DE2625223B2

DE2625223B2 - Process for the passivation of hot, reactive metal particles, application of the process and device for carrying out the process

Info

Publication number: DE2625223B2
Application number: DE2625223A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bernhard Matthews N.C. Pietsch (V.St.A.)
Original assignee: Midrex Corp Charlotte Nc (vsta)
Current assignee: Midrex International BV Rotterdam Zurich Branch
Priority date: 1975-06-05
Filing date: 1976-06-04
Publication date: 1980-07-31
Also published as: AR208785A1; EG12017A; JPS51148610A; CA1063835A; FR2313450B3; AU1357376A; AU501229B2; FR2313450A1; DE2625223A1; KE3139A; MY8100378A; DE2625223C3; JPS563881B2; ZA762594B; GB1504088A; BR7603290A; CA1062428A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Sie bezieht sich ferner auf eine Anwendung des Verfahrens sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1. It relates to also to an application of the method and to a device for carrying out the method according to the preamble of claim 5.

Ein Verfahren der einleitend genannten Art ist durch die US-PS 22 87 636 bekannt geworden. Bei der Direktreduktion angefallenes heißes Eisenpulver wird hier zwischen zwei gegenläufig rotierenden Walzen zu einem endlosen Metallstreifen verdichtet, der anschließend zwischen Druckwalzen noch weiter verdichtet werden kann. Bei der Zerkleinerung derartiger Metallstreifen besteht die Gefahr, daß reaktionsfähige Bruchoder Schnittflächen zurückbleiben, an denen die Stücke oxydieren, insbesondere wenn sie eine hohe Temperatur aufweisen.A method of the type mentioned in the introduction has become known from US Pat. No. 2,287,636. In the Hot iron powder accrued by direct reduction is closed here between two counter-rotating rollers an endless metal strip, which is then compressed even further between pressure rollers can be. When comminuting such metal strips there is a risk of reactive breakage or This leaves cut surfaces where the pieces will oxidize, especially if they are at a high temperature exhibit.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren so weiter zu bilden, daß Stücke mit allseitig geschlossener, so weit verdichteter Schale erhalten werden, daß eine Reoxydation des Metalles auch bei höheren Temperaturen weitgehend unterbunden ist ic Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den Ansprüchen 2 und 3 zu entnehmen.The object of the invention is to develop the known method so that pieces with all-round closed, so much compacted shell that a reoxidation of the metal even with higher Temperatures is largely prevented ic This task is performed in a process of initially mentioned type solved by the characterizing features of claim 1 Advantageous embodiments of the method can be found in claims 2 and 3.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren bei einem Schwammeisen gemäß Anspruch 4 angewandt Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Anspruch 5 zu entnehmen.The method according to the invention is preferably applied to a sponge iron according to claim 4 A preferred device for carrying out the method can be found in claim 5.

Neben der Beschreibung und den Patentansprüchen dienen zur Erläuterung der Erfindung auch 3 Blatt Figuren mit den F i g. I bis 10; im einzelnen zeigtIn addition to the description and the claims, 3 sheets are also used to explain the invention Figures with the F i g. I to 10; shows in detail

Fig. 1 in einer Aufrißdarstellung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei einige Teile weggelassen wurden;1 shows a preferred one in elevation Embodiment of the invention with some parts omitted;

F i g. 2 in einer ebenen Darstellung zwei Schneidwalzen mit ihrer ineinandergreifenden Anordnung;F i g. 2 shows a plan view of two cutting rollers with their interlocking arrangement;

F i g. 3 in einer ebenen Darstellung ähnlich zu der nach F i g. 2, jedoch in einem größeren Maßstab, einen Bereich des bearbeiteten Werkstückes; «ι F i g. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV aus F i g. 3;F i g. 3 in a planar representation similar to that according to FIG. 2, but on a larger scale, one Area of the machined workpiece; «Ι F i g. 4 shows a sectional view along the line IV-IV from Fig. 3;

F i g. 5 eine Endansicht der Verdichtungswalzen und der zu ihnen gehörenden Teile;F i g. Figure 5 is an end view of the compaction rollers and their associated parts;

F i g. 6 eine Schnittdarstellung entlang der Linie Vl-Vl aus F i g. 5;F i g. 6 shows a sectional view along the line VI-VI from FIG. 5;

Fig.7 in einer schematischen Querschnittsdarstellung ein Werkstück, das in Längsrichtung abgeschert werden soll;7 in a schematic cross-sectional illustration a workpiece to be sheared lengthways;

Fig. 8 in einer schematischen Darstellung ein Werkstück im Verlauf der longitudinalen Abscherung und der auftretenden Verdichtung der abgescherten Kanten;8 shows a schematic representation of a workpiece in the course of longitudinal shearing and the resulting compression of the sheared edges;

Fig. 9 in einer schematischen Aufrißdarstellung ein Werkstück, das in Querrichtung abgeschert werden soll; und9 shows a schematic elevation view of a workpiece which is to be sheared off in the transverse direction; and

Fig. 10 in einer schematischen Aufrißdarstellung ein Werkstück im Verlauf der Abscherung in transversaler Richtung und der auftretenden Verdichtung an dessen abgescherten Kanten.Fig. 10 in a schematic elevation view Workpiece in the course of the shearing in the transverse direction and the compression that occurs on it sheared edges.

™ Mit F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Passivierung von heißem, reaktionsfähigem, teilchenförmigem Metall dargestellt, wobei die Vorrichtung im wesentlichen aus drei Hauptteilen besteht, nämlich einer Materialsammeivorrichtung 10, ^r'*> einer Verdichtungsanlage 12 und einer Vorrichtung 14 zum Teilen und Verdichten.™ With F i g. 1 shows an inventive device for the continuous passivation of hot, reactive, particulate metal is shown, the apparatus consists essentially of three main parts, namely a Materialsammeivorrichtung 10, ^r '*> a compacting plant 12 and an apparatus 14 for dividing and compressing.

Die Sammelvorrichtung 10 kann die Form eines Schütteltrichters 15 aufweisen, mit einem Absperrschieber 16 am unteren Ende des Trichters 15 oberhalb von ^h" einem Einspeistrichter 18, wobei der Trichter 18 das heiße zugeführte Material 20 enthält und für die Steuerung der Zuführungsgeschwindigkeit des Materials zu der Verdichtervorrichtung 12 ausgelegt ist. Das zugsführte Material 20 kann aus Eisenschwamm, Pellets ^M oder Stückerz bestehen oder aus einer Kombination dieser Materialien, wobei dieses Material in einem mit der betrachteten Anlage in Verbindung stehenden Direktreduktionsofen 8 reduziert worden ist. ZumThe collecting device 10 may be in the form of a vibrating hopper 15, with a gate valve 16 at the lower end of the hopper 15 above ^h "a feed hopper 18, the hopper 18 containing the hot feed material 20 and for controlling the feed rate of the material to the compacting device 12. The drawn material 20 can consist of sponge iron, pellets ^M or lump ore or a combination of these materials, this material having been reduced in a direct reduction furnace 8 connected to the plant in question

Einspeistrichter 18 gehören die mit den Fig.5 und 6 dargestellten Wandbleche 22, welche gegen die Endabschnitte von angetriebenen, einen großen Durchmesser aufweisenden Verdichterwalzen 24 und 26 drücken, um das Innere des Trichters 18 gegen die atmosphärische Luft abzudichten. Wie dargestellt, ist die Walze 24 in ihren Lagern 28 festgelegt während die Walze 26 verschieblich in den horizontal beweglichen Walzenlagern 30 festgelegt ist, deren Bewegung durch den hydraulisch beaufschlagten Zylinder 32 gesteuert wird. Die Walzen 24 und 26 können eine glatte Hülle aufweisen, oder sie können an jedem Endabschnitt des Walzenkörpers einen kleinen Kragen aufweisen.Feed funnels 18 belong to those with FIGS. 5 and 6 illustrated wall plates 22, which are driven against the end portions of a large diameter having compactor rollers 24 and 26 press to the inside of the hopper 18 against the to seal off atmospheric air. As shown is the roller 24 fixed in its bearings 28 while the roller 26 is slidable in the horizontally movable Roller bearings 30 is set, the movement of which is controlled by the hydraulically actuated cylinder 32 will. The rollers 24 and 26 may have a smooth shell or they may be at each end portion of the Roller body have a small collar.

Der Bereich zwischen dem Absperrschieber 16 und dem Spalt zwischen den Walzen 24 und 26 wird nachfolgend als Zuführungs- und Verdichtungszone bezpichnetThe area between the gate valve 16 and the gap between the rollers 24 and 26 becomes hereinafter referred to as the feed and compression zone

Abstreifer 44a und 446 sind unterhalb de*· Verdichtungswalzen um die entsprechenden Lagerspitzen 46a und 46Zj herum drehbar befestigt, wobei sich jede Lagerspitze unterhalb vom Schwerpunkt der entsprechenden Abstreifer befindet.Strippers 44a and 446 are rotatably mounted below the compaction rollers about the respective bearing tips 46a and 46Zj, with each bearing tip being below the center of gravity of the respective scrapers.

D. h, die Oberkante jedes Abstreifers ist bestrebt, in Berührung mit der entsprechenden Verdichterwalze zu bleiben. Eine Zugfeder 48 hält jeden Abstreifer unter Zugspannung an der entsprechenden Verdichter -valze, um die gegenseitige Berührung zu gewährleisten.That is, the upper edge of each scraper strives to come into contact with the corresponding compactor roller stay. A tension spring 48 holds each scraper under tension on the corresponding compressor roller, to ensure mutual contact.

Unterhalb von den Verdichterwalzen und zu deren Durchtrittsrichtung ausgerichtet befinden sich zwei horizontal gegenüberliegende Scher- und Schlitzwalzen 34 und 36 zum longitudinalen Spalten eines breiten Streifens. Die Walze 34 ist in dem festen Lager 38 festgelegt, während die Walze 36 in dem in horizontaler Richtung verschiebbaren Lager 40 festgelegt ist, dessen Verschiebung mit dem hydraulisch beaufschlagten Zylinder 42 gesteuert wird. Die Scherwalzen 34 und 36 weisen vorteilhafterweise eine mit den F i g. 2 und 3 dargestellte Konfiguration auf. Eine Führungsvorrichtung 50, die auch als Walzenabstreifer oder einfach als Führung bezeichnet werden kann, ist an der Auslaßseite bzw. an der Unterseite von jeder Walze 34 und 36 angebracht Eine solche Führung kann vollständig an die Walzenhülle angepaßt sein und sich vollständig über den gesamten Walzenkörper erstrecken. Alternativ dazu kann die Führungsvorrichtung aus einer Anzahl einzelner Führungen bestehen, von denen jede in eine Vertiefung 34a oder einen Vorsprung 346 (vgl. F i g. 3) an der Walze eingreiftBelow the compactor rollers and aligned with their direction of passage there are two horizontally opposed shear and slitter rolls 34 and 36 for longitudinally splitting a wide one Strip. The roller 34 is fixed in the fixed bearing 38, while the roller 36 in the horizontal Direction of displaceable bearing 40 is set, the displacement of which is acted upon hydraulically Cylinder 42 is controlled. The shear rollers 34 and 36 advantageously have one shown in FIGS. 2 and 3 configuration shown. A guide device 50, which also as a roller scraper or simply as Guide, which may be referred to, is on the outlet side and on the underside of each roller 34 and 36, respectively attached Such a guide can be completely adapted to the roll shell and completely over extend the entire roller body. Alternatively, the guide device can be selected from a number individual guides exist, each of which in a recess 34a or a projection 346 (cf.F i g. 3) engages on the roller

In der Ausrichtung mit der Durchtrittsrichtung durch die Verdichterwalzen und die Schlitzwalzen befindet sich der Amboß 54, der gegebenenfalls in horizontaler Richtung eine Form aufweist, die an die Wrlze 34 angepaßt ist Eine rotierende Schneideinrichtung 56 mit einer Anzahl von Messerhaltern 58 und darin eingesetzten Scherblättem 59 ist unterhalb vom Amboß 54 in der Weise befestigt daß die Scherblätter die Werkstücke in transversaler Richtung abschneiden, indem die Blätter die Werkstücke gegen den Amboß abscheren. Die Scherblätter 59 weisen vorzugsweise eine flache Scherfläche 60 auf. Unterhalb von der rotierenden Schneideinrichtung kann eine Schüttrinne 61 vorgesehen sein, um die metallisierten Eisenstucke 62 zu sammeln und diese in einen mit Wasser gefüllten Kühltank 64 zu führen. Mittels einer endlosen Transportvorrichtung 66 weiden die Stücke aus dem Kühltank herausbefördert und auf einem Förderband 68 abgelegt, das die Stücke für eine spätere Verschiffung zu einer Halde 70 transportiert. Der geringe Anteil an feinteiligem Material, das im Verlauf der Abscherung und durch Abrieb des stückigen Materials anfällt fällt durch Aussparungen in der endlosen Fördervorrichtung 66 hindurch und wird in einem Trichter 72 gesammelt der an seinem unteren Ende ein Absperrventil 74 aufweist Der Trichter 72 kann periodisch in einen Wagen 76 entleert werden, um das feintiilige Material aus der Anlage zu entfernen.In alignment with the direction of passage through the compactor rollers and the slotted rollers is the anvil 54, which optionally has a shape in the horizontal direction which is adapted to the root 34. A rotating cutting device 56 with a number of knife holders 58 and blades 59 inserted therein attached below the anvil 54 such that the blades cut the workpieces in a transverse direction as the blades shear the workpieces against the anvil. The shear blades 59 preferably have a flat shear surface 60. A chute 61 can be provided below the rotating cutting device in order to collect the metallized iron pieces 62 and to guide them into a cooling tank 64 filled with water. The pieces are conveyed out of the cooling tank by means of an endless transport device 66 and placed on a conveyor belt 68, which transports the pieces to a stockpile 70 for later shipment. The small amount of finely divided material that is produced in the course of the shearing and by abrasion of the lumpy material falls through recesses in the endless conveying device 66 and is collected in a funnel 72 which has a shut-off valve 74 at its lower end a trolley 76 can be emptied to remove the fine material from the plant.

Beim Betrieb wird heißer Eisenschwamm, Pellets ίο und/oder stückiges Material einschL feinteiligem Material wie etwa Abrieb oder Grus in den Schütteltrichter 12 eingeführt Vorrichtungen 80 zur Überwachung des Feststoffpegels im Schütteltrichter 12 können mit der Vorrichtung verbunden sein, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebs für die Walzen 24 und 26 steuert um ein ausreichendes Materialvolumen im Schütteltrichter zu gewährleisten, damit stets eine konstante Breite der länglichen Streifen (vgl. Fig. 1) erhalten bleibtDuring operation, hot sponge iron, pellets ίο and / or lumpy material including finely divided material such as grit or grit, devices 80 are introduced into the hopper 12 for monitoring the Solids levels in the hopper 12 can be connected to the device, which determines the speed of rotation the drive for the rollers 24 and 26 controls a sufficient volume of material in Shaking funnel to ensure that the elongated strips always have a constant width (see Fig. 1) preserved

Der heiße Eisenschwamm weist eine Temperatur von wenigstens 600⁰C und vorzugsweise von 700 bis 800⁰C auf und ist im Mitte! zu wenigstens ungefähr 75%, gewöhnlich zu wenigstens 85% und vorzugsweise zu wenigstens 90% metallisiert Der heiße Eisenschwamm wandert aus dem Schütteltrichter 12 durch den Bereich des Absperrschiebers 16 hindurch in den Einspeistrichter 18. Solange die Anlage in Betrieb ist, befindet sich der Absperrschieber 16 in der geöffneten Stellung; lediglich wenn die Anlage abgeschaltet ist, wird der Absperrschieber 16 geschlossen. Der Einspeistrichter, der Absperrschieber und der Schütteltrichter müssen gasdicht ausgestaltet sein, damit eine Berührung des außerordentlich reaktionsfähigen Materials mit der Umgebungsluft ausgeschlossen ist.The hot sponge iron has a temperature of at least 600 ^° C. and preferably from 700 to 800 ^° C. and is in the middle! At least about 75%, usually at least 85% and preferably at least 90% metallized.The hot sponge iron migrates from the vibrating funnel 12 through the area of the gate valve 16 into the feed funnel 18. As long as the system is in operation, the gate valve 16 is located in the open position; only when the system is switched off, the gate valve 16 is closed. The feed funnel, the gate valve and the vibrating funnel must be designed to be gas-tight so that the extremely reactive material cannot come into contact with the ambient air.

J5 Die Wanderungsgeschwindigkeit des heißen Eisenschwamms auf den Spalt zwischen den beiden Verdichtungswalzen 24 und 26 zu kann durch einen Zuführmechanismus 86 mit einer beweglichen Zunge geregelt werden. Damit wird das Eisenschwammvolumen geregelt, das die Walzen erreicht, und damit auch die Dicke und die Dichte des bei der Verdichtung erzeugten Streifens. Wird den Walzen ein zu großes Materialvolumen zugeführt, dann können diese auseinandergedrückt werden und erzeugen dann einen dickeren Streifen mit einer weniger günstigen Dichteverteilung bzw. einem weniger günstigen Dichtegradienten. Die Zunge 88 am Zuführmechanismus 86 ist drehbar am Einspeistrichter 18 befestigt und weist einen Stellarm 90 auf, der aus dem Trichter herausragt. Die Zunge 88 kann sich über die gesamte Breite des Trichters 18 erstrecken oder es können mehrere schmälere Zungen vorgesehen sein.J5 The speed of migration of the hot sponge iron on the gap between the two compaction rollers 24 and 26 can by a Feed mechanism 86 can be regulated with a movable tongue. This becomes the sponge iron volume regulated that reaches the rollers, and thus also the thickness and density of the during compaction produced stripe. If too large a volume of material is fed to the rollers, they can be pushed apart and then produce a thicker strip with a less favorable density distribution or a less favorable density gradient. The tongue 88 on the feed mechanism 86 is rotatably attached to the feed funnel 18 and has an actuating arm 90 which protrudes from the funnel. the Tongue 88 can extend the full width of funnel 18, or there can be more than one narrower tongues can be provided.

Unter der Wirkung von seinem eigenen Gewicht wird der heiße Eisenschwamm den Verdichtungswalzen zugeführt. Es kann auch eine alternative Zuführanordnung verwendet werden, etwa ein Schneckenförderer, mit dem ein positiver Förderdruck auf das Material ausgeübt werden kann, das in den Walzenspalt eintritt. Dies erleichtert die Steuerung der Geschwindigkeit und w) des Volumens von dem zugeführten Materialstrom.Under the action of its own weight, the hot sponge iron turns the compaction rollers fed. An alternative feed arrangement can also be used, such as a screw conveyor, with which a positive delivery pressure can be applied to the material entering the nip. This makes it easier to control the speed and w) the volume of the supplied material stream.

Nachdem der heiße F.isenschwamm in den Walzenspalt eingeführt worden ist, wird der Eisenschwamm dort kontinuierlich von den gegenläufig rotierenden Walzen 24 und 26 verdichtet, weiche große Druckkräfte h'i auf den Eisenschwamm ausüben und dadurch die Bildung einer stark verdichteten Eisenmasse verursachen, bis das Material den engsten Spalt an der horizontalen Mittellinie der Walzen erreicht hat.After the hot iron sponge has been inserted into the nip, the iron sponge becomes there continuously compacted by the counter-rotating rollers 24 and 26, soft high pressure forces h'i exercise on the sponge iron and thereby the Formation of a highly compacted iron mass will cause the material to form the narrowest gap at the has reached the horizontal center line of the rollers.

Während dieser Verdichtung werden die einzelnen Pellets oder Stücke deformiert und durch den von den Verdichtungswalzen ausgeübten Verdichtungsdruck wird die schwammartige Struktur des Eisens beseitigt und das feinteilige Material wird in die verdichtete ^r, Masse eingearbeitet. Das Gas, das sowohl in den Zwischenräumen zwischen den heißen Pellets wie in den Poren dieser Pellets enthalten ist, wird unter Druck daraus ausgetrieben und entweicht aus dem Trichter 18 durch Lücken zwischen den Endabschnitten der Verdichtungswalze und den Wandblechen 22, ferner durch Lücken zwischen den Walzenkörpern und dem unteren Abschnitt des Einspeistrichters 18. Dieses Gas, das beim Austragen der Pellets aus dem Direktreduktionsofen 8 in und um die Pellets herum verbleibt, weist reduzierenden Charakter auf und liefert einen stetigen Strom an nicht-oxidierendem Gas, um die Zuführungsund Verdichtungszone vor der Berührung mit der umgebenden atmosphärischen Luft zu schützen. Daraus folgt, es ist nicht erforderlich, ein spezielles ausgeklügeltes Abdichtungssystem vorzusehen.During this compaction, the individual pellets or pieces are deformed and by the pressure exerted by the compaction rollers compaction pressure, the sponge-like structure of the iron is eliminated and the particulate material is incorporated in the compressed ^r, Mass. The gas contained both in the spaces between the hot pellets and in the pores of these pellets is expelled therefrom under pressure and escapes from the hopper 18 through gaps between the end portions of the compacting roller and the wall plates 22, and also through gaps between the roller bodies and the lower portion of the feed hopper 18. This gas, which remains in and around the pellets as the pellets are discharged from the direct reduction furnace 8, has a reducing character and provides a steady flow of non-oxidizing gas around the feed and compression zone prior to contact to protect with the surrounding atmospheric air. It follows from this that it is not necessary to provide a special, sophisticated sealing system.

Bei Betriebsbeginn wird eine Spülung mit Stickstoff angewandt. Hierbei wird Stickstoff oder ein anderes nicht-oxidierendes Gas durch die öffnungen 92 (vgl. F i g. 5 und 6) in den Wandblechen 22 nahe am Walzenspalt in den Einspeistrichter eingeführt. Nachdem ein verdichteter Streifen mit einer Länge von einigen Metern ausgebildet worden ist, wird die Spülung mit Stickstoff beendet, da das aus den Poren ausgetriebene Gas den Stickstoff ersetzt und eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhält.At the start of operation, nitrogen purging is used. This is nitrogen or another non-oxidizing gas through the openings 92 (cf. FIGS. 5 and 6) in the wall plates 22 close to the Roller gap introduced into the feed hopper. After a compacted strip with a length of a few meters has been formed, the flushing with nitrogen is stopped, as this flows out of the pores expelled gas replaces nitrogen and maintains a reducing atmosphere.

Bei der Verdichtung des heißen Eisenschwammes wird ein kontinuierlicher Streifen oder ein Band 5 (vgl. Fig. 1) gebildet, das eine solch hohe Dichte aufweist daß die vorher sehr große Affinität des Eisens zum Sauerstoff soweit vermindert ist, daß diese nunmehr nicht langer die Ursache für eine wesentliche Rückoxidation des Eisens sein kann. Tatsächlich bewirkt die Oxidation der Oberfläche dieses extrem dichten Materials jetzt lediglich einen sehr kleinen Verlust an Metallisierung.When the hot sponge iron is compacted, a continuous strip or band 5 (cf. Fig. 1) formed, which has such a high density that the previously very great affinity of iron for Oxygen has been reduced to such an extent that it is no longer the cause of substantial reoxidation of iron can be. In fact, the oxidation of the surface causes this to be extremely dense Materials now only shows a very small loss of metallization.

Die mittlere Dichte des Streifens hängt von der Dicke des Streifens ab. Ein ausgeprägter Dichtegradient auf die weniger dichte Mitte des Streifens zu vermindert die mittlere Dichte mit zunehmender Streifendicke. Die mittlere Dichte muß wenigstens 4,5 g/cm³ betragen und soll vorzugsweise zwischen 5 und 6 g/cm³ liegen. Unterhalb einer Dichte von 4,5 g/cm³ ist die Passivierung für eine langdauernde Lagerung des Materials in einer offenen Aufschüttung ohne merklichen Verlust an Metallisierung nicht ausreichend. Hierbei ist auch zu beachten, daß dann, wenn die mittlere Dichte eines dickeren Streifens nur 4,5 g/cm³ beträgt, die von der umgebenden Atmosphäre berührte Oberfläche eine sehr hohe Dichte aufweist mit einem entsprechend hohen Ausmaß an Passivierung!The mean density of the strip depends on the thickness of the strip. A pronounced density gradient towards the less dense center of the stripe reduces the mean density with increasing stripe thickness. The mean density must be at least 4.5 g / cm ³ and should preferably be between 5 and 6 g / cm ³ . Below a density of 4.5 g / cm ³ , the passivation is not sufficient for long-term storage of the material in an open embankment without a noticeable loss of metallization. It should also be noted that if the average density of a thicker strip is only 4.5 g / cm ³ , the surface in contact with the surrounding atmosphere has a very high density with a correspondingly high degree of passivation!

Im Verlauf der Verdichtung erwärmen sich die Verdichterwalzen 24 und 26 als Folge des Wärmeübergangs von dem heißen zugeführten Material 20 auf die Walzen; wobei sich die Temperatur des zugeführten Materials durch die außerordentlich große Energiezufuhr, die in Wärme umgewandelt und von dem zugeführten Material absorbiert worden ist, erhöht hat Gegebenenfalls können Absauggebläse 100 (vgl. F i g. 5 und 6) vorgesehen sein, um überschüssige Wärme von den Walzen abzuführen. Damit die Absauggebläse 100 wirksam arbeiten können, sollten die Verdichterwalzen 24 und 26 von einem Gehäuse 102 umgeben sein, wie das am besten mit F i g. 5 dargestellt ist Das Gehäuse 1Oi weist wenigstens einen, vorzugsweise jedoch eine Vielzahl von Lufteinlässen 104 an jeder Bodenfläche auf Die von den Absauggebläsen 100 ausgehende Saugwirkung führt zu einer Umwälzung der umgebenden Lufi durch die Einlasse 104 rund um die Verdichterwalzen 24 und 26 herum und durch die Ansauggebläse IOC hindurch aus dem Gehäuse 102 hinaus. Diese Gebläse können mit einer Staubsammelvorrichtung, einerr Staubsack oder einem sonstigen Abscheider verbunder sein, um feinteiliges Material aus der abgegebenen Lufi zu entfernen.In the course of the compaction, the compaction rollers 24 and 26 heat up as a result of the heat transfer from the hot supplied material 20 to the rollers; wherein the temperature of the supplied material has increased due to the extremely large energy input, which has been converted to heat and absorbed by the material fed, may optionally extractor 100 (see FIG. F i g. 5 and 6) may be provided to remove excess heat from remove the rollers. In order for the exhaust fans 100 to operate effectively, the compressor rollers 24 and 26 should be surrounded by a housing 102 , as best shown in FIG. 5 is shown the housing 1Oi has at least one, but preferably a plurality of air inlets 104 on each bottom surface emanating from the exhaust fans 100 suction results in a circulation of the surrounding Lufi through the inlets 104 around the compressor rolls 24 and 26 and through the Induction fan IOC out of the housing 102 . These fans can be connected to a dust collector, dust bag or other separator in order to remove finely divided material from the discharged air.

Die Abstreifer 44 wirken als Walzenführungen für die Verdichterwalzen 24 und 26 und verhindern, daß dei längliche Streifen um eine der Walzen herumgewickeliThe scrapers 44 act as roller guides for the compactor rollers 24 and 26 and prevent the elongated strips from wrapping around one of the rollers

...:-j 7 ^A^K^u λ:*·**— *ι:_λ λ ι»»-»;ϊ·. λλ λ~~.. α~~ ...: - j 7 ^ A ^ K ^ u λ: * · ** - * ι: _λ λ ι »» - »; ϊ ·. λλ λ ~~ .. α ~~

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Streifen in die Schlitzwalzen 34 und 36 einzuführen. Die Abstreifer 44 werden durch die Wirkung der Federn 4t an die Verdichterwalzen herangezogen und leiten der Streifen in der Durchtrittsrichtung durch die Schlitzwal zen.Feed strips into slot rollers 34 and 36. The scrapers 44 are drawn to the compactor rollers by the action of the springs 4t and guide the strips in the direction of passage through the slotted rollers.

Da es sich bei dem Werkstück nach dem Austritt au: den Verdichterwalzen um einen breiten Streifen ί handelt wird dieser von den Schlitzwalzen 34, 36 ir schmälere Streifen, im folgenden Metallstränge S genannt (vgl. F i g. 4) zerschnitten, welche den heißen höchst dehnbaren Streifen S in die alternierender Vertiefungen in jeder Walze zwingen. Bei diesen-Verfahrensschritt werden ausreichende Druckkräfte aul die Kanten der Metallstränge 5'ausgeübt um die Dichte des Materials an den Streifenkanlen ausreichend zt erhöhen, damit die angestrebte Passivierung entlang dei Längskanten erreicht wird. Die Deformierung dei Werkstücke durch dieses Abscheren oder Schlitzen isi mit den F i g. 7 und 8 dargestelltSince the workpiece after exiting the compactor rollers is a wide strip ί , this is cut by the slotted rollers 34, 36 ir narrower strips, hereinafter referred to as metal strands S (see FIG. 4), which are called the Force highly extensible strips S into the alternating indentations in each roller. In this process step, sufficient pressure forces are exerted on the edges of the metal strands 5 'in order to sufficiently increase the density of the material on the strip channels so that the desired passivation is achieved along the longitudinal edges. The deformation of the workpieces by this shearing or slitting is shown in FIGS. 7 and 8 shown

Die in der Schneideinrichtung 56 erzeugten Metall-Stränge S' werden nachfolgend in kleine, vollständig passivierte Stücke oder kompakte Körper 62 zerteilt die in Form einer losen Aufschüttung gehandhabt aufbewahrt und verschifft werden können, wozi lediglich die üblichen Ausrüstungen benötigt werden Um eine vollständige Passivierung zu erreichen, muß die äußere Oberfläche von jedem kompakten Körper hoch verdichtet sein; da die Streifenmitte weniger dicht ist al« die Streifenoberfläche, müssen im Verlauf des Zerteilungsschrittes die neu erzeugten rjuer verlaufender Oberflächen ausreichend verdichtet werden, damit eine vollständige Passivierung erhalten wird. An diesen" Punkt des Gesamtverfahrens ist die Temperatur de; Streifens ausreichend hoch, um den Metallstrang ir einem warmverformbaren bzw. geschmeidigen Zustand zu halten, insbesondere deshalb, weil die Dichte lediglich ungefähr 70 bis 80% der theoretischen Dichte beträgt The metal strands S ' generated in the cutting device 56 are then divided into small, completely passivated pieces or compact bodies 62 which can be stored and shipped in the form of a loose embankment, where only the usual equipment is required to achieve complete passivation , the outer surface of any compact body must be highly condensed; Since the center of the strip is less dense than the surface of the strip, the newly created surfaces must be sufficiently compacted in the course of the dividing step so that complete passivation is obtained. At this point in the overall process, the temperature of the strip is sufficiently high to keep the metal strand in a malleable or ductile state, particularly because the density is only about 70 to 80% of the theoretical density

Ein alternatives Verfahren, um gleichzeitig die Zerteilung und Verdichtung der passivierten Material stücke zu erreichen, besteht darin, das Schneiden mil einer so hohen Geschwindigkeit durchzuführen, daC örtlich so viel Energie zugeführt wird, daß die damit erzeugte Wärme eine dünne Schicht des metallischer Materials zum Schmelzen bringt Bei der Verfestigung des Materials wird dann eine dichte Schutzschicht odei Haut auf den neuen Oberflächen gebildetAn alternative method to simultaneously cut and compact the passivated material to achieve pieces consists in cutting mil at such a high speed that so much energy is locally supplied that the The heat generated melts a thin layer of the metallic material during solidification of the material, a dense protective layer or skin is then formed on the new surfaces

Die gleichzeitige Zerteilung und Verdichtung de« Metallstrangs wird dadurch bewirkt daß dieser arr Amboß 54 vorbeibewegt wird, während gleichzeitig die Scherblätter 59 der rotierenden Schneideinrichtung 5t gegen den Strang getrieben werden. Diese Wirkung und die Deformierung der abgescherten Rächen deiThe simultaneous division and compression of the metal strand is caused by the fact that this arr Anvil 54 is moved past while at the same time the shear blades 59 of the rotating cutter 5t be driven against the strand. This effect and the deformation of the sheared avenges dei

erhaltenen kompakten Körper sind mit den Fig. 9 und 10 dargestellt. Die bei der Deformierung auftretenden Beanspruchungen führen zu einer wirksamen Verdichtung derjenigen Abschnitte des Materials, welche die abgescherten Flächen enthalten. Tatsächlich wird bei dieser heißen Abscherung das Material an jeder Fläche verdichtet bzw. zusammengedrückt, wodurch die Abmessungen der abgescherten kompakten Körper kleiner werden als die übliche Werkstückdicke.obtained compact bodies are shown in Figs. 9 and 10 shown. The stresses that occur during deformation lead to effective compression those portions of the material which contain the sheared surfaces. In fact, at this hot shear compresses the material on each surface, whereby the Dimensions of the sheared compact body are smaller than the usual workpiece thickness.

Für den Fall, daß die hergestellten kompakten Körper für die Verschiffung vorgesehen sind, müssen diese Körper auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden. Da die Körper vollständig passiviert sind, kann die Abkühlung durch Abschrecken in oder mittels Wasser erfolgen, oder durch irgendwelche anderen verfügbaren Maßnahmen. Eine geeignete Vorrichtung zum Abschrecken mit Wasser ist oben mit Bezugnahme auf F i g. 1 erläutert worden.In the event that the compact body produced are intended for shipping, they must Body to be cooled to ambient temperature. Since the bodies are completely passivated, the Cooling can be done by quenching in or by means of water, or by any other available Measures. A suitable apparatus for water quenching is above with reference to FIG F i g. 1 has been explained.

Nach dem Abscheren weisen die erhaltenen kompakten Körper weiterhin hohe Temperatur auf. Wenn diese kompakten Körper in einem benachbarten Stahlwerk verwendet werden, dann kann die in den Körpern noch enthaltene Wärme ausgenutzt werden, um die zum Schmelzen des Rohmaterials erforderliche Energiezufuhr zu vermindern und um die Produktivität des Verfahrens zu erhöhen. Um diese Ziele zu erreichen, werden die kompakten Körper ohne Abschreckung oder Abkühlung zu einer für hohe Leistung ausgelegten Bandtransportvorrichtung aus Stahl überführt, um damit direkt in einen Schmelzofen befördert zu werden. Da die kompakten Körper in passivierter Form vorliegen, können sie ohne spezielle Vorsichtsmaßnahmen an Umgebungsluft transportiert werden. Es wird jedoch angestrebt, die kompakten Körper vor einer Abkühlung durch Wind, Regen, Schnee und dgl. zu schützen. D. h., die Transportvorrichtung kann geschlossen sein, um die Kühlwirkungen von Wind und Wetter auszuschalten, außerdem kann die Transportvorrichtung isoliert sein, um Wärmeverluste der kompakten Körper insbesondere durch Konvektion zu vermeiden. Für den Fall, daß Abgase mit einer Temperatur oberhalb 700°C aus dem Stahlwerk oder der Direktreduktion verfügbar sind, dann können diese Gase in das die Bandtransportvorrichiung umgebende Gehäuse eingeführt werden, um die Wärmeverluste der kompakten Körper im Verlauf des Transports möglichst klein zu halten. Geeignete Gase sind Gichtgas, Abgas oder verbrauchtes Reduktionsgas aus dem Direktreduktionsofen, oder Abgas aus einem Metallfrischofen, wie etwa einem Elektroofen, und gasförmige Kohlenwasserstoffe. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen kompakten Körper aus Eisen weisen gewöhnlich rechteckige Flächen auf und bilden im wesentlichen ein rechteckiges Parallelpipedon (ein Prisma mit sechs Flächen, von denen jede als Parallelogramm ausgebildet ist).After shearing, the compact bodies obtained continue to have a high temperature. If those compact body can be used in a neighboring steelworks, then those in the bodies can still be used The heat contained in the material can be used to generate the energy required to melt the raw material to reduce and to increase the productivity of the process. To achieve these goals, the compact bodies are designed for high performance without quenching or cooling Belt conveyor made of steel transferred to be transported directly into a melting furnace. Since the compact bodies are in a passivated form, they can be used without special precautionary measures be transported in ambient air. However, the aim is to have the compact body in front of a To protect cooling from wind, rain, snow and the like. In other words, the transport device can be closed to switch off the cooling effects of wind and weather, and the transport device be insulated in order to avoid heat loss of the compact body, in particular due to convection. In the event that exhaust gases with a temperature above 700 ° C from the steelworks or direct reduction are available, then these gases can in the housing surrounding the tape transport device be introduced in order to minimize the heat losses of the compact body during transport keep. Suitable gases are furnace gas, exhaust gas or used reducing gas from the direct reduction furnace, or exhaust gas from a metal refining furnace such as an electric furnace and gaseous hydrocarbons. The compact iron bodies obtained by the process according to the invention usually have rectangular surfaces and essentially form a rectangular parallelepiped (a prism with six Areas, each of which is designed as a parallelogram).

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for the passivation of hot, reactive metal particles,
in which the particles are fed to the roller gap between two first counter-rotating rollers and compacted into a coherent, long metal strip, and
the metal strip is subsequently further compacted between second rollers,
characterized in that
the second rollers (34,36) cut the metal strip (S) in the longitudinal direction under shear stress into a plurality of metal strands ^ '^; and each metal strand (S ') is cut at regular intervals by knives (59) moved transversely to its feed direction into pieces with a compacted core and a closed, even denser shell.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cutting of the metal strands takes place under shear stress

3. The method according to claim 1, characterized in that the cutting of the metal strands occurs at such a high speed that surface material melts at the interface and at its solidification compacts the cut surface.

4. Application of the method according to one of claims 1 to 3 to up to at least 75% metallized sponge iron, which is compacted ^{into pieces with an average density of at least 4.5 g / cm 3} , in particular 5 to 6 g / cm ^3.

5. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3,

with two first rollers rotating in opposite directions, the roller gap of which can be fed with hot metal pieces are and

with at least two second rollers rotating in opposite directions, the roller gap of which can be fed in with the metal strip formed in the first roller gap, characterized in that
the roller circumference of the second rollers (34 and 36) has interlocking grooves and webs arranged parallel to the feed direction for shearing cutting of the metal strip (S) into individual metal strands; and

a rotating cutting device (56) with a number at right angles to the feed direction of the metal strands Shear blades (59) for cutting the metal strands into pieces with a compacted core and closed, even denser shell is arranged.