DE60002108T2

DE60002108T2 - Verfahren zur Herstellung reduzierter Eisenagglomerate und Vorrichtung mit rotierendem Herd dazu

Info

Publication number: DE60002108T2
Application number: DE60002108T
Authority: DE
Inventors: Takao Harada
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-01-18
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: CA2295350A1; US6319302B1; ES2195807T3; ATE237699T1; JP2000212619A; EP1020535B1; CA2295350C; EP1020535A1; JP3404309B2; DE60002108D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten durch Reduktion von Eisenoxidagglomeraten, die kohlenstoffhaltiges Material enthalten, in einem Reduktionsofen mit sich bewegendem Herd, und bezieht sich auch auf eine Vorrichtung dafür.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Kürzlich haben Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten unter Verwendung von billiger Kohle als ein Reduktionsmittel anstelle von Erdgas wieder Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Diese Verfahren werden zur Herstellung reduziertem Eisen durch Erhitzen von Pellets, die nach einem Vermischen von gepulvertem bzw. pulverförmigem Erz mit kohlenstoffhaltigem Material, wie Kohle, in einer Hochtemperaturatmosphäre in einem Reduktionsofen verwendet.
Die oben erwähnten Verfahren werden unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben, welche einen Reduktionsofen mit rotierendem Herd zeigt, wie er in der USP 5,730,775 geoffenbart ist. Eisenoxidagglomerate, die kohlenstoffhaltiges Material enthalten, werden von einem Einlaß 56 zugeführt und werden dann so über dem sich drehenden Herd 51 des Reduktionsofens verteilt, daß die Dicke der Agglomeratschicht etwa zwei Agglomerate tief ist. Bezugszeichen 57 zeigt eine Nivelliervorrichtung zum Nivellieren bzw. Ausgleichen der Dicke der Agglomerate. Agglomerate, die etwa in einer Doppelschicht über dem Herd verteilt würden, bewegen sich in einer Richtung, die durch einen Pfeil Y angezeigt ist, gemeinsam bzw. gleichzeitig mit der Rotation des sich drehenden Herds 51. Die Agglomerate werden erhitzt und reduziert, während sie bewegt werden, und Kohlendioxid und dgl., welche generiert bzw. erzeugt werden, wenn die Agglomerate reduziert werden, werden von einer Gasaustragsöffnung 42 ausgetragen. Die reduzierten Eisenagglomerate, die durch das Erhitzen erhalten werden, werden aus dem Ofen durch eine Austragseinheit 54, nachdem sie die Nivelliervorrichtung 60 passiert haben, ausgetragen. Die beschriebene, konventionelle Technik verwendet eine reduzierende Atmosphäre zwischen etwa 1.315ºC und 1.430ºC und eine Reduktionszeit von etwa 10 Minuten.
Pulver, enthaltend Eisenoxid, wird auch auf der Oberfläche des rotierenden Herds 51 abgeschieden, wobei das Pulver aus den Eisenoxidagglomeraten gebildet wird, wenn die Agglomerate in den Reduktionsofen zugeführt werden. Wenn das Innere des Reduktionsofens eine Atmosphäre bei hoher Temperatur enthält, wird das Eisenoxid, das in dem abgeschiedenen Pulver auf dem Rotationsherd 51 enthalten ist, auch reduziert und es wird daher Eisenmetall gebildet. Wenn der Reduktionsofen für eine lange Zeit betätigt wird, sammelt sich das Eisenmetall aus dem abgeschiedenen Pulver, welches reduziert wurde, schrittweise an, so daß es eine Metallplatte ausbildet, die eine bestimmte Dicke besitzt, und die resultierende Metallplatte bewirkt ein Problem dahingehend, daß die Metallplatte sich von dem Rotationsofen in der Form von Walzen oder gerippten Körpern abtrennt. Wenn das Pulver abgeschieden wird, kann ein Problem dahingehend auftreten, daß das erhärtete, abgeschiedene Pulver, das eine bestimmte Dicke besitzt, in der Form von Blöcken abgeschieden bzw. abgetrennt wird.
Arten von angegriffenen Herdfragmenten sind in Fig. 1 aufgelistet. Ein angegriffenes Herdfragment von "angegriffenem Herd A" ist etwa 35 mm dick, 100 mm breit und 150 mm lang und liegt in der Form eines Blocks vor. Der "angegriffene Herd A" tendiert dazu gebildet zu werden, wenn die Reduktionstemperatur relativ niedrig ist und die Reduktion des Eisenoxids in dem Pulver, das auf dem Herd abgeschieden bzw. abgelagert ist, unzureichend auftritt. Dementsprechend ist die Menge bzw. das Verhältnis von Eisenoxid (FeO) hoch und ein Metallisierungsgrad ist niedrig. Der Grund für die Ausbildung des "angegriffenen Herds A" wird wie folgt angenommen. Spalte werden zwischen Bereichen, welche metallisiert sind, und Bereichen, welche nicht metallisiert sind, in dem abgeschiedenen Pulver, enthaltend Eisenoxid, mit einer bestimmten Dicke ausgebildet, wobei die Spalte durch thermische und mechanische Beanspruchungen bewirkt sind, welche auf die Agglomerate während des Zyklus einer Zufuhr, Reduktion mit Hitze und einem Austrag derselben aufgebracht bzw. angeordnet werden. Folglich wird das erhärtete, abgeschiedene Pulver durch eine darauf ausgeübte Kraft abgetrennt, die durch die Austragseinheit erzeugt wird. Ein angegriffenes Herdfragment von "angegriffenem Herd C" ist etwa S mm dick, 300 mm breit und 2.000 mm lang in der Form einer Walze. Der "angegriffene Herd C" tendiert dazu gebildet zu werden, wenn die Reduktionstemperatur relativ hoch ist und die Reduktion des Eisenoxids in dem auf dem Herd abgeschiedenen Pulver auftritt. Dementsprechend ist die Menge bzw. der Anteil an Eisenoxid (FeO) niedrig und der Metallisierungsgrad hoch.
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das angegriffene Herdfragment in der Form einer Walze ausgebildet ist, d. h. der sogenannte "angegriffene Herd C". Das Pulver enthaltend Eisenoxid, das auf dem rotierenden Herd 51 abgeschieden ist, wird bei einer erhöhten Temperatur in dem Reduktionsofen reduziert und bildet einen abgeschiedenen Herd 52. Wenn der abgeschiedene Herd 52 enthaltend metallisches Eisen zu einer bestimmten Dicke anwächst, wird diese von dem rotierenden Herd 51 durch eine Austragseinheit 54 abgetrennt, welche reduzierte Eisenagglomerate (Pellets) 53 von dem Reduktionsofen austrägt und dann ein angegriffenes Herdfragment 55 in der Form einer Walze ausbildet, wobei reduzierte Eisenagglomerate damit gerollt bzw. gewalzt sind.
Ein angegriffenes Herdfragment vom "angegriffenen Herd B" ist etwa 20 mm dick, 250 mm breit und 300 mm lang in der Form eine gewellten Platte bzw. Wellplatte. Der "angegriffene Herd B" tendiert dazu ausgebildet zu werden, wenn die Reduktionstemperatur mittel ist.
Der "angegriffene Herd A" in Form eines Blocks und der "angegriffene Herd B" in Form einer gewellten Platte werden aus dem Reduktionsofen mit den reduzierten Eisenagglomeraten ausgetragen und gemeinsam rückgewonnen. In diesem Austragsschritt behindern der "angegriffene Herd A" und der "angegriffene Herd B" den Produktrückgewinnungspfad für ein Gewinnen bzw. Rückgewinnen des reduzierten Eisenagglomeratprodukts, und ein Problem tritt dahingehend auf, daß die Arbeit des Reduktionsofens manchmal unterbrochen sein kann. Zusätzlich tritt, da die einen niedrigen Metallisierungsgrad besitzenden, angegriffenen Herdfragmente mit dem reduzierten Eisenagglomeratprodukt vermischt sind, das Problem dahingehend auf, daß die Qualität der reduzierten Eisenagglomerate verschlechtert werden kann.
Im Gegensatz dazu ist der "angegriffene Herd C" so groß, daß er nicht aus dem Reduktionsofen ausgetragen werden kann und stufenweise bzw. zunehmend in der Form einer enormen Walze in der Nachbarschaft der Austragseinheit 54 anwächst. Sobald diese Walze ausgebildet ist, werden die reduzierten Eisenagglomerate in der Walze aufgenommen und können nicht rückgewonnen werden. Zusätzlich kann, da die Walze den Reduktionsofen beschädigen kann, ein Problem dahingehend auftreten, daß die Arbeit bzw. der Betrieb des Reduktionsofens beendet werden muß, um den "angegriffenen Herd C" auszutragen bzw. zu entfernen. Sobald der Reduktionsofen gestoppt ist, ist eine lange Zeitdauer erforderlich, um den Ofen neuerlich zu starten, und ein häufiges Stoppen der Arbeit ist daher ein sehr schwerwiegendes Problem. Um die Ausbildung von "angegriffenem Herd C" zu unterdrücken, ist es effizient, die Reduktionstemperatur abzusenken, wie dies oben beschrieben ist; jedoch ist eine Metallisierung des Produkts reduziert und die Qualität der reduzierten Eisenagglomerate ist daher reduziert.
WO 98/21538 offenbart eine Vorrichtung zum Austragen von stangenartigem oder streifenartigem Material aus einem Rotationsofen, umfassend eine Abhebevorrichtung, welche das stangenartige oder streifenartige Material von dem sich drehenden Herd eines Rotationsofens entfernt, einen Schneidemechanismus, welcher das angehobene stangenartige Material oder streifenartige Material in individuelle Stücke schneidet, und eine Fördervorrichtung, welche die individuellen Stücke von Material aus dem Ofenbereich austrägt.
Weiters wird eine Vorrichtung zum Entfernen des Rests bzw. Rückstands eines Reduktionsmittels, welches in der Form eines Pulvers vorliegt, zur Verfügung gestellt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten und eine Vorrichtung zum Herstellen von reduzierten Eisenagglomeraten zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Arbeitsfunktionalität besitzt.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten, das die in Ansprüchen 1 und 2 geoffenbarten Merkmale besitzt, und eine Vorrichtung zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten, das die in Ansprüchen 6 und 7 geoffenbarten Merkmale besitzt, erreicht. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können Reduktionsöfen kontinuierlich für eine lange Zeitdauer betätigt bzw. betrieben werden und reduzierte Eisenagglomerate hoher Qualität, und die einen hohen Metallisierungsgrad besitzen, können mit großer Produktivität erhalten werden.
Ein Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Schritte eines Zuführens von Eisenoxidagglomeraten, enthaltend kohlenstoffhaltiges Material, auf einen sich bewegenden Herd in einem Reduktionsofen, eines Erhitzens der Eisenoxidagglomerate, um die reduzierten Eisenagglomerate zu erhalten, während sich der sich bewegende Herd in dem Reduktionsofen bewegt, eines Austragens der reduzierten Eisenagglomerate aus dem Reduktionsofen und eines Rückgewinnens des reduzierten Eisens, in welchem angegriffene Herdfragmente von dem sich bewegenden Herd kontinuierlich in der Nachbarschaft eines Austragsorts oder eines Rückgewinnungsorts für die reduzierten Eisenagglomerate während der Arbeitsweise bzw. des Betriebs des Reduktionsofens abgetrennt werden.
In diesem Verfahren ist es, da die ergriffenen bzw. angegriffenen Herdfragmente kontinuierlich in der Nachbarschaft des Austragsorts oder des Rückgewinnungsorts für die reduzierten Eisenagglomerate ausgetragen bzw. entfernt werden, nicht notwendig, die Arbeit des Reduktionsofens und die Zufuhr der Eisenoxidagglomerate aufgrund einer Ausbildung derangegriffenen Herdfragmente zu stoppen. Daher kann der Reduktionsofen kontinuierlich für einen langen Zeitraum betätigt werden. Zusätzlich können, da die angegriffenen Herdfragmente, die einen niedrigen Metallisierungsgrad besitzen, nicht mit dem reduzierten Eisenagglomeratprodukt vermischt werden, reduzierte Eisenagglomerate, die einen hohen Metallisierungsgrad besitzen, erhalten werden.
Angegriffene Herdfragmente in der Form von Blöcken oder gewellten Platten werden vorzugsweise in der Mitte eines Produktrückgewinnungspfads zum Rückgewinnen der reduzierten Eisenagglomerate rückgewonnen.
Da die angegriffenen Herdfragmente in der Form von Blöcken oder Wellplatten ausgebildet sind, welche schnell bzw. leicht bei relativ niedriger Reduktionstemperatur gebildet werden, können sie in der Mitte des Rückgewinnungspfads für die Rückgewinnung von Eisenagglomeraten zurückgewonnen werden, wodurch die angegriffenen Herdfragmente den Rückgewinnungspfad für die reduzierten Eisenagglomerate nicht behindern bzw. verlegen. Daher kann der Reduktionsofen kontinuierlich für einen langen Zeitraum betrieben werden. Zusätzlich ist es, da die angegriffenen Herdfragmente von dem Rückgewinnungspfad während der Arbeit des Reduktionsofens rückgewonnen werden, nicht notwendig, die Zufuhr von Eisenoxidagglomeraten zu diesem zu stoppen.
Alternativ werden zumindest angegriffene Herdfragmente in der Form von Walzen vor dem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate entfernt.
Da die angegriffenen Herdfragmente, die in der Form von Walzen generiert werden, welche schnell bzw. leicht bei relativ hohen Reduktionstemperaturen gebildet werden, vor dem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate entfernt werden können, wechselwirken die angegriffenen Herdfragmente nicht mit der Rückgewinnung der reduzierten Eisenagglomerate, noch beschädigen sie den Reduktionsofen. Daher kann der Reduktionsofen kontinuierlich für einen langen Zeitraum betätigt werden.
Eine Dicke der Eisenoxidagglomeratschicht, die dem sich bewegenden Herd zugeführt wird, ist vorzugsweise nicht mehr als das Zweifache des durchschnittlichen Durchmessers der Eisenoxidagglomerate.
Die so auf den sich bewegenden Herd zugeführten Eisenoxidagglomerate können durchgehend auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Daher können Änderungen in dem Metallisierungsgrad des reduzierten Eisenagglomeratprodukts miminiert werden, und ein hoher Metallisierungsgrad und eine hohe Produktivität an reduzierten Eisenagglomeraten können daher erhalten werden. Im Gegensatz dazu werden, wenn reduzierte Eisenagglomerate dünn abgeschieden bzw. geschichtet werden, wie dies oben beschrieben wird, der Herd und die Agglomerate auf hohe Temperatur erhitzt, große, angegriffene Herdfragmente (beispielsweise angegriffene Herdfragmente in der Form von Walzen) werden leicht gebildet und es tritt eine Metallisierung auf der Oberfläche des Herds auf. Selbst wenn die angegriffenen Herdfragmente in der Form von Walzen gebildet werden, kann jedoch der Reduktionsofen für einen langen Zeitraum betrieben werden, indem die angegriffenen Herdfragmente aus dem Ofen entfernt bzw. ausgetragen werden.
Die Reduktionstemperatur wird vorzugsweise auf nicht weniger als 1.300ºC gehalten, wenn Eisenoxidagglomerate erhitzt und reduziert werden.
In dem oben erwähnten Zustand kann die Reduktionszeit verkürzt werden, die Produktivität kann verbessert werden und ein hoher Metallisierungsgrad der reduzierten Eisenagglomerate kann erreicht werden. Wenn die Reduktionstemperatur angehoben wird, werden große, angegriffene Herdfragmente schnell bzw. leicht ausgebildet; jedoch kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Reduktionsofen kontinuierlich für einen langen Zeitraum betrieben werden, da die angegriffenen Herdfragmente entfernt werden können.
Ein Walzensieb wird vorzugsweise in der Mitte des Rückgewinnungspfads für ein Rückgewinnen von reduzierten Eisenagglomeraten vorgesehen, um angegriffene Herdfragmente wenigstens in einer Form von Blöcken oder gewellten Platten zu entfernen.
In dem Rückgewinnungspfad, welcher manchmal durch die angegriffenen Herdfragmente verlegt ist, kann das Walzensieb die angegriffenen Herdfragmente entfernen. Da das Walzensieb eine Entfernung von verschiedenen Formen von angegriffenen Herdfragmenten durch Rollen bzw. Umwalzen sicherstellen kann, wechselwirken die angegriffenen Herdfragmente in der Form von Blöcken oder gewellten Platten nicht mit der Arbeit der Herstellungsvorrichtung. Zusätzlich wird der Metallisierungsgrad der reduzierten Eisenagglomerate nicht verschlechtert, da die angegriffenen Herdfragmente nicht mit den reduzierten Eisenagglomeraten vermischt werden.
Alternativ ist eine Austragsschnecke bzw. -schraube für ein angegriffenes Herdfragment vor der Austragseinheit zum Entfernen von wenigstens den angegriffenen Herdfragmenten in der Form von Walzen vorgesehen.
Die angegriffenen Herdfragmente können zuverlässig durch die Austragsschnecke für das angegriffene Herdfragment, die oben erwähnt ist, vor der Produktaustragseinheit ausgetragen werden, wo die angegriffenen Herdfragmente in der Form von Walzen ausgebildet werden. Da diese Schnecke die angegriffenen Herdfragmente in Form von Walzen aufnehmen kann, kann der Betrieb der Vorrichtung für die Herstellung der reduzierten Eisenagglomerate ohne irgendwelche Probleme durchgeführt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Tabelle, die verschiedene Arten von angegriffenen bzw. ergriffenen Herdfragmenten auflistet;
Fig. 2 ist eine Tabelle, die chemische Zusammensetzungen und Charakteristika von Agglomeraten der Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung auflistet;
Fig. 3 ist eine Tabelle, die experimentelle Bedingungen und Ergebnisse der Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung und von Vergleichsbeispielen auflistet;
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Herstellungsvorrichtung für reduziertes Eisen zum Ausführen einer ersten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine Herstellungsvorrichtung für reduziertes Eisen zum Ausführen einer zweiten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer Herstellungsvorrichtung für reduziertes Eisen zum Durchführen der zweiten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ist eine schematische Seitenansicht, die die Ausbildung von angegriffenen Herdfragmenten in der Form einer Walze zeigt, wenn ein Verfahren zur Herstellung von reduziertem Eisen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird; und
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen Reduktionsofen mit rotierendem Herd als ein Beispiel einer konventionellen Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN

Die Ausbildungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Vorrichtung zum Herstellen von reduziertem Eisen zur Ausführung einer ersten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichen 11 in Fig. 4 zeigt einen kreisförmigen, sich bewegenden Herd, auf dessen oberer Oberfläche Eisenoxidagglomerate, enthaltend kohlenstoffhaltiges Material, in der Form von Pellets zugeführt werden. Diese Eisenoxidagglomerate, die auf dem sich bewegenden Herd 11 angeordnet sind, werden erhitzt und reduziert, um reduzierte Eisenagglomerate in der Form von Pellets zu ergeben. Die reduzierten Eisenagglomerate werden von dem sich bewegenden Herd 11 durch eine Produktaustragsschnecke 13 als eine Produktaustragseinheit abgetrennt, ragen vor die Produktaustragsschnecke 13 vor, wie dies durch Bezugszeichen 12H in Fig. 4 angedeutet ist, und werden dann von dem sich bewegenden Herd 11 gemeinsam mit einer Rotation der Produktaustragsschnecke 13 transportiert. Wie dies mit Bezugszeichen 12C in Fig. 4 angedeutet ist, werden die reduzierten Eisenagglomerate, die durch die Produktaustragsschnecke 13 transportiert werden, durch eine Austragsschurre 14 (weg zum Rückgewinnen von Produkt), welche an der Seite einer Produktaustragsschnecke 13 angeordnet sind, rückgewonnen. In der Mitte der Austragsschurre 14 ist ein Walzensieb 15 (Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten) so angeordnet, um sich nach unten rechts zu neigen. Eine Box 18 für ein Rückgewinnen bzw. Gewinnen von angegriffenen Herdfragmenten ist an dem Endbereich des Walzensiebs 15 angeordnet und eine Kette 17 ist über dem Walzensieb 15 abgehängt.
Ein angegriffenes bzw. ergriffenes Herdfragment 16A in der Form eines Blocks und ein angegriffenes Herdfragment 16B in der Form einer gewellten Platte, die während der Arbeit des Reduktionsofens gebildet wurden, werden über die Austragsschurre 14 gemeinsam mit den reduzierten Eisenagglomeraten ausgetragen; jedoch werden angegriffene Herdfragmente, welche nicht durch die Spalte in dem Walzensieb 15 hindurchtreten können, entlang der Neigung des Walzensiebs 15 transportiert und in die Box 18 für eine Rückgewinnung von angegriffenen Herdfragmenten rückgewonnen.
Wie dies oben beschrieben ist, werden ein angegriffenes Herdfragment 16A in der Form eines Blocks und ein angegriffenes Herdfragment 16B in der Form einer Wellplatte von der Austragsschurre 14 des Wegs für ein Rückgewinnen eines Produkts ausgesiebt und kontinuierlich in Box 18 zum Rückgewinnen von angegriffenen Herdfragmenten während der Arbeit bzw. des Betriebs des Reduktionsofens rückgewonnen, so daß die Austragsschurre 14 nicht durch angegriffene Herdfragmente verlegt wird, selbst wenn diese ausgebildet bzw. erzeugt werden. Dementsprechend kann der Reduktionsofens für einen langen Zeitraum betrieben werden, unabhängig von der Bildung von angegriffenen Herdfragmenten 16A und 16B. Zusätzlich kann, da die angegriffenen Herdfragmente 16A und 16B, die niedrige Metallisierungsgrade besitzen, nicht mit den reduzierten Eisenagglomeraten vermischt werden, mit anderen Worten, von den reduzierten Eisenagglomeraten abgetrennt sind, kann die Qualität, wie eine hohe Metallisierung der reduzierten Eisenagglomerate, als kommerzielles Produkt verbessert werden.
Formen von angegriffenen Herdfragmenten, die durch ein Walzensieb 15 rückgewonnen werden, sind nicht auf "gewellt" und "Block" beschränkt, und andere Formen von angegriffenen Herdfragmenten können auch entfernt werden. Die Ausdrücke "gewellt" und "Block" werden der Einfachheit halber verwendet, um typische Formen von angegriffenen Herdfragmenten zu bezeichnen.
Als nächstes wird eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zur Herstellung von reduziertem Eisen unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben. Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht einer zweiten Ausbildung einer Vorrichtung zur Herstellung von reduziertem Eisen gemäß der vorliegenden Erfindung und Fig. 6 ist eine Seitenansicht derselben. In Fig. 5 und 6 werden reduzierte Eisenagglomerate 12A, die auf den bewegenden Herd 11 mit nicht mehr als zwei Schichten Tiefe zugeführt werden, von dem Reduktionsofen durch die Produktaustragsschnecke 13 ausgetragen und als ein Produkt rückgewonnen. Vor der Produktaustragsschnecke 13 ist die Austragsschnecke 21 für den angegriffenen Herd als ein Mittel zum Austragen von angegriffenen Herdfragmenten angeordnet und rotiert in einer Richtung, die durch einen Pfeil X in Fig. 6 angedeutet ist.
Pulver, enthaltend Eisenoxid, das auf der Oberfläche des sich bewegenden Herds 11 abgeschieden ist, wird reduziert und ein Herd, der metallisches Eisen aufweist, wird dabei ausgebildet. Wenn die Reduktionstemperatur hoch ist, d. h. wenn sie 1.300ºC übersteigt, verbinden sich metallische Eisenteilchen auf dem Herd miteinander und bilden daher einen flachen Herd 16. Ein flacher bzw. ebener Herd 16 wird vor der Produktaustragsschnecke 13 abgetrennt, wenn der flache Herd 16 auf eine bestimmte Dicke anwächst. Sobald der flache Herd 16 in der Form einer Platte abgetrennt ist, wird er, da der flache Herd 16 sukzessive, durch eine Bewegung des sich bewegenden Herds 11 transportiert wird, kontinuierlich abgetrennt und durch eine Rotation der Produktaustragsschnecke 13 aufgenommen. Folglich wird ein flacher Herd 16 manchmal in eine Walze, wie als angegriffenes Herdfragment 16C (beispielsweise in der Form von "angegriffenem Herd C" in Tabelle 1), ausgebildet. Das angegriffene Herdfragment 16C wird durch die Austragsschnecke für den angegriffenen Herd 21 aufgenommen. Das angegriffene Herdfragment 16C in der Form einer Walze, das durch die Austragsschnecke 21 aufgenommen wird, wird aus dem Reduktionsofen durch eine Kratzeinheit (nicht dargestellt) zu der Reduktionsofenseite während der Arbeit des Reduktionsofens entfernt. Da das angegriffene Herdfragment 16C dünn und weich ist, wird es leicht in kleinere Fragmente geschnitten oder durch das Anwenden von mechanischen Scherkräften gepreßt. Es ist daher nicht besonders schwierig, ein angegriffenes Herdfragment 16C, das von dem Reduktionsofen aufgenommen ist, zu entfernen.
Wie oben beschrieben, wird ein angegriffenes Herdfragment 16C durch die Austragsschnecke 21 aufgenommen und kontinuierlich während der Arbeit des Reduktionsofens rückgewonnen, so daß der Betrieb des Reduktionsofens nicht durch das angegriffene Herdfragment 16C gestört wird, selbst wenn es gebildet wird. Der Reduktionsofen kann daher für eine lange Zeit betrieben werden, ohne daß die Arbeit gestoppt werden muß. Diese Austragsschnecke 21 ist insbesondere bei einem Betrieb bei hohen Temperaturen effizient, bei welchen ein angegriffenes Herdfragment 16C leicht gebildet wird.
Die Form des angegriffenen Herdfragments, das durch die Austragsschnecke 21 rückgewonnen wird, ist nicht auf eine "walze" beschränkt und andere. Formen von angegriffenen Herdfragmenten können ebenfalls entfernt werden. Der Ausdruck "Walze" wird der Einfachheit halber verwendet, um eine typische Form von angegriffenen Herdfragmenten zu illustrieren.
In der oben beschriebenen Ausbildung ist die Austragsschnecke 21 für das angegriffene Herdfragment als ein Beispiel der "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" direkt vor der Produktaustragsschnecke 13 zum Austragen der reduzierten Eisenagglomerate aus dem Reduktionsofen angeordnet und ein Walzensieb 15 als ein weiteres Beispiel der "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" ist in der Mitte der Austragsschurre 14 zum Rückgewinnen von reduzierten Eisenagglomeraten von dem Reduktionsofen angeordnet; jedoch ist die Position der "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Beispielsweise können "die Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" an der Rückseite der Produktaustragsschnecke 13 angeordnet sein. Es ist wichtig, daß die "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" in der Nachbarschaft der Austragsstelle oder der Rückgewinnungsstelle für die reduzierten Eisenagglomerate angeordnet sind.
In den oben beschriebenen Ausbildungen wird die Austragsschnecke 21 oder das Walzensieb 15 gesondert als das "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" verwendet bzw. eingesetzt, jedoch ist es noch bevorzugter, beide zu verwenden. In diesem Fall ist die Kapazität, die angegriffenen Herdfragmente zu entfernen, noch weiter erhöht. Spezielle Formen der "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" sind nicht auf die Schnecke und das oben beschriebene Sieb beschränkt und Formen wie spitze Gabeln, Kolben, hakenförmige Entfernungsmittel und dgl. können angewandt werden.
In den oben beschriebenen Ausbildungen ist die Produktaustragsschnecke 13 als "eine Produktaustragseinheit" vorgesehen, jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Austragseinheit in der Form einer Schleuse oder eines Schiebers angewandt werden.
In den oben beschriebenen Ausbildungen wird eine Austragsschurre 14 als ein "Produktrückgewinnungspfad" verwendet; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das reduzierte Eisen unter Verwendung eines Bandförderers und dgl. rückgewonnen werden.
In den oben beschriebenen Ausbildungen wird ein Reduktionsofen, der einen sich bewegenden rotierenden Herd besitzt, 7 angewandt; jedoch ist dies nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Reduktionsofen, der einen sich gerade bewegenden Herd besitzt, der nach Art eines Bandförderers gedreht wird, angewandt werden.
In den oben beschriebenen Ausbildungen ist die Form des Pellets als ein "Agglomerat" beschrieben; jedoch kann jede Art von reduziertem Eisen oder Eisenoxid anstelle des pelletierten "Agglomerats" verwendet werden.
Als nächstes werden Beispiele von Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 beschrieben.
In den Beispielen wurde eine Mischung aus Eisenerz und Kohle in einem Verhältnis von 79. 21 Trockengewicht, wobei chemische Zusammensetzungen und Charakteristika derselben in Fig. 2 aufgelistet sind, als ein Primärbestandteil verwendet. Bindemittel (Kernmehl) und Wasser wurden zu diesem Primärbestandteil zugesetzt und dieser wurde dann unter Verwendung eines scheibenartigen Pelletierers granuliert, um Pellets mit Durchmessern von 14 bis 20 mm auszubilden. Pellets, enthaltend nicht mehr als 1% Wasser durch Dehydration, wurden kontinuierlich einem Reduktionsofen mit sich bewegendem, rotierendem Herd zugeführt und dann reduziert. Experimentelle Bedingungen für diese Reduktion und Ergebnisse derselben sind in Fig. 3 aufgelistet. Proben Nr. 1 und 2 waren in Übereinstimmung mit den Beispielen der vorliegenden Erfindung, welche "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" verwendeten, und Proben Nr. 3 bis 6 waren entsprechend Vergleichsbeispielen, welche keinerlei "Mittel zum Entfernen angegriffenen Herdfragmenten" anwandten.
In Proben Nr. 1 und 2 war die Anzahl der Schichten von Eisenoxidpellets 0,8, welche dünn war, und Reduktionstemperaturen in einem vorderen Bereich, einem mittleren Bereich und einem rückwärtigen Bereich überstiegen alle 1.300ºC, Dementsprechend konnte ein hoher Metallisierungsgrad von nicht weniger als 87% und eine hohe Produktivität von 100 kg/m² Stunde erhalten werden. Ein kontinuierlicher Betrieb überstieg 250 Stunden aufgrund eines Vorsehens der "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten", und eine kontinuierliche Arbeitsweise war für einen langen Zeitraum möglich. Die Anzahl von Schichten von Eisenoxidagglomeraten ist ein Hinweis der ungefähren, mittleren Dicke der zugeführten Eisenoxidagglomeratschicht verglichen mit dem mittleren Durchmesser der Eisenoxidpellets.
Verweilzeiten in der "vorderen Zone", "mittleren Zone" und "rückwärtigen Zone" sind alle etwa ein Drittel der Gesamtverweilzeit.
Im Gegensatz dazu, da die "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" nicht für Probe Nr. 3 vorgesehen waren, wurden angegriffene Herdfragmente in Formen von Walzen generiert und eine kontinuierliche Arbeitsweise war lediglich für 24 bis 32 Stunden möglich. Unter Berücksichtigung, daß es 2 Tage erfordert, um einen Reduktionsofen wieder zu starten, ist ein Reduktionsofen, welcher noch etwa 24 Stunden gestoppt werden muß, nicht praktisch.
Für Probe Nr. 4 konnte ein kontinuierlicher Betrieb für nicht weniger als 250 Stunden mit einer gewissen Schwierigkeit aufrecht erhalten werden; da die Temperatur an der rückwärtigen Zone des Ofens auf nicht mehr als 1.250ºC eingestellt war, wurde jedoch eine Produktivität von nur 55 bis 60 kg/m² pro Stunde erhalten, was deutlich unterhalb jener der Proben Nr. 1 und 2 lag. Ein Grund dafür war, daß die Rotationsgeschwindigkeit des sich bewegenden Herds absenkt wurde, um einen ausreichenden hohen Metallisierungsgrad zu erhalten, um die niedrige Reduktionstemperatur zu kompensieren. Ein weiterer Grund war, daß die Arbeitsweise in bezug auf ein Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten, welche einen niedrigen Metallisierungsgrad besaßen und welche die Austragsschurre verlegten, durch ein Stoppen der Zufuhr von Eisenoxidagglomeraten intermittierend während des Betriebs des Reduktionsofens durchgeführt wurde. Ein kontinuierlicher Betrieb für diese Probe überstieg 250 Stunden, was als das obere Limit eines kontinuierlichen Betriebs in den Experimenten bestimmt wurde; wenn die Arbeitsweise ohne Durchführen von irgendwelchen Einstellungen der Bedingungen durchgeführt wurde, wird jedoch angenommen, daß ein kontinuierlicher Betrieb kürzer als jener in den Proben Nr. 1 und 2 wäre. Zusätzlich wird, wenn die Arbeit für ein Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten durch intermittierendes Stoppen der Zufuhr von Eisenoxidpellets nicht durchgeführt worden wäre, angenommen, daß die Arbeit des Reduktionsofens zu stoppen gewesen wäre, da die Austragsschurre durch die angegriffenen Herdfragmente verlegt war.
Proben Nr. 5 und 6 sind Beispiele, die erhalten wurden, wenn die Anzahl der Schichten der Eisenoxidpellets 1,5 bzw. 2,5 war, ohne daß die "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" vorgesehen gewesen wären. In Probe Nr. 5 wurden angegriffene Herdfragmente in Form von Walzen generiert, da die "Mittel zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" nicht vorgesehen waren, und ein kontinuierlicher Betrieb konnte lediglich für 100 bis 150 Stunden durchgeführt werden. Der Grund, daß der kontinuierliche Betrieb länger als für Probe Nr. 3 möglich war, wird darin gesehen, daß die Temperatur, bei welcher das Pulver auf dem sich bewegenden Herd abgeschieden wurde, relativ niedrig war aufgrund der dickeren Schichten des Eisenoxids. Wenn Probe Nr. 5 mit den "Mitteln zum Entfernen von angegriffenen Herdfragmenten" versehen gewesen wäre, wird angenommen, daß der kontinuierliche Betrieb 250 Stunden übersteigen hätte können. Im Gegensatz dazu war es schwierig, daß der kontinuierliche Betrieb von Probe Nr. 6 250 Stunden übersteigt; jedoch betrug der Metallisierungsgrad lediglich höchstens 80% und die Produktqualität war schwerwiegend inferior. Der Grund dafür lag darin, daß Eisenoxidpellets am Boden aufgrund der Dicke von 2,5 Schichten nicht vollständig reduziert wurden. Als Grund, daß der kontinuierliche Betrieb mit Schwierigkeit 250 Stunden betragen könnte, wird angenommen, daß das Pulver, das auf dem sich bewegenden Herd abgeschieden ist, nicht zu dickeren Schichten reduziert wurde, und relativ kleine Mengen an angegriffenen Herdfragmenten generiert wurden.
Wie dies aus Probe Nr. 3 in Fig. 3 ersehen werden kann, beträgt, wenn die Eisenoxidpellets auf den sich bewegenden Herd zugeführt werden, die Dicke der Eisenoxidpelletschicht vorzugsweise nicht mehr als das Zweifache des mittleren Durchmessers der Pellets. Wenn die Dicke das Doppelte des mittleren Durchmessers der Eisenoxidpellets übersteigt, sinkt der Metallisierungsgrad und der Wert der reduzierten Eisenoxidpellets als ein Produkt ist schwerwiegend verschlechtert.
Wie dies aus Probe Nr. 4 in Fig. 3 ersehen werden kann, ist die Reduktionstemperatur vorzugsweise nicht weniger als 1.300ºC, wenn Eisenoxidpellets erhitzt und reduziert werden. Wenn die Reduktionstemperatur weniger als 1.300ºC beträgt, muß die Produktivität der Eisenpellets abgesenkt werden, um den Metallisierungsgrad des Produkts aufrecht zu erhalten.
Eine Rohmaterialmischung umfaßt in dieser Ausbildung Eisenoxid als Bestandteil und enthält ein kohlenstoffhaltiges Material in einer Menge, die ausreichend ist, um das Eisenoxid zu reduzieren, und fakultativ ein Bindemittel, wie ein organisches Bindemittel in einer Menge, die ausreichend ist, um das Eisenoxid und das kohlenstoffhaltige Material zu binden.
Das Eisenoxid als der Bestandteil der Rohmaterialmischung beinhaltet pulverförmiges Eisen oder einen Malgrad. Hochofenstaub, Konverterstaub, Staub vom Sinterprozeß und Elektroofenstaub und Mischungen davon können ebenfalls verwendet werden. Da die oben erwähnten Stäube einen Kohlenstoffgehalt aufweisen, ist ein Zusatz von kohlenstoffhaltigem Material nicht erforderlich oder eine Zusatzmenge kann abgesenkt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A), umfassend die Schritte:

Zuführen von Eisenoxidagglomeraten enthaltend kohlenstoffhaltiges Material auf einen sich bewegenden Herd bzw. Schmelzraum (11) in einem Reduktionsofen; Erhitzen der Eisenoxidagglomerate, um die reduzierten Eisenagglomerate (12A) zu erhalten, während der sich bewegende Herd (11) sich in dem Reduktionsofen bewegt; und

Austragen der reduzierten Eisenagglomerate (12A) aus dem Reduktionsofen, gekennzeichnet durch den Schritt eines Entfernens von angegriffenen bzw. ergriffenen bzw. gelösten Herdfragmenten (16A, 16B), die während der Arbeit bzw. des Betriebs des Reduktionsofens gebildet werden und von dem sich bewegenden Herd (11) abgetrennt werden, wobei die angegriffenen Herdfragmente (16A, 16B) in der Nachbarschaft zu einem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate (12A) während des Betriebs des Reduktionsofens ausgetragen werden;

worin die angegriffenen Herdfragmente (16A, 16B) in wenigstens einer Form von Blöcken oder gewellten bzw. gerippten Platten in der Nachbarschaft von irgendeinem der Austragsorte und einer Austragsschurre bzw. -schacht bzw. rutsche (14) für die reduzierten Eisenagglomerate (12A) entfernt werden.

2. Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A), umfassend die Schritte:

Zuführen von Eisenoxidagglomeraten enthaltend kohlenstoffhaltiges Material auf einen sich bewegenden Herd bzw. Schmelzraum (11) in einem Reduktionsofen;

Erhitzen der Eisenoxidagglomerate, um die reduzierten Eisenagglomerate (12A) zu ergeben, während der sich bewegende Herd (11) sich in dem Reduktionsofen bewegt; und

Austragen der reduzierten Eisenagglomerate (12A) aus dem Reduktionsofen, gekennzeichnet durch den Schritt eines Entfernens von angegriffenen bzw. ergriffenen bzw. gelösten Herdfragmenten (16C), die während der Arbeit bzw. des Betriebs des Reduktionsofens gebildet werden und von dem sich bewegenden Herd (11) abgetrennt werden, wobei die angegriffenen Herdfragmente (16C) in der Nachbarschaft zu einem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate (12A) während des Betriebs des Reduktionsofens ausgetragen werden,

worin wenigstens das angegriffene Herdfragment (16C) in der Form einer Walze bzw. Rolle vor dem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate (12A) ausgetragen wird.

3. Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenaggfomeraten (12A) nach Anspruch 1 oder 2, weiters umfassend ein Rückgewinnen der reduzierten Eisenagglomerate. -

4. Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Dicke der Eisenoxidagglomeratschicht, die dem sich bewegenden Herd (11) zugeführt wird, nicht mehr als das Zweifache der mittleren Dicke bzw. Durchmesser der Eisenoxidagglomerate beträgt.

5. Verfahren zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Reduktionstemperatur auf nicht weniger als 1.300 ºC gehalten wird, während die Eisenoxidagglomerate erhitzt und reduziert werden.

6. Vorrichtung zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A), umfassend:

einen Reduktionsofen, der mit einem sich bewegenden Herd bzw. Schmelzraum (11) ausgestattet ist;

Zufuhrmittel zum Zuführen von Eisenoxidagglomeraten, enthaltend kohlenstoffhaltiges Material, auf den sich bewegenden Herd (11);

Heizmittel zum Erhitzen von Eisenoxidagglomeraten, um die reduzierten Eisenagglomerate zu ergeben, während der sich bewegende Herd (11) sich in dem Heizofen bewegt;

Austragsmittel (13) zum Austragen der reduzierten Eisenagglomerate aus dem Reduktionsofen;

gekennzeichnet durch Entfernungsmittel (15) zum Entfernen von angegriffenen bzw. ergriffenen bzw. gelösten Herdfragmenten (16A, 16B), die während der Arbeit bzw. des Betriebs des Reduktionsofens gebildet werden und von dem sich bewegenden Herd (11) während des Betriebs des Reduktionsofens abgetrennt werden, wobei die Entfernungs- bzw. Abtrennungsmittel in der Nachbarschaft zu einem Austragsort für die reduzierten Eisenagglomerate aus dem Reduktionsofen angeordnet sind, worin die Entfernungsmittel ein Walzensieb bzw. -raster (15) umfassen, und die angegriffenen Herdfragmente (16A, 16B) zumindest in der Form von Blöcken und gewellten bzw. gerippten Platten vorliegen.

7. Vorrichtung zur Herstellung von reduzierten Eisenagglomeraten (12A), umfassend:

einen Reduktionsofen, der mit einem sich bewegenden Herd bzw. Schmelzraum (11) versehen ist;

Heizmittel zum Erhitzen von Eisenoxidagglomeraten, um die reduzierten Eisenagglomerate zu erhalten, während der sich bewegende Herd (11) sich in dem Reduktionsofen bewegt;

gekennzeichnet durch Abtrenn- bzw. Entfernungsmittel (21) zum Entfernen von angegriffenen bzw. ergriffenen gelösten Herdfragmenten (16C), die während der Arbeit bzw. des Betriebs des Reduktionsofens gebildet werden und von dem sich bewegenden Herd (11) während des Betriebs des Reduktionsofens abgetrennt werden, wobei die Entfernungsmittel in der Nachbarschaft eines Austragsorts für die reduzierten Eisenagglomerate aus dem Reduktionsofen angeordnet sind, worin die Entfernungsmittel eine Austragsschnecke (21) zum Austragen der angegriffenen Herdfragmente (16C) umfassen und vor den Austragsmitteln (13) angeordnet sind, und die angegriffenen Herdfragmente (16C) in der Form einer Walze vorliegen.