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Verfahren zur Herstellung von Eisenoxyd-Formlingen Die Verwendung
von Feinerzen sowie feinteiligen Eisenoxyden, die in verschiedenen Zweigen der Industrie
anfallen, zur Herstellung von Eisen. ist bekanntlich dadurch erschwert, daß im normalen
HochofenprozeB feinteiliges Material nicht eingesetzt werden kann. Es sind aus diesem
Grunde zahlreiche Verfahren ausgebarbeitet worden, deren Ziel es ist, feinteilige
Eisenerze oder -oxyde in stückige Form zu bringen. Diese Verfahren erreichen die
notwendige Verfestigung des Materials entweder - unter Anwendung sehr hoher Temperaturen
- durch einen SinterungsprozeB oder im Falle der sogenannten Brikettierung durch
Formen des mit einem Bindemittel versetzten Materials unter starkem Druck und anschließendes
Erhitzen der Preßlinge. Als Bindemittel für den Brikettierungsprozeß werden die
verschiedensten Materialien empfohlen. Sie sind zum Teil anorganische Stoffe, beispielsweise
Alkalisilikatlösungen oder Zement und. gelangen als unerwünschte Fremdbestandteile
mit den Briketts in die Hochofenbeschickung. Die meisten Verfahren wenden Bindemittel
organischer Herkunft an, beispielsweise Teerprodukte, Braunkohle, Torf oder Sulfitablauge.
Die
Festigkeit der Briketts wird in diesem Falle durch eine Verkokung beim Erhitzen
der Preßlinge erzielt. Solche Briketts geben im Hochofen Teerbestandteile ab, die
mit den Gichtgasen ausgetragen werden und an kälteren Stellen störende Ansätze bilden.
Bei Verwendung von Sulfitablauge ist insbesondere der Schwefelgehalt nachteilig.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Eisenoxyd-Formlingen
aus feinteiligem Eisenoxyd, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Eisenoxyd
in Gegenwart von Wasser mit einem Eisensalz mit flüchtigem Anion versetzt wird,
das Gemisch verformt und anschließend bis zur Zersetzung des Eisensalzes, vorzugsweise
unter oxydierenden Bedingungen, erhitzt wird. Auf diesem Wege wird die Verfestigung
feinteiliger Eisenoxyde durch Einmischen von geringen Mengen Ferrochlorid oder Ferronitrat
oder auch Salzsäure, Verformen des Materials unter Druck und anschließendes Erhitzen
bewirkt. Da bei dem Erhitzungsprozeß das Anion des Eisensalzes zum größten Teil
entweicht, sind die auf diese Art gewonnenen Briketts weitgehend frei von Nebenbestandteilen,
die sich in der Hochofenbeschickung störend auswirken könnten. Sowohl z. B. Ferrochlorid
als auch rohe Salzsäure sind billige Materialien, so daß das Verfahren auch in wirtschaftlicher
Hinsicht günstig arbeitet.
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Eine Abwandlung des Verfahrens besteht darin, daß man der zu brikettierenden
Mischung ein Reduktionsmittel, z. B. Koks oder Holzkohle in gepulverter Form, zusetzt
und auf diese Weise Briketts erhält, die beim Erhitzen auf hohe Temperatur ein gesintertes
Roheisen liefern. Die Festigkeit der Briketts wird durch einem solchen Kokszusatz
in der zur vollständigen Reduktion des Eisenoxydes erforderlichen Höhe nicht beeinträchtigt.
Beispiel 1 1,16kg feuchtes Eisenoxyd, das aus einem chemischen Prozeß stammt und
38% Wasser enthält, werden mit 128 kg trockenem Eisenoxyd und 47 g Fe
Cl. # 4 H2 O gründlich vermischt. Die Mischung enthält 18,4% H20 und 1,5
°/o Fe C12, bezogen auf wasserfreies Oxyd. Sie wird mit Hilfe einer Stempelpresse
unter 4oo atü Druck zu zylindrischen Preßlingen von 4o mm Durchmesser und etwa 40
mm Höhe verformt. Die Preßlinge werden in einem offenen Topfofen während etwa 2
Stunden langsam bis auf 350 bis 400° erhitzt und etwa i Stunde bei dieser
Temperatur gehalten. Die nunmehr verfestigten Briketts werden heiß ausgebracht und
durch Stehenlassen an der Luft heruntergekühlt.
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Die Standfestigkeit der Briketts, durch Abdrücken mit der Stempelpresse
geprüft, liegt bei etwa Zoo kg pro cm2. Die CL Bestimmung in den Briketts ergibt
0,3 bis 0,5 °/o.
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Beispiel 2 In einem Taumelscheibenmischer werden 68 kg H2 O-freies
Fe-Oxyd und 124 kg feuchtes Fe-Oxyd (H20-Gehalt 21,40/0) mit 6,241 roher Salzsäure
(Dichte 1,185) und 3,121 H20 gründlich vermischt. Die Mischung enthält 170!o
1120. Die zugesetzte H Cl-Menge ergibt bei vollständigem Umsatz zwischen Fe-Oxyd
und Säure einen FeCI2-Gehalt von 2,9%, bezogen auf H2 O-freies Fe-Oxyd. Das gemischte
Gut wird mit Hilfe einer gewöhnlichen Eierbrikettpresse verformt und anschließend
im offenen Ofen auf 35o bis 400° erhitzt.
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Eine kleine Menge des Mischgutes wird zwecks genauer Testung der Standfestigkeit,
welche an Eierbriketts nicht gut vorgenommen werden kann, mit Hilfe einer- kleinen
Fallgewichtspresse zu zylinderischen Preßlingen - Durchmesser 40 mm, Höhe etwa 40
mm - verformt. Das Fallgewicht wiegt 2 kg. Die Fallhöhe beträgt -45a: mm. Die Formung
wird mit jeweils zehn Schlägen des Fallgewichtes vorgenommen. Nach der Verfestigung
durch allmähliches Erhitzen auf 3,50 bis 400° C während etwa 3 Stunden werden
einige Briketts mit der Stempelpresse abgedrückt. Die hierbei ermittelte durchschnittliche
Standfestigkeit beträgt 95 kg pro cm2.
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Beispiel 3 In einem Taumelscheibenmischer werden 85 kg H20-freies
Fe-Oxyd und 155 kg feuchtes Fe-Oxyd (H20-Gehalt 21,4°/0) und 4o kg gemahlener Koks
mit 8,8 1 Rohsalzsäure (Dichte 1,185) und 3,9 1 H20 gründlich vermischt. Die zugesetzte
HCl-Menge entspricht bei vollständigem Umsatz mit dem Fe-Oxyd einem Fe C12 Gehalt
von 2,750%, bezogen auf H20-freies Oxyd. Da sich herausgestellt hat, daß der Kokszusatz
eine Erhöhung der Wassermenge relativ zum Fe-Oxyd nicht erforderlich macht, wird
der H20-Gehalt der Mischung ohne Rücksicht auf den Kokszusatz eingestellt und angegeben,
Er beträgt im vorliegenden Beispiel 17,4%, bezogen auf die Gesamtmasse ohne Koks.
Wie im Beispiel 2 wird der größere Teil des Mischgutes auf Eierbriketts verarbeitet,
deren Festigkeitseigenschaften in keiner Weise ungünstiger ausfallen als bei der
Arbeit ohne Kokszusatz. Eine kleine Menge des Materials wird wiederum mit Hilfe
der Fallgewichtspresse zu zylinderförmigen Preßlingen verarbeitet und durch die
gleiche Temperaturbehandlung bei 35o bis 400° C verfestigt. Eine Anzahl dieser Preßlinge
wird mit der Stempelpresse abgedrückt und ergibt eine durchschnittliche Standfestigkeit
von 100,4 kg pro cm2.