DE894690C - Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver durch Reduktion der Oxyde - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver durch Reduktion der Oxyde Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver durch Reduktion der pulverförmigen Oxyde, insbesondere des Walzensinters, zweckmäßig unter Verwendung eines Drehrohrofens. Bei der Durchführung dieser Reduktion in einer Gasatmosphäre durch teilweise Verbrennung von Leuchtgas zur Erzeugung der für die Reduktion notwendigen Temperatur hat sich gezeigt, daß die Reduktion nur sehr unvollständig gelingt; insbesondere war hierbei die Anwendung von Temperaturen von über 8oo° nicht möglich, weil sich herausstellte, daß das gebildete Eisenpulver leicht zum Sintern und Anbacken. an dem Mauerwerk des Reduktionsofens neigt.
• Zur Verbesserung @ des Ausbringens an metallischem Eisen ist es bekannt, bei der Reduktion von Eisenerzen mit gasförmigen Reduktionsmitteln und mit oder ohne Zusatz fester Reduktionsmittel im Dreehrohrofen mit auf seine Länge verteilten Luft-und Gaszuführungen einen Teil des erforderlichen Reduktionsgases schon an der Austragstelle für das reduzierte Gut in den Ofen einzuleiten, wobei durch entsprechende Verteilung der Gas- und Luftzuführungen die Temperaturen und der Gehalt der Ofenatmosphäre an reduzierenden Bestandteilen in allen Teilen der Reduktionszone annähernd gleich sind. Nach diesem bekannten Verfahren enthält das Austraggut im Durchschnitt 85 °/o des Eisens als Metall. Es ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem das für die Reduktion benötigte Gas oder ein Teil desselben in einem besonderen, als Generator betriebenen Teil des Drehrohrofens hergestellt und von dort in den der Reduktion dienenden Teil des Drehrohrs geleitet wird. Mit diesen bekannten Verfahren läßt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, Herstellung von Eisenpulver durch Reduktion der pulverförmigen Oxyde, insofern nicht zufriedenstellend lösen, als die Reduktion zu metallischem Eisen nicht zu go °/o der eingesetzten Eisenmenge und darüber gelingt.
• Nach der Erfindung gelingt eine fast vollständige Reduktion der pulverförmigen Eisenoxyde dadurch, daß dem Ausgangsgut feste Reduktionsmittel, die zugleich zur Gaserzeugung geeignet sind, zweckmäßig in gröberer Körnung als das Ausgangsgut in erheblich größeren Mengen, als zur Reduktion erforderlich, zugesetzt werden, so daß nach erfolgter Reduktion noch fester Kohlenstoff im Austrag des Reduktionsofens verbleibt. Sind beispielsweise i5'Gewichtsprozent des Ausgangsgutes zur Reduktion theoretisch notwendig, so wird nach der Erfindung eine um ioo bis 70o °/o und größere (Menge, beispielsweise etwa 30 -bis ioo °/o, Reduktionsmittel dem Ausgangsgut zugesetzt.
• Es werden also nach der Erfindung solche Mengen festen Kohlenstoffs oder kohlenstoffhaltiger Stoffe als Gaserzeugungsmittel angewendet, daß der Reduktionsofen durch Einleiten oder Einblasen von Luft nunmehr auf seine ganze Länge als Gaserzeuger betrieben wird, so daß die Reduktion im wesentlichen mit Kohlenmonoxyd durchgeführt wird.
• Als Gaserzeugungsmittel sind Torfkoks und Grudekoks geeignet, insbesondere jedoch aschearme Reduktionsmittel, wie Holzkohle und Sägemehl, zweckmäßig in gröberer Körnung als die pulverförmigen Oxyde, beispielsweise von i bis 5 mm Korndurchmesser. Um,das Generatorgleichgewicht schneller zu erreichen, empfiehlt sich der Zusatz von katalytisch wirkenden Stoffen, wie Soda, zu dem Ausgangsgut.
• Durch die Ver-,vendung der gekennzeichneten Menge der festen Reduktionsmittel, die nach der Erfindung zugleich als Gaserzeugungsmittel dient, wird erreicht, daß am Eintragende des Reduktionsofens Temperaturen von über iooo° ohne Gefahr der Sinterung oder des Klumpens des Materials verwendet werden können und ferner ein mindestens 95 % Metall enthaltendes Pulver erhalten wird. Die Einstellung einer hohen Arbeitstemperatur an der Aufgabe empfiehlt sich zur .schnellen Einleitung .der Reduktion von Fei 04 (z. B. gemahlener Walzensinter als Ausgangsgut) zu Fe O. In der 'Mitte des Ofens wird vorteilhaft, wie gefunden wurde, die Temperatur auf 85'0i° gesenkt und am Austrag eine Temperatur von etwa 75ö" .gehalten, wobei an dieser Stelle bereits eine Kühlung des Eisenpulvers durch Einleiten von Leuchtgas oder Abgas aus dem gleichen Verfahren erfolgen kann. Um hierbei einen schnellen Wärmeaustausch zwischen dem noch heißen ;Gut und dem kalten Leuchtgas zu ermöglichen, werden am Austragende des Drehrohrofens zweckmäßig Wender vorgesehen..
• Die Nachoxydation des Austrags kann zu einem erheblichen Teil bereits durch,die Anwendung eines entsprechenden Überschusses an festen unvergasten Reduktionsmitteln im Austrag selbst verhindert werden, beispielsweise durch vollständige Abdeckung des vorteilhaft indirekt gekühlten und in einer allseitig geschlossenen,Schnecke fortbewegten Austrags. Statt dessen oder außerdem kann auch eine Schutzgasatinosphäre (Wasserstoff) des in der wassergekühlten Transportschnecke fortbewegten Austrags für die Kühlung desselben angewendet werden.
• Der im Verfahren nach der Erfindung zur Anwendung gelangende Überschuß an festen Reduktionsmitteln, die zugleich zur Gaserzeugung geeignet sind, wird beispielsweise durch Mahlung und magnetische Aufbereitung des gekühlten Austrags wiedergewonnen und den zu reduzierenden Oxyden wieder zugesetzt. Es geht also durch .die Verwendung einer großen Menge Reduktionsmittel, die gewichtsmäßig etwa die gleiche .Menge -der verwendeten Eisenoxyde ausmachen kann, nichts verloren. Sofern der Kohlenstoffgehalt des derart erhaltenen Eisenpulvers noch vermindert werden soll, kann eine Entkohlung im Drehrohrofen mit an sich bekannten,Mitteln im Wasserdampf- oderkohlensäurehaltigen Wasserstoffstrom durchgeführt werden.
• Wird das Verfahren der Erfindung in Drehrohröfen mit auf Länge und Umfang verteilten Gas-und Luftzuführungsstellen (Brennern) durchgeführt: so ergeben sich verschiedene Möglichkeiten in der Betriebsweise, um die Reduktion nach der Erfindung durchzuführen.
• Beispielsweise ist es möglich, die zur Vergasung ,des Brennstoffes (Reduktionsmittel) notwendige Temperatur .durch indirekte oder direkte Beheizung mittels der Brenner zu erzeugen, was bei Inbetriebnahme im allgemeinen,der Fall sein wird. Nach Inbetriebnahme bzw. Erreichung der Reduktionstemperatur von Soo bis goo° ist es andererseits vorteilhaft, die zusätzliche Beheizung vollständig abzustellen und den Drehrohrofen ausschließlich als Gaserzeuger durch an verschiedenen Stellen (Zonen) zugeführte Luft zu betreiben. Bei letzterer Verfahrensweise ergibt sich ein Abgas, welches beispielsweise folgende Gaszusammensetzung aufweist: C02 = 18,.2 o/o, 02 = o %, CO = 1--,4 '/0, H2 = o °/o, N2 = 79,4 0/0. Besonders geeignet ist dieses Gas nach Abkühlung in einem direkten oder indirekten Kühler und gegebenenfalls nach Reinigung und Abscheidung der Kohlensäure durch an sich bekannte Mittel, um gegebenenfalls nach Trocknung in den Verfahrensgang zurückgeführt zu werden, indem es, z. B. am Ende des Ofens eingeleitet, gleichzeitig zur Kühlung des Austrags angewendet wird (Kühlgas) und/oder zur Dämpfung der Verbrennungstemperaturen auf goo° in vornehmlich der ersten Reduktionszone (Dämpfungsgas) dient. Dieses auf der Grundlage der Generatorwirkung durchgeführte Reduktionsverfahren ist nämlich, da es allein oder vorwiegend mit C O erfolgt, an sich stark exotherm, Deshalb kann nach der Erfindung die Temperaturregelung außer durch Regelung der Luftzufuhr auch durch Einschleusen von Gasen erfolgen, wozu das ,genannte Umlaufgas besonders geeignet ist, was in den Zonen -der höchsten Temperatur alsdann beispielsweise durch Spaltung der Kohlensäure und Verdünnung der zugeführten Luft temperaturerniedrigend wirkt. Naturgemäß kann auch ein fremdes Gas oder kohlensäurehaltiges Abgas zu dieser Temperaturregelung Verwendung finden.
• Der Vorteil der letztgenannten Betriebsweise als Gaserzeuger liegt in der wesentlichen Verbilligung der Anlage- und Betriebskosten, da eine besondere Anlage zur Erzeugung von Gas bzw. Wasserstoff vollkommen wegfällt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Eisenpulver durch Reduktion der pulverförmigen Oxyde, insbesondere des Walzensinters, mittels fester und gegebenenfalls gasförmiger Reduktionsmittel, zweckmäßig unter Verwendung eines Drehrohrofens, dadurch gekennzeichnet"daß das Ausgangsgut mit festen Reduktionsmitteln in so großenMengen,beispielsweiseetwa3obis iooGewichtsprozent des Ausgangsgutes, vermischt und reduziert wird, daß nach erfolgter Reduktion eine über den praktischen Bedarf der eigentlichen Reduktion hinausgehende Menge an festem Kohlenstoff im Austrag verbleibt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsofen als Gaserzeuger durch Einleiten oder Einblasen von Luft bei verhältnismäßig niedrigen Temperatunen unterhalb der Temperatur des ,Sinterns bzw. des Klumpens des Aufgabegutes betrieben wird, beispielsweise mit über iooo'° an der Aufgabestelle des Gutes, etwa 85o° in der Mitte des Ofens und etwa 75ö° am Austrag.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gaserzeugungsmittel Torfkoks, Grudekos, vorteilhaft Holzkohle oder Sägemehl verwendet werden, gegebenenfalls unter Zusatz von solchen katalytisch wirkenden Stoffen, wie Soda, die ein schnelleres Erreichen des Gaserzeugergleichgewichts bewirken. q.
4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß .der Austrag bis auf unter So' in einer Schutzgasatmosphäre gekühlt wird, vorteilhaft unter Verwendung einer indirekt gekühlten, allseitig geschlossenen Transportschnecke.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der im Austrag vorhandene überschuß an festen Reduktionsmitteln wieder in das Verfahren zurückgeführt wird, beispielsweise durch Mahlung und magnetische Aufbereitung des Austrags.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl zur Kühlung des Austrags als auch zur Dämpfung der Ofentemperaturen auf etwa goo bis 8oö°' Gase, vorteilhaft die im Verfahren selbst gewonnenen Gase, nach Kühlung und gegebenenfalls Trocknung am Austragende bzw. unmittelbar in die einzelnen Verbrennungszonen des Ofens eingeleitet werden.