DE2735020A1

DE2735020A1 - Verfahren zum herstellen carburierter schwammeisen-briketts

Info

Publication number: DE2735020A1
Application number: DE19772735020
Authority: DE
Inventors: Italo Iacotti; Edoardo Pasero
Original assignee: IRFIRD
Current assignee: IRFIRD
Priority date: 1976-08-04
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR2360670B1; FR2360670A1; BE857414A; NO772664L; GB1541995A; DE2735020C3; MX151081A; NL7708552A; NO146365C; DE7724215U1; AR216651A1; SU997610A3; DE2735020B2; IT1066135B; NO146365B

Description

Verfahren zum Herstellen carburierter Schwammeisen-Briketts

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen carburierter Schwammeisen-Briketts , unter Anwendung des Wirbelbettdirektreduktlönsverfahrens für Eisenerz, zu deren kontinuierliche Förderung zu einem Elektroofen.

Die Erfindung befasst sich auch mit dem Problem, kontinuierlich einen Elektroofen mit Schwammeisen-Briketts zu beschicken. Beispielsweise nach Direktreduktionsverfahren in Wirbelbettreaktoren erhalten wurden. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung carburierter (d.h. gegebenenfalls gebunden Kohlenstoff enthaltende) Sohwammeisen-Briketts, bei denen der CarburlerungsVorgang während des Warmformens der Schwammeisenbriketts und/oder an den EisenbrilBbts nach dem Formen vorgenommen wird.

Beim Wirbelbettdirektreduktionsverfahren wird ein reduzierendes Qas verwendet, um das pulverisierte Eisenerz zu ein und dem gleichen Zeitpunkt zu fluidisieren und zu reduzieren. Das gepulverte aus der letzten Stufe des Reaktors erhaltene Produkt wird dann, während es noch heiß ist

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(d.h. sich auf eine Temperatur von etwa 65O-7OO°C befindet) transportiert, umhüllt in einer inerten Atmosphäre, im allgemeinen Stickstoff, zur Brikettieranlage transportiert, wo es bei hohen Temperaturen in Briketts kompaktiert wird. Die erzeugten Briketts werden bis auf Zimmertemperatur gekühlt und werden dann entweder direkt zum Elektroofen gefördert oder zwischengelagert.

Sine korrekte Arbeitsweise des elektrischen Ofens erfordert, insbesondere, wenn der Ofen mit den vorreduzierten Materialien kontinuierlich beschickt wird, daß die Briketts zwischen 1 £ und 2 i» Kohlenstoff abhängig vom Restsauerstoffgehalt der vorreduzierten Materialien entweder als über den Schwamm fein verteilte und zerkleinerte Partikel oder als mit dem Eisen des Schwämme gebundener Kohlenstoff enthalten. Die Funktion des Kohlenstoffs besteht vor allen Dingen darin, in der flüssigen Phase mit dem Eisenoxyd bzw. mit dem Eisen (III )-Oxyd, das noch vom Schwamm gehalten wird, zu reagieren und zu Kohlenmonoxid und Eisen entsprechend der Formel FeO + C -^ Fe + CO zu führen.

Die Reaktion ist stark endotherm, wird begünstigt durch das Schmelzbad des Elektroofens und führt zu den folgenden beiden Vorteilen: (i) völlige Desoxydation des Eisens; ( ii) ein Rühreffekt, hervorgerufen durch entweichendes CO-Gas, welches günstige Einflüsse auf den Wärmeaustausch des Schwammeisens hat. Die Carburierung oder Aufkohlung des Schwammeisens hat somit zur Funktion, ein Material zu erzeugen, in welchem die Menge festen Reduktionsmittels eingebaut ist, welches für das vollständige Desoxydieren des Eisens erforderlich ist.

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Entsprechend den zur Zeit angewendeten Wirbelbettdirektreduktionstechnologien wird der Carburierungs- und Redusierungsprozess in der Regel gleichzeitig durchgeführt; der zum Reduzieren des Eisenerzes verwendete Gasstrom enthält einen gewissen Anteil von Komponenten, die sowohl Carburierungs- wie Reduktionsmittel sind. Mehrere Nachteile jedoch hängen mit der Verwendung dieser Carburierungsmittel zusammen, durch die die Gesamtkosten des Reduktionssystems erhöht werden. Zunächst macht die Notwendigkeit, den prozentualen Anteil sowohl der carburierenden wie der inerten Komponenten über das Reduktionsverfahren konstant zu halten,macht; ein kontinuierliches Blasen bzw. Abblasen der Reaktoren unvermeidlich; das Ausmaß dieses zusätzlichen Vorgangs hängt hauptsächlich vom prozentualen Anteil der carburierenden Komponenten ab. Zweitens erzeugen die carburierenden Komponenten leicht Rußabscheidungen, welche die unzugänglicheren Teile der Vorrichtung verstopfen. Drittens erfordert der Einschluß der carburierenden Komponenten in den Gasstrom für eine gegebene Produktion an Eisenschwammt (i) eine extra leistung zum Komprimieren und Rezyklisieren des Gasstroms; (ii) einen erhöhten Reaktorquerschnitt; (iii) extra Wärmezufuhr, da die Komponenten, die im Reduktionsverfahren teilnehmen nur im gewissen Grade oder überhaupt nicht auf Arbeitstemperatur gebracht werden müssen.

Diese Nachteile lassen sich durch das Carburierungsverfahren nach der Erfindung überwinden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß der Carburierungsvorgang hinter dem letzten Reduktionsreaktor durchgeführt wird. Nach der Erfindung kann das Schwammeisen dadurch carburiert werden, daß feste Carburierungsmittel oder flüssige und/oder gasförmige Carburierungsmittel Verwendung finden.

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Zunächst werden die folgenden Maßnahmen am Eisenpulver bei einer Temperatur zwischen 60O⁰C und 700⁰C in AnwesenheLt einer inerten Atmosphäre durchgeführt: Einsetzen mit Feststoffmaterialien (die allein oder in Kombination)zugefügt werden, mit Korngrößen von nicht mehr als 1 mm und die Kohlenstoff mit niedrigem Schwefelgehalt, Asche und flüchtige Materialien enthalten;

Homogenisieren des Gemisches;
Brikettieren nach üblichen Verfahren.

Das Kohlenstoff enthaltende Feststoffmaterial kann beispielsweise Koks, Graphit, Antrazit etc. sein.

Im zweiten erfindungsgemäß in Betracht gezogenen Fall wird das Eisenpulver brikettiert und die durch die Brikettieranlage ausgetragenen heißen Briketts werden der Wirkung heißer flüssiger und/oder gasförmiger Carburierungsmittel ausgesetzt. Unter diesen Bedingungen erleiden die Carburierungsmittel eine thermische Zersetzung und bilden eine Schicht von Kohlenstoffablagerungen, die entweder vollständig auf der Oberfläche des Briketts verbleiben oder hierin teilweise diffundiert sind.

Die zwei nach der Erfindung vorgesehen Verfahren lassen sich auch kombinleren und führen dann zu einem Carburierungsprozess vom Mischtyp.

Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil einer genauen Kontrolle der Menge an in die Briketts eingeführtem zu ihrer anschließenden Verwendung im Elektroofen benötigtem Kohlenetoff.

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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen.

Beispiel 1

112 g gepulverten Schwammeisens (Kohlenstoffgehalt 0,040 Jt) wurde nach dem ersten Verfahren nach der Erfindung carburiert. Das Schwammeisenpulver wurde bei 65O⁰G in einer Stickstoffatmosphäre mit 3 g Koks mit einer Korngröße von weniger als 1 mm und der folgenden Zusammensetzung gemischt: Asche 9 Jt, flüchtige Materialien 0,5 J6, Schwefel 1 Jt. Bas Gemisch wurde dann homogenisiert und in Briketts warm verformt. Die erhaltenen Briketts zeitigten die folgenden physikalischchemischen Eigenschaften:

Kohlenstoff insgesamt 2,13 56

Quetschfestigkeit (Ausbeulfestigkeit) 2310 kg/Brikett mittlere Dichte 4,44 g/cm'

Diese Briketts waren geeignet für die kontinuierliche Zuführung in einen Elektroofen.

Beispiel 2

Eine gleiche Menge an Eisenschwammpulver mit dem gleichen anfänglichen Kohlenstoffgehalt wurde unter den gleichen wie in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen mit 3 g Elektrodengraphit mit einer Korngröfie von weniger als 1 mm vermischt. Die erhaltenen Briketts zeitigten die folgenden Eigenschaften:

Kohlenstoff insgesamt 2,50 Jt

Quetschfestigkeit bzw. Auebeulfestigkeit 2550 kg/Brikett mittlere Dichte 4,43 g/cm

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Diese Briketts sind geeignet für das kontinuierliche Einspeisen in einen Elektroofen.

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Claims

Istituto di Rlcerca Finsider per la Rlduzione Diretta S.p.Α.. Rom, Italien Verfahren zum Herstellen carburierter Schwammeisen-Briketts PAIBHTAHSHtUCIHTg

1. Verfahren zur Herstellung carburierter Eisenschwamm-Briketts unter Verwendung von Wirbelbettreduktionsverfahren für Eisenerz, unter kontinuierlicher Zuführung der Briketts zu einem Elektroofen, dadurch gekennzeichnet , daß die Carburierung hinter dem letzten Reduktionsreaktor durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierte Eisenpulver den folgenden Vorgängen bei einer Temperatur zwisthen 60O⁰C und 70O⁰C in Anwesenheit einer inerten Atmosphäre ausgesetzt wird:

- Einsetzen mit Kohlenstoff enthaltendem Feststoffmaterial mit (a) einer Korngröße von nicht mehr als 1 mm und

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ORIGINAL INSPECTED

(b) einem niedrigen Aschengehalt, flüchtigen Materialien und Schwefel;

- Homogenisieren des Gemisches;

- Brikettieren nach üblichen Verfahren.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoff enthaltende Feststoff material aus der Gruppe Koks, Graphit, Antrazit und ähnlichen Materialien wählbar ist.

4* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Eisenpulver brikettiert wird und dann die heißen aus der Brikettieranlage ausgetragenen Briketts durch die Wirkung heißer gasförmiger und/ oder flüssiger Carburierungsmlttel carburiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carburierung teilweise mittels Kohlenstoff enthaltender Feststoffmaterlallen, teilweise durch die Wirkung heißer gasförmiger und/oder flüssiger carburierender Mittel durchgeführt wird.

6. Oarburierte Briketts zur kontinuierlichen Förderung in einen Elektroofen, hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 5.

7. Verfahren zur Herstellung carburierter Eisenschwamm-Briketts, unter Anwendung von Wirbelbettdirektredu^ktionsverfahren für Eisenerz, zum kontinuierlichen Fördern in einen Elektroofen*, die nach dem Verfahren hergestellten und oben beschriebenen Briketts.

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