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Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm mit einem
geringen Schwefelgehalt.[0001]
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein
Eisenschwamm ein eisenhaltiges Material, das ausgehend von
Eisenoxid durch ein sogenanntes direktes
Reduktionsverfahren erhalten wird. Herkömmlicherweise stammt das
Eisenoxid aus Erzen, in welchen es von verschiedenen
unerwünschten Substanzen, welche die Gangart bilden,
begleitet wird. Zur Zeit wird eine interessante Quelle für
Eisenoxid auch durch die Oberflächenoxide gebildet, die an
verschiedenen Stadien der siderurgischen
Herstellungsverfahren erhalten werden, wie zum Beispiel Walzensinter und
Beizrückstände. Diese Gruppe von Oxiden weist keine Gangart
auf, sie ist aber oft mit Unreinheiten beladen, wie zum
Beispiel mit Ölrückständen oder mit Fetten.[0002]
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf
den allgemeinen Ausdruck ,Eisenoxid', und dieser Ausdruck
umfasst hier sowohl die gewöhnlichen Eisenerze als auch die
Oxide, die aus siderurgischen Verfahren herstammen, entweder
einzeln oder unter der Form von Mischungen in beliebigen
Verhältnissen.[0003]
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Der Eisenschwamm ruft zur Zeit ein wachsendes
Interesse hervor, insbesondere im Hinblick auf seine
Benutzung in den Konvertern und vor allem in den
elektrischen Öfen der Stahlwerke. Bis jetzt hat die
metallische Charge dieser Einrichtungen hauptsächlich aus
Schrott bestanden, der die gewöhnliche Charge aus flüssigem
Roheisen vervollständigt. Man stellt jedoch fest, dass die
Qualität dieses Schrotts die Tendenz hat, sich zu
verschlechtern, besonders wegen seines Gehalts - an
Legierungselementen, die für die vorgesehenen Metalle
unerwünscht sein können. Außerdem schwankt der Preis des
Schrotts in manchmal beträchtlichen Ausmaßen, nicht nur in
Funktion seiner Qualität, sondern auch seiner Verfügbarkeit,
was die Versorgung besonders der elektrischen Stahlwerke
beeinträchtigen kann.[0004]
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Man kennt in der Technik viele Verfahren zur
Herstellung von Eisenschwamm. Diese Verfahren sind auf der
Benutzung eines Reduktionsmittels aufgebaut, das im
Allgemeinen entweder gasförmig oder fest ist. Das Verfahren
gemäß der Erfindung gehört zu der Gruppe von Verfahren, die
auf der Benutzung eines festen Reduktionsmittels aufgebaut
sind, das im wesentlichen ein kohlenstoffhaltiges Mittel
ist, und ganz spezifisch aus feinteiliger Kohle besteht.[0005]
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Die auf diesem Gebiet bekannten Verfahren
werden in Öfen verschiedener Typen angewandt, wie etwa
Schachtöfen, Wirbelschichtöfen oder Drehöfen, die
beträchtliche Investitionen notwendig machen können und die
hohe Betriebskosten nach sich ziehen können. Außerdem leiden
die zur Zeit bekannten Verfahren an mindestens einem
ernsthaften Nachteil, einige dieser Verfahren benötigen
einen sehr hohen Kohlenverbrauch, im Bereich von 700 kg
Kohle pro hergestellter Tonne Eisenschwamm, während andere
Verfahren zu sehr hohen, für die elektrischen Stahlwerke
nicht annehmbaren Schwefelgehalten in dem Eisenschwamm
führen.[0006]
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Besonders durch die Patentveröffentlichung
US-A-4.701.214 kennt man bereits ein Verfahren zur
Herstellung von Eisenschwamm, bei dem Pellets, die aus
feinteiligen Eisenoxiden und aus einem kornförmigen,
kohlenstoffhaltigen Brennstoff bestehen, in einem Ringofen
mit einem drehenden Herd erhitzt werden, wo sie durch einen
Teil des CO, der von der Kohle freigesetzt wird, reduziert
werden, und danach durch die Hitze, die aus der Verbrennung
des überschüssigen CO entsteht, gebacken werden. Der
Eisenschwamm, der durch dieses Verfahren hergestellt wird,
weist dennoch einen hohen Schwefelgehalt auf, der die
wirtschaftliche Benutzung dieses Eisenschwamms in einem
elektrischen Ofen nicht erlaubt.[0007]
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Die Patentveröffentlichung US-A-2.285.487
beschreibt ein Verfahren zur Reduktion von Eisenoxiden bei
Temperaturen, die niedriger sind als der Schmelzpunkt des
Eisens, bei welchem eine Schicht aus Metalloxiden (Eisen)
zwischen einer unteren Schicht und einer oberen Schicht
eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels angeordnet wird,
wobei die besagte Schicht von Oxiden auf diese Weise
vollständig von dem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel
umgeben wird, und wobei Trennstreifen, zum Beispiel aus
Papier, zwischen die benachbarten Schichten gelegt werden.[0008]
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Ferner zeigt die besagte Patentveröffentlichung US-A-
2.285.487, dass die zu behandelnde Charge auf einem
Transportband abgelegt wird, das in ein gerades Rohr oder in
einen geschlossenen Kasten eingeführt wird, durch welche
hindurch sie einen geraden Weg verfolgt, wobei das besagte
Band beim Eintritt in den Kasten beladen und beim Austritt
aus demselben entladen wird. Der Kasten wird indirekt durch
einen Ofen erhitzt, in dem er angeordnet ist, und die
Temperatur des besagten Ofens wird so geregelt, dass die in
dem Kasten anwesende Charge erhitzt wird und dass dadurch
die Reduktion der Eisenoxide hervorgerufen wird.
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[0009] Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren
zur Herstellung von Eisenschwamm zum Ziel, wobei das
Verfahren auf der wirtschaftlich annehmbaren Benutzung eines
festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels aufgebaut ist,
und es dasselbe gleichzeitig erlaubt, den Gehalt des
Schwefels auf ein mit der Betreibung des elektrischen
Lichtbogenofens eines Stahlwerks verträgliches Niveau zu
beschränken. Ferner erfordert dieses Verfahren nicht die
oben genannten bedeutenden Investitionen, und es benötigt
den Einsatz von Bindemitteln nicht.
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[0010] Der vorliegenden Erfindung gemäss hat man ein
Verfahren zur Herstellung von Eisenschwamm mit einem
geringen Schwefelgehalt, bei dem man auf einen Drehherd (5)
eines Ofens eine Charge (7) aus mindestens zwei
übereinanderliegenden Schichten, die Eisenoxide, ein festes,
kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel und ein
Entschwefelungsmittel enthalten, aufbringt und mit Hilfe von
Wärmegeneratoren erhitzt und man die Eisenoxide wenigstens
mit Hilfe von Kohlenmonoxid (CO) reduziert, dadurch
gekennzeichnet, dass die Charge (7) aus feinteiligem
Material besteht, mindestens eine der besagten Schichten im
wesentlichen aus Eisenoxiden (1) besteht, mindestens eine
andere der besagten Schichten aus einer Mischung (M) aus dem
festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel (2) und dem
Entschwefelungsmittel (3) gebildet wird, die zuletzt
aufgebrachte obere Schicht aus einer Mischung (M) aus dem
festen, kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel (2) und dem
Entschwefelungsmittel (3) gebildet wird, man gegebenenfalls
zwischen den übereinanderliegenden Schichten eine dünne
Feinkohleschicht aufbringt, dass man die obere Schicht der
direkten, von den Wärmegeneratoren abgestrahlten Wärme
aussetzt, wodurch das feste, kohlenstoffhaltige
Reduktionsmittel zumindest teilweise zu gasförmigen Kohlenstoff- und
Schwefelverbindungen verdampft, mindestens ein Teil des zur
Reduktion der besagten Eisenoxide verwendeten Kohlenmonoxids
(CO) in den besagten gasförmigen Kohlenstoffverbindungen
enthalten ist, welche im wesentlichen zwischen der oberen
Schicht und der oder den aus Eisenoxid gebildeten Schichten
diffundieren, man mit Hilfe des besagten Entschwefelungsmittels
zumindest einen Teil des Schwefels der besagten
gasförmigen Schwefelverbindungen fixiert, und man die
reduzierten Eisenoxide von dem die Rückstände des festen,
kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels und des
Entschwefelungsmittels enthaltenden Material trennt.
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[0011] Man stellt fest, dass trotz der Abwesenheit
eines Bindemittels, die Reduktion der feinteiligen
Eisenoxide zu einer Agglomerierung dieser Eisenoxide zu
einem aus Eisenschwamm bestehenden Kuchen führt, und dass es
leicht ist, die kornförmige Schicht, die von den Rückständen
des festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels und des
Entschwefelungsmittels gebildet wird, zu trennen.
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[0012] Auf eine an sich bekannte Art und Weise
benötigt die Vergasung des festen kohlenstoffhaltigen
Reduktionsmittels eine Erhitzung auf eine hohe Temperatur,
im Bereich von mindestens 900ºC. Diese Erhitzung wird auf
solche Art durchgeführt, dass die gasförmigen Verbindungen
des Kohlenstoffs im wesentlichen Kohlenmonoxid (CO)
enthalten, das ein sehr reduzierendes Gas ist. Die für diese
Vergasung benötige Erhitzung wird vorteilhafterweise durch
Brenner gesichert, die vorzugsweise in dem Gewölbe des den
beweglichen Herd aufweisenden Ofens angebracht sind und die
besonders das für das Einsetzen der Boudouardreaktion
notwendigen CO&sub2; herstellen:
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C + CO&sub2; → 2 CO.
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[0013] In dem Vorschlag, der den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung ausmacht, dringt der aus der besagten
Vergasung stammende CO durch Diffusion in die Schicht der
Eisenoxide ein, wo er für die Reduktion der besagten
Eisenoxide verantwortlich ist durch die Reaktionen:
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3Fe&sub2;O&sub3; + CO 2Fe&sub3;O&sub4; + CO&sub2;
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Fe&sub3;O&sub4; + CO 3FeO + CO&sub2;
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FeO + CO Fe + CO&sub2;
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Der so in der Schicht der Eisenoxide erzeugte CO&sub2;
diffundiert seinerseits in die Schicht, die das feste
kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel enthält, wo jedes Mol
CO&sub2; seinerseits wieder zwei Mol CO durch die oben erwähnte
Reaktion nach Boudouard erzeugt. Eines dieser beiden Mol CO
kehrt durch Diffusion in die Schicht der Eisenoxide zurück,
um dort ein Eisenoxid zu reduzieren, während das andere Mol
CO aus der Schicht, die das feste kohlenstoffhaltige
Reduktionsmittel aufweist, entweicht, um über der Charge zum
Brennen zu kommen und so zu der für die Vergasung
notwendigen Erhitzung des festen kohlenstoffhaltigen
Reduktionsmittels beizutragen.
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[0014] Auf dass die zwei oben erwähnten Funktionen
der Reduktion und der Erhitzung auf befriedigende Art und
Weise gesichert werden können, ist es angebracht, dass das
feste kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel in ausreichender
Menge in der aus der besagten Mischung bestehenden Schicht
vorhanden ist; im Fall der Feinkohle liegt diese Menge
vorzugsweise zwischen 250 und 500 kg Kohlenstoff pro Tonne
des hergestellten Eisenschwamms, je nach dem Eisengehalt der
benutzten Eisenoxide.
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[0015] Da die obere Schicht das feste
kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel enthält, wird sie
demnach der Sitz der Reaktion der Vergasung sein, die sehr
endotherm ist. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, dass sie
direkt und intensiv durch die Heizungsmittel der Charge
erhitzt werden kann, insbesondere durch die Brenner, die in
dem Gewölbe des Ofens angeordnet sind. Andererseits sind die
Reduktionsreaktionen praktisch atherm und sie brauchen
deshalb keine bedeutende Hitzezufuhr.
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[0016] Es würde jedoch nicht aus dem Rahmen der
vorliegenden Erfindung herausfallen, wenn man die
Reihenfolge der übereinanderliegenden Schichten umdrehen
würde, oder wenn man sogar mehr als zwei auf dem Herd
abwechselnd angeordnete Schichten vorsehen würde.
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[0017] Außerdem versteht es sich von selbst, dass
das feste kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel, das im Rahmen
des vorliegenden Verfahrens benutzt werden kann, nicht auf
Feinkohle beschränkt ist, sondern dass es auch andere
kohlenstoffhaltige Substanzen, wie Koks, Teer, Koksstaub,
Holzkohle oder andere ähnliche Substanzen umfasst.
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[0018] Während der Vergasung des besagten festen
kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels bilden sich ebenfalls
gasförmige Schwefelverbindungen; diese reagieren sofort mit
einem geeigneten Entschwefelungsmittel, um feste
Verbindungen zu bilden, die in der besagten Schicht, die das
besagte feste kohlenstoffhaltige Mittel enthält, bleiben.
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[0019] Ferner ist es vorgesehen, dass man eine dünne
Schicht Feinkohle zwischen die besagten zwei
übereinanderliegenden Schichten, welche die Charge bilden,
ablegt, um das Festkleben zu verhindern zwischen dem
besagten Entschwefelungsmittel, oder von Verbindungen, die
dasselbe aufweisen, und der Schicht der Eisenoxide während
des Erhitzens, das dazu bestimmt ist, die Vergasung des
festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels zu
gewährleisten.
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[0020] Einem zusätzlichen Kennzeichen gemäss bindet
man wenigstens einen Teil des Schwefels der besagten
gasförmigen Schwefelverbindungen mit Hilfe eines festen
Entschwefelungsmittels ab. Unter den benutzbaren
Entschwefelungsmitteln sind gewisse Calciumverbindungen, und
besonders der Kalk (CaO) und der Kalkstein (CaCO&sub3;) speziell
angezeigt, einerseits wegen ihrer Wirksamkeit beim Reagieren
mit den gasförmigen Verbindungen und der Bildung von festen
Verbindungen, und andererseits wegen ihres wirtschaftlichen
Charakters. Besonders der Kalk kann in Form einer Kalkmilch
benutzt werden, die mindestens einen Teil des besagten
festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels imprägniert.
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[0021] Nach einer an sich bekannten Art und Weise
wird alsdann die Trennung der besagten reduzierten Oxide von
der Schicht, welche die Rückstände des besagten festen
kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels und des besagten
Entschwefelungsmittels aufweist, durchgeführt und zwar durch
Sieben, möglicherweise nach einem Brechen des Eisenschwamms;
daraufhin kann der kornförmige Rückstand einer magnetischen
Trennung unterworfen werden, um die Eisenpartikel ·
zurückzugewinnen, die während des Siebens mit durch die
Siebe gezogen worden sein könnten.
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[0022] Gemäss einem noch anderen interessanten
Kennzeichen, verdichtet man wenigstens eine der besagten
Schichten, welche die Charge bilden, um die Übertragung der
Hitze in dem Inneren der besagten Schicht zu verbessern.
Diese Verdichtung kann zum Beispiel erreicht werden durch
eine über dem beweglichen Herd angebrachte Rolle.
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[0023] Der ggf. erkaltete Eisenschwamm, der einen
geringen Gehalt an Schwefel aufweist, ist bereits ohne
Schwierigkeiten in den elektrischen Lichtbogenöfen der
Stahlwerke benutzbar.
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[0024] Trotzdem hat die vorliegende Erfindung auch
zum Anliegen, ein Verfahren zur Anreicherung dieses
Eisenschwamms mit Kohlenstoff vorzuschlagen, so dass dieser
Eisenschwamm eine ausreichende Energiequelle in sich
aufweist, um den Energieverbrauch in einem beträchtlichen
Ausmaß verringern zu können, welcher für das Schmelzen in
einem elektrischen Ofen benötigt wird. Diese Zufuhr an
Kohlenstoff wird unter Zuhilfenahme einfacher Mittel
bewerkstelligt, ausgehend von gasförmigen
Kohlenwasserstoffen, die ggf. aus verschiedenen industriellen Verfahren
zurückgewonnen werden. Das Verfahren bietet den wichtigen
Vorteil keinen Schwefel in den Eisenschwamm einzuführen, und
dadurch beeinflusst es auf vorteilhafte Weise die Qualität
des auf der Basis dieses Eisenschwamms produzierten Stahls.
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[0025] Aus verschiedenen metallurgischen Ursachen,
und ebenfalls um den Verbrauch an elektrischer Energie zu
verringern, ist es gut bekannt, einen festen pulverförmigen
Brennstoff, wie Feinkohle oder Koksstaub, sowie Sauerstoff,
in das geschmolzene Bad hinein zu spritzen; diese
Einspritzungen rufen eine Freisetzung von CO hervor, der
über der Schlacke brennt, die auf dem sich in dem
Schmelzzustand befindlichen Bad schwimmt. Dieses bekannte
Verfahren weist jedoch den ernsthaften Nachteil auf, dass es
eine nicht unwesentliche Mengen an Schwefel in den Stahl
einführt, Schwefel der von der Kohle oder dem Koks herrührt,
welche eingespritzt werden. Dies hat zur Konsequenz, dass
die Qualität des Stahls manchmal in bedeutenden Ausmaßen
verschlechtert wird.
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[0026] Der vorliegenden Erfindung gemäss ist ein
Verfahren zur Herstellung eines Eisenschwamms mit einem
geringen Schwefelgehalt und einem hohen Kohlenstoffgehalt
dadurch gekennzeichnet, dass man einen warmen Eisenschwamm
einem Gas aussetzt, das einen gasförmigen Kohlenwasserstoff
enthält, dass man eine thermische Spaltung des besagten
gasförmigen Kohlenwasserstoffs beim Kontakt mit dem besagten
heißen Eisenschwamm bewerkstelligt, dass man mindestens
einen Teil der Kohlenstoffpartikel, die der besagten
thermischen Spaltung entstammen, auf der Oberfläche des
heißen Eisenschwamms niederschlägt, und dass man den
besagten Eisenschwamm bis auf eine Temperatur abkühlt, die
in dem Bereich zwischen 600ºC bis 800ºC, und vorzugsweise in
der Nähe von 700ºC, liegt.
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[0027] Das Aussetzen des Eisenschwamms in dem
besagten gasförmigen Kohlenwasserstoff wird vorzugsweise auf
kontinuierliche Art und Weise durchgeführt, besonders in
einem Ofen der im Gegenstrom von dem Gas durchströmt wird,
das den gasförmigen Kohlenwasserstoff enthält.
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[0028] Der gasförmige Kohlenwasserstoff, der sich in
dem oben erwähnten Gas befindet, ist ein Gas, das in der
Lage ist Kohlenstoffpartikel, wie etwa solche aus Graphit
oder aus Russ, zu erzeugen, und zwar durch thermische
Spaltung bei den Temperaturen, bei denen sich der heiße
Eisenschwamm am Anfang befindet. Im Allgemeinen liegen diese
Temperaturen ungefähr in dem Bereich zwischen 900ºC und
1300ºC.
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[0029] Man könnte jedoch eine Zusatzfeuerung des
Eisenschwamms vorsehen, um die thermische Spaltung dieses
gasförmigen Kohlenwasserstoffs zu begünstigen.
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[0030] Einer besonderen Ausführungsform zufolge, hat
es sich als interessant herausgestellt, einen gasförmigen
Kohlenwasserstoff, wie etwa Methan (CH&sub4;) zu benutzen. Methan
ist im Allgemeinen in den siderurgischen Werken verfügbar,
besonders, in der Form von Naturgas. Der besagte gasförmige
Kohlenwasserstoff kann in jedem beliebigen Verhältnis in dem
besagten Gas vorhanden sein, auch kann er sogar weitgehendst
im puren Zustand eingespritzt werden.
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[0031] Die thermische Spaltung des gasförmigen
Kohlenwasserstoffs ist ein sehr endothermer Vorgang. Außer
der Ablagerung von Kohlenstoffpartikeln verursacht der
Vorgang ferner ein merkliches Abkühlen des Eisenschwamms.
Dieses Abkühlen kann ausreichend sein, um die Temperatur des
Eisenschwamms auf den angestrebten Wert zwischen 600ºC und
800ºC, vorzugsweise in der Nähe von 700ºC, zu senken. Wenn
es sich jedoch herausstellen sollte, dass die von der
Spaltung hervorgerufene Abkühlung es nicht erlaubt, diese
Temperatur zu erreichen, dann könnte die Abkühlung
fortgesetzt werden indem man mit dem Einspritzen des
besagten gasförmigen Kohlenwasserstoffs fortfährt, bis die
gewünschte Temperatur erreicht ist.
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[0032] Der allgemeinen Regel entsprechend wird die
Abkühlung nicht fortgeführt bis dass die Raumtemperatur
erreicht ist, denn es kann vorteilhaft sein, entweder den
heißen Eisenschwamm direkt in den elektrischen Ofen zu
laden, oder denselben zu benutzen, um in einer Heißpresse
Briketts herzustellen.
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[0033] Wegen der Porosität des Eisenschwamms kann
das Behandlungsgas in das Innere der Metallmasse hinein
dringen und die thermische Spaltung verursacht eine
Ablagerung von Kohlenstoffpartikeln, die in dieser Masse
verteilt sind. Im Sinne der vorliegenden Veröffentlichung
schließt die Ablagerung von Kohlenstoff auf der Oberfläche
des Eisenschwamms die Ablagerung desselben auf den inneren
Flächen der Poren im Innern der Masse des Eisenschwamms mit
ein.
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[0034] Der so abgelagerte Kohlenstoff besitzt den
Vorteil sauber zu sein, das heißt, er ist nicht durch
unerwünschte Substanzen wie Schwefel verunreinigt, wie dies
oft bei Kohlenpartikeln der Fall ist. Ein Teil der
Anreicherung an Kohlenstoff kann in der Bildung einer
gewissen Menge an Zementit Fe&sub3;C bestehen, das sich aus einer
direkten Reaktion des Eisens mit dem Kohlenstoff bei der
Temperatur der thermischen Spaltung ergibt.
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[0035] Schließlich kann der Rückstand des heißen
Gases, der reich an Wasserstoff ist, beim Verlassen des
Stadiums der thermischen Spaltung direkt zurückgeführt
werden, vorzugsweise in das Verfahren zur Herstellung des
Eisenschwamms selbst, besonders in das Stadium der Reduktion
dieses Verfahrens, wo er nicht nur als Reduktionsmittel
dient, sondern auch als Wärmeerzeuger durch Verbrennung.
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[0036] Das Verfahren gemäß der Erfindung wird in
einer detaillierteren Art und Weise in der folgenden
Beschreibung erklärt, wo auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird, Zeichnungen in denen;
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Abb. 1 schematisch die Vorgänge darstellt, die eine
besondere Abart des Verfahrens gemäß der
Erfindung bilden; und
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Abb. 2 einen Querschnitt durch die auf dem Drehherd
abgelagerte Charge darstellt.
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[0037] Gemäß der in Abb. 1 dargestellten Abart,
werden feinteilige Eisenoxide 1 und eine Mischung M, die aus
Feinkohle 2 und Kalkstein 3 zusammengesetzt ist, in einem
Mischer 4 gebildet, in übereinanderliegenden Schichten auf
einem Drehherd S abgelegt, welcher in einem Ringofen 6
untergebracht ist. Die so gebildete Charge 7 setzt sich
zusammen aus einer unteren Schicht aus Eisenoxiden 1 und aus
einer oberen Schicht aus der Mischung aus Feinkohle 2 und
aus Kalkstein 3. Die Struktur der Charge 7 wird schematisch
in dem Querschnitt A-A gezeigt, der in Abb. 2 dargestellt
ist, wo man die zwei übereinanderliegenden Schichten
erkennen kann. In diesem Ofen 6, wird die Charge 7 mit Hilfe
von nicht dargestellten Brennern bis auf eine Temperatur
erhitzt, die ausreichend ist, um mindestens die teilweise
Vergasung der Feinkohle 2 zu vollziehen. Es findet dann im
Innern der oberen Schicht eine Freisetzung von CO statt, die
durch
den weiter oben erwähnten Mechanismus einerseits die
Reduktion der Eisenoxide in der unteren Schicht und
andererseits die Erhitzung der Charge 7 gewährleistet.
Gleichzeitig gibt die Erhitzung der Charge 7 Anlass zu einer
Freisetzung von gasförmigen Schwefelverbindungen, die aus
der Kohle stammen. Diese gasförmigen Verbindungen werden
sofort in Kontakt mit dem Entschwefelungsmittel gesetzt,
nämlich mit dem Kalkstein 3, der im Innern der oberen
Schicht verteilt ist, und der Schwefel wird sogleich durch
das Entschwefelungsmittel in der Form von festen
kornförmigen. Verbindungen abgebunden. Die Anwesenheit des
Kalksteins erlaubt es umso besser den Schwefel der
gasförmigen Schwefelverbindungen zu binden, desto feiner der
Kalkstein in der oberen Schicht verteilt ist. Wenn die
Reduktion der Eisenoxide und die Entschwefelung der
gasförmigen Schwefelverbindungen abgeschlossen sind, weist
die auf dem beweglichen Herd vorliegende Charge, trotz der
Abwesenheit eines Bindemittels, schlussendlich eine untere
agglomerierte Schicht auf, die den Eisenschwamm bildet, und
eine obere Schicht aus kornförmigem Material, das sich
zusammensetzt aus den Rückständen des festen,
kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels und des Entschwefelungsmittels,
sowie aus den festen Schwefelverbindungen, die bei der
besagten Entschwefelung entstanden sind. Man kann zu diesem
Zeitpunkt auf vorteilhafte Weise ein Stadium der
Anreicherung an Kohlenstoff des Eisenschwamms vorsehen,
indem man in dem Ofen, über der heißen Charge, einen Strom
von gasförmigem Kohlenwasserstoff, wie etwa von Methan
(CH&sub4;), fließen lässt, dessen thermische Spaltung Partikeln
aus reinem Kohlenstoff erzeugt, welche in der Masse des
Eisenschwamms verteilt werden. Diese Variante stellt ein
großes Interesse für den weiteren metallurgischen Verlauf in
dem Stahlwerk dar.
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[0038] Ein Stadium für das Sieben 8, gegebenenfalls
anschließend an ein vorangegangenes Brechen, wird bei dem
Austritt aus dem Ofen 6 vorgesehen, um den Eisenschwamm und
die kornförmigen Rückstände R zu trennen, welch letztere
insbesondere die Aschen des festen, kohlenstoffhaltigen
Reduktionsmittels und die festen Schwefelverbindungen, wie
das Sulfid CaS, enthalten. Der heiße Eisenschwamm wird
danach auf ein Kühlbett 9 geschickt, wo man kontinuierlich
einen Eisenschwamm Fe mit einem niedrigen Schwefelgehalt
entnimmt.
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[0039] Ein wichtiger Vorteil des Verfahrens gemäß
der Erfindung liegt in der Abwesenheit einer Phase des
Pelletierens der Eisenoxide, mit oder ohne pulverisierter
Kohle, was es erlaubt die Anlage stark zu vereinfachen und
dadurch die Investitionskosten klar zu verringern. Das
Verfahren ist ebenfalls vorteilhaft weil es keine
Bindemittel verwendet. Schließlich sichert es eine sofortige
Abbindung des Schwefels, der von dem festen,
kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel herrührt, das heißt von der feinen
Kohle, dies im Innern der Schicht selbst welche dieselbe
enthält, um so die Einführung von Schwefel in den
Eisenschwamm zu verhindern.
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[0040] Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht
beschränkt auf das Beispiel der Ausführungsform, die eben
beschrieben und dargestellt worden sind. Es beinhaltet auch
die Veränderungen, die ein Fachmann dazu beitragen könnte,
besonders was die Auswahl des Entschwefelungsmittels und die
Anzahl oder die Anordnung der auf dem beweglichen Herd
übereinander angeordneten Schichten anbetrifft.