DE2719743A1 - Bindemittelzusammensetzung und deren verwendung - Google Patents

Bindemittelzusammensetzung und deren verwendung

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Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER - HIRSCH . BREHM
PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN 2719 7 4 3
Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Palenlconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Palentconsult
Beschreibung:
Diese Erfindung betrifft die Agglomeration von mineralischen Erzen; insbesondere betrifft die Erfindung die Agglomeration von direkt-reduzierten metallischen Teilchen. Hierzu ist in den letzten Jahren eine außerordentlich große Anzahl von Bindemittelzusammensetzungen entwickelt und patentiert worden. Es ist jedoch kein Bindemittel bekannt, das für die Agglomeration hochmetallisierter, fein verteilter Teilchen, wie etwa Eisenfeinstoffen aus einem Direktreduktionsverfahren, einem Stahlwerk oder einer Gießerei geeignet ist, ohne die metallischen Feinstoffe zu oxidieren. Insbesondere wird ein merklicher Prozentanteil von fein verteilten Eisenteilchen oder Feinstoffen beim Betrieb eines Direktreduktionsofens erzeugt, wobei Eisenerz oder Pellets durch direkten Kontakt mit einem Reduktionsgas, etwa einem Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu hochmetallisierten Teilchen, wie etwa Pellets oder stückigem Material reduziert werden. Diese Feinstoffe werden üblicherweise verworfen oder auf Halde gelagert und stellen insofern ein Abfallmaterial dar, solange kein geeignetes Bindemittel für die Agglomeration dieser Feinstoffe zur Vsrfügung steht. Die Sinterung dieser
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München: R. Kramer Oipl.-Ing. . W. Weser Dipt.-Phys. Or. rer. nat. · P. Hirsch Dipl -Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.W.-lng.
Feinstoffe oder andere Behandlungsmaßnahmen führen normalerweise zu einer Oxidation der Feinstoffe, was wiederum einen zusätzlichen Reduktionsschritt erfordert. Soweit das feinteilige Material hierbei zweimal reduziert wird, ist dies naturgemäß außerordentlich unwirtschaftlich.
Ein anderes Verfahren zur Verwendung dieser Feinstoffe besteht darin, die Feinstoffe in Fässer oder Kanister einzuschließen und anschließend diese mit Feinstoffen gefüllten Fässer in den Ofen zur Stahlherstellung einzubringen. Dies stellt ein außerordentlich aufwendiges Verfahren zur Wiederverwendung der Feinstoffe dar, da hohe Kosten für die Fässer und deren Handhabung entstehen. Darüberhinaus stellen die fein verteilten Teilchen eine Gesundheitsgefahr für die Arbeitskräfte dar; weiterhin treten Schwierigkeiten mit der Handhabung des Staubes in dem Ofen auf.
Briketts haben sich als höchst wünschenswerte Form einer Beschickung für die Eisen- und Stahlherstellung erwiesen. Sie sind besonders geeignet für Metallgießereien. Das hohe spezifische Gewicht der Briketts führt dazu, daß diese leichter durch die Schlackenschicht auf einem Bad aus geschmolzenem Metall in einem Reduktionsofen hindurchdringen als andere, spezifisch leichtere Beschickungsmaterialien. Die erhebliche Größe der Briketts verhindert auch, daß dieses Material durch eine Ofenbeschickung hindurchrieselt, wie das bei Feinstoffen auftreten kannt insbesondere wenn Feinstoffe als Be-
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Schickung für Kupolofen verwendet werden. Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Briketts weisen einen höheren Kohlenstoffgehalt auf, als übliche Beschickungsmaterialien. Dies vermindert die Notwendigkeit, eine Aufkohlung des hergestellten Metalles vorzusehen. Die Qualität des erfindungsgemäßen Bindemittels erlaubt den Zusatz von Koksgrus, Eisenlegierungen und anderen Materialien zu den Briketts, wobei diese in der gleichen Weise wie Stahlschrot gehandhabt und aufbewahrt werden können. Die hohe Festigkeit der Briketts, deren wasserfester Zusammenhalt, und die die Rostbildung unterdrückenden Eigenschaften des Bindemittels erlauben die Lagerung der Briketts im Freien und im allgemeinen eine recht rauhe Handhabung. Die Bindemittelzusammensetzung erlaubt es weiterhin, spezielle Briketts für besondere Anwendungen herzustellen.
Die wesentliche Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine relativ preiswerte Bindemittelzusammensetzung für die Agglomeration von feinteiligen metallischen Erzen bereitzustellen, mit welcher ein Verlust an Metallisierung verhindert wird.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusam-r mensetzung bereitgestellt werden, welche auch den ungetrockneten Briketts hohe Festigkeit verleiht.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusam-
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mensetzung bereitgestellt werden, welche die hohe Festigkeit der Briketts beim Trocknen bzw Aushärten erhöht.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, mittels der Briketts erhalten werden, welche fest sind, mit den üblichen Einrichtungen zur Beladung und Entladung einfach gehandhabt werden können und welche im Verlauf der Handhabung ein Minimum an Staub erzeugen.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, die außerordentlich ergiebig ist, so daß bei der Herstellung von Briketts lediglich sehr kleine Mengen erforderlich sind.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, deren Bestandteile in zahlreichen Ländern leicht zugänglich sind.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, welche die Briketts vor einem merklichen Verlust an Metallisierung schützt, da die Reoxidation oder die Rostbildung unterdrückt werden.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, die zu einer wasserfesten
Bindung der Briketts führt.
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Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, welche eine Schmierwirkung ausübt, so daß der Abrieb der Brikettiereinrichtung vermindert wird.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, deren Bestandteile bei der Herstellung von Eisen und/oder Stahl nützlich sind.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, mittels der hochwertige Briketts auch dann erhalten werden, wenn die Anteile der Komponenten in einem weiten Bereich verändert werden.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung bereitgestellt werden, welche in hohem Ausmaß unempfindlich gegenüber dem Feuchtigkeitsgehalt in dem zugeführten Material ist.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung eine Bindemittelzusammensetzung für die Agglomeration von feinteiligem Material bereitgestellt werden, deren Teilchengröße absolut nicht kritisch ist.
Weiterhin soll mit dieser Erfindung ein Verfahren für die gesamte Wiederverwendung der Feinstoffe aus einer Direktreduktionsanlage angegeben werden, gemäß dem die nassen
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Feinstoffe, die trockenen Feinstoffe und das unter einer bestimmten Siebgröße liegende Produkt aus einem Direktreduktionsofen alle miteinander brikettiert oder auf sonstige Weise agglomeriert werden, wobei ein gemeinsames Bindemittel verwendet wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe und der weiteren Ziele der vorliegenden Erfindung ist ein Bindemittel vorgesehen, das erfindungsgemäß hauptsächlich aus flüssigem Natriumsilikat, hydratisiertem Kalk, pulverförmigem Teer und Wasser besteht. Dieses Bindemittel weist außerordentliche Eigenschaften auf, indem es an den damit hergestellten Agglomeraten oder Briketts die Rostbildung unterdrückt, und diesen Teilen hohe Festigkeit in ungebranntem Zustand, sowie eine wasserfeste Bindung vermittelt.
Das erfindungsgemäße Bindemittel wird mit dem fein verteilten metallisierten Material, wie etwa den Feinstoffen aus der Direktreduktion von Schwammeisen vermischt, um einen frei fließenden Materialstrom zu bilden. Dieses Material wird in einer Vorrichtung wie etwa einem Mischkollergang vermischt und vorverdichtet; anschließend wird das Material in bekannten Einrichtungen zu Briketts oder anderen dichten, kompakten Produkten geformt. Geeignete Brikettierungsanlagen sind aus der US-Patentschrift 3 897 18J und zahlreichen anderen Patentschriften bekannt".
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Die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung wird mit einem breiten Bereich der Anteile für die einzelnen Bestandteile erhalten, nämlich mit 2 bis ungefähr 40 % Teer, 15 bis ungefähr 35 % hydratisiertem Kalk, ungefähr 15 bis ungefähr 20 % flüssigem Natriumsilikat und bis zu 50 % Wasser. Bevorzugt werden Anteile von 15 bis 20 % hydratisiertem Kalk, 15 bis 20 % pulverförmigem Teer, 30 bis 35 % flüssiges Natriumsilikat und 30 bis 35 % Wasser. Ein sehr wirtschaftliches Bindemittel, das eine akzeptable Festigkeit der Briketts gewährleistet, wird mit lediglich 3 his 5 % pulverförmigem Teer, 30 bis 35 % hydratisiertem Kalk, 15 bis 20 % Natriumsilikat und bis zu 50 % Wasser erhalten. Von dem zuletzt genannten Bindemittel muß dem zugeführten Material eine größere Menge zugesetzt werden, um eine akzeptable Festigkeit der Briketts zu erhalten, als mit der bevorzugten Bindemittelzusammensetzung.
Das flüssige Natriumsilikat stellt eine wässrige Lösung dar, mit einer Natriumsilikatkonzentration von 30 bis 55 Gew.-%, was von dem verwendeten Natriumsilikat abhängt. Im Rahmen dieser Unterlagen wird die Bezeichnung "Natriumsilikat" als allgemeiner Ausdruck für eine Gruppe von Chemikalien verwendet, die aus Natriumoxid (ΝβρΟ), Siliziumdioxid (SiO^) und üblicherweise Wasser (HpO) zusammengesetzt sind. In Natriumsilikaten wird der Anteil von Na^O zu SiOp als Gewichtsverhältnis ausgedrückt, wobei der Anteil an Alkalikomponente als eins festgesetzt wird. Handelsübliche Quali-
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täten an flüssigem Natriumsilikat sind üblicherweise so weit konzentriert, daß sie bequem handhabbar sind. Zum Beispiel kann Natriumsilikat mit einem Gewichtsverhältnis von 3»22 leicht bis zu einem Feststoffgehalt von ungefähr 39»8 % gehandhabt werden, was angenähert 43° Baume entspricht.
Die im Rahmen dieser Erfindung eingesetzte flüssige Natriumsilikat-Lösung weist ein Gewichtsverhältnis von 3,22, einen Feststoffgehalt von 37»6 %, eine Dichte von 4-1,0° Baume und eine Viskosität von 180 cP auf. Soweit im Rahmen dieser Unterlagen von flüssigem Natriumsilikat gesprochen wird, bezieht sich dies auf diese Natriumsilikat-Lösung mit einem Feststoffgehalt von 37»6 %, soweit nicht andere Angaben gemacht werden.
Es können auch andere Natriumsilikate eingesetzt werden; es wird jedoch bevorzugt, den Natriumoxid-Gehalt bei dem geringstmöglichen Verhältnis gegenüber dem Siliziumdioxid-Gehalt zu halten. Das bedeutet, das Gemisch mit dem Verhältnis 3»22:1, welches auch das am leichtesten handelsüblich zugängliche Material darstellt, weist das bevorzugte Verhältnis von Siliziumdioxid zu Natriumoxid auf.
Die Natriumsilikat-Lösung verleiht der Bindemittelzusammensetzung die Eigenschaft, die damit behandelten Agglomerate oder Briketts rostbeständig zu machen.
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Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels wird ein Teer (oder ein Pech) verwendet, der einen Erweichungspunkt (nach dem Ring- und Kugelverfahren) im Bereich von ungefähr 90 "bis ungefähr 210 C aufweist^ vorzugsweise wird ein Teer mit einem Erweichungspunkt im Bereich von ungefähr 120 bis ungefähr 175°C verwendet. Der Teer liegt in pulverförmigem Zustand vor, wobei vorzugsweise alle Teerteilchen eine Teilchengröße unter 150 um aufweisen. Pulverförmiger Teer dient zur Schmierung der Oberflächen der Brikettiereinrichtung, vermindert den Formabrieb und dient auch zur inneren Schmierung des Gemisches, so daß die Reibung der Teilchen untereinander vermindert und eine bessere Verdichtung erreicht wird. Darüberhinaus führt der Zusatz von Teer zu einer wasserfesten Bindung zwischen den metallisierten Teilchen in den Briketts. Der Zusatz von pulverförmigem Teer bewirkt weiterhin einen Anstieg des Kohlenstoffgehalts der Briketts, sowie einen leichten Anstieg des Schwefelgehaltes auf gewöhnlich weniger als 0,01 %.
Der für die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung verwendete hydratisierte Kalk liegt vorzugsweise in pulverförmigem Zustand vor; besonders bevorzugt weisen alle Kalkteilchen eine Teilchengröße von weniger als 150 pm auf. Der Zusatz von hydratisiertem Kalk verleiht dem Gemisch Plastizität und verbessert die Brikettfestigkeit.
Anstelle von hydratisiertem Kalk kann feuchter Walzzunder
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verwendet werden, ohne die physikalischen Eigenschaften der Briketts merklich zu verändern. Die Festigkeit der Briketts in rohem (green) Zustand ist jedoch geringer als "bei Verwendung der bevorzugten Bindemittel zusammensetzung; die Festigkeit nimmt jedoch auf einen vergleichbaren Wert zu, nachdem an Luft ausgehärtet worden ist. Naturgemäß ist bei Zusatz von Walzzunder das Ausmaß der Metallisierung geringer und mit dem Walzzunder werden unkontrollierbare Verunreinigungen in die Briketts eingebracht.
Sofern das erfindungsgemäß bevorzugte Bindemittel in Verbindung mit metallisierten Feinstoffen verwendet wird, kann in das Gemisch für die Briketts abgesetzter Schlamm aus den Naßreinigern eingebracht werden, ohne daß hierdurch die physikalischen Eigenschaften der an Luft ausgehärteten Briketts verändert werden. Naturgemäß wird die Metallisierung der Briketts vermindert, wenn in diese Schlamm eingebracht wird. Es ist festgestellt worden, daß dem Gemisch für die Briketts bis zu 25 % Schlamm zugesetzt werden können, ohne daß nachteilige Wirkungen auftreten. Naturgemäß muß der Wasseranteil des Bindemittels unter Berücksichtigung des Wassergehaltes des Schlammes vermindert werden.
Die trockenen Komponenten der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung können vorgemischt oder verschnitten werden, oder die Komponenten können dem Materialstrom für die Brikettherstellung einzeln zugesetzt werden, zu-"
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sammen mit der flüssigen Bindemittelkomponente, sofern das Material vor der Brikettierung vermischt wird.
Nachfolgend werden besondere Beispiele für geeignete Bindemittelzusammensetzungen angegeben.
Eine Bindemittelzusammensetzung enthielt 46 % flüssiges Natriumsilikat, 27 % hydratisieren Kalk und 27 % pulverförmigen Teer. 7 % dieses Bindemittels wurden mit 93 % metallisierten Feinstoffen vermischt, und anschließend aus diesem Gemisch Briketts hergestellt.
Zu einer anderen Bindemittelzusammensetzung gehörten 52 % flüssiges Natriumsilikat, 18 % hydratisierter Kalk, 18 % pulverförmiger Teer und J2 % Wasser. Aus 11 % dieses Bindemittels und 89 % metallisierten Feinstoffen wurde eine Beschickung für die Brikettherstellung erhalten.
Eine Zusammensetzung mit einem viel größeren Prozentgehalt an Kalk bestand aus 16 % flüssigem Natriumsilikat, 32 % hydratisiertem Kalk, 4 % pulverförmigem Teer und 48 % Wasser. 13 % dieses Bindemittels wurden mit 87 % metallisierten Feinstoffen vermischt, um eine Beschickung für die Brikettherstellung zu erhalten.
Die mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel erhaltenen Briketts wurden ausführlich untersucht, wobei die nachfolgen-
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den Ergebnisse erhalten wurden:
1. Die Festigkeit in rohem (green) Zustand betrug 95 % zusätzlich 12,5 nun» wenn man zwei Kilogramm schwere Proben aus einer Höhe von 360 cm auf eine Stahlplatte fallen ließ;
2. bei der Aushärtung an Luft im Verlauf mehrerer Stunden (6 bis 25 Stunden) wurde die Festigkeit leicht auf 96 % zusätzlich 12,5 nun erhöht, wenn man zwei Kilogramm schwere Proben aus einer Höhe von 360 cm auf eine Stahlplatte fallen ließ;
3. die Bindung erwies sich als wasserfest; wurden derartige Briketts drei Tage lang in Wasser eingeweicht, so wurde die Festigkeit dieser Briketts dadurch nicht beeinflußt;
4. mit dem erfindungsgemaßen Bindemittel hergestellte Briketts sind gegenüber Leitungswasser passiviert; werden diese Briketts, mit Wasser benetzt und daraufhin vier Tage lang in einen isolierten, belüfteten Behälter mit einem Fassungsvermögen von ca. 250 1 gebracht, so wurde im Verlauf dieser Versuchsdauer keine Erwärmung und am Ende des Versuchs keinerlei Rostbildung an den Briketts festgestellt;
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5. mit erfindungsgemäßem Bindemittel hergestellte Briketts wurden drei Tage lang in Leitungswasser eingeweicht und daraufhin an Luft getrocknet; auch hierbei konnte keinerlei Rostbildung festgestellt werden.
An den mit erfindungsgemäßem Bindemittel hergestellten Briketts wurde auf vier verschiedenen Wegen die Beständigkeit gegenüber thermischem Schock bestimmt. Einige Briketts wurden eine Stunde lang bei ungefähr 2000C getrocknet; andere Briketts wurden an Luft getrocknet; weitere Briketts wurden fünf Minuten lang in Wasser eingeweicht; schließlich wurden weitere Briketts fünf Tage lang in Wasser eingeweicht. Daraufhin wurden die Briketts in einen Muffelofen gebracht, der auf eine Gleichgewichtstemperatur von angenähert 1O95°C erhitzt war, dort bis zur Rotglut erhitzt, aus dem Ofen entfernt, auf ein Drahtsieb gegeben und an Luft abgekühlt; hierbei zerfiel oder zerbröckelte keines dieser Briketts.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung bei der Verwendung als Bindemittel zur Brikettherstellung ergibt sich in Verbindung mit einem Direktreduktionsofen und den daran vorgesehenen Feinstoff-Sammelstellen, um eine vollständige Wiederaufbereitung der Fein-Btoffe in einer Direktreduktionsanlage zu erreichen. Dieses System wird nachfolgend mit Bezugnahme auf die einzige Figur
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dieser Unterlagen erläutert; diese Figur zeigt in einer schematischen Darstellung den Materialstrom bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die zugeführten Bohmaterialien werden in eine Siebeinrichtung 12 eingeführt, wobei die Feinstoffe aus der Beschickung entfernt werden. Vorzugsweise wird ein Doppeldeckersieb verwendet, welches die klassifizierte Beschikkung und Feinstoffe mit zwei unterschiedlichen Korngrößen liefert. Das erste Sieb weist lichte öffnungen von 5 bis 6 mm auf; das zweite Sieb weist lichte öffnungen mit 2,5 bis 3 mm auf. Die klassifizierten Pellets oder das stückige Material wird aus dem Tagessilo 14 mittels dem Fördersystem 16 über den Förderer 17 dem Direktreduktionsofen 15 zugeführt. Die Feinstoffe mit Zwischen-Teilchengröße werden einer Halde oder dem Ausgleichssilo 20 zugeführt, von wo sie über die Meßeinrichtung 22 über die Zuführeinrichtung 16 dem Ofen zugeführt werden. Das feinteilige Material mit der geringsten Teilchengröße wird über den Förderer 24 einem zweiten Ausgleichssilo oder einer Halde 26 zugeführt und anschließend dem Ofen 15 über eine zweite Meßeinrichtung 27 und das Zuführsystem 16 dem Ofen zugeführt. Sowohl die Meßeinrichtung 22 wie die Meßeinrichtung 27 sind an den Förderer 17 angepaßt, um ein konstantes Verhältnis hinsichtlich der sortierten Beschickung und der jeweiligen Feinstoffe, welche dem Ofen zugeführt werden, zu gewährleisten. Das Zuführsystem 16 des Ofens ist dahin ausgelegt,
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daß der Ofen 15 in hohem Ausmaß Feinstoffe in der Beschikkung verträgt.
Zum Betrieb des Direktreduktionsofens 15 wird ein Reduktionsgas durch die sich nach unten verschiebende Beschickung im Gegenstrom hindurchgeführt und in Form von Gichtgas oder verbrauchtem Reduktionsgas mit einem entsprechenden Staubgehalt wieder abgezogen. Dieses Gas wird durch eine Leitung 30 einem naß arbeitenden Staubabscheider, sowie einem Venturi-Wäscher 32 zugeführt. Kühlgas aus der Leitung 33 kann im Gegenstrom durch die Beschickung durch den unteren Abschnitt der Kühlzone des Ofens 15 geführt werden. In diesem Falle wird heißes, staubbeladenes Kühlgas aus dem Ofen durch die Leitung 34- abgezogen und einem naß arbeitenden Staubabscheider 35 zugeführt, welcher dem Staubabscheider 32 entspricht. Das verschmutzte Wasser aus den Staubabscheidern 32 und 35 wird in einer Kläreinrichtung 36 gereinigt, aus welcher das gereinigte Wasser 37 abgelassen oder rezirkuliert wird. Der Schlamm 38 wird aus der Kläreinrichtung 36 abgezogen, in einer geeigneten Anlage 39 entwässert und zu einer Anlage für die Agglomerathersteilung, beispielsweise einer Brikettieranlage zugeführt.
Die trockenen metallisierten Feinstoffe und der Staub werden aus dem direktreduzierten Material beim Austritt 40 aus dem Produkt herausgenommen und zu dem Silo 42 transportiert. Dort wird der trockene Staub aus jeder Behand-
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lungsstufe des Produktes in einem Zyklon 44 gesammelt einschließlich der Feinstoffe, welche in der Siebeinrichtung 46 zum Sieben des Produktes angefallen sind.
Die metallisierten Feinstoffe und der Staub aus dem Silo 42, sowie die Bindemittel in flüssiger und fester Form werden aus dem Silo 48 bzw. dem Silo 49 dem Mischer 51 zugeführt, um dort ein Gemisch für die Brikettherstellung zu erzeugen. Dieses Gemisch wird durch eine Anlage 53 zur Brikettherstellung geführt, wobei brikettiertes Produkt 55 gebildet wird. Die in der Siebanlage 57 zum Sieben der Briketts abgetrennten Feinstoffe werden wiederum dem Mischer 51 zugeführt und zur Herstellung von Briketts verwendet.
Das Bindemittel weist die oben angegebenen Zusammensetzungen auf. Die Siebanlagen und Abmeßstationen sind erforderlich, um eine konstante und bekannte Verteilung der Feinstoffe als Teil der Ofenbeschickung zu gewährleisten. Sämtliche Feinstoffe, die nicht dem Ofen zugeführt werden, werden zu einem brikettierten Produkt verarbeitet, wozu die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung verwendet wird. Hierbei ist zu beachten, daß der Zusatz des abgesetzten Schlammes aus der Reinigungs- oder Kläranlage zu dem Material für die Brikettherstellung zu einer Absenkung der prozentualen Metallisierung des brikettierten Produktes führt. Derartige Briketts können wiederum einem Direktre-
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duktionsofen zugeführt werden, um den prozentualen Anteil an Metallisierung zu erhöhen, oder derartige Briketts können als Beschickung für öfen zur Eisen- oder Stahlherstellung verwendet werden.
Mit der obigen Beschreibung ist dargelegt worden, daß die erfindungsgemäße Bindemittelzusammensetzung aus preiswerten Rohstoffen hergestellt werden kann und zu Briketts führt, welche auch in rohem, ungebranntem Zustand hohe Festigkeit aufweisen, weiterhin hohe Festigkeit in ausgehärtetem Zustand, eine wasserfeste Bindung und insgesamt eine überragende Qualität aufweisen; schließlich sind derartige Briketts unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit und thermischem Schock.
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Leeseite

Claims (18)

BLUMBACH · WESER BbI^GEN . KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 40 Telefon (089) 883603/88 3604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsull Patentconsult Sonnenborger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Teleg:-3->ne Patentconsult 77/0701 Midrex Corporation One NCNB Plaza Charlotte, North Carolina 28280 Bindemittelzusammensetzung und deren Verwendung Patentansprüche:
1. Bindemittelzusammensetzung für mineralische Erze und metallisiertes, feinteiliges Material, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ungefähr:
2 bis 40 % Teer;
15 bis 55 % hydratisierten Kalk und/oder feuchten Walζzünder;
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München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. · P. Hirsch uipl.-lng. · H.P. Brehm Oipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jar. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl -W.-Ing.
ORIGINAL INSPECTED
15 bis 30 % flüssiges Natriumsilikat; und bis zu 50 % Wasser.
2. Bindemittelzusammensetzung nach Anspuch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ungefähr:
2 bis 40 % Teer;
15 bis 35 % hydratisieren Kalk; 15 bis 30 % flüssiges Natriumsilikat; und bis zu 50 % Wasser.
3. Bindemittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydratisierte Kalk in Pulverform vorliegt.
4-. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß alle Kalkteilchen eine Teilchengröße unter 15O pm aufweisen.
5. Bindemittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teer einen Erweichungspunkt (nach der Ring- und Kugelmethode) von ungefähr 90 bis 2100C aufweist.
6. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, daß
der Teer einen Erweichungspunkt (nach der Ring- und Kugelmethode) von ungefähr 120 bis 1750C aufweist.
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7. Bindemittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teer pulverförmig vorliegt.
8. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß alle Teerteilchen eine Teilchengröße unter 150 um aufweisen.
9. Bindemittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Natriumsilikat in wässriger Lösung vorliegt.
10. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung ungefähr 30 bis 55 Gew.-% Natriumsilikat enthält.
11. Bindemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ungefähr:
15 "bis 20 % pulverförmigem Teer; 15 bis 20 % hydratisiertem Kalk; 30 bis 35 % flüssigem Natriumsilikat; und
Rest Wasser.
7 0 0 R A B/1025
12. Bindemittelzusammeiisetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an ungefähr:
3 his 5 % pulverförmigem Teer; 30 bis 35 % hydratisiertem Kalk; 15 his 20 % flüssigem Natriumsilikat; und his zu 50 % Wasser.
13. Brikett aus metallisiertem Eisen,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Brikett im wesentlichen aus 85 bis 95 % direktreduziertem metallischem Eisen und ungefähr 5 bis 15 % Bindemittelzusammensetzung nach den Ansprüchen 1 bis 12 besteht.
14. Verfahren zurHerstellung des Briketts nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensechritte:
85 bis 95 % fein verteiltes metallisiertes Mate rial werden mit 5 bis 15 % eines Bindemittels ver mischt, das aus
ungefähr 2 bis 40 % Teer; ungefähr 15 bis 35 % hydratisiertem Kalk; ungefähr 15 bis 30 % flüssigem Natriumsilikat; und bis zu 50 % Wasser
besteht; 7 0 9 8 I, Γ, / 1 Q 2 5
aus diesen Komponenten wird ein dichter, frei fließender Materialstrom für die Herstellung von Briketts erzeugt;
der Materialstrom wird verdichtet; und
aus dem Materialstrom werden Briketts geformt.
15· Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet« daß
das fein verteilte metallisierte Material im wesentlichen aus den nachfolgenden Bestandteilen besteht, nämlich:
75 his 100 % trockene metallisierte Feinstoffe und 0 bis 25 % abgesetzter Schlamm aus einem Naßreiniger;
und die Bindemittelzusammensetzung aus den nachfolgenden Bestandteilen besteht, nämlich ungefähr:
15 bis 20 % pulverförmiger Teer;
15 bis 20 % hydratxsxerter Kalk;
30 bis 35 % flüssiges Natriumsilikat; und
30 bis 35 % Wasser.
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16. Verfahren zur Wiedergewinnung im wesentlichen aller
Feinstoffe aus dem Betrieb eines Direktreduktionsofens,
gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensstufen:
A) Die Feinstoffe des oxidischen Materials werden von der groben Beschickung abgetrennt;
B) die grobe Beschickung wird kontinuierlich einem Direktreduktionsofen zugeführt;
C) gleichzeitig werden die Feinstoffe dem Ofen in einem konstanten Materialfluß zugeführt;
D) die Beschickung aus grobem Material und die
Feinstoffe werden in dem Ofen bis zu einem Metallgehalt von wenigstens 85 % reduziert;
E) das verbrauchte Reduktionsgas wird als staubbeladenes Gichtgas aus dem Ofen abgezogen und daraus der Staub in Form von Feinstoffen abgetrennt
und gesammelt;
F) aus dem Produkt und von allen sonstigen Stellen, wo Feinstoffe auftreten, werden die Feinstoffe gesammelt;
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G) die gesammelten Feinstoffe werden einer Agglomerationseinrichtung zugeführt;
H) dort werden ungefähr 85 bis 95 % der Feinstoffe mit ungefähr 5 bis 15 % Bindemittel aus den nachfolgenden Bestandteilen, nämlich:
ungefähr 2 bis 40 % Teer;
ungefähr 15 bis 35 % hydratisierter Kalk;
ungefähr 15 bis 30 % flüssiges Natriumsilikat;
und bis zu ungefähr 50 % Wasser;
vermischt;
I) das Gemisch aus zugeführten Feinstoffen und Bindemittel wird verdichtet; und
J) aus dem Gemisch werden Agglomerate geformt, die als Beschickung für die öfen zur Eisen- und Stahlherstellung geeignet sind.
17- Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Staub aus dem Gichtgas in Form von nassen Feinstoffen abgetrennt und gesammelt wird.
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18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei zu dem Ofen eine Kühlzone gehört, durch welche Kühlgas geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
das staubbeladene Kühlgas aus der Kühlzone abgezogen und daraus der Staub in Form von Feinstoffen abgetrennt und gesammelt wird.
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