EP0865505A1 - Verfahren zum heissbrikettieren von körnigem eisenschwamm - Google Patents

Verfahren zum heissbrikettieren von körnigem eisenschwamm

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EP0865505A1
EP0865505A1 EP96943042A EP96943042A EP0865505A1 EP 0865505 A1 EP0865505 A1 EP 0865505A1 EP 96943042 A EP96943042 A EP 96943042A EP 96943042 A EP96943042 A EP 96943042A EP 0865505 A1 EP0865505 A1 EP 0865505A1
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fragments
hot
briquettes
sponge iron
cooled
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Helmut Hausmann
Martin Hirsch
Siegfried Schimo
Michael STRÖDER
Peter Weber
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Metallgesellschaft AG
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    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086—Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating

Definitions

  • the invention relates to a method for hot briquetting of granular iron sponge, wherein the granular iron sponge is given in at temperatures of 600 to 850 ° C for forming the hot briquettes of a roller press and a band structure made of sponge iron with shaped, spaced hot briquettes from which one is made the hot briquettes are separated by breaking them, whereby fragments of the band structure arise.
  • the invention has for its object to carry out the production of hot frikiquets inexpensively and with little expenditure on equipment, in particular the wear and the susceptibility to malfunction should be kept as low as possible. According to the invention the task is mentioned at the beginning
  • CONFIRMATION COPY Process solved in that after breaking the band structure, the hot briquettes and at least some of the fragments are cooled to temperatures in the range from 20 to 400 ° C. and preferably at most 200 ° C. by passing the cooled briquettes and fragments through a rotating drum, whereby fine-grained abrasion is formed from the briquettes and fragments, and that the abrasion is separated from the briquettes and fragments.
  • Granular and especially fine-grained sponge iron is very pyrophoric, so that it can only be used in an inert gas atmosphere.
  • a suitable protective gas is e.g. Nitrogen or carbon dioxide or a mixture of these inert gases.
  • the sponge iron suitable for the process can be produced in any known iron ore reduction plant.
  • the sponge iron usually has an Fe content of 90 to 98% by weight.
  • This cooling avoids having to give up hot material to the rotating drum and having to design the rotating drum to process this hot material. It has been shown that if you give the rotary drum hot material with temperatures above 400 ° C, the wear in the drum is very high and the rotary drum often has to be repaired. Such frequent repairs make it necessary to have a spare rotary drum ready if you want to continuously produce hot briquettes.
  • the method of the invention has the advantage that only cooled goods are fed to the rotary drum, as a result of which the drum is stressed less and an outage due to repair is rarely necessary.
  • FIG. 1 shows the flow diagram of the method
  • FIG 2 shows the belt structure coming from the roller press
  • the storage container (1) there is hot, granular iron sponge with temperatures in the range from 600 to 850 ° C. and usually 650 to 750 ° C. Because the sponge iron is very pyrophoric is here and also in the following
  • the hot sponge iron comes e.g. from a reduction furnace or heater (6) and is introduced through line (6a).
  • the sponge iron flows continuously from the container (1) to a roller press (2), in which the sponge iron is pressed into a belt structure (3) with shaped hot briquettes.
  • Figure 2 shows the band structure (3) and the hot briquettes (3a) in view.
  • the belt structure (3) runs down over a stationary face (4) and is broken up with a rotating hammer roller (5).
  • the roller (5) has impact cams (5a) which, when the roller rotates, have a comminuting effect on the belt structure (3), in particular in the regions between the briquettes (3a).
  • hot briquettes and fragments of various grits fall down from the face (4) onto a sieve (7) in order to separate fine particles.
  • This fine grain whose maximum grain size is 2 to 6 mm, is drawn off in the line (8) and reused.
  • the fine grain of the line (8) can first be passed through a cooler (22) which is designed, for example, as a water-cooled screw conveyor.
  • the fine grain then reaches a pneumatic conveying section (21) which is fed with inert gas from the line (23) and transports the fine grain upwards to the reduction furnace or heater (6).
  • the fine grain of the line (8) can be returned to the container (17) uncooled on the transport path (24) indicated by the broken line.
  • the hot briquettes and coarse fragments first fall through the channel (9) into a cooler (10), where cooling takes place to temperatures in the range from 50 to 400 ° C. and usually at most 200 ° C.
  • the cooler (10) shown only schematically in FIG. 1 can be designed, for example, as a water bath or as a water injection cooler, and cooling with cold gas is also possible.
  • Chilled briquettes and fragments leave the cooler (10) through the channel (11) and are fed to a rotary drum (12).
  • the inside of the drum (12) has axially parallel driving ribs (12a), as is shown schematically in FIG. 3.
  • the material inside is moved intensively, which also causes falling stress, whereby the corners and edges of the body are rounded off and fine-grained abrasion occurs. This rounding-off reduces the risk that fine-grained sieve, which behaves pyrophorically, will form during later transport.
  • the rotary drum (12) can also be designed to cool the material to be treated, e.g. through a cooling water jacket.
  • the material moving in the drum (12) falls through a channel (14) at temperatures of 20 to 150 ° C and usually at most 100 ° C into a screening device (15).
  • briquettes are first sieved through a coarse sieve (15a), which are drawn off in line (16). Fragments and abrasion fall on the second sieve (15b), the relatively coarse fragments having a grain size of, for example, at least 3 to 6 mm being separated off in the line (17) subtracts.
  • Fine grain is removed in line (18) and usually returned together with the fine grain in line (8) to the reduction furnace or heater (6).
  • the briquettes and the fragments of the lines (16) and (17) are placed in an intermediate storage (not shown), storage under inert gas no longer being necessary.
  • an intermediate container (20) or storage is indicated, to which cooled goods are fed from the cooler (10) in the direction of the dashed line (19) when the rotary drum (12) has to be taken out of operation for a certain time for repair purposes .
  • the material from the container (20) or warehouse for further treatment of the drum (12) is given up.
  • all apparatus, containers and lines in which fine grain is present must be kept under protective gas.
  • the material In the cooler (10), the material is placed in a water bath, with adhering fine dust being removed with the cooling water.
  • the rotary drum (12) is cooled with water rinsed onto the outer jacket.
  • the sieve (15a) separates briquettes of at least 12 mm in diameter and the fragments of the line (17) are in the range from 4 to 12 mm.
  • the sieve (7) has openings of 4 mm in diameter.

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Abstract

Der körnige Eisenschwamm wird mit Temperaturen von 600 bis 850 °C zum Formen der Heißbriketts einer Walzenpresse aufgegeben. Dabei erzeugt man eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit ausgeformten, im Abstand voneinander angeordneten Heißbriketts. Durch das Zerschlagen der Bandstruktur werden die Heißbriketts vereinzelt, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen. Die Heißbriketts und mindestens ein Teil der Bruchstücke kühlt man auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 400 °C und leitet die gekühlten Briketts und Bruchstücke durch eine Drehtrommel. In der Drehtrommel wird von den Briketts und den Bruchstücken feinkörniger Abrieb gebildet. Anschließend wird dieser Abrieb von den Briketts und den Bruchstücken getrennt, da er sich pyrophor verhält.

Description

Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm, wobei man den körnigen Eisenschwamm mit Temperaturen von 600 bis 850°C zum Formen der Heißbriketts einer Walzenpresse aufgibt und eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit ausgeformten, im Abstand von einander angeordneten Heißbriketts erzeugt, aus welcher man durch Zerschlagen die Heißbriketts vereinzelt, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen.
Ein bekanntes Verfahren dieser Art ist im US-Patent 5082251 beschrieben. Hierbei gibt man die mit der Walzenpresse geformten Heißbriketts im heißen Zustand direkt in eine Drehtrommel. Dadurch wird die Drehtrommel einem starken Verschleiß ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Heißfcriketts kostengünstig und mit geringem apparativem Aufwand durchzuführen, wobei insbesondere der Verschleiß und die Störanfälligkeit so gering wie möglich gehalten werden sollen. Erfindungsgemaß wird die Aufgabe beim eingangs genannten
BESTATIGUNGSKOPIE Verfahren dadurch gelöst, daß man nach dem Zerschlagen der Bandstruktur die Heißbriketts und mindestens einen Teil der Bruchstücke auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 400°C und vorzugsweise höchstens 200°C kühlt, daß man die gekühlten Briketts und Bruchstücke durch eine Drehtrommel leitet, wobei von den Briketts und den Bruchstücken feinkörniger Abrieb gebildet wird, und daß man den Abrieb von den Briketts und Bruchstücken trennt.
Körniger und insbesondere feinkörniger Eisenschwamm ist sehr pyrophor, so daß mit ihm nur unter einer Schutzgas-Atmosphäre gearbeitet werden kann. Als Schutzgas eignet sich z.B. Stickstoff oder Kohlendioxid oder ein Gemisch dieser Inertgase. Wenn der körnige Eisenschwamm brikettiert ist, ist er nicht mehr oder kaum noch pyrophor und der Umgang mit den Briketts und ihre Lagerung werden sehr vereinfacht. Bei Temperaturen von 600 biε 850°C und z.B. so, wie der Eisenschwamm aus einer Reduktionsanlage kommt, läßt er sich mit Hilfe einer Walzenpresse in bekannter Weise zu Heißbriketts formen. Dabei erzeugt man eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit angeformten, im Abstand voneinander angeordneten Heißbriketts. Diese Bandstruktur zerschlägt man anschließend, um die Heißbriketts zu vereinzeln, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen. Wenn diese Bruchstücke groß genug sind, ist es zweckmäßig, sie zusammen mit den Heißbriketts weiterzuverarbeiten.
Der für das Verfahren geeignete Eisenschwamm kann in einer beliebigen, bekannten Eisenerz-Reduktionsanlage erzeugt werden. Der Eisenschwamm weist üblicherweise einen Fe-Gehalt von 90 bis 98 Gew.% auf. Beim erfindungsgemaßen Verfahren ist es wichtig, daß man die Heißbriketts und die Bruchstücke vor Einleiten in die Drehtrommel kühlt. Durch diese Kühlung vermeidet man, der Drehtrommel heißes Gut aufzugeben und die Drehtrommel zum Verarbeiten dieses heißen Gutes ausgestalten zu müssen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dann wenn man der Drehtrommel heißes Gut mit Temperaturen oberhalb 400°C aufgibt, der Verschleiß in der Trommel sehr hoch ist und die Drehtrommel häufig repariert werden muß. Solche häufigen Reparaturen machen es nötig, eine Ersatz-Drehtrommel bereitzuhalten, wenn man Heißbriketts kontinuierlich herstellen will. Demgegenüber hat das Verfahren der Erfindung den Vorteil, daß man der Drehtrommel nur gekühltes Gut zuführt, wodurch die Trommel weniger beansprucht wird und ein Betriebsausfall wegen einer Reparatur nur selten notwendig wird. Gleichzeitig wird es nun möglich, das gekühlte Gut während der Zeit der Reparatur der Trommel in einem Behälter nicht notwendigerweise unter Schutzgas zwischenzulagern und das Gut nach beendeter Reparatur der Drehtrommel zuzuführen. In diesem Fall wird eine Ersatztrommel nicht nötig.
Ausgestaltungsmoglichkeiten des Verfahrens werden mit Hilfe der
Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Figur 1 das Fließschema des Verfahrens,
Figur 2 die aus der Walzenpresse kommende Bandstruktur des
Eisenschwamms in Ansicht und Figur 3 einen Querschnitt durch den Innenraum der Drehtrommel in vergrößerter schematischer Darstellung.
Im Vorratsbehalter (1) befindet sich heißer körniger Eisenschwamm mit Temperaturen im Bereich von 600 bis 850°C und üblicherweise 650 bis 750°C. Da der Eisenschwamm sehr pyrophor ist, wird er hier und auch in den folgenden
Verarbeitungsschritten unter einer Inertgasatmosphäre gehalten, wie es an sich bekannt und hier nicht im einzelnen erläutert ist. Der heiße Eisenschwamm kommt z.B. aus einem Reduktionsofen oder Erhitzer (6) und wird durch die Leitung (6a) herangeführt. Aus dem Behälter (1) fließt der Eisenschwamm kontinuierlich zu einer Walzenpresse (2) , in welcher der Eisenschwamm zu einer Bandstruktur (3) mit ausgeformten Heißbriketts gepreßt wird. Figur 2 zeigt die Bandstruktur (3) und die Heißbriketts (3a) in Ansicht.
Die Bandstruktur (3) läuft abwärts über eine stationäre Schlagfläche (4) und wird dabei mit einer sich drehenden Hammerwalze (5) zerschlagen. Die Walze (5) weist Schlagnocken (5a) auf, welche beim Drehen der Walze auf die Bandstruktur (3) insbesondere in die Bereiche zwischen den Briketts (3a) zerkleinernd einwirken. Auf diese Weise fallen Heißbriketts und Bruchstücke verschiedenster Körnung von der Schlagfläche (4) abwärts auf ein Sieb (7), um Feinkorn abzutrennen. Dieses Feinkorn, dessen maximale Körnung bei 2 bis 6 mm liegt, wird in der Leitung (8) abgezogen und wiederverwendet. Zu diesem Zweck kann man das Feinkorn der Leitung (8) zunächst durch einen Kühler (22) leiten, der z.B. als wassergekühlter Schneckenförderer ausgebildet ist. Mit Temperaturen von vorzugsweise höchstens 200°C gelangt das Feinkorn dann in eine pneumatische Förderstrecke (21) , die mit Inertgas aus der Leitung (23) gespeist wird und das Feinkorn aufwärts zum Reduktionsofen oder Erhitzer (6) transportiert. Alternativ kann das Feinkorn der Leitung (8) ungekühlt auf dem gestrichelt angedeuteten Transportweg (24) direkt in den Behälter (17) zurückgeführt werden. einem nicht dargestellten Behälter unter Schutzgas zugeführt. Durch den Kanal (9) fallen die Heißbriketts und grobe Bruchstücke zunächst in einen Kühler (10) , wo eine Kühlung auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 400°C und üblicherweise höchstens 200°C erfolgt. Der in Figur 1 nur schematisch dargestellte Kühler (10) kann z.B. als Wasserbad oder als Wasser-Einεpritz-Kühler ausgebildet sein, auch kommt die Kühlung mit kaltem Gas in Frage.
Gekühlte Briketts und Bruchstücke verlassen den Kühler (10) durch den Kanal (11) und werden einer Drehtrommel (12) aufgegeben. Die Trommel (12) hat an ihrer Innenseite achsparallele Mitnahmerippen (12a) , wie das in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Beim Drehen der Trommel (12) um ihre Längsachse wird das Gut in Ihrem Innern intensiv bewegt, wobei auch Fallbeanspruchung entsteht, wobei Ecken und Kanten der Körper abgerundet werden und feinkörniger Abrieb entsteht. Dieses Abrunden verringert das Risiko, daß sich beim späteren Transport feinkörniger Absieb bildet, der sich pyrophor verhält. Um die Briketts in der Drehtrommel intensiver Fallbeanspruchung auszusetzen, kann es sich empfehlen, den Durchmesser der Trommel größer als ihre Länge auszubilden. In nicht dargestellter Weise kann auch die Drehtrommel (12) zum Kühlen des zu behandelnden Gutes ausgebildet sein, z.B. durch einen Kühlwassermantel.
Durch den Kanal (14) fällt das in der Trommel (12) bewegte Gut mit Temperaturen von 20 bis 150°C und üblicherweise höchstens 100°C in eine Siebvorrichtung (15) . Hier werden zunächst durch ein grobes Sieb (15a) Briketts abgesiebt, die man in der Leitung (16) abzieht. Bruchstücke und Abrieb fallen auf das zweite Sieb (15b) , wobei man die relativ groben Bruchstücke mit einer Körnung von z.B. mindestens 3 bis 6 mm abtrennt in der Leitung (17) abzieht. Feinkorn wird in der Leitung (18) abgeführt und üblicherweise zusammen mit dem Feinkorn der Leitung (8) in den Reduktionsofen oder Erhitzer (6) zurückgeführt. Die Briketts und die Bruchstücke der Leitungen (16) und (17) gibt man in ein nicht dargestelltes Zwischenlager, wobei nunmehr eine Lagerung unter Inertgas nicht mehr erforderlich ist.
In Figur 1 ist ein Zwischenbehälter (20) oder Lager angedeutet, welchem man gekühltes Gut aus dem Kühler (10) in Richtung der gestrichelten Leitung (19) zuführt, wenn die Drehtrommel (12) zu Reparaturzwecken für eine gewisse Zeit außer Betrieb gesetzt werden muß. Wenn die Trommel (12) wieder betriebsbereit ist, wird das Gut aus dem Behälter (20) oder Lager zum Weiterbehandeln der Trommel (12) aufgegeben. Wie bereits erwähnt, müssen alle Apparate, Behälter und Leitungen, in denen Feinkorn vorhanden ist, unter Schutzgas gehalten werden.
Beispiel
Es wird von körnigem Eisenschwamm ausgegangen, der mit einer Temperatur von 720°C im Behälter (1) vorliegt und in einer der Zeichnung entsprechenden Anlage, aber ohne die Teile (21), (22) und (24), behandelt wird. Die Daten sind teilweise berechnet. Pro Stunde fließen der Walzenpresse (2) aus dem Behälter (1) 67 t Eisenschwamm zu. Weitere Angaben zu den Mengen und Temperaturen des Eisenschwamms ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.
Im Kühler (10) wird das Gut in ein Wasserbad gegeben, wobei anhaftender Feinstaub mit dem Kühlwasser abgeführt wird. Die Drehtrommel (12) wird mit auf den Außenmantel gespültem Wasser gekühlt. Das Sieb (15a) trennt Briketts von mindestens 12 mm Durchmesser ab und die Bruchstücke der Leitung (17) liegen im Bereich von 4 bis 12 mm. Das Sieb (7) hat Öffnungen von 4 mm Durchmesser.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Heißbrikettieren von körnigem Eisenschwamm, wobei man den körnigen Eisenschwamm mit Temperaturen von 600 bis 850°C zum Formen der Heißbriketts einer Walzenpresse aufgibt und eine Bandstruktur aus Eisenschwamm mit ausgeformten, im Abstand voneinander angeordneten Heißbriketts erzeugt, aus welcher man durch Zerschlagen die Heißbriketts vereinzelt, wobei Bruchstücke der Bandstruktur entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Heißbriketts und mindestens einen Teil der Bruchstücke auf Temperaturen im Bereich von 20 bis 400°C kühlt, daß man die gekühlten Briketts und Bruchstücke durch eine Drehtrommel leitet, wobei von den Briketts und den Bruchstücken feinkörniger Abrieb gebildet wird, und daß man den Abrieb von den Briketts und Bruchstücken trennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Briketts, die Bruchstücke und den Abrieb in der Drehtrommel kühlt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Briketts, die Bruchstücke und den Abrieb mit Temperaturen von 20 bis 150°C aus der Drehtrommel abzieht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Zerschlagen der Bandstruktur aus den Bruchstücken die Feinkornfraktion mit einer oberen Körnungsgrenze von 2 bis 6 mm abtrennt.
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