DE3306614A1 - Verfahren zur direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem material zu eisenschwamm in einem drehrohrofen - Google Patents
Verfahren zur direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem material zu eisenschwamm in einem drehrohrofenInfo
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Description
-: - : "-■'-" 33066H
METALLGESELLSCHAFT *■$- 21. Februar 1983
Aktiengesellschaft SCHR/LWÜ/1069P
6000 Frankfurt/M. 1
Prov. Nr. 8989 LC
Verfahren zur Direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem
Material zu Eisenschwamm in einem Drehrohrofen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem Material zu Eisenschwamm in einem
Drehrohrofen, wobei eine Sintermischung aus feinkörnigem eisenoxidhaltigem
Material und festem Brennstoff auf einer Sintermaschine unter Hindurchleiten von sauerstoffhaltigen Gasen
gesintert wird und das Sintergut nach einer Zerkleinerung mit festem kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel in den Drehrohrofen
chargiert wird.
Die Erzeugung von Eisenschwamm im Drehrohrofen erfolgt im allgemeinen
unter Einsatz von Stückerzen oder Pellets, da der Einsatz von feinkörnigen Erzen zu Schwierigkeiten führt oder
besondere Maßnahmen erfordert. Außerdem muß feinkörniger Eisenschwamm im allgemeinen vor der Weiterverarbeitung auf
Roheisen oder Stahl agglomeriert werden. Für eine Pelletierung muß das Material in Pelletierfeinheit, d.h. sehr feinkörnig,
vorliegen.
Es wurde auch· schon vorgeschlagen, Sinter anstelle von Pellets in den Drehrohrofen einzusetzen (DE-AS 17 58 951). In die Sintermischung
muß zumindest teilweise oer erforderliche feste
Brennstoff durch Zumischung von feinkörnigem Eisenschwamm ein-
— *τί- —
gebracht werden. Die Reduktion im Drehrohrofen erfolgt vorzugsweise
unter Einsatz von Braunkohle oder anderen festen Brennstoffen mit Gehalten an verflüchtigungsfähigen Bestandteilen
als Reduktionsmittel. Bei der Reduktion fällt ein beträchtlicher Anteil von Unterkorn an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Direktreduktion
von Sinter im Drehrohrofen den Anfall an Unterkorn möglichst gering zu halten und eine gute Metallisierung mit möglichst
geringem Aufwand zu erzielen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß
der Sinter mit einem Verhältnis von CaO zu SiO^ von 0,8 bis
1,4 in den Drehrohrofen chargiert wird und ein festes kohlenstoffhaltiges
Reduktionsmittel in ue.n Drehrohrofen chargiert
wird, das bis zu einer Temperatur von 600 - 700 C möglichst wenig elementaren Wasserstoff freisetzt. Das feinkörnige oxidische
Material besteht hauptsächlich aus feinkörnigen Eisenerzen und in der Direktreduktionsanlage anfallendem oxidischem
Material. Auch metallisiertes oder vorreduziertes feinkörniges Material, das in der Direktreduktionsaniage anfällt., kann eingesetzt
werden. Das oxidische Material wird mit den zur Einstellung des Verhältnisses von CaO zu SiO,, erforderlichen
Zuschlagstoffen, wie Kalkstein und Kieselsäure, dem für die Sinterung erforderlichen festen Brennstoff, üblicherweise
feinkörniger Koks, dem Rückgut von der Sintermaschine und unter Einstellung der erforderlichen Feuchtigkeit gemischt. Die so
hergestellte Sintermischung wird auf die Sintermaschine aufgegeben. Die Bedingungen für die Herstellung aer Sintermischung,
unter Berücksichtigung des erfindungsgemäßen Verhältnisses von CaO zu SiO2, und die Bedingung für die Sinterung
auf der Sintermaschine entsprechen den bekannter. Bedingungen für die Herstellung von Sinter für den Einsatz in den
Hochofen. Bei der Einstellung des Verhältnisses von CaO zu SiO bleiben andere basische oder saure Gangartbestar.dteile
unberücksichtigt. Falls der Sintermischung metallisiertes oder
BAD ORIGINAL
33066U
vor reduziertes Feingut zugesetzt wird, wird dessen.Oxidationswärme bei der Bemessung der Kokszugabe berücksichtigt. Die
Zugabe von metallisiertem oder vor reduziertem Feingut ist jedoch nicht erforderlich. Das 'in den Drehrohrofen chargierte
feste kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel soll bis zu einer Temperatur von 600 - 700 C möglichst überhaupt keinen elementaren
Wasserstoff freisetzen, auf jeden Fall muß der Wert unter 1 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Reduktionsmittel,
liegen. Die freigesetzte Menge an elementarem Wasserstoff steigt im allgemeinen mit dem Gehalt der Kohlen an flüchtigen
Bestandteilen. Es müssen also Kohlen eingesetzt werden, die wenig Wasserstoff freisetzen, wie Anthrazit, oder geschwelte
Kohlen, wie Koks. Kohlen, die einen höheren Gehalt an elementarem Viasserstoff freisetzen, können jedoch an einer Stelle des
Drehrohrofens aufgegeben werden, wo die Beschickung bereits
eine höhere Temperatur hat und durch uie nachträgliche Zugabe des Reduktionsmittels auch nicht unter diese Temperatur
abgekühlt wird. Eine solche nachträgliche Zugabe eines Teiles des festen Reduktionsmittels kann z.B. durch Einblasen von
Kohle in das Austragsende des Drehrohrofens und Verteilung über die Reduktionszone erfolgen, wenn der Drehrohrofen im
Gegenstrom zwischen Beschickung und Gastatmosphäre betrieben wird.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daB der Sinter
mit einem Verhältnis von CaO zu SiO9 von 1 ,.1 - 1,3 in den
Drehrohrofen chargiert wird. Dadurch werden besonders gute Ergebnisse erzielt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der Sinter mit einem Schlackengehalt von mindestens 10 Gew.-% in den
Drehrohrofen chargiert wird. Der Schlackengehalt wird so gewählt, daß zwar die Menge möglichst nahe an 10 % liegt, aber
auch wieder ausreichend für gute Ergebnisse ist. Der optimale Wert wird für jedes Material empirisch ermittelt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der Sinter in einer Stückgröße von 5 - 50 mm in den Drehrohrofen chargiert
wird. Mit dieser Stückgröße werden gute Metallisierungsgrade erzielt.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß der Sinter in einer Stückgröße von 5-30 mm in den Drehrohrofen chargiert
wird. Diese Stückgröße ergibt nochmals verbesserte Metallisierungsgrade.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß das Abgas des Drehrohrofens zur indirekten Aufheizung von Luft verwendet
wird, und die heiße Luft nach der Zündung der Sintermischung auf der Sintermaschine durch die Sintermischung geleitet wird.
Die Durchleitung der heißen Luft als Sinterluft kann nur über einen Teil der Sinterstrecke der Sintermaschine oder über die
gesamte Länge der Sinterstrecke erfolgen. Im ersten Fall tritt hauptsächlich eine Brennstoffersparnis ein, während im zweiten
Fall die Temperatur des abgeworfenen Sinters erhöht wird, so daß der Sinter mit hoher Temperatur in den Drehrohrofen chargiert
werden kann und der Drehrohrofen von der entsprechenden Aufheizarbeit entlastet wird.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.
Für die Sinterversuche wurden Rohmaterialien mit folgender Analyse eingesetzt:
33066U
Gehalt, tr. Sinter-· Sintermischung mischung 1 2
Kalkstein Sand
Koks
Fe ges., % | 64,4 | 65,3 | __ | 0,4 | -- |
Fe2+, % | 0,07 | 0,43 | 54,5 | — | 0,5 |
CaO, % | 0,08 | 0,07 | 0,9 | 0,03 | 4,8 |
SiO2- % | 4,33 | 2,7 | 0,5 | 99,3 | 0,3 |
MgO, % | 0,04 | 0,04 | 0,3 | 0,01 | 2,7 |
Al2O3, % | 1/5 | 1,7 | -- | 0,2 | 89,0 |
P α | — ' | — | 43,3 | — | — |
Glühverl.,% | 1,3 | 2,36 | — | ||
Körnung, mm 0-10
0 - 10
0-4
0-1
0 -
Die Sinterversuche wurden auf einer quadratischen Sinterpfanne
von 0,16 m Fläche durchgeführt. Die Sintermischung wurde
jeweils nach vorherigem Mischen der Einzelkomponenten, Anfeuchten und Einfüllen in die Sinterpfanne mit Heißluft von
1200 C gezündet. Danach wurde mit Unterdruck uie Brennfront
durch die Sintermischung gezogen und der Sinterkuchen anschließend auf der Sinterpfanne gekühlt. Zur Nachahmung der
Beanspruchung in einer Industrieanlage wurde der Sinter daraufhin 5 mal aus 2 m Höhe gestürzt. Die Fraktion - 6 mm wurde
als Rückgut (50 %), die Fraktion 15 - 25 mm als Rostbelag
(3 cm) eingesetzt.
Zur Definition der Sinterqualität wurden folgende Prüfmethoden
verwandt:
33Ό66Η
1) Die Bestimmung der mechanischen Festigkeit erfolgte nach der ISO-Vorschrift Nr. 3271 in einer Trommel, wobei der
Wert + 6,3 mm ermittelt wurde.
2. Die Niedrigtemperaturzerfallsstabilität, NTZ, wurde nach
einem Vorschlag der "BISRA" in einem elektrisch beheizten
Drehrohr unter schwach reduzierender Atmosphäre bei 600 C durch die Produktmenge + 6,3 mm ermittelt.
3. Die Reduzierbarkeit wurde in Anlehnung an die Prüfvorschrift
VDEH Nr. 1770-64 ermittelt. Die Kennzahl ist der dR/dt40-Wert.
Dabei ergaben sich folgende Werte:
Basizität CaO/SiO- 0,02 0,42 0,7- 1,2
ISO + | 6, | 3 | mm, %' | 52, | 8 | 46 | ,0 | 45, | G · | 51, | 3 | 62 | ,1 |
NTZ- + | 6, | 3 | mm, % | 66, | 4 | 76 | ,8 · | 80, | 8 | 75, | 6 | 35 | ,6 |
dR/dt | 40 | o, | 67 | — | 0, | 23· | 1, | 02 | 1 | ,35 |
Mechanische Festigkeit und Niedrigtemperaturzerfallsstabilität
verhalten sich qualitativ gegenläufig und erreichen in ihrer Kombination im Basizitätsbereich von 1,2 ein Optimum.
Die Reduzierbarkeit fällt zunächst bei Zunahme der Basizität und steigt dann ab 0,42 stark an.
Die Abnahme der. Schlackenmenge, hier ausgedrückt als
CaO + SiO -Gehalt, beeinflußt sowohl den Niedrigtempi turzerfall sowie die mechanische Festigkeit negativ..
■'·-* " -: ■■■■■ 33066 1
Folgende Vierte wurden für einen Sinter der Basizität von 1,2
ermittelt:
39, | 6 | 51, | 3 | 57 | ,2 | 60, | 0 |
26, | 3 | 75, | 6 | 69 | ,1 | . 68, | 2 |
Schlackenmenge ·*
CaO+SiO2, % 7,5 9,5 12,4 16,2
ISO % + 6,3 min NTZ % + 6,3 mm
Ab ca. 10 % CaO + SiO^ wurden akzeptable Festigkeitswerte
erreicht.
Die Versuche wurden in einem Kurztrommelofen mit einem Sintereinsatz
von 70 kg durchgeführt. In diesem Ofen wurden die
Reduktionsmittel in der Menge für ein C^. /Fe-Verhältnis
von 0,6 zugegeben. Die Reduktionszeit betrug nach Aufheizen auf die durch die Reaktivität der Kohle vorgeschriebene
Reaktionstemperatur 3 Stunden. Der Sintereinsauz hatte die
Körnung 5-30 mm.
Es wurden jeweils eine Braunkohle und eine subbituminöse
Kohle bzw. deren Kokse eingesetzt.
33066U
Gehalte, tr.
Braun- Koks kohle
Subbit. Koks Kohle
""fix'
Flüchtige,
Flüchtige,
Asche,
44, | 2 | 84, | 9 | 43 | ,1 | 63, | 2 |
52, | 0 | 4, | 2 | • 29 | ,3 | 1/ | 0 |
3, | 8 | 10, | 9 | 26 | ,7 | 35, | 8 |
H2-Entgasung,l/kg
bis 6000C
bis 6000C
18,9
26,0
Die subbituminöse Kohle erfordert wegen niedrigerer Reaktivität höhere Reaktionstemperaturen als die Braunkohle.
I -
Bei der Feststoffdirektreduktion von Sinter im Drehrohr sind
die schon genannten Sintereigenschaften besonders von Bedeutung.
Mechanische Festigkeit und Niedrigtemperaturzerfallsstabilität bestimmen Zerfall und Feinanteilentwicklung im
Drehrohr, die Reduzierbarkeit beeinflußt besonders die Ofenleistung.
Besonders Feinanteile - 3 mm stören uen Prozeß. .
Die Direktreduktionsversuche ergaben folgende Werte für den
magnetischen Ofenaustrag;
Basizität CaO/SiO2 0,02 0,42 0,7 0,8 1,2 1,4 2
Anteil - 3mm
für Braunkohle % 10,2 12,3 ^4,0 11,5 9,9 10,9 12,5
Koks aus Braunk. % 4,8 6,1 7,6 6,3 5,4 6,0 7,5
Subbitumin.Kohle % 10,2 13,7 15,2 16,0 17,5 18,3 21,0
Koks aus n n % 5,3 6,8 7 7 6,1 6,8 9,7
Bei Basizität von 1,2 werden die geringsten Feinanteilmengen ermittelt. Davon abweichend verhält sich nur die subbutiminöse
Kohle, die nur durch das Freisetzen höherer H9-Mengen im
Tieftemperaturbereich den bei Temperaturen unter 700 C besonders»
fur Zerfall bei Niedrigtemperaturreduktion anfälligen Sinter zerstört. Dieser Effekt tritt besonders bei hohen Basizitäten
auf, da hier 6eu Hämatitanteil im Sinter ebenfalls hoch ist und durch die Umwandlung zu Magnetit vermehrt Gefügespannungen
erzeugt..Je geringer der Anteil an freigesetztem
H? aus den Reduktionsmitteln unter 700 C ist, desto
geringer ist der Feinanteil im Ofenaustrag. Entgaste Kohlen
führten im Vergleich untereinander zu gleichen Zerfallsergebnissen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen uarin, daß eine Direktreduktion
von eisenoxiuhaltigem Sinter zu Schwammeisen im Drehrohrofen mit guten Metallisierungsgraden und geringem
Zerfall möglich ist.
Claims (6)
1. Verfahren zur Direktreduktion von gesintertem, eisenoxid- -—haltigem Material zu Eisenschwamm in einem Drehrohrofen,
wobei eine Sintermischung aus feinkörnigem, eisenoxidhaltigem
Material und festem Brennstoff auf einer Sintermaschine unter Hindurchleiten von sauerstoffhaltigen Gasen
gesintert wird und das Sintergut nach einer Zerkleinerung mit festem, kohlenstoffhaltigem Reduktionsmitel in den
Drehrohrofen chargiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinter mit einem Verhältnis von CaO zu SiO? von 0,8
bis 1,4 in den Drehrohrofen chargiert wird und ein festes, kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel in den Drehrohrofen
chargiert wird, das bis zu einer Temperatur von
600 - 700 C möglichst wenig elementaren Wasserstoff
freisetzt. ifful^X'i i uM . .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sinter mit einem Verhältnis von CaO zu SiO9 von
1,1 - 1,3 in den Drehrohrofen chargiert wird.
3. verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sinter mit einem Schlackengehalt von mindestens 10 Gew.-% in cien Drehrohrofen chargiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinter in einer Stückgröße von
5 - 50 mm in den Drehrohrofen chargiert wird.
5. Verfahren .nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Sinter in einer Stückgröße von 5 - 30 mm in den Drehrohrofen chargiert wird.
33066H
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas des Drehrohrofens zur indirekten
Aufheizung von Luft verwendet wird, und die heiße Luft nach der Zündung der Sintermischung auf der Sintermaschine
durch die Sintermischung geleitet wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833306614 DE3306614A1 (de) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Verfahren zur direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem material zu eisenschwamm in einem drehrohrofen |
EP84200183A EP0120509A1 (de) | 1983-02-25 | 1984-02-09 | Verfahren zur Direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem Material zu Eisenschwamm in einem Drehrohrofen |
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TR2178984A TR21789A (tr) | 1983-02-25 | 1984-02-24 | Demir oksit ihtiva eden sintere edilmis malzemeyi bir doener firin icinde goezenekli demire direkt indirgemeye mahsus usul |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19833306614 DE3306614A1 (de) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Verfahren zur direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem material zu eisenschwamm in einem drehrohrofen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3306614A1 true DE3306614A1 (de) | 1984-08-30 |
DE3306614C2 DE3306614C2 (de) | 1991-08-01 |
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ID=6191798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19833306614 Granted DE3306614A1 (de) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | Verfahren zur direktreduktion von gesintertem eisenoxidhaltigem material zu eisenschwamm in einem drehrohrofen |
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DE (1) | DE3306614A1 (de) |
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TR (1) | TR21789A (de) |
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- 1984-02-09 IN IN96/CAL/84A patent/IN158582B/en unknown
- 1984-02-24 TR TR2178984A patent/TR21789A/xx unknown
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DE3306614C2 (de) | 1991-08-01 |
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