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Verfahren zur Verhüttung von Erz, insbesondere von Eisenerz Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhüttung von Erz, insbesondere Eisenerz.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt, wonach eine brikettierte Mischung
von Erz, insbesondere Eisenerz, und von einem schwelbaren Brennstoff sowie gegebenenfalls
auch von einem Zuschlagstoff, wie z. B. Kalkstein, in einem Schachtofen unter Einhaltung
einer Beschickungshöhe von etwa a bis 6 m über der Düsenebene eingeschmolzen wird.
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Es gibt manche Steinkohlensorten, die zwar backend, aber sehr blähend
sind. Derartige Steinkohlen sind für das obige Verfahren ungeeignet. Sie liefern
nämlich Brennstoff-Erz-Briketts, die in der Schwelzone des Ofens durch das Blähen
eine Lockerung ihres Gefüges erleiden. Infolgedessen wird der Schwelkoks mürbe und
die Briketts erweichen. Sie werden daher unter der Last der nachfolgenden Ofenbeschickung
zu einer platten Masse zusammengedrückt. Hierdurch tritt eine Verstopfung des Ofens
ein.
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Das Blähen mancher Steinkohlensorten erklärt sich daraus, daß diese
unter dem Druck der Gase und Dämpfe, die während des Schwelvorganges entstehen,
zur Bildung verhältnismäßig großer Blasen neigen. Damit man nun auch mit einer
solchen
Steinkohle standfeste Briketts erhält, gilt es also, die Blasenbildung zu verhindern
bzw. darauf hinzuarbeiten, daß keine Blasen von störender Größe entstehen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Verwendung
von backender und stärk blähender Steinkohle diese in der Klas-- sierung von etwa
o,ooi bis 1,5 bis zu etwa o;ooibis 4,0 mm benutzt wird, und daß das Erz und/oderder
Zuschlagstoff ganz oder teilweise in einem, solch feinen Zustand in die Briketts
eingebunden werden, daß das kleinste Korn eine Größe von etwa o,ooi mm besitzt und
das größte in' 'der Spanne von etwa o,i bis 0,5 mm liegt. Dabei wird durch
die feinen Teilchen des inerten Brikettiergutes, d. h. des Erzes oder des Zuschlagstoffes,
die Oberflächenspannung der Blasenhaut stark herabgesetzt. Infolgedessen zerreißen
die Blasen sehr bald und geben dem Gas bzw. den Dämpfen den Weg nach außen frei.
Auf diese Weise ist das Blähen behoben oder stark vermindert. Außerdem wird durch
die feinen Teilchen das Backen gemindert. Es bildet sich aber auf jeden Fall in
den Briketts noch ein genügend festes Koksgerüst.
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Da es bei der Erfindung also in erster Linie darauf ankommt, störende
Bläherscheinungen zu verhindern, braucht man die Menge des inerten Anteiles, der
dem Brikettiergut in feiner Form zugemischt wird, nur so groß zu -bemessen, daß
das erstrebte Ziel erreicht wird. Diese Menge läßt sich leicht durch Versuche ermitteln,
indem man Briketts mit verschiedenen Mengen, an feinen inerten Bestandteilen in
einer Retorte schwelt und nach dem Aussehen und der Festigkeit der Briketts die
bestgeeignete Menge. bestimmt.
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Im allgemeinen wird man danach trachten, das erstrebte Ziel dadurch
zu erreichen, daß man nureinen der inerten Brikettanteile, vorzugsweise das Erz,
sei es ganz oder- zum Teil, in feiner Form verwendet. Die richtige Menge wird, wie
oben gesagt, durch Versuche ermittelt. Sollte sich herausstellen, daß ein Anteil,
z. B. das Erz, allein nicht ausreicht, so muß man den anderen, z. B. Kalkstein,
mit heranziehen und diesen ebenfalls ganz oder zum Teil dem Brikettiergut in feinem
Zustand zumischen.
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In erster Linie wird man für den bzw. die feinen inerten Bestandteile
solche wählen, die von Natur aus oder nach Art ihres Abbaues in feiner Form vorliegen.
Soweit dies nicht der Fall ist, muß man das Erz bzw. den Zuschlagstoff mahlen. Die
Mahlung erfolgt vorteilhaft auf trockenem Wege. Hierfür ist beispielsweise eine
Rohrmühle mit Windsichtung geeignet, d. h,. eine solche Mühle; die eine umlaufende,
mit Kugeln gefüllte Trommel besitzt, welche von einem Luftstrom für den Austrag
des fertiggemahlenen Gutes durchzogen wird.
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Es ist nicht immer erforderlich, däß man das zu verhüttende Erz. vollständig
mit der Steinkohle brikettiert. Es ist vielmehr in geeigneten Fällen auch möglich,
einen Teil des Erzes in -stückiger Form in. den. Ofen einzubringen. Dabei wählt
man -die -Größe -der- Erzstücke, vorteilhaft so, daß_ sie etwa mit der Größe der
Briketts übereinstimmt. Die Briketts erhalten zweckmäßig einen Rauminhalt von nicht
mehr als 300 ccm; dabei ist es besonders vorteilhaft, diesen einen Rauminhalt
von etwa q.o bis 8o ccm zu geben. Um den Bruch und Abrieb auf ein Mindestmaß zu
beschränken, werden sie zweckmäßig in einer Form mit abgerundeten Kanten und Flächen,
z. B. in Eiform, verwendet.
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Die Beschickungshöhe des Ofens wählt man zwischen 2 und 6 m von der
Düsenebene an nach oben gemessen. Sie wird so niedrig wie möglich gehalten, und
zwar nur so hoch, daß einerseits die Schwelung sowie die Reduktion mit Sicherheit
durchgeführt werden, andererseits die Temperatur an der Gicht weder zu hoch noch
zu niedrig ist. Vorteilhaft beträgt die Gichtgastemperatur 25o bis 300° C. Auf jeden
Fall muß diese so hoch sein, daß im Ofen und in den anschließenden Rohrleitungen
eine vorzeitige Kondensation der Schweldämpfe vermieden wird. Es ist nützlich, die
Schwelteere aus den Gichtgasen und -dämpfen zu gewinnen. Zu diesem Zweck kann man
die Lichtgase und -dämpfe nach vorheriger Reinigung, z. B. in einem Zyklon, durch
einen oder mehrere Kondensationsapparate leiten, in welchen die Teerdämpfe niedergeschlagen
werden.
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I. Ausführungsbeispiel - Als Brennstoff wurde eine Fettkohle von folgender
Zusammensetzung verwandt: Wassergehalt ` . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,9
0/0 Aschegehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25,05'/o Flüchtige Bestandteile
........... i9,2o°/o Fixer Kohlenstoff ............... 51,75°/0 Der daraus gebildete
Koks war gebacken und stark gebläht. Die Aschenanalyse ergab folgende Werte: Mn
. . .. , . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o, i i °/o P ..............................
o,o8% S .............................. 1,130/0 A12 03 . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 32, i o 0/0 CaO ........................... 3,66% M90
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,650/0 Si 02 ****'«*****'*
.............. 55,61% Als Erz wurde ein Magnetit verwandt, Dieser setzte sich zusämmen.aus:
Mn ............................. 0,350/0 P .:............................ 0,870/0
S .............................. o,o8% Fe ............................. 63,78% A12
03 .......................... 0,57°/0 CaO ........................... 2,90% Mg
0 . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . . . 0,31% Si02 ...........................
i,950/0 Die Brikettierung der Fettkohle mit dem Magnetit erfolgte unter Zuschlag
von Kalkstein und
Pech. Der Möller wurde in einer Mischschnecke
gründlich durchmischt und anschließend in einem Knetwerk durch eingeleiteten Wasserdampf
bis zum Erweichen des Pechs erhitzt. Darauf wurden mittels einer Eiform-Walzenpresse
Briketts von etwa 70 g Gewicht hergestellt.
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a) Die einzelnen Möllerbestandteile wurden zunächst in der herkömmlichen
Brikettiergröße wie folgt verwendet:
| Stoff Korngröße in mm Mölleranteil |
| in / |
| Magnetit ......... o,ooi bis 5,o 25,4 |
| Steinkohle ........ o,ooi bis 3,0 4.8,7 |
| Kalkstein 9PPech .... ......... .. .. .... . o,ooi o,ooi bis
bis 3,0 1,0 19P4 6,5 |
Die Rohbriketts hatten eine Druckfestigkeit von 5o kg, gemessen zwischen zwei ebenen
Platten. Ihre Feuchtigkeit, welche aus dem Wassergehalt der Steinkohle und des Kalksteins
sowie davon herrührt, daß bei der Dampfbehandlung in dem Knetwerk Kondensationswasser
entsteht, betrug 6%. Die Briketts wurden anschließend in einer Muffel innerhalb
5o Minuten auf 6ooo C erhitzt. Die anfallenden Schwelbriketts besaßen infolge Teerwarzenbildung
eine sehr rauhe Oberfläche, waren gebläht und hatten nur eine Druckfestigkeit von
2o@ kg. Es leuchtet ein, daß solche Briketts für die Verhüttung im Schachtofen viel
zu weich sind.
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b) Die gleichen Möllerbestandteile wurden ferner in der erfindungsgemäßen
Klassierung wie folgt benutzt
| Stoff Korngröße in mm Mölleranteil |
| in / |
| Magnetit .. .. ..... o,ooi bis 0,2 25,4 |
| Steinkohle ........ o,ooi bis 1,5 48,7 |
| Kalkstein . . . . . . . . . o,ooi bis 2,0 19J4 |
| Pech ............. o,ooi bis 1,0 6,5 |
Die Rohbriketts hatten eine Druckfestigkeit von 7o kg. Ihre Feuchtigkeit betrug
wie bei dem Beispiel a) 6%. Falls ein solcher Wassergehalt zu hoch ist, können die
Briketts vor ihrer Weiterbehandlung getrocknet werden.
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Die erfindungsgemäß zusammengesetzten Briketts wurden, wie oben angegeben,
in einer Muffel geschwelt. Die anfallenden Schwelbriketts zeigten keine Blähung.
Sie besaßen eine glatte Oberfläche, ein dichtes Bruchgefüge und eine Druckfestigkeit
von über i2o kg; ihr Gewicht lag bei 55 g.
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Briketts, die in der vorbeschriebenen Weise zusammengesetzt waren,
wurden ebenfalls in einem Schachtofen mit einer Beschickungshöhe von 3 m über der
Düsenebene verhüttet. Hierbei hat sich gezeigt, daß sie ihre Form und Standfestigkeit
bis in die unterste Ofenzone bewahrten.
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Il. Ausführungsbeispiel Ähnlich gute Ergebnisse wurden mit einem Brikettiergut
mit folgender Zusammensetzung erzielt:
| Stoff Korngröße in mm |
| -Mölleranteil |
| in % |
| Roteisenstein ..... o,ooi bis o,2 6,4 |
| Roteisenstein ..... o,ooi bis 5,0 19,0 |
| Steinkohle .... .. o,ooi bis 3,0 48,7 |
| Kalkstein . . . . ... .. . o,ooi bis o.,2 19,4 |
| Pech ............. o,ooi bis i,o 6,5 |
Nach -dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man auch standfeste Brennstoff-Erz-Briketts
herstellen, die ohne einen Zuschlagstoff, z. B. Kalkstein, verpreßt sind, also nur
aus einer blähenden Steinkohle, dem Erz sowie einem Bindemittel bestehen. Solche
Briketts können beispielsweise aus 29,4'% Magnetit in der Korngröße von o,ooi bis
o,2 mm, 63,6% Steinkohle in der Korngröße von o,ooi bis 2,o mm und 7% Pech in der
Korngröße von o,ooi bis i,0 mm zusammengesetzt sein.
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Die Erfindung eignet sich auch für Steinkohlensorten, die nicht nur
stark blähend, sondern auch stark backend sind. Wie bereits oben gesagt, wird durch
die angewandte Feinheit des oder der inerten Stoffe, welche sich im Brikett vorfinden,
auch erreicht, daß das Backvermögen der Steinkohle gemindert wird. Diese Wirkung
führt bei stark backenden Kohlen dazu, daß das Zusammenbacken der Briketts im Schachtofen
verhindert wird.