DE968242C

DE968242C - Process for the production of steel from iron ores

Info

Publication number: DE968242C
Application number: DEP29568D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Assur Gjess Oppegaard
Original assignee: Titania AS
Current assignee: Titania AS
Priority date: 1942-12-30
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1958-01-30

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. JANUAR 1958ISSUED JANUARY 30, 1958

p 29568 VI j 18 a Dp 29568 VI j 18 a D

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Stahl aus Eisenerzen, und zwar insbesondere aus armen Eisenerzen, durch Reduktion in Verbindung mit Magnetscheidung.The invention relates in particular to a method of extracting steel from iron ores from poor iron ores, through reduction in connection with magnetic separation.

Bei der Gewinnung von Eisen aus Eisenerzen ist es bereits bekannt, das Eisenerz ohne Schmelzung zu reduzieren. Durch die mehr oder weniger weit getriebene Reduktion werden beispielsweise pulverförmiges, zum Teil gesintertes Gut, reduzierte Erzklumpen oder Erzkuchen, pulverförmiges oder verschweißtes Eisen und Eisenschwamm gewonnen. Es ist auch schon bekanntgeworden, das bei diesem Verfahren gewonnene Erzeugnis in einem zweiten Arbeitsgang fertigzureduzieren. Bei diesen bekannten zweistufigen Reduktionsverfahren wird die erste Stufe in einer Höhe von 75 bis 95% durchgeführt; anschließend wird das Erzeugnis in der gleichen Ofenanlage ohne Abkühlung sofort fertigreduziert. Ein solches zweistufiges Reduktionsverfahren ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 641 128 beschrieben.In the extraction of iron from iron ores, it is already known to use iron ore without smelting to reduce. As a result of the reduction, which is driven to a greater or lesser extent, for example Powdery, partly sintered goods, reduced ore lumps or ore cakes, powdery or welded iron and sponge iron. It has also become known that To finish reducing the product obtained in this process in a second operation. at this known two-stage reduction process, the first stage is at a level of 75 to 95% carried out; then the product is immediately put into the same furnace without cooling completely reduced. Such a two-stage reduction process is, for example, in the German Patent 641 128 described.

Es ist auch nicht mehr neu, das reduzierte Gut auf elektrischem Wege, also im Wege der Magnetscheidung, von den Begleitstoffen zu trennen. Bei diesen bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift 249031 beschrieben sind, handelt es sich aber keinesfalls um eine teilweise Reduktion, sondern um eine vollständige Reduktion. It is also no longer new, the reduced good by electrical means, i.e. by means of magnetic separation, separated from the accompanying substances. In these known methods, such as described in German patent specification 249031 are, however, it is by no means a partial reduction, but a complete reduction.

Es ist demnach also bekannt, Eisenerz einem zweistufigen Reduktionsverfahren zu unterziehen; es ist weiter auch bekannt, fertigreduziertes Eisenerz durch Magnetscheidung von den Verunreinigungen zu trennen. It is therefore known to subject iron ore to a two-stage reduction process; It is also known to separate completely reduced iron ore from the impurities by magnetic separation.

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Demgegenüber bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf ein dreistufiges Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Eisenerze auf trockenem Wege durch Anwendung eines festen Reduktionsmittels bis zur Überführung von 50 bis 80% des gesamten Eisengehaltes in die metallische Form vorreduziert und darauf die so erhaltenen Produkte einer Magnetscheidung unterworfen werden, worauf das durch die Magnetscheidung erhaltene Konzentrat im Stahlofen zur Erzeugung von Stahl fertigreduziert wird.In contrast, the method according to the invention relates to a three-stage process, which thereby is characterized that the iron ore on the dry route by applying a solid Reducing agent up to the conversion of 50 to 80% of the total iron content into the metallic one Shape pre-reduced and then the products obtained in this way are subjected to magnetic separation, whereupon the concentrate obtained by the magnetic separation in the steel furnace for production is completely reduced by steel.

Erfindungsgemäß ist also zwischen der Stufe der Vorreduktion und der Stufe der Fertigreduktion eine Stufe der Magnetscheidung eingeschaltet. Das !5 erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber dem bekannten, bereits seit mehreren Jahrzehnten in Benutzung befindlichen Verfahren einen wesentlichen technischen Fortschritt. Dieser wesentliche technische Fortschritt besteht darin, daß bei dem erfindungsgemäßen, im Patentanspruch gekennzeichneten Grade der Vorreduktion ein einfaches und wirtschaftliches Arbeiten bei niedriger Temperatur möglich ist; es handelt sich also bei der Vorreduktion um eine trockene Reduktion mit einem festen Reduktionsmittel, die mit weniger Brennstoffverbrauch durchgeführt werden kann als eine Reduktion durch Schmelzen im Hochofen; die Vorreduktion kann vollkommen störungsfrei vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß billige Rohmaterialien, nämlich armes Eisenerz und minderwertige feste Reduktionsmittel, wie Koksabrieb, verwendet werden können, da einerseits der durch die armen Eisenerze bedingte große Anfall an Gangart in der zweiten Verfahrensstufe entfernt wird und da andererseits bei dem erfindungsgemäßen Grade der Vorreduktion die durch die minderwertigen Reduktionsmittel bedingten Verunreinigungen, beispielsweise an Schwefel und Phosphor, nicht in das Eisenerz übergehen, sondern in der zweiten Verfahrensstufe entfernt werden. Eine Reduktion bis auf 50 bis 80% des gesamten Eisengehaltes läßt sich leichter ausführen als eine Reduktion bis zu 90% oder mehr, bei der man in das Gebiet bekannter Eisen-Schwammprozesse gerät, die den Nachteil haben, daß Schwefel und Phosphor aus Koks oder Kohle und Erz leicht in das Eisen übergeführt werden. Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zufolge der niedrigen Temperatur zuverlässig eine Sinterung des Gutes an der Ofenwand vermieden. Die zweite Verfahrensstufe, die Magnetscheidung, ermöglicht eine weitgehende Trennung des Eisens von der Gangart und den anderen Verunreinigungen. Hierbei tritt der unerwartete und überraschende Vorteil auf, daß das nicht reduzierte Eisen (FeO) bei der Trennung das metallische Eisen begleitet und hierbei ebenfalls von der Gangart befreit wird. Das teilweise reduzierte Eisenerz ist nach erfolgter Magnetscheidung von der Gangart und der Asche praktisch befreit, so daß bei der letzten Reduktionsstufe ein Sintern unter Einschluß der Gangart nicht stattfinden kann. Das teilweise reduzierte Erz ist außerdem zufolge der Magnetscheidung praktisch frei von Schwefel und Phosphor und wird nach Beimischung und Brikettierung mit ausreichenden Mengen reinen Reduktionsmittels unmittelbar in einen Stahlofen gegeben und hier fertigreduziert. Die Menge Holzkohle, Anthrazit oder Koks, die zur Fertigreduktion erforderlich ist, ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verhältnismäßig gering. Auch kann das magnetische Konzentrat einer Gasreduktion in trockener Phase unterworfen werden, worauf der hierbei erhaltene Eisenschwamm im Stahlofen zu Stahl verarbeitet wird.According to the invention, there is thus between the pre-reduction stage and the final reduction stage one level of magnetic separation switched on. The! 5 inventive method has compared to the known processes that have been in use for several decades technical progress. This essential technical advance consists in the fact that the The degree of pre-reduction according to the invention, characterized in the claim, is a simple one and economical work at low temperature is possible; So it is with the Pre-reduction around a dry reduction with a solid reducing agent, the one with less Fuel consumption can be done as a reduction by smelting in the blast furnace; the Pre-reduction can be carried out completely without interference. Another benefit is there that cheap raw materials, namely poor iron ore and inferior solid reducing agents, such as coke abrasion, can be used, as on the one hand the one caused by the poor iron ores large accumulation of gait is removed in the second stage of the procedure and there on the other hand in the case of the degree of prereduction according to the invention, that caused by the inferior reducing agents due to impurities, such as sulfur and phosphorus, not in the iron ore skip over, but are removed in the second stage of the process. A reduction down to 50 bis 80% of the total iron content can be carried out more easily than a reduction of up to 90% or more, in which one gets into the field of known iron-sponge processes, which have the disadvantage of that sulfur and phosphorus from coke or coal and ore are easily converted into iron. In addition, according to the method of the present invention, the low temperature becomes reliable sintering of the goods on the furnace wall is avoided. The second process stage, magnetic separation, enables the iron to be largely separated from the gangue and other impurities. This has the unexpected and surprising advantage that the non-reduced Iron (FeO) accompanies the metallic iron during the separation and also from the gait is released. The partially reduced iron ore is from the gangue after magnetic separation and the ash is practically freed, so that sintering under inclusion in the last reduction stage the gait cannot take place. The partially reduced ore is also due to magnetic separation practically free of sulfur and phosphorus and becomes with after admixture and briquetting Sufficient amounts of pure reducing agent are put directly into a steel furnace and here completely reduced. The amount of charcoal, anthracite or coke that is required for the finished reduction, is relatively low in the method according to the invention. It can also be magnetic Concentrate are subjected to a gas reduction in the dry phase, whereupon the resultant Sponge iron is processed into steel in a steel furnace.

Zweckmäßigerweise wird die Vorreduktion in einem rotierenden Ofen durchgeführt, der mit Seitenrohren ausgestattet ist. Hierdurch erreicht man den großen Vorteil, daß die Temperatur gut geregelt und gleichmäßig ohne wesentliche lokale Überhitzung auf die gesamte Länge des Ofens gehalten werden kann; hierbei verbrennt sämtliches CO zu CO₂ derart, daß das Wärmevermögen des Kohlenstoffes neben seinem Reduktionsvermögen im Ofen selbst voll ausgenutzt werden kann.The pre-reduction is expediently carried out in a rotating furnace which is equipped with side tubes. This has the great advantage that the temperature can be well regulated and kept evenly over the entire length of the furnace without significant local overheating; all the CO burns to form CO _{2 in} such a way that the heat capacity of the carbon, in addition to its reducing capacity, can be fully utilized in the furnace itself.

Das folgende Beispiel dient zur weiteren Erläuterung des Verfahrens.The following example serves to further explain the procedure.

example

Ein Eisenerz mit etwa 35% Fe, bei dem das Eisen in der Hauptsache als Eisenglanz vorhanden war, wurde auf unter 1 mm Korngröße gemahlen. Es wurde darauf mit 20% Kohle gemischt und einem Reduktionsofen mit Seitenrohren zugeführt. Die Reduktion wurde bei etwa 975⁰ C durchgeführt. An iron ore with about 35% Fe, in which the iron was mainly present as iron luster, was ground to a grain size of less than 1 mm. It was then mixed with 20% coal and fed to a reduction furnace with side tubes. The reduction was carried out at about 975 ⁰ C.

Das reduzierte Gut wurde nasser Magnetseparation unterworfen; das magnetische Konzentrat enthielt dann:The reduced material was subjected to wet magnetic separation; the magnetic concentrate then contained:

I 88,6% totales FeI 88.6% total Fe

58,0 °/o metallisches Eisen I (65 % metallisches 39,5 % FeO Γ Eisen, berechnet auf58.0% metallic iron I (65% metallic 39.5% FeO Γ iron, calculated on

J Totaleisen)J total iron)

0,5 % Gangart, unlöslich in Salzsäure 0,03% S
0,02% P0.5% gangue, insoluble in hydrochloric acid 0.03% S
0.02% P

Es ist ersichtlich, daß sowohl der Gangartgehalt als auch der Schwefel- und Phosphorgehalt in dem magnetischen Konzentrat sehr niedrig sind. Die Ausbeute an Fe in dem magnetischen Konzentrat war etwa 90% des gesamten Eisengehaltes in dem Roherz.It can be seen that the gangue content as well as the sulfur and phosphorus content in the magnetic concentrate are very low. The yield of Fe in the magnetic concentrate was about 90% of the total iron content in the raw ore.

Das magnetische Konzentrat wurde mit so viel Holzkohle gemischt, wie der Vollreduktion des "5 Erzes entsprach, brikettiert und danach einem Stahlofen zugeführt. Das Schmelzen fand unter saurer Schlacke statt und ergab einen ausgezeichneten Stahl.The magnetic concentrate was mixed with as much charcoal as the full reduction of the "5 Ore corresponded, briquetted and then fed to a steel furnace. The melting took place below acid slag and made excellent steel.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Process for the production of steel from iron ores, in particular from poor iron ores, by reduction in connection with magnetic separation, characterized in that

the iron ores by dry means by using a solid reducing agent up to Pre-reduced conversion of 50 to 80% of the total iron content into the metallic form .and then the products thus obtained are subjected to magnetic separation, whereupon the concentrate obtained by the magnetic separation is completely reduced in the steel furnace will.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the magnetic concentrate is mixed with as much carbon as is required for the final reduction, after which the Mixture is briquetted and melted into steel.

3. The method according to claim 1, characterized in that that the magnetic concentrate is subjected to a gas reduction in the dry phase.

4. The method according to claim 1, characterized in, that the reduction is carried out in a rotating furnace.

Considered publications:
German Patent Nos. 641 703, 639 900, 128, 157582, 249031, 194 716, 644512, 264018, 374148, 624446, 266710, 655088;
U.S. Patent No. 1760078;
Journal "Stahl und Eisen", 1947, pp. 208, 209; ^X 939; Pp. 1281 to 1288.

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