DE3149013A1

DE3149013A1 - Verfahren zur herstellung von im schachtofen einsetzbaren formkoerpern aus feinkoernigen einsatzstoffen

Info

Publication number: DE3149013A1
Application number: DE19813149013
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 2400 Lübeck Städing
Original assignee: Individual
Current assignee: L Possehl and Co mbH
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-06-16

Description

Beschreibung;
Die Erfindun bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung Schachtofen, insbesondere im von im/Hochofen einsetzbarem, stückigen M<-terial aus feinkörnigen Ausgangsstoffen.
Feinkörnige Ausgangs stoffe sind häufig unter dem Gesichtspunkt ihres Einsatzes im Hochofen von Interesse. Beispielsweise stehen Magnetit häufig in konzentrierter, feinkörniger Form zur Verfügung, die auf Grund ihres hohen Eisengehaltes eine interessante Verhüttung im Hochofen ermöglichen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Walzensinter.
Aber auch Stäube aus Abgasen von eisenhüttentechnischen Prozessen enthalten oft beträchtliche Mengen an Eisenoxyden, so daß deren Wiederverwendung im Hochofen zweckmäßig ist.
Auch sind eisenhaltige Kiesrückstände nach beispielsweise einer chlorierenden Röstung oft wertvolle Einsatzstoffe des Hochofens. Von diesen aus Gründen ihres Eisengehaltes verwendeten Einsatzstoffen unterscheiden sich andere, in speziellen Fällen ebenfalls für den Einsatz im Hochofen interessante Stoffe, beispielsweise reine Tonerde für den Fall, daß der Hochofen nicht nur unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung von Roheisen, sondern zugleich unter dem Gesichtspunkt der Erzeugung einer Schlacke betrieben wird, die sich durch einen Mahlprozeß als Tonerdeschmelzzement verwenden läßt. Um diese, an und für sich auf Grund ihrer Feinkörnigkeit für einen gut durchgasten Ofengang wenig geeigneten Stoffe einsatzfähig zu machen, werden sie üblicher Weise pelletisiert oder gesintert. Beide Verfahren sind bezüglich der noch zuzusetzenden Stoffe und der erforderlichen Einrichtungen aufwendig und führen zu einem stückigen Material, bei welchem entweder die KorngrdBe in vielen Fällen zu gering ist oder die Abriebfestigkeit nicht ausreicht, was dann eine Rückführung erforderlich macht.
Besonders schwierig ist es, die bei der Naßreinigung von eisenhüttentechnischen Prozessen entstehenden Schlämme in den Stoffrückfluß einzubeziehen. Ihr hoher Nässegehalt läßt eine Stückigmachung auf herkömmliche Weise nicht zu, so daß zumindest unter dem Gesichtspunkt der Wasserentfernung zusätzliche Verfahren notwendig sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Stückigmachung von feinkörnigen Ausgangsstoffen vorzuschlagen, welches zu einem Material jeder gewünschten Stückgröße führt, das vor allem auch gute Abriebeigenschaften aufweist.
Diese Aufgabenstellung wird durch den Vorschlag gemäß Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Man kommt auf diese Weise zu einem betonähnlichen Erzeugnis, welches insbesondere im Hinblick auf seine Festigkeit auf den Hochofengang abgestimmt ist. Maßgeblich hierfür ist die Eigenschaft des Kalkaluminat-Zementes, im Laufe der Erhitzung bei Verlust seiner hydraulischen Bindung in eine keramische Bindung überzugehen, bei welcher es zu einer Versinterung des Gefüges kommt, welches zuvor lediglich durch die Wasseraufnahme gebunden war. Somit behalten die in den Hochofen eingesetzten Stücke ihre Form bis hinreichend über die looo°c-Zone beS, was sich auf den Hochofengang vorteilhaft auswirkt.
Die in der Gesamtmischung enthaltene Wassermenge kann erheblich schwanken und zwischen 5 bis 16 Gewichts-% betragen, in welchen Grenzen auch eine weitgehende Unabhängigkeit vom zugesetzten Kalkaluminat-Zement besteht.
Die volle Menge des Wassers ist jedenfalls beim Einsatz ausßchließlich pulverförmiger,festerAusgangsstoffe in die Mischung zuzusetzen, Wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung Schlämme eingesetzt werden, läßt sich deren Wassergehalt durch Zumischung pulverförmiger Ausgangs stoffe soweit herabsetzen, daß der gewünschte Wassergehalt für die Gesamtmischung erreicht wird. Daher bedarf zumindest der in dieser Form verarbeitete Anteil der entstehenden Schlämme keiner zusätzlichen Verfahren, wie einer Ablagerung oder einer Behandlung in einer Filterpresse, um seine Nässe herabszusetzen Als Schlämme kommen vor allem die bei der Reinigung- eisenhüttentechnischer Abgase auf nassem Wege abgeschiedenen, eisenoxydischen Stäube in Betracht.
Unter dem Gesichtspunkt eines möglichst hohen Einbringens eisenoxydischer Ausgangsstoffe eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren in besonderem Maße Walzensinter und feinkörnige Eisenerze, Sowohl unter dem Gesichtspunkt der Einstellung der Nässe und der schlackenbildenden Stoffe als auch unter dem Gesichtspunkt der direkten Reduktion der eisenoxydischen Stoffe ist es nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung von Vorteil, feinkörnigen Koksgrus in einem Anteil von 25 bis 50 Gewichts-% zuzusetzen Indes kann auch der für den Hochofengang erforderliche Kalkstein teilweise durch das erfindungsgemäe Verfahren eingebracht werden.
Für den Fall der im Hochofen in der einleitend beschriebenen Weise vorgesehenen Herstellung einer als Tonerde-Sehmelzzement geeigneten Schlacke läßt sich als Ausgangsstoff Tonerde verwenden, dem wahlweise noch etwa 45 Gewichts-t Koksgrus und/ oder Kalk zugesetzt sein können.
Sofern die Wassermenge in erfindungsgemäßer Weise gewählt wird, besitzt die frischhergestellte Mischung eine plastische Konsistenz. Man kann zur Verbesserung der betonartigen Bindung nach, einem weiteren Vorschlag der Erfindung noch die Körnung in der Mischung so wählen, daß sie eine für Betonkörper erforderliche Verteilung aufweist. Körnungen dieser Art sind bekannt, so zum Beispiel nach DIN 1045, Abschnitt 6.2.2.1.
Eine derartige Mischung läßt sich zu Betonformkörpern verarbeiten, für welche Verarbeitung maschinelle Einrichtungen gleichfalls bekannt sind. Die 11 licher Weise von diesen maschinellen Einrichtungen erzeugten etonformkörper sind Platten, Gehsteg-Einfassungen und dergl@ Man kann mit einer derartigen Einrichtung als in den Hochofen einsetzbares stückiges Material beispielsweise Würfel mit lo cm Kantenläge erzeugen, und zur @@@@@setzung eines eventuellen Kantenabriebes lassen sich auch Sechseck-Querschnitte wählen. Die in dieser Weise hergestellten Formkörper werden von der Maschine auf eine ebene Unterlage, beispielsweise auf eine Palette, abgesett und sitd nach 24-stündiger Abbindezeit für den Hochofer einsatzfähig. Sie werden also nach Ablauf dieser Abbindezeit al,-gefödert.
Die feinkörnigen Ausgangsstoffe erfüllen die Voraussetzungen der für die Betonformkörper erforderlichen Kornverteilung besonders gut, wenn von den eingesetzten Stoffen etwa So Gewichts-% eine zwischen o und 5 mm liegende Kornverteilung aufweisen, während bei etwa 40 Gewichts-% die Kornvertellung zwischen o und 5 mir liegt.
Bei den Ausgangsstoffen zuzusetzenden Kalkaluminatzement handelt es sich besonders vorteilhaft um einen Tonerde schmelzzement, der seinerseits im Hochofen erzeu wurde.
Die Zusammensetzung derartiger Zemente ist an sich bekannt, Der Gehalt an A1203 liegt im Bereich zwischen etwa 40 bis 70 Gewichts-%, während der Gehalt an CaO zwischen etwa 25 und 40 Gewichts-% liegen kann. Charakteristisch für diese Zemente ist eine sehr hohe Druckfestigkeit nach nur einer verhältnismäßig kurzen Abbindezeit.
Nachstehend sind einige Zusammensetzungen der in der Gesamtmischung enthaltenen Feststoffe angegeben, welche sämtlich zu druckfestigen Formkörpern geführt hatten, die sich bei den Temperaturen bis 1000°C, teilweise sogar bis 1200°C, durch ihre bleibende Festigkeit auszeichneten: Kornverteilung Schüttdichte Analyse 3 mm t/m 1) 9o - 92% Gichtgas-o,o - o,15 1,79 Fe = 33 % staub C = 23 % 8 - lo % TSZ 2) 94 z Walzensinter o,o - 5,0 3,29 Fe = 66 % 6 % TSZ 3) 45 % GichtgasstauWo,o - o,l5 Fe = 17 e 45 % Koksgrus o,o - 3,0 1,29 C = 12 % lo % TSZ 4) 46 % Gichtgasstaube,o - o,15 2,54 Fe = 49 % C = 12 % 8 % TSZ 5) 50 % Persberg- o,o - o,l5 1,68 Fe = 33 & Konzentr.
30 % Koksgrus o,o - 3,0 C = 29 % lo % Kalkstein o,o - 3,0 CaO = 5 % lo % TSZ Al 203= 5 % Kornverteilung Schüttdichte Analaye 6) 43 % Tonerde, 99 % o,o - 0,2 1,96 A1203 = 49 % 43 % Kalkstein 0,0 - 3,o CaO - 27 % 14 % TSZ 7) 43 % Tonerde, 99 % o,o - o,2 2,o4 Al2o3 = 49 M 43 % Koksgrus c' o,o - 3,o C = 40 90 14 % TSZ In der vorstehenden Tabelle ist der Kalkaluminat-Zement in der Form eines Tonberde-Schmelzzementes (TSZ) zum Einsatz gelangt.
Die versuchsmäßig hergestellten Betonformkörper erwiesen sich auch nach mehrmaligen Umschlag über Lastwagen, Erzbunker und Möllerwagen als hinreichend fest. Da auch am Durchgang durch den Hochofen nur ein sehr kleiner Teil in Form von Staub ausgetragen wurde, ließ sich, bezogen auf den Eisengehalt, eiih befriedigendes Ausbringen von über 9o Prozent erzielen.

Claims

Verfahren zur Herstellung von im Schachtofen einsetzbaren Formkörpern aus feinkörnigen Einsatzstoffen Patentansprüche: Schachtofen, inbesondere i 1. Verfahren zur Herstellung von im/Hochofen einsetzbarem stückigem Material aus feinkörnigen Ausgangsstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe mit 5 bis 16 Gewichts-t eines pulverförmigen Kalkaluminat-Zementes in Gegenwart einer für die Zementbindung erforderlichen Menge an Wasser gemischt und zu Stücken gebunden werden.
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmischung auf einen Wassergehalt von 5 bis 16 Gewichts-% eingestellt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige, feste Ausgangsstoffe in die Mischung eingebracht werden.
4 Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangstoffe wasserhaltige Schlämme verwendet werden
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekenr.-zeichnet, daß der Wassergehalt der Schlänune mittels Zugabe der pulverförmigen Ausgangsstoffe einstellt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reinigung von eisenhüttentechnischen ALgasen, insbesondere von Hochofengischtgas, entstehende Stäube in die Mischung eingesetzt werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung Walzensinter @ingesetzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 Lis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Mischung feinkörnige @@@enerze eingesetzt werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch. gekennzeichnet, daß feinkörniger Koks in einen Anteil von 25 bis 50 Prozent in Verbindung mit eisenoxydischen Ausgangsstoffen in die Misdrnrg eingesetzt wird.
lo. Verf ahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch tiekenllzeichnet, daß feinkörniger Kalkstein in einem Anteil von 5 bis 20 Gewichts- in Verbindung mit eisenoxydischen Ausgangsstoffen in die Mischung eingesetzt wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, wobei im Hocllofen außer Eisen eine Kalkalurninat- Schlacke für die Vermahlung zu Tonerdeschmelzzement hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangs stoff Tonerde eingesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerde zusammen mit etwa 45 Gewichts-% Koksgrus und/oder Kalk eingesetzt wird.
13. Verfahren nach den Snprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die frische MiSchung in plastischer Konsistenz in einer Einrichtung zur Betonformkörperherstellung verarbeitet wird, wobei ihre Körnung nach Maßgabe der für Betonformkörper erforderlichen Verteilung gewählt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die noch plastischen Betonformkörper auf eine ebene Unterlage von der Einrichtung abgegeben und nach einer etwa eintägigen Abbindezeit abgefördert werden.
15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß von den eingesetzten Ausgangsstoffen etwa 50 Prozent eine zwischen o und o,3 mm liegende Kornverteilung aufweisen, während bei etwa 40 Gewichts-% die Kornverteilung zwischen o und 5 mm liegt.