verwenden muß, welche nur eine schlechte Pelletisierungsfähigkeit aufweisen, zumal man gezwungen ist, Minipellets in großem Umfang zu verwenden. Wenn man daher derartige Stoffe für Minipellets pelletisiert, und zwar in einer Korngröße von mehr als 2 mm, werden Minipellets in einem erheblichen Umfang erzeugt, welche eine Korngröße von mehr als 5 mm aufweisen. Es ergibt sich hier das Problem, bis zu welcher Korngröße der Minipellets die Qualität des Produktes nach der Sinterung beeinflußt wird. Es hat sich herausgestellt, daß Minipellets mit einer Korngröße von weniger als 7 mm voll gesintert worden sind. Im allgemeinen haben Minipellets mit einer kleinen Korngröße, wie beispielsweise 1—3 mm, eine nur geringe Festigkeit, so daß sie geeignet sind, in feines Pulver zurückverwandelt zu werden. Bei der Erfindung werden derartige Minipellets jedoch unmittelbar vor der zweiten Mischtrommel 4 zugegeben, und es hat sich gezeigt, daß selbst derartig schwache Minipellets voll granuliert werden können, was zu einer Verbesserung der Gasdurchlässigkeit führt. Bei der Erfindung wird daher die Korngröße der Minipellets im Bereich von 1—7 mm gewählt. In diesem Bereich sollen wenigstens 75% der Minipellets liegen. Aus den noch folgenden Beispielen ist zu ersehen, daß man eine ausreichende Wirkung erhält, wenn der Prozentgehalt zwischen 75 und 85% liegt, d. h. im Durchschnitt 80% beträgt.

Bei der Erfindung wird sowohl die Bildung von Granulat als auch die Brennbarkeit des Koks gefördert.

In diesem Zusammenhang sind bei der Erfindung drei Ausführungsformen vorteilhaft, welche im folgenden beschrieben sind.

Bei der ersten Ausführungsform kommen die folgenden Verfahrensschritte zur Anwendung:

(1) Es wird Erz mit oder ohne Zugabe von Koks gemischt, mit einem bestimmten Feuchtegehalt versehen und granuliert, wobei Koks in einer Menge von weniger als 70% der hinzuzugebenden Gesamtmenge vorliegt.

(2) Die gesamte oder die verbleibende Menge Koks wird während eines einzigen Zeitpunktes oder zu mehreren Zeitpunkten zugegeben, wobei der Koks vorher mit einem Wassergehalt versehen worden ist oder ein hydrophiler Binder dem Koks zugegeben worden ist und

(3) Mischen und Granulieren dieser Stoffe.

Um den Ursachen der Erniedrigung der Brennbarkeit des Koks vorzubeugen, welche beispielsweise das Anhaften des pulverförmigen Erzes an groben Kokspartikeln oder das Einbetten des Koksgrus in die Schicht des pulverförmigen Erzes sind, wird man in vorteilhafter Weise zunächst die Granulierung unter alleiniger Verwendung des Erzes durchführen, wobei der Koksgrus noch ausgeschlossen ist, und dann den gewöhnlich trockenen Koksgrus zusetzen und mischen. Der Koksgrus besitzt einen weiten Korngrößenbereich, der von feinen bis zu groben Partikeln reicht. Die feinen Partikel haben eine größere spezifische Oberfläche, weshalb sie zuerst brennen. Es ergibt sich demzufolge keine Konvergenz der Erhitzung, was eine Erniedrigung der Ausbeute des Produktes zur Folge hat.

ίο Um dies zu vermeiden, ist es von Vorteil, die Verbrennung des Koksgrus bis auf den Grad zu verzögern, der dem des Mediums oder der groben Partikel entspricht. Dies kann in der Praxis durch die folgende Verfahrensschritte erzielt werden:

In der ersten Mischvorrichtung wird nur das Erz oder das Erz zusammen mit dem Koks in einem Anteil von weniger als 70% der Gesamtmenge des Koks (er enthält den Koksanteil im Gichtstaub usw.) granuliert. In der zweiten Mischeinrichtung wird die gesamte Koksmenge (für den Fall, daß kein Koks in die erste Mischeinrichtung zugegeben worden ist) oder der restliche Anteil des Koks zugegeben. Wenn Koksgrus in die zweite Mischeinrichtung zugegeben wird, kann dieser einen Wassergehalt in einer solchen Menge enthalten, welche notwendig ist, damit die feinen Pulver im Koksgrus zu Granulat oder Pellets in der Mischeinrichtung werden. Der Wassergehalt kann in Abhängigkeit von der Größe des Koks und dessen Porösität eingestellt werden. Der Wassergehalt sollte jedoch bevorzugt 5—20% betragen, was aus folgenden Grund ersichtlich ist.

Der gesättigte Wassergehalt im Koksgrus beträgt etwa 25—35%. Hiervon werden etwa 20% zum Anfüllen der Poren benötigt. Der Wassergehalt, den man für die Granulierung benötigt, kann daher wie folgt

j5 errechnet werden:

{(25 bis 35) - 20} χ 0,5 + 20 = 22,5 bis 27,5

In der vorstehenden Formel bedeutet die Zahl 0,5, daß etwa 50% der Granulierung zugeordnet werden.

Wenn man jedoch das Rollieren verstärkt, und zwar um etwa 5% und wenn man zusätzlich einen hydrophilen Binder, der im folgenden noch beschrieben werden soll, verwendet, kann man eine weitere Verringerung um 13% erreichen, so daß es ausreicht, einen Wassergehalt von etwa 5—20% zu wählen. Der Grund, weshalb die obere Grenze des Koks in der ersten Mischeinrichtung bei 70% liegt, ergibt sich aus der Fig. l(a). Wenn der Anteil der Zugabe an Koks in der ersten Mischvorrichtung höher als 70% ist, verringert sich die Produktivität rasch.

Wenn man so verfährt, wird die Granulierung des Koks, d. h. das Anhaften der Koksgruspartikel an den groben Kokspartikeln oder das Aneinanderhaften vor Koksgruspartikeln selbst in der zweiten Mischvorrichtung durchgeführt, wobei das Granulat im wesentlichen eine gleichförmige Verbrennungsgeschwindigkeit aufweist.
Um die im vorstehenden beschriebene Wirkung noch

bo zu verbessern, ist es von Vorteil, die folgende Verfahrensweise noch zur Anwendung zu bringen.

In der zweiten Mischvorrichtung wird ein hydrophilei Binder zusammen mit dem Koksgrus und dem Wassei eingebracht. Falls notwendig, werden diese Stoffe ir

h5 einer getrennten Mischvorrichtung oder in einei getrennten Pelletisieranlage usw. einer vorläufiger Pseudogranulierung unterworfen und dann in die zweite Mischvorrichtung eingebracht.

Unter einem hydrophilen bzw. wasserbindenden Binder wird in vorliegender Anmeldung ein Stoff verstanden, welcher es ermöglicht, daß die Stoffe für die Sinterung aneinander haften und daß die Granulierung oder Pelletisierung verbessert werden kann. Der hydrophile Binder kann durch einen der Stoffe für die Sinterung, beispielsweise durch gebrannten Kalk, ersetzt sein. Der Binder selbst ist keiner Begrenzung hinsichtlich seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften unterworfen. Er kann fest oder flüssig usw. sein. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Binders sind

(1) gebrannter Kalk, gelöschter Kalk, verschiedene Zementarten, im Konverter erzeugter Staub, Bentonit oder andere nicht organische Substanzen,

(2) natürliche oder synthetische, nichtionische, anionische und kationische hochmolekulare Koagulierungsmittel, wie beispielsweise

(a) natürliche Polyalkohole, wie beispielsweise Stärke usw.,

(b) Gelatine und CMC (Carboxymethylcellulose), Laugensalz oder Ammoniumsalz der Alginsäure,

(c) Polyacrylamide, wie beispielsweise Copolymere von Acrylamiden und Acrylsäuren, teilweise hydrolisierte Salze von Polyacrylamiden, Copolymere von Acrylamiden und Maleinsäure usw.,

(d) Polyäthylenaminderivate,

(e) Polyäthylenamino-Triazolderivate,

(f) essigsaures Salz des Polytioharnstoffes,

(g) wasserlösliche Anelinharzacetate usw. in einzelner Form oder gemischt usw.

Der Anteil des Binders, der bei dieser ersten Ausführungsform der Erfindung zugefügt werden soll, ist gleich oder geringer als der Anteil an Koks. Dies beruht teilweise auf Wirtschaftlichkeitsgründen und teilweise auf der Überlegung der Verbesserung der Brennbarkeit des Koks und der Begrenzung der Entstehung an schädlichem Gas.

Indem man so verfährt, können alle Körnungen des Koks unter der Brennbedingung gehalten werden, wie die Granulierung des Koksgrus fortschreitet. Auf diese Weise kann die gleichförmige Verbrennung aufrechterhalten werden. Als Ergebnis gewinnt man die Verbesserung der Brenngeschwindigkeit des Koks, ohne daß die Sinterfähigkeit, insbesondere bezüglich der Ausbeute und der Festigkeit usw. des gesinterten Gutes, darunter leidet. Gleichzeitig kann die Umwandlungsgeschwindigkeit in NC\ erniedrigt werden.

In der Fig.4 ist eine Flußbilddarstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles dargestellt. Die Stoffe für die Sinterung 10 und Koksgrus 20 werden in eine Mischvorrichtung 50 eingebracht, wo sie gemischt werden und wo ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt eingestellt wird und die Pelletierung durchgeführt wird.

Der Koksgrus wird in Anteile 20 und 30 unterteilt. Der eine Anteil wird in die erste Mischvorrichtung 50 und der andere Anteil in die zweite Mischvorrichtung 60 eingebracht.

Ein Binder 40 wird in die erste Mischvorrichtung 50 zusätzlich zu dem einen Anteil von Koksgrus zugegeben.

Die Einrichtungen zur Zugabe des Binders sollen eine gute Verarbeitungsfähigkeit und niedrige Kosten aufweisen. Bei der Zugabe der gesamten Menge des Binders in den ersten Mischer 50 erzielt man eine wirkungsvolle Erniedrigung von NO*.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann der

ίο hydrophile Binder sowohl in der ersten Verfahrensstufe als auch in der zweiten Verfahrensstufe zugegeben werden. Dies führt zu einer optimalen Ausnützung der Vorteile des Binders.

Es ergibt sich nämlich eine gleichförmige und vollständige Pelletisierung bzw. Granulierung. Auch ist es möglich, den Grad des Fortschreitens der Pelletisierung in der ersten Verfahrensstufe und in der zweiten Verfahrensstufe einzustellen. Die dritte Ausführungsform der Erfindung ist im Zusammenhang mit der F i g. 5 erläutert.

Die Stoffe für die Sinterung 10 und Koksgrus 20 werden in eine Mischvorrichtung 50 eingebracht, gemischt und auf einen bestimmten Feuchtegehalt eingestellt sowie pelletisiert. Der Koksgrus wird in zwei Anteile 20 und 30 aufgeteilt. Diese Anteile werden in die erste Mischvorrichtung 50 und die zweite Mischvorrichtung 60 eingebracht. Anteile eines Binders 40 und 40' werden in den ersten Mischer 50 und den zweiten Mischer 60 eingebracht. Dies erfolgt zusätzlich zur getrennten Zugabe des Koksgrus.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Die effektive Fläche der Versuchsanlage beträgt

170m². Das Verfahren wird, wie in Fig.2 dargestellt, durchgeführt. Die Mischzeit in der ersten Mischtrommel 3 beträgt 6 Minuten, und die Mischzeit in der zweiten Mischtrommel 4 beträgt 3 Minuten.

Die Minipellets, welche in dieser Versuchsanlage verwendet werden, sind folgende:

a) Stoffe für Minipellets und ihr Wassergehalt

Sinterstaub und Gichtstaub
Konverterstaub
so Durch Staubabscheider
gesammelter Gichtstaub
Spezielles Rückgut
Durchschnitt

Das »Spezielle Rückgut« ist ein feines Pulver von

Magnetit, das man bei der Aufbereitung von Kupfererz im Kamaishi-Bergbaugebiet in Japan erhalten hat.

Dieser Magnetit enthält etwa 62% Eisen. Diesem Minipellet ist etwa 3% Bentonit zugegeben.

Mischung	Wasser
%	gehalt
22	0
12	25
8	30
58	8
	9,1

b) Teilchengröße des Minipelletmaterials

Teilchengrößenbercich >295 μ 149-295 μ 104-149 μ 74-104 μ 61-74 μ 43-61 μ <43μ

Verteilung der Teilchen- 1,1 %

10,5%

9,6%

6,2%

11,8% 48,9%

c) Analyse des Minipelletprodukts

Komponente T. Fe

SiO₃

AbO,

MgO

Mn Brennkohlenstoff

55,2

6,3

3,4

0,81

0,4 2,2

Die Minipellets erhält man durch Pelletisierung der Stoffe mit Hilfe eines bekannten geneigt angeordneten drehbaren Pelletisiertellers in einer Herstellungsgeschwindigkeit von 20—25 Tonnen/Stunde. Die Korngröße der Minipellets beträgt 1—7 mm für 80% im Durchschnitt. Die Minipellets mit einer Korngröße von mehr als 7 mm haben einen Anteil von 15% und diejenigen von weniger als 1 mm einen Anteil von 5%. Bei der Bruchprobe ergibt sich eine Festigkeit von im Durchschnitt 0,3 kg/Stck. für 4 mm große Kugeln, und der Wassergehalt beträgt im Durchschnitt 10,0%.

Unter Verwendung von Minipellets, welche nach den vorstehenden Bedingungen hergestellt worden sind, wurden Ausführungsbeispiele A und B der Erfindung durchgeführt. Vergleichshalber wurde auch ein Vergleichsbeispiel C durchgeführt, bei dem das geteilte Kokszugabeverfahren, jedoch ohne die Verwendung von Minipellets, durchgeführt wurde. Darüber hinaus wurde ein Vergleichsbeispiel D durchgeführt, bei dem zwar Minipellets verwendet wurden, jedoch das geteilte Kokszugabeverfahren nicht zur Anwendung kam. Anstelle dessen wurde ein bekanntes Zugabeverfahren verwendet, bei dem die gesamte Koksmenge in die erste Mischtrommel 3 eingegeben worden ist.

Beispiel A

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde ein feines Pulvermaterial verwendet. Das Mischungsverhältnis von Minipellets zu reinen Stoffen beträgt 7,1%. Die Minipellets sind unmittelbar vor der zweiten Mischtrommel, wie in F i g. 2 dargestellt, zugegeben.

Das Mischungsverhältnis der reinen Stoffe ist in der folgenden Tabelle dargestellt, bei dem feines Erzpulver aus Kamaishi/Japan verwendet worden ist. Dieses ist ein Magnetiterz, welches zu 80% aus einem feinen Pulver einer Teilchengröße von 250 μ oder weniger besteht.

25

JO

.!5

Erz	Mischungs
	verhältnis
Kamaishi-Erz	5,4%
Importiertes Erz	60,9%
Kaikpulver	13,9%
Dolomit	3,6%
Serpentin-Pulver	1,0%
Kesselstein-Pulver	3,6%
Siliziumdioxidpulver	2,5%
Minipellets	9,1%
Gesamt	100%

Die Stoffe, welche durch Zugabe des Rückgutes, welches insbesondere in Pulverform vorliegen, und von Koksgrus zu den vorstehend genannten reinen Stoffen entstanden sind, werden als Mischungsstoffe bezeichnet. Die Teilchengröße der Mischungsstoffe ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:

Teilchengrößenbereich >1000μ 1000-500μ 500-250μ 250-125μ <125μ

Verteilung der Teilchengröße 47,5% 9,6% 8,9% . 11,5% 22,5%

Im Flußdiagramm der Seite 2 wird der Anteil an Koksgrus vor der ersten Mischtrommel 3 zugegeben und beträgt 50%. Der Rest wird vor der zweiten Mischtrommel 4 zugegeben. Es ergeben sich dann folgende Ergebnisse:

Produktionsgeschwindigkeit (T/Dm²) 39,9

Produktionsausbeute (%) 72,3

Schlagfestigkeit (%) 84,3

Die Dimensionierung T/D m² bedeutet Tonne pro m² und Tag.

Die vorstehende Tabelle zeigt, daß die Produktivität ein hohes Niveau aufweist.

Beispiel B

In diesem Beispiel wird äußerst feines Pulvermaterial verwendet. Das Mischungsverhältnis der Minipellets zu den reinen Stoffen beträgt 8,9%, wobei die Zugabe in der gleichen Weise erfolgt wie im Beispiel A.

Erz

Mischungsverhältnis %

Kamaishi-Erz	12,5
Importiertes Erz	55,4
Kalkpulver	16,1
Serpentin	2,7
Siliziumdioxid	1,5
Minipellets	8,9

Die Teilchengröße der Mischungsstoffe ist äußerst klein, wie aus der folgenden Tabelle zu ersehen ist.

Teilchengrößenbereich >1000μ 1000-500μ 500-250μ 250-125 μ <125μ

Verteilung der Teilchengröße 40,2% 14,2% 6,6% 18,4% 20,6%

Die Art und Weise der Zugabe von Koksgrus ist die gleiche wie im Beispiel A. 50% des Koksgrus werden vor der ersten Mischtrommel 3 zugegeben. Der Rest des Koksgrus wird unmittelbar vor der zweiten Mischtrommel 4 zugegeben. Es ergeben sich folgende Ergebnisse:

Produktionsgeschwindigkeit (T/D m²) 36,4

Produktausbeute (%)
Schlagfestigkeit (%)

72,0
83,1

Die Produktionsgeschwindigkeit ist niedriger als beim Beispiel A. Sie befindet sich jedoch immer noch auf einem hohen Niveau.

Beispiel C

In diesem Beispiel werden keine Minipellets verwendet. Anstelle der Minipellets werden die Stoffe für die Minipellets vor der ersten Mischtrommel in der Fig. 2 zugegeben. Das Mischungsverhältnis der reinen Stoffe ist im folgenden gezeigt und, wie ersichtlich, etwa das gleiche wie im Beispiel B.

Erz	Mischungs
	verhältnis %
Kamaishi-Erz	13,2
Importiertes Erz	55,0
Kalkpulver	15,7
Serpentin-Pulver	2,5
Siliziumdioxidpulver	1,7
Minipelletstoffe	9,0
Gesamt	100

Die Teilchengröße der Mischungsstoffe ist für dieses Ausführungsbeispiel in folgendem dargestellt: Teilchengrößenbereich >1000μ 1000-500 μ 500-250 μ 250-125 μ < 125 μ

Verteilung der Teilchengröße 40,0%

8,4%

16,2%

25,0%

Die Zugabe von Koksgrus erfolgt in der gleichen Weise wie in den Beispielen A oder B. Die Ergebnisse sind die folgenden:

Produktivität (T/Dm²) 33,4

Produktausbeute (%) 72,7

Schlagfestigkeit (%) 83,9

Beispiel D

Bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet man äußerst feine pulverförmige Stoffe.-jedoch kommt das geteilte Kokszugabeverfahren nicht zur Anwendung. Die gesamte Koksmenge wird unmittelbar vor der ersten Mischtrommel 3 in der F i g. 2 zugegeben, und das Mischverhältnis der Minipellets in den reinen Stoffen beträgt 6,5%.

Teilchengrößenbereich
Verteilung der Teilchengröße

Die Ergebnisse sind im folgenden wiedergegeben. Es ist zu ersehen, daß die Produktivität sich erniedrigt hat.

Produktivität (T/D m2) 31,7

Produktausbeute (%) 71,5

Schlagfestigkeit (%) 87,4

Aus dem vorstehenden, insbesondere aus dem Vergleich der Beispiele B und C, ergibt sich, daß die erwünschten Vorteile der Erfindung erzielt werden, obgleich die Teilchengröße im Beispiel C kleiner ist als im Beispiel B. Der Vorteil vorliegender Erfindung, der sich aus der Zugabe der Minipellets beim geteilten Kokszugabeverfahren ergibt, ist aus dem vorstehenden zu ersehen. Wenn man darüber hinaus das Beispiel B mit dem Beispiel D vergleicht, so ergibt sich, daß bei Zugabe der Minipellets ohne Anwendung des geteilten Kokszugabeverfahrens keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielt werden. Selbst wenn man bei der Durchführung des geteilten Kokszugabeverfahrens den Koksgehalt, der vor der ersten Mischvorrichtung 3 zugegeben wird, innerhalb des Bereiches von 20—50% ändert, ändert sich die Produktivität kaum. Wenn man fein pulverisierten Koks verwendet, zeigen die Versuche, daß der Koksantei! bevorzugt etwa 50% betragen soll.

Aus den vorstehenden Beispielen ist zu ersehen, daß man die Produktivität beträchtlich verbessern kann, Erz

Mischungsverhältnis %

Kamaishi-Erz

Importiertes Erz

Kalkpulver

Serpentin-Pulver

Minipellets

Andere Stoffe

Gesamt

18,1

55,5

15,4

1,5

6,5

4,0

100

Die Teilchengröße der Mischungsstoffe ist im folgenden wiedergegeben:

>1000	μ	1000-500	μ	500-250	μ	250-125	μ	<125 μ
43,3%		10,5%		8,9%		7,2%		29,2%

wenn insbesondere fein pulverisierte Stoffe verwendet werden. Das bedeutet, daß bei der Durchführung der Erfindung die Stoffe, welche einen hohen Anteil an

•τι feinem Pulver haben und welche man bisher nur mit Schwierigkeiten verwenden konnte, nunmehr verwendet werden können. Der wirtschaftliche Vorteil, der sich daraus ergibt, ist beträchtlich im Hinblick auf die Erschöpfung der natürlichen Rohstoffquellen. Bei der

w Durchführung der Erfindung wird das geteilte Kokszugabeverfahren verwendet. Demzufolge ergeben sich die gleichen Phänomene wie bei diesem Verfahren im Verlauf der Sinterung, d. h., ein Teil des NO₁ wird durch die reduzierende Atmosphäre im rückwärtigen Teil der Verbrennungszone reduziert und zersetzt. Demzufolge ergibt sich bei Durchführung der Erfindung eine Verringerung an NO_A auf einen zulässigen Betrag.

Die folgenden Beispiele zeigen, daß durch die Erfindung auch noch die vorstehend geltend gemachten

wi Vorteile, insbesondere die Verringerung an NO„ erzielt werden.

Beispiel 1

Die Stoffe für die Sinterung und der Koks haben die

b^r) Korngrößenverteilung, wie sie in der Tabelle 1 dargestellt ist. Die erste und die zweite Mischung werden in einer Mischtrommel mit den Abmessungen 1000 mm 0 χ 500 mm durchgeführt.

13 14

Die Ergebnisse des in der Tabelle 2 dargestellten Sinterversuchs sind aus der Tabelle 3 ersichtlich. E ergibt sich, daß das Umsetzungsverhältnis in NO* von 40 auf 25 und 30% erniedrigt ist.

Tabelle 1

Korngrößenverteilung der Stoffe für die Sinterung und von Koks

>5 mm

5-2

2-1

1-0,5

0,5-0,25

0,25-0,125

<125

Erz (%)	13,3 24,6 12,9	9,6	12,4	14,9	12,3
Koks (%)	0,6 17,7 15,6	16,0	16,3	14,3	19,5
	Tabelle 2
	Zugabebedingungen für Koks

	1	1	2	2	3	0,5	3
Zugabe an Koks (%)				3,5
erste	4,0	0,5
zweite	0	3,5	0,5
Wassergehalt im Koks (%)			10,0
erste	0,5	0,5	3,0
zweite	-	10,0
Zugabe an gebranntem Kalk	0	0
Tabelle 3
Sinterergebnisse

27,5	25,4	24,1
73,2	71,2	71,3
31,5	33,2	34,1
40	30	25

Sinterzeit (min)
Produktionsausbeute (%) Produktivität (T/Dm²) N0,-UmWandlung (%)

Beispiel 2 Feuchtegehalt gebracht und pelletisiert bei den ii

Die Stoffe und der Koks haben die in Tabelle 4 Tabelle 5 angegebenen Bedingungen. Die hierau

gezeigten Korngrößen. Die Stoffe werden in zwei resultierenden Stoffe werden in einer Sintermaschini

Mischtrommeln mit Abmessungen von 4 m 0 χ 16 m v-, gesintert, welche eine Sinterfläche von 170 m² aufweist

und 3,2 m 0 χ 12,8 m gemischt, auf einen bestimmten Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 dargestellt.

Tabelle 4

Korngrößenverteilung der Stoffe und von Koks

>5 mm

5-1 mm

1-0,5 mm 0,5-0,125 mm

<0,125 mm

Gemischte Stoffe (%)	4,5	39,3	Koks (%)	13,0	mm	18,4	3	0,68
Koks	+ 3 mm	15,8%		-0,125				2,72
	Tabelle 5
	Zugabebedingungen für Koks		2		5
		1		11
	Kokszugabe (%)		1,75
	erste	3,2	1,75
	zweite	0
	Wassergehalt im		5
	erste	5	11
	zweite	11

24,8

19,3%

Tabelle 6
Sinterergebnisse

Produktivität (T/D m²)

Produktausbeute (%)

Brenngeschwindigkeit

(mm/min)

NO ,-Umwandlung (%)

31,7
73,4
19,4

33,4
72,6
20,4

41

37,3 75,5 20,6

38

Die folgenden Beispiele erläutern Ausgestaltungen der Erfindung sowie Vorteile derselben.

Beispiel

Unter Verwendung einer Probesintermaschine und der Stoffe für die Sinterung, welche in Tabelle 7 wiedergegeben sind, wird ein Vergleichsversuch durchgeführt, bei dem das Verfahren der Erfindung mit einem bekannten Verfahren (geteiltes Koksgrus-Zugabeverfahren) durchgeführt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 wiedergegeben. Der Koksgrus wird in der ersten Verfahrensstufe in einer Menge von 20% von der Gesamtmenge des zuzugebenden Koksgruses zugegeben, und in der zweiten Verfahrensstufe wird der restliche Anteil von 80% zugegeben. Als Binder wird gebrannter Kalk verwendet mit einem Anteil von 1,5% in den Stoffen für die Sinterung. Aus den Versuchsergebnissen ist ersichtlich, daß bei Anwendung der Erfindung das Umwandlungsverhältnis in NO* in stärkerem Maße verringert werden kann, als das beim Stand der Technik der Fall ist.

Tabelle 7

Mischungsverhältnis

Brazil S.F.B.
Brazilpulver, gemahlen
Hamersley
Kalkstein

Tabelle 9

25,0%

12,0%

13,2%

6,4%

	Mischungs
	verhältnis
Kesselstein	3,1%
Eisensand	2,1%
Serpentin	1,1%
Weiches Siliziumdioxid	2,0%
Mn-Pulver	0,4%
Rückläufer	29,7%
Koksgrus	3,5%
Gebrannter Kalk (Binder)	1,5%
Tabelle 8
Gelöschter Kalk Keine Zugabe	In der ersten Ver
	fahrensstufe zu
	gegeben

N0_A-Umwand- 39,5
lung (%)

29,7

Das folgende Beispiel erläutert ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung sowie Vorteile desselben.

Beispiel

Unter Verwendung einer Versuchssintermaschim und der Stoffe für die Sinterung, welche in der Tabelle / wiedergegeben sind, wurde ein Vergleich zwischer einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und einerr Verfahren durchgeführt, bei dem der Binder in dei ersten Verfahrensstufe oder in der zweiten Verfahrensstufe zugegeben worden ist. Die Ergebnisse sind in dei Tabelle 9 wiedergegeben. Es wird das geteilte Kokszugabeverfahren durchgeführt, wobei Koksgrus ir einem Anteil von 20% der gesamten Zugabemenge ir der ersten Verfahrensstufe und die restlichen 80% in der zweiten Verfahrensstufe zugegeben werden. Als Binder wird gelöschter Kalk verwendet, und zwar in einem Anteil von 1,5% in den Stoffen für die Sinterung. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß bei Anwendung der Erfindung die Umwandlung in NO* gegenüber anderer Verfahren bedeutend verringert werden kann.

Gelöschter Kalk

Stand der
Technik

Keine
Zugabe

Vergleichsverfahren

Zugabe nur in der ersten Verfahrensstufe Zugabe nur in der
zweiten Verfahrensstufe

Verfahren gemäß Erfindung

Zugabe in der ersten Verfahrensstufe und der zweiten Verfahrensstufe

NO_A-Umwandlung (%) 39,5

29,7 30,8

26,2

Die Erfindung zeigt ein Verfahren zur Vorbehandlung von Rohstoffen, welche für die Sinterung von pulverförmigem Eisenerz verwendet werden. Bei diesem Verfahren kann ein hydrophiler Binder in der ersten Verfahrensstufe und/oder der zweiten Verfahrensstufe, während welcher der feste Kohlenstoff zugesetzt wird, zugegeben werden. Man gewinnt eine hohe Produktivität und Qualität des Sinterproduktes.

Darüber hinaus kann die NO^-Umwandlungsmenge gegenüber bekannten Verfahren erheblich reduziert werden.

Bei dem erwähnten Rückgut handelt es sich im wesentlichen um zurückgeführtes pulverförmiges Erz, das während der Sinterung oder während anderer Bearbeitungsschritte als Zwischen- oder Abfallprodukt angefallen ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Sintermischung aus pulvrigen eisenhaltigen Stoffen einschließlich Kalkstein und anderen Zuschlagen, welche in einer ersten Verfahrensstufe unter Zusatz eines Teiles des zuzugebenden festen Kohlenstoffes gemischt, auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt gebracht und granuliert werden und wobei in einer zweiten Verfahrensstufe der restliche feste Kohlenstoff zugemischt, diese Mischung auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt eingestellt und granuliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß Minipellets, die eine Korngröße von 1 bis 7 mm in einem Anteil von wenigstens 75% aufweisen, zu den zu sinternden Stoffen in einem Anteil von 3 bis 15% in der zweiten Verfahrensstufe zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als fester Kohlenstoff Koks oder Koksgrus verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von 1 bis 5% hydrophilen Binders die Minipellets hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zweiten Verfahrensstufe zugegebene Koks mit einem bestimmten Wassergehalt oder einem hydrophilen Binder versehen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt auf 5 bis 20% eingestellt wird.