EP3757233A1 - Method for measuring a magnetic property of iron sponge - Google Patents

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EP3757233A1
EP3757233A1 EP19182766.6A EP19182766A EP3757233A1 EP 3757233 A1 EP3757233 A1 EP 3757233A1 EP 19182766 A EP19182766 A EP 19182766A EP 3757233 A1 EP3757233 A1 EP 3757233A1
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EP
European Patent Office
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measurement
direct reduction
iron
information
detection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19182766.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Daniel Wöckinger
Thomas BÜRGLER
Franz Hauzenberger
Robert Millner
Gerald Rosenfellner
Gerd Bramerdorfer
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K1 Met GmbH
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
K1 Met GmbH
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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Priority to ATA9204/2020A priority patent/AT526499B1/en
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    • C21B13/004Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
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    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
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    • C21B13/0046Making spongy iron or liquid steel, by direct processes making metallised agglomerates or iron oxide
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2300/00Process aspects
    • C21B2300/04Modeling of the process, e.g. for control purposes; CII

Definitions

  • the disadvantage with regard to magnetic properties is that only at temperatures below the Curie temperature of iron useful information about iron content can be obtained; during the direct reduction process in the direct reduction reactor, however, the temperature is usually higher.
  • the measurement of the electrical conductivity in turn works in principle at such high temperatures, but then only provides relatively imprecise results.
  • various information can be obtained about a sponge iron that was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor. It is, for example, information about the content of ferromagnetic iron.
  • Magnetic properties are properties that describe the behavior in relation to a magnetic field.
  • at least one measurement of at least one magnetic property is carried out at a temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron; elemental iron is ferromagnetic below its Curie temperature.
  • One or more magnetic properties can be measured.
  • One measurement or several measurements can be carried out.
  • the desired information is obtained at least partially on the basis of the result of the measurement or measurements.
  • information about the content of ferromagnetic iron or the degree of metallization or carbon content can be obtained by measuring the magnetic permeability.
  • the information can be an indication of the amount of substance actually present in a substance if all particles of the substance can be detected by the measurement method - for example in the case of the substance metallic iron. If the measuring method cannot record all the particles of a substance, the measurement provides information about the amount of substance in the substance that can be detected - for example, as stated above with regard to information regarding the substance carbon; only the carbon is recorded which is present with iron in a compound which has the measured magnetic property under the conditions of the measurement - for example cementite Fe 3 C.
  • the desired information is either obtained only on the basis of the result of the measurement or measurements, or it is obtained with the help of additional information - for example with the help of information about the temperature at which the measurement is made.
  • the direct reduction process is carried out in the direct reduction reactor.
  • the measurement is carried out in each case on a measured amount of the sponge iron.
  • the measurement amount can - at least partially - be based on a measurement material sample taken from the direct reduction reactor while the direct reduction process is being carried out.
  • the measurement amount can be based - at least in part - on a measurement material sample which is taken from a material flow discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out.
  • the phrase “based at least partially” is to be understood as meaning that the measurement amount can consist entirely of a partial amount or the entire measurement material sample, or can also contain other components in addition to the partial amount or the entire measurement material sample, for example Thinners.
  • the measured amount of sponge iron can also be found in the material flow discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out, i.e. it can be measured without taking a sample of the material to be measured.
  • the system part can, for example, be a seal leg, a discharge chamber, chutes or lines for conveying material into the discharge chamber or from the discharge chamber to compacting devices.
  • Measurement data on the magnetic property obtained below the Curie temperature of elemental iron have a particularly precise relationship to the desired information about the sponge iron, so that the information can be obtained more precisely from the measured magnetic property or from the measured magnetic properties than is currently possible technology DE3017001A1 is possible.
  • such a measurement is easier to handle at a sample temperature which is significantly lower than the temperature in the direct reduction reactor - which increases the reproducibility of the method
  • metallic iron is iron in non-oxidized form with an oxidation number of 0. Elemental iron and the iron content in compounds in which iron is present with an oxidation number of 0 - for example, iron in cementite Fe 3 C - are referred to as metallic iron in this application.
  • m FeT is the mass of the total iron contained in the measured quantity; "total iron”, T stands for total. According to HOT BRIQUETTED IRON (HBI) QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018, Total iron includes all iron in any form, whether free or combined with other elements such as oxygen.
  • m FeM is obtained, for example, by measuring ferromagnetic properties, such as permeability.
  • the product of a direct reduction process has practically only ferromagnetic metallic iron, since, for example, ferromagnetic magnetite Fe 3 O 4 has already been completely or practically completely reduced to non-ferromagnetic wustite (FeO) or metallic iron.
  • the total iron content m FeT can usually not be determined directly via ferromagnetic properties, but m FeT and thus the metallization can, for example, with the help of chemical analysis of the starting materials for the Direct reduction process can be determined.
  • Another possibility is to set m FeT to a typical constant value as an approximation.
  • the gangue is rock that does not contain any iron compounds.
  • the total iron content m FeT is then calculated using a balance. If only iron ore reduction is taken into account, use the following equation: m FeM + m FeT - m FeM * mm FeO / mm Fe + m FeT * m gait E.
  • the terms measurement and detection as used in claims 1 and 2 cited above are synonymous. What has been said in relation to claim 1 with regard to measurement, measurement amount and sample of material to be measured also applies mutatis mutandis to detection, amount to be detected and sample of detection material in claim 2.
  • the detection relates to a temperature of the sponge iron above the Curie temperature of elemental iron, while the measurement relates to a Refers to the temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron. Above the Curie temperature of elemental iron, elemental iron or iron compounds are not ferromagnetic, but paramagnetic. During the detection, any substances that may be present are detected, which are ferromagnetic but are not elemental iron or iron compounds. A correction factor for results of the measurement can thus be determined from the detection, which indicates the extent to which the result of the measurement cannot be caused by iron or iron compounds.
  • the measurement material sample and the acquisition material sample can be the same - the acquisition material sample can also be can be used as sample material or vice versa. In this way, the effort for taking samples is reduced.
  • the measured quantity and the recorded quantity can be the same - the recorded quantity can therefore also be used as a measured quantity or vice versa. In this way, the effort for measuring or recording is reduced.
  • the comminution is preferably carried out in an inert atmosphere in order to prevent a change in the chemical composition, for example due to oxidation - which reduces the risk of falsifying measurement data on the magnetic property of the sample.
  • the mass of the quantity to be measured and / or the quantity to be detected is preferably determined. This can increase the accuracy or reproducibility of the measurement or detection. This can be done before the measurement or acquisition, or after the measurement or acquisition.
  • At least two measurements are preferably carried out.
  • At a temperature below the Curie temperature of elemental iron at least one first measurement is carried out at a temperature above the Curie temperature of a ferromagnetic iron compound, preferably cementite Fe 3 C, and at least one further measurement is carried out below the Curie temperature of this iron compound .
  • a ferromagnetic iron compound preferably cementite Fe 3 C
  • at least one further measurement is carried out below the Curie temperature of this iron compound .
  • information can be given about amount of this Iron compound, and in the case of cementite, as explained above via the carbon content, can be obtained.
  • further measurements can also be made, each of which is carried out after cooling under Curie temperatures of other components of the measured quantity.
  • the measurement amount is cooled to a temperature below the Curie temperature of the iron compound. Active cooling, preferably to a desired final temperature, increases the speed of the process and the reproducibility of the measurement.
  • m gebC mass or mass fraction or mass percentage (m-%) of bound carbon in the measured amount
  • m gebC m FeM T ⁇ TFe 3 C. - m FeM TFe 3 C. ⁇ T ⁇ TFe * mm C. / 3 * mm Fe .
  • m FeM (T ⁇ TFe3C) refers to an amount of metallic iron resulting from the measurement signal of a measurement at a temperature T below the Curie temperature of cementite TFe 3 C.
  • the measurement signal for the metallic iron comes from elemental iron as well as from iron in the form of cementite Fe 3 C under the justified assumption that no or practically no other ferromagnetic components are present in this temperature range.
  • m FEM (TFe3C ⁇ T ⁇ TFE) refers to a resulting from the measurement signal of a measurement at a temperature T below the Curie temperature of elemental iron and above the Curie temperature of cementite TFe 3 C amount of elemental iron to the legitimate Assumption that no or practically no other ferromagnetic components are present in this temperature range.
  • the measurement and / or the acquisition preferably also the acquisition of the information, is preferably carried out in an automated manner. This speeds up the process and reduces the work involved.
  • the measurement and / or the acquisition and / or the acquisition of the information is preferably carried out continuously or quasi-continuously.
  • continuous is preferably to be understood as meaning that an existing device for taking the measurement material sample and / or detection material sample runs continuously and a measurement or detection takes place at least once every 30 minutes.
  • quasi-continuously is preferably to be understood as meaning that an existing device for taking the measurement material sample and / or detection material sample runs discontinuously and a measurement or detection takes place at least once every 30 minutes. This allows quick information about the properties of the sponge iron and subsequently enables any necessary corrective measures to be taken quickly during the direct reduction process.
  • Another subject matter of the present application is a direct reduction process which is regulated at least partially on the basis of information obtained according to the invention.
  • the regulation takes place either only on the basis of the information obtained according to the invention, or it takes place with the help of additional information - for example with the help of information about the condition of the reduction reactor or about the quality of the raw materials used.
  • a further subject matter of the present application is a signal processing device with a machine-readable program code, characterized in that it has control commands for controlling a direct reduction process according to the invention.
  • the present application also relates to a machine-readable program code for a signal processing device according to the invention, characterized in that the program code has control commands which cause the signal processing device to regulate.
  • Another subject matter of the present application is a storage medium with a machine-readable program code according to the invention stored thereon.
  • FIG. 1 a direct reduction reactor 1 is shown, in which a direct reduction process for the production of sponge iron is carried out.
  • Reducing gas 2 is introduced into the direct reduction reactor and reduces the iron oxide-containing material contained in it, with sponge iron 3 being formed.
  • a sponge iron sample to be measured is removed from the direct reduction reactor 1 via a removal device 4 - for example a screw conveyor - while the direct reduction process is carried out in the direct reduction reactor.
  • the measurement material sample taken is conditioned by sieving 5, optionally before or after a comminution and / or air sifting (not shown separately for the sake of clarity), and by means of a transport device 6 - for example a screw conveyor as shown schematically; however, the transport is also possible by means of rotary valves, conveyor belts, scraper conveyors, shut-off valves with gravity material transport or the like - transported to a measuring device 7.
  • the measurement of the magnetic property is carried out on a measurement quantity based on the sample of the measurement material conditioned in this way. So that the measurement takes place at a temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron, the measuring material sample is cooled to a temperature below the Curie temperature of iron when it is removed.
  • the measurement amount is a portion of the measurement material sample that is located in the measurement chamber of the measurement device 7.
  • the measured quantity can, as is shown by way of example, be part of a material column that is located in a pipe connection 8 on which the Measurement is performed.
  • the pipe connection 8 is made of non-magnetic material in the area of the measuring device.
  • the results of the first measurement and the second measurement are fed to an evaluation unit 11, in which the desired information is obtained by mathematically linking the results;
  • an evaluation unit 11 in which the desired information is obtained by mathematically linking the results;
  • a signal processing device with a machine-readable program code with which the direct reduction process is regulated on the basis of the information obtained. The measurements and the acquisition of the information take place automatically and continuously.
  • Figure 2 shows in to Figure 1 Another embodiment is largely analogous to the illustration.
  • material is discharged from the direct reduction reactor 1 through the discharge line 11.
  • a sample of the detection material is removed via the removal device 12, which is analogous to the sample of the measurement material Figure 1 conditioned and fed to a detection device 14 via a transport device 13.
  • the detection of the magnetic property is made on an amount of detection based on the conditioned sample of the detection material.
  • the detection amount is a portion of the detection material sample that is located in the measuring chamber of the detection device 14.
  • the amount to be detected can be part of a column of material be located in a pipe connection 15 on which the measurement is carried out.
  • the pipe connection 15 is made of non-magnetic material in the area of the detection device.
  • the detection amount when detected has a temperature above the Curie temperature of elemental iron; there is no cooling during the supply to the detection device 14.
  • the sponge iron is fed to a measuring device 17 by means of a cooling screw 16. It is cooled to a temperature below the Curie temperature of elemental iron.
  • a first measurement is carried out analogously to the description in Figure 1 .
  • the sponge iron is fed to a further measuring device 19 by means of a cooling screw 18. It is cooled to a temperature below the Curie temperature of cementite.
  • the detection material sample also serves as a measurement material sample.
  • the quantity to be recorded can serve as a quantity to be measured.
  • the results of the acquisition, the first measurement and the second measurement are fed to an evaluation unit 20 in which the desired information is obtained by mathematically linking the results.
  • the acquisition and the measurements and the acquisition of the information take place continuously and automatically.
  • slides 21, 22, 23 are provided below the measuring chambers 24, 25, 26, and a piston 27, 28, 29 for compressing the detection amount or the measurement -Quantity provided.
  • Figure 3 shows in to Figure 1 and 2 A largely analogous representation of how the measured amount of sponge iron is located during the measurement in the material flow diverted from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out.
  • the measurement is carried out by means of the measuring device 30 on a pipe section 31 which conducts the material flow and has no influence on the measurement since it is made of non-magnetic material.

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Abstract

Verfahren zur Gewinnung zumindest einer Informationaus der Gruppe- Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen,- Information bezüglich Metallisierungsgrad,- Information bezüglich Kohlenstoffgehalt,über einen Eisenschwamm (3), der mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor (1) durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellt wurde.Es umfasst zumindest eine Messung zumindest einer magnetischen Eigenschaft bei einer Temperatur des Eisenschwamms (3) unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen, und Gewinnung der Information zumindest teilweise auf Basis des Ergebnisses der Messung. Die Messung wird jeweils an einer Mess-Menge des Eisenschwamms (3) vorgenommen, die auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) entnommenen Messmaterialprobe oder auf einer aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) ausgeleiteten Materialstrom entnommenen Messmaterialprobe basiert, oder die sich während der Messung in dem Materialstrom befindet.Method for obtaining at least one piece of information from the group - information relating to the content of ferromagnetic iron, - information relating to the degree of metallization, - information relating to the carbon content, via a sponge iron (3) which was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor (1). It comprises at least a measurement of at least one magnetic property at a temperature of the sponge iron (3) below the Curie temperature of elemental iron, and obtaining the information at least partially on the basis of the result of the measurement. The measurement is made in each case on a measured amount of the sponge iron (3), which is taken from a measurement material sample taken from the direct reduction reactor (1) while the direct reduction process is being carried out or from a material flow removed from the direct reduction reactor (1) after the direct reduction process has been carried out Measurement material sample based, or that is in the material flow during the measurement.

Description

Gebiet der TechnikField of technology

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung zumindest einer Information über einen Eisenschwamm, der mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellt wurde, wobei die gewonnene Information aus der Gruppe

  • Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen,
  • Information bezüglich Metallisierungsgrad,
  • Information bezüglich Kohlenstoffgehalt,
stammt.The invention relates to a method for obtaining at least one item of information about a sponge iron which was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor, the information obtained from the group
  • Information on the content of ferromagnetic iron,
  • Information on the degree of metallization,
  • Information on carbon content,
originates.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, Eisenschwamm mittels Direktreduktionprozess in einem Direktreduktionsreaktor herzustellen. Um den Eisengehalt von Eisenschwamm im Direktreduktionsreaktor während des Direktreduktionsprozesses bestimmen zu können, ist aus DE3017001A1 bekannt, mithilfe von Spulen Informationen über Eigenschaften des Eisenschwamms im Direktreduktionsreaktor - beispielsweise seine magnetische Permeabilität oder seine elektrische Leitfähigkeit - zu gewinnen.It is known to produce sponge iron by means of a direct reduction process in a direct reduction reactor. In order to be able to determine the iron content of sponge iron in the direct reduction reactor during the direct reduction process, it is off DE3017001A1 known to use coils to gain information about the properties of the sponge iron in the direct reduction reactor - for example its magnetic permeability or its electrical conductivity.

Nachteilig ist hinsichtlich magnetischer Eigenschaften, dass erst bei Temperaturen unter der Curie-Temperatur von Eisen brauchbare Informationen über Eisengehalt gewonnen werden können; während des Direktreduktionsprozesses im Direktreduktionsreaktor liegt die Temperatur jedoch meist darüber. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit wiederum funktioniert zwar prinzipiell bei solch hohen Temperaturen, liefert dann jedoch nur relativ ungenaue Ergebnisse.The disadvantage with regard to magnetic properties is that only at temperatures below the Curie temperature of iron useful information about iron content can be obtained; during the direct reduction process in the direct reduction reactor, however, the temperature is usually higher. The measurement of the electrical conductivity in turn works in principle at such high temperatures, but then only provides relatively imprecise results.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention Technische AufgabeTechnical task

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Gewinnung zumindest einer Information über einen mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellten Eisenschwamm, vorzustellen, das die Gewinnung genauerer Information aus der Gruppe

  • Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen,
  • Information bezüglich Metallisierungsgrad,
  • Information bezüglich Kohlenstoffgehalt,
ermöglicht.It is the object of the invention to present a method for obtaining at least one piece of information about a sponge iron produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor, which is the obtaining of more precise information from the group
  • Information on the content of ferromagnetic iron,
  • Information on the degree of metallization,
  • Information on carbon content,
enables.

Technische LösungTechnical solution

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein
Verfahren zur Gewinnung zumindest einer Information aus der Gruppe

  • Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen,
  • Information bezüglich Metallisierungsgrad,
  • Information bezüglich Kohlenstoffgehalt,
über einen Eisenschwamm, der mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellt wurde, das dadurch gekennzeichnet ist, dass
es
  • zumindest eine Messung zumindest einer magnetischen Eigenschaft bei einer Temperatur des Eisenschwamms unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen,
  • Gewinnung der Information zumindest teilweise auf Basis des Ergebnisses der Messung,
umfasst.This task is solved by a
Method for obtaining at least one piece of information from the group
  • Information on the content of ferromagnetic iron,
  • Information on the degree of metallization,
  • Information on carbon content,
via a sponge iron that was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor, which is characterized in that
it
  • at least one measurement of at least one magnetic property at a temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron,
  • Obtaining the information at least partially on the basis of the result of the measurement,
includes.

Die Messung wird jeweils an einer Mess-Menge des Eisenschwamms vorgenommen. Auf die Mess-Menge trifft zumindest ein Mitglied der Gruppe

  • die Mess-Menge basiert zumindest teilweise auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor entnommenen Messmaterialprobe,
  • die Mess-Menge basiert zumindest teilweise auf einer aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor ausgeleiteten Materialstrom entnommenen Messmaterialprobe,
  • die Mess-Menge Eisenschwamm befindet sich während der Messung in dem Materialstrom,
zu.The measurement is carried out in each case on a measured amount of the sponge iron. At least one member of the group meets the crowd
  • the measurement quantity is based at least in part on a sample of measurement material taken from the direct reduction reactor while the direct reduction process is being carried out,
  • the measurement quantity is based at least in part on a sample of the measurement material taken from a material flow discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out,
  • the measured amount of sponge iron is in the material flow during the measurement,
to.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Mit dem Verfahren können verschiedene Informationen über einen Eisenschwamm, der mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellt wurde, gewonnen werden. Es handelt sich beispielsweise um Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen.With the method, various information can be obtained about a sponge iron that was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor. It is, for example, information about the content of ferromagnetic iron.

Es handelt sich beispielsweise um Information bezüglich Metallisierungsgrad.It is, for example, information about the degree of metallization.

Es handelt sich beispielsweise um Information bezüglich Kohlenstoffgehalt. Da magnetische Eigenschaften gemessen beziehungsweise erfasst werden, wird durch die Messung beziehungsweise Erfassung nur Information über Kohlenstoff gewonnen, der mit Eisen in einer die magnetische Eigenschaft aufweisenden Verbindung vorliegt.It is, for example, information on the carbon content. Since magnetic properties are measured or recorded, the measurement or recording only provides information about carbon that is present with iron in a compound exhibiting the magnetic property.

Magnetische Eigenschaften sind Eigenschaften, die das Verhalten bezüglich eines Magnetfeldes beschreiben. Erfindungsgemäß wird zumindest eine Messung zumindest einer magnetischen Eigenschaft, beispielsweise der magnetischen Permeabilität, bei einer Temperatur des Eisenschwamms unterhalb der Curie-Temperatur von elementaren Eisen durchgeführt; elementares Eisen ist unterhalb seiner Curie Temperatur ferromagnetisch. Andere im Eisenschwamm gegebenenfalls vorhandene Substanzen wie beispielsweise Zementit haben ihre eigene Curie-Temperatur.
Es kann eine magnetische Eigenschaft gemessen werden oder mehrere magnetische Eigenschaften.
Es können eine Messung oder mehrere Messungen durchgeführt werden.
Magnetic properties are properties that describe the behavior in relation to a magnetic field. According to the invention, at least one measurement of at least one magnetic property, for example the magnetic permeability, is carried out at a temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron; elemental iron is ferromagnetic below its Curie temperature. Other substances that may be present in the sponge iron, such as cementite, have their own Curie temperature.
One or more magnetic properties can be measured.
One measurement or several measurements can be carried out.

Die gewünschte Information wird zumindest teilweise auf Basis des Ergebnisses der Messung beziehungsweise Messungen gewonnen. Beispielsweise lässt sich durch Messung der magnetischen Permeabilität Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen beziehungsweise Metallisierungsgrad oder Kohlenstoffgehalt gewinnen. Die Information kann eine Angabe über die tatsächlich vorliegende Stoffmenge einer Substanz sein, wenn alle Teilchen der Substanz von der Messmethode erfassbar sind - beispielsweise bei der Substanz metallisches Eisen. Wenn die Messmethode nicht alle Teilchen einer Substanz erfassen kann, liefert die Messung Information über die Stoffmenge der in erfassbarer Form vorliegenden Substanz - beispielsweise wie oben angeführt hinsichtlich Information bezüglich der Substanz Kohlenstoff; es wird nur der Kohlenstoff erfasst, der mit Eisen in einer unter den Bedingungen der Messung die gemessene magnetische Eigenschaft aufweisenden Verbindung - beispielsweise Zementit Fe3C - vorliegt.
Die gewünschte Information wird entweder nur auf Basis des Ergebnisses der Messung beziehungsweise Messungen gewonnen, oder sie wird unter Hinzuziehung zusätzlicher Informationen gewonnen - beispielsweise unter Hinzuziehung von Information über die Temperatur, bei der gemessen wird.
The desired information is obtained at least partially on the basis of the result of the measurement or measurements. For example, information about the content of ferromagnetic iron or the degree of metallization or carbon content can be obtained by measuring the magnetic permeability. The information can be an indication of the amount of substance actually present in a substance if all particles of the substance can be detected by the measurement method - for example in the case of the substance metallic iron. If the measuring method cannot record all the particles of a substance, the measurement provides information about the amount of substance in the substance that can be detected - for example, as stated above with regard to information regarding the substance carbon; only the carbon is recorded which is present with iron in a compound which has the measured magnetic property under the conditions of the measurement - for example cementite Fe 3 C.
The desired information is either obtained only on the basis of the result of the measurement or measurements, or it is obtained with the help of additional information - for example with the help of information about the temperature at which the measurement is made.

Zur Durchführung des Direktreduktionsprozesses wird Reduktionsgas in eine Apparatur, den sogenannten Direktreduktionsreaktor, eingeleitet. Im Direktreduktionsreaktor wird der Direktreduktionsprozess durchgeführt.
Die Messung wird jeweils an einer Mess-Menge des Eisenschwamms vorgenommen. Die Mess-Menge kann - zumindest teilweise - auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor entnommenen Messmaterialprobe basieren. Die Mess-Menge kann - zumindest teilweise - auf einer Messmaterialprobe basieren, die aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor ausgeleiteten Materialstrom entnommen wird. Unter der Formulierung "basiert zumindest teilweise" ist dabei zu verstehen, dass die Mess-Menge vollständig aus einer Teilmenge oder der gesamten Messmaterialprobe bestehen kann, beziehungsweise auch neben der Teilmenge oder der gesamten Messmaterialprobe noch andere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Verdünnungsmittel.
Die Mess-Menge Eisenschwamm kann sich während der Messung auch in dem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor ausgeleiteten Materialstrom befinden, also ohne Entnahme einer Messmaterialprobe vermessen werden. Das kann beispielsweise erfolgen, indem an einem den Materialstrom leitenden Anlagenteil die Messung vorgenommen wird, wobei das Anlagenteil entweder keine Einfluss auf die Messung hat - beispielsweise kann ein Rohrstück, an dem die Messung durchgeführt wird, aus nicht magnetischem Material gefertigt sein - oder sein Einfluss ist bekannt und damit aus dem Ergebnis der Messung entfernbar ist. Der Anlagenteil kann beispielsweise ein Seal leg sein, eine Discharge chamber, Schurren oder Leitungen zur Leitung von Material in die Discharge chamber oder von der Discharge chamber zu Kompaktierungsvorrichtungen.
To carry out the direct reduction process, reducing gas is introduced into an apparatus, the so-called direct reduction reactor. The direct reduction process is carried out in the direct reduction reactor.
The measurement is carried out in each case on a measured amount of the sponge iron. The measurement amount can - at least partially - be based on a measurement material sample taken from the direct reduction reactor while the direct reduction process is being carried out. The measurement amount can be based - at least in part - on a measurement material sample which is taken from a material flow discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out. The phrase “based at least partially” is to be understood as meaning that the measurement amount can consist entirely of a partial amount or the entire measurement material sample, or can also contain other components in addition to the partial amount or the entire measurement material sample, for example Thinners.
During the measurement, the measured amount of sponge iron can also be found in the material flow discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out, i.e. it can be measured without taking a sample of the material to be measured. This can be done, for example, by taking the measurement on a part of the system that conducts the flow of material, the part of the system either having no influence on the measurement - for example, a pipe section on which the measurement is carried out can be made of non-magnetic material - or its influence is known and can therefore be removed from the result of the measurement. The system part can, for example, be a seal leg, a discharge chamber, chutes or lines for conveying material into the discharge chamber or from the discharge chamber to compacting devices.

Unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen gewonnene Messdaten zur magnetischen Eigenschaft haben eine besonders genaue Relation zur gewünschten Information über den Eisenschwamms, sodass aus der gemessenen, magnetischen Eigenschaft oder aus den gemessenen magnetischen Eigenschaften die Informationen genauer gewonnen werden können als dies derzeit im Stand der Technik DE3017001A1 möglich ist. Zudem ist solch eine Messung bei einer Probentemperatur, welche deutlich geringer als die Temperatur im Direktreduktionsreaktor ist, einfacher handhabbar - was die Reproduzierbarkeit des Verfahrens erhöhtMeasurement data on the magnetic property obtained below the Curie temperature of elemental iron have a particularly precise relationship to the desired information about the sponge iron, so that the information can be obtained more precisely from the measured magnetic property or from the measured magnetic properties than is currently possible technology DE3017001A1 is possible. In addition, such a measurement is easier to handle at a sample temperature which is significantly lower than the temperature in the direct reduction reactor - which increases the reproducibility of the method

Beispielsweise kann Information bezüglichFor example, information regarding

Metallisierungsgrad folgendermaßen gewonnen werden auf Basis einer Messung, ähnlich ISO 11258: M % = 100 * m FeM / m FeT

Figure imgb0001
M ist der Metallisierungsgrad der Mess-Menge in Massenprozent. mFeM ist die Masse von metallisch vorliegendem Eisen in der Mess-Menge. Metallisches Eisen ist nach HOT BRIQUETTED IRON (HBI)QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018, Eisen in nichtoxidierter Form mit Oxidationszahl 0. Elementares Eisen und der Eisenanteil in Verbindungen, in denen das Eisen mit Oxidationszahl 0 vorliegt - beispielsweise Eisen in Zementit Fe3C - werden im Rahmen dieser Anmeldung als metallisches Eisen bezeichnet.Degree of metallization can be obtained as follows on the basis of a measurement, similar to ISO 11258: M. % = 100 * m FeM / m FeT
Figure imgb0001
M is the degree of metallization of the measured quantity in Mass percentage. m FeM is the mass of metallic iron present in the measured quantity. According to the HOT BRIQUETTED IRON (HBI) QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018, metallic iron is iron in non-oxidized form with an oxidation number of 0. Elemental iron and the iron content in compounds in which iron is present with an oxidation number of 0 - for example, iron in cementite Fe 3 C - are referred to as metallic iron in this application.

mFeT ist die Masse des gesamten in der Mess-Menge enthaltenen Eisens; "total iron", T steht für total. Total iron umfasst nach HOT BRIQUETTED IRON (HBI)QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018, alles Eisen in jeglicher Form, ob frei oder mit anderen Elementen wie beispielsweise Sauerstoff kombiniert.m FeT is the mass of the total iron contained in the measured quantity; "total iron", T stands for total. According to HOT BRIQUETTED IRON (HBI) QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018, Total iron includes all iron in any form, whether free or combined with other elements such as oxygen.

Ein Rechenbeispiel: mFeM = 90 g, mFeT = 100 g → M = 90 % Die Definition greift entsprechend auch bei Verwendung von Angaben zu Massenprozenten (m-%) bezüglich der Mess-Menge: M % = 100 * m FeM / m FeT

Figure imgb0002
A calculation example: m FeM = 90 g, m FeT = 100 g → M = 90% The definition also applies when using information on mass percentages (m-%) with regard to the measured quantity: M. % = 100 * m FeM / m FeT
Figure imgb0002

Rechenbeispiel:Sample calculation:

mFeM = 90 m-%, mFeT = 95 m-%: M = 94.7 %;
Dabei wird mFeM beispielsweise über Messungen ferromagnetischer Eigenschaften, wie beispielsweise der Permeabilität gewonnen. Das Produkt eines Direktreduktionsprozesses weist praktisch nur ferromagnetisches metallisches Eisen auf, da beispielsweise ferromagnetischer Magnetit Fe3O4 bereits vollständig oder praktisch vollständig zu nicht ferromagnetischen Wüstit (FeO) oder metallischem Eisen reduziert worden ist. Der Gesamteisengehalt mFeT kann in der Regel nicht direkt über ferromagnetische Eigenschaften bestimmt werden, mFeT und somit die Metallisierung kann jedoch beispielsweise mit Hilfe der chemischen Analyse der Einsatzstoffe für den Direktreduktionsprozess ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin mFeT auf einen typischen konstanten Wert als Näherung zu setzen.
m FeM = 90 m-%, m FeT = 95 m-%: M = 94.7%;
Here, m FeM is obtained, for example, by measuring ferromagnetic properties, such as permeability. The product of a direct reduction process has practically only ferromagnetic metallic iron, since, for example, ferromagnetic magnetite Fe 3 O 4 has already been completely or practically completely reduced to non-ferromagnetic wustite (FeO) or metallic iron. The total iron content m FeT can usually not be determined directly via ferromagnetic properties, but m FeT and thus the metallization can, for example, with the help of chemical analysis of the starting materials for the Direct reduction process can be determined. Another possibility is to set m FeT to a typical constant value as an approximation.

Beispiel zur Ermittlung von mFeT mit Hilfe der chemischen Analyse der Einsatzstoffe:Example for the determination of m FeT with the help of the chemical analysis of the input materials:

Einsatzstoff:Input material:

m FeT E = = 67 m % ,

Figure imgb0003
mGangart E = Massenanteil an Gangart = 5 m-%. Als Gangart bezeichnet man Gestein, das keine Eisenverbindungen enthält. Das hochgestellte E bezeichnet Größen für den Einsatzstoff Magnetische Messung: m FeM = 90 m %
Figure imgb0004
Der Gesamteisenanteil mFeT berechnet sich dann über eine Bilanz. Wenn nur Eisenerzreduktion berücksichtigt wird, über folgende Gleichung: m FeM + m FeT m FeM * mm FeO / mm Fe + m FeT * m Gangart E = 100 m % m FeM , m FeT in m % ,
Figure imgb0005
mmFe beziehungsweise mmFeO: Atommasse von Eisen Fe beziehungsweise Molekülmasse von Wüstit FeO,
mmFe = 56 g/mol, mmFeO = 72 g/mol
Nach Lösung obiger Gleichung erhält man: mFeT = 92.4 m-%, und somit berechnet sich die Metallisierung M zu 97.4 % m FeT E. = = 67 m - % ,
Figure imgb0003
m gait E = mass fraction of gait = 5 m-%. The gangue is rock that does not contain any iron compounds. The superscript E denotes parameters for the input material magnetic measurement: m FeM = 90 m - %
Figure imgb0004
The total iron content m FeT is then calculated using a balance. If only iron ore reduction is taken into account, use the following equation: m FeM + m FeT - m FeM * mm FeO / mm Fe + m FeT * m gait E. = 100 m - % m FeM , m FeT in m - % ,
Figure imgb0005
mm Fe or mm FeO : atomic mass of iron Fe or molecular mass of wüstite FeO,
mm Fe = 56 g / mol, mm FeO = 72 g / mol
Solving the above equation gives: m FeT = 92.4 m-%, and thus the metallization M is calculated as 97.4%

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren auch
zumindest eine Erfassung zumindest einer magnetischen Eigenschaft bei einer Temperatur des Eisenschwamms oberhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen,
wobei die Erfassung jeweils an einer Erfassungs-Menge des Eisenschwamms vorgenommen wird, wobei auf die Erfassungs-Menge zumindest ein Mitglied der Gruppe

  • die Erfassungs-Menge basiert zumindest teilweise auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor entnommenen Erfassungsmaterialprobe,
  • die Erfassungs-Menge basiert zumindest teilweise auf einer aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor ausgeleiteten Materialstrom entnommenen Erfassungsmaterialprobe,
  • die Erfassungs-Menge Eisenschwamm befindet sich während der Erfassung in dem Materialstrom,
    zutrifft,
und die Ergebnisse der Erfassung zumindest teilweise bei der Gewinnung der Information einfließen.In a preferred embodiment, the method also includes
at least one detection of at least one magnetic property at a temperature of the sponge iron above the Curie temperature of elemental iron,
wherein the detection is carried out in each case on a detection set of the sponge iron, with at least one member of the group on the detection set
  • the detection amount is based at least in part on one during the direct reduction process sample of acquisition material taken from the direct reduction reactor,
  • the detection amount is based at least in part on a detection material sample taken from a material stream discharged from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out,
  • the amount of sponge iron to be detected is in the material flow during detection,
    applies,
and the results of the acquisition are at least partially included in the extraction of the information.

Die Begriffe Messung und Erfassung wie in den vorab zitierten Ansprüchen 1 und 2 verwendet sind synonym. Das bezüglich Anspruch 1 bezüglich Messung, Mess-Menge und Messmaterialprobe Vorgebrachte gilt sinngemäß auch für Erfassung, Erfassungsmenge und Erfassungsmaterialprobe in Anspruch 2. Die Erfassung bezieht sich auf eine Temperatur des Eisenschwamms oberhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen, während die Messung sich auf eine Temperatur des Eisenschwamms unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen bezieht.
Oberhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen sind elementares Eisen beziehungsweise Eisenverbindungen nicht ferromagnetisch, sondern paramagnetisch. Bei der Erfassung werden gegebenenfalls vorhandene Substanzen erfasst, die zwar ferromagnetisch sind, aber nicht elementares Eisen oder Eisenverbindungen sind. Aus der Erfassung kann somit ein Korrekturfaktor für Ergebnisse der Messung ermittelt werden, der angibt, in welchem Ausmaß das Ergebnis der Messung nicht durch Eisen oder Eisenverbindungen verursacht sein kann.
The terms measurement and detection as used in claims 1 and 2 cited above are synonymous. What has been said in relation to claim 1 with regard to measurement, measurement amount and sample of material to be measured also applies mutatis mutandis to detection, amount to be detected and sample of detection material in claim 2. The detection relates to a temperature of the sponge iron above the Curie temperature of elemental iron, while the measurement relates to a Refers to the temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron.
Above the Curie temperature of elemental iron, elemental iron or iron compounds are not ferromagnetic, but paramagnetic. During the detection, any substances that may be present are detected, which are ferromagnetic but are not elemental iron or iron compounds. A correction factor for results of the measurement can thus be determined from the detection, which indicates the extent to which the result of the measurement cannot be caused by iron or iron compounds.

Die Messmaterialprobe und die Erfassungsmaterialprobe können dasselbe sein - die Erfassungsmaterialprobe kann also auch als Messmaterialprobe verwendet werden beziehungsweise umgekehrt. Auf diese Weise wird der Aufwand zur Probenziehung vermindert.The measurement material sample and the acquisition material sample can be the same - the acquisition material sample can also be can be used as sample material or vice versa. In this way, the effort for taking samples is reduced.

Die Mess-Menge und die Erfassungs-Menge können dasselbe sein - die Erfassungs-Menge kann also auch als Mess-Menge verwendet werden beziehungsweise umgekehrt. Auf diese Weise wird der Aufwand zur Messung beziehungsweise Erfassung vermindert.The measured quantity and the recorded quantity can be the same - the recorded quantity can therefore also be used as a measured quantity or vice versa. In this way, the effort for measuring or recording is reduced.

Vorzugsweise wird die Messmaterialprobe und/oder die Erfassungsmaterialprobe vor der Messung und/oder der Erfassung zumindest einem Konditionierungsschritt aus der Gruppe

  • Sichtung,
  • Windsichtung,
  • Zerkleinerung,
  • Siebung,
  • Verdichtung,
unterworfen.The measurement material sample and / or the acquisition material sample is preferably taken from the group for at least one conditioning step before the measurement and / or the acquisition
  • Sighting,
  • Wind sifting,
  • Crushing,
  • Sieving,
  • Compression,
subject.

Durch diese Maßnahmen kann eine homogenere Mess-Menge, gegebenenfalls mit wenig Lückenvolumen, erhalten werden, was die Genauigkeit beziehungsweise Reproduzierbarkeit der Messung oder Erfassung erhöht.
Vorzugsweise erfolgt die Zerkleinerung in inerter Atmosphäre, um eine Veränderung der chemischen Komposition, beispielsweise durch Oxidation, zu verhindern - womit die Gefahr, Messdaten zur magnetischen Eigenschaft der Probe zu verfälschen, verringert wird.
By means of these measures, a more homogeneous measurement quantity, possibly with little gap volume, can be obtained, which increases the accuracy or reproducibility of the measurement or detection.
The comminution is preferably carried out in an inert atmosphere in order to prevent a change in the chemical composition, for example due to oxidation - which reduces the risk of falsifying measurement data on the magnetic property of the sample.

Vorzugsweise wird die Masse der Mess-Menge und/oder der Erfassungs-Menge bestimmt. Dadurch kann die Genauigkeit beziehungsweise Reproduzierbarkeit der Messung oder Erfassung erhöht. Das kann vor der Messung oder Erfassung erfolgen, oder nach der Messung oder Erfassung.The mass of the quantity to be measured and / or the quantity to be detected is preferably determined. This can increase the accuracy or reproducibility of the measurement or detection. This can be done before the measurement or acquisition, or after the measurement or acquisition.

Vorzugsweise wird vor der Messung

  • die aus dem Direktreduktionsreaktor entnommene Messmaterialprobe während und/oder nach der Entnahme, und/oder
  • die aus dem Materialstrom entnommene Messmaterialprobe während und/oder nach der Entnahme,
    und/oder
  • die Mess-Menge Eisenschwamm,
auf eine unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen liegende Temperatur gekühlt.
Durch aktive Kühlung, bevorzugt auf eine gewünschte Endtemperatur, wird die Geschwindigkeit des Verfahrens sowie b Reproduzierbarkeit der Messung erhöht.
Diese Kühlung auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen erfolgt dann, wenn die Quelle der Messmaterialprobe oder der Mess-Menge eine Temperatur oberhalb dieser Curie-Temperatur hat.Preferably before the measurement
  • the measuring material sample taken from the direct reduction reactor during and / or after the removal, and / or
  • the measuring material sample taken from the material flow during and / or after the removal,
    and or
  • the measured amount of sponge iron,
cooled to a temperature below the Curie temperature of elemental iron.
Active cooling, preferably to a desired final temperature, increases the speed of the process and the reproducibility of the measurement.
This cooling to a temperature below the Curie temperature of elemental iron takes place when the source of the measuring material sample or the measuring quantity has a temperature above this Curie temperature.

Bezüglich der zumindest einen Messung bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen gilt, dass bevorzugt zumindest zwei Messungen erfolgen. Dabei wird bei einer Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen zumindest eine erste Messung bei einer Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur einer ferromagnetischen Eisenverbindung, bevorzugt Zementit Fe3C, durchgeführt, und zumindest eine weitere Messung unterhalb der Curie-Temperatur dieser Eisenverbindung durchgeführt. Auf diese Weise kann Information über Menge dieser Eisenverbindung, und im Falle von Zementit wie vorab erläutert über den Kohlenstoffgehalt, erhalten werden, Grundsätzlich können auch noch weitere Messungen erfolgen, die jeweils nach Abkühlung unter Curie-Temperaturen anderer Komponenten der Mess-Menge erfolgen.With regard to the at least one measurement at a temperature below the Curie temperature of elemental iron, at least two measurements are preferably carried out. At a temperature below the Curie temperature of elemental iron, at least one first measurement is carried out at a temperature above the Curie temperature of a ferromagnetic iron compound, preferably cementite Fe 3 C, and at least one further measurement is carried out below the Curie temperature of this iron compound . In this way information can be given about amount of this Iron compound, and in the case of cementite, as explained above via the carbon content, can be obtained. In principle, further measurements can also be made, each of which is carried out after cooling under Curie temperatures of other components of the measured quantity.

Vorzugsweise wird die Mess-Menge nach der ersten Messung auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur der Eisenverbindung gekühlt. Durch aktive Kühlung, bevorzugt auf eine gewünschte Endtemperatur, wird die Geschwindigkeit des Verfahrens sowie Reproduzierbarkeit der Messung erhöht.Preferably, after the first measurement, the measurement amount is cooled to a temperature below the Curie temperature of the iron compound. Active cooling, preferably to a desired final temperature, increases the speed of the process and the reproducibility of the measurement.

Nach einer vorteilhaften Variante werden
zur Gewinnung der Information
zumindest zwei Ergebnisse aus zumindest einem Mitglied der Gruppe

  • Messung
  • Erfassung
mathematisch verknüpft werden. Das macht die gewonnene Information genauer als wenn nur ein Ergebnis zur Gewinnung herangezogen wird.
Beispielsweise wird die Information über den Kohlenstoffgehalt in der Mess-Menge durch folgende Verknüpfung gewonnen:
Um mittels magnetischer Methoden den Kohlenstoffgehalt messen zu können muss der Kohlenstoff in einer ferromagnetischen Verbindung vorliegen, beispielsweise Zementit Fe3C, man kann also nur den entsprechend gebundenen Kohlenstoff messen.According to an advantageous variant
to obtain the information
at least two results from at least one member of the group
  • Measurement
  • Capture
be mathematically linked. This makes the information obtained more accurate than if only one result is used to obtain it.
For example, the information about the carbon content in the measured quantity is obtained through the following link:
In order to be able to measure the carbon content using magnetic methods, the carbon must be present in a ferromagnetic compound, for example cementite Fe 3 C, so you can only measure the correspondingly bound carbon.

Unter der zulässigen Vernachlässigung anderer ferromagnetischer Substanzen ergibt sich am Beispiel Fe3C folgende Formel:
mgebC = Masse oder Massenanteil beziehungsweise Massenprozent (m-%) von gebundenem Kohlenstoff in der Mess-Menge m gebC = m FeM T < TFe 3 C m FeM TFe 3 C < T < TFe * mm C / 3 * mm Fe .

Figure imgb0006
If other ferromagnetic substances are neglected, the following formula results from the example of Fe 3 C:
m gebC = mass or mass fraction or mass percentage (m-%) of bound carbon in the measured amount m gebC = m FeM T < TFe 3 C. - m FeM TFe 3 C. < T < TFe * mm C. / 3 * mm Fe .
Figure imgb0006

In diesem Fall bezieht mFeM (T < TFe3C) auf eine sich aus dem Messsignal einer Messung bei einer Temperatur T unterhalb der Curie-Temperatur von Zementit TFe3C ergebende Menge von metallischem Eisen. Dabei kommt das Messsignal für das metallische Eisen sowohl von elementarem Eisen als auch von Eisen in Form von Zementit Fe3C unter der berechtigten Annahme, dass keine oder praktisch keine anderen ferromagnetischen Komponenten in diesem Temperarturbereich vorhanden sind.
mFeM (TFe3C < T < TFe) bezieht sich auf eine sich aus dem Messsignal einer Messung bei einer Temperatur T unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen und oberhalb der Curie-Temperatur von Zementit TFe3C ergebende Menge von elementarem Eisen unter der berechtigten Annahme, dass keine oder praktisch keine anderen ferromagnetischen Komponenten in diesem Temperaturbereich vorhanden sind.
In this case, m FeM (T <TFe3C) refers to an amount of metallic iron resulting from the measurement signal of a measurement at a temperature T below the Curie temperature of cementite TFe 3 C. The measurement signal for the metallic iron comes from elemental iron as well as from iron in the form of cementite Fe 3 C under the justified assumption that no or practically no other ferromagnetic components are present in this temperature range.
m FEM (TFe3C <T <TFE) refers to a resulting from the measurement signal of a measurement at a temperature T below the Curie temperature of elemental iron and above the Curie temperature of cementite TFe 3 C amount of elemental iron to the legitimate Assumption that no or practically no other ferromagnetic components are present in this temperature range.

mmC beziehungsweise mmFe: Atommasse von Kohlenstoff C beziehungsweise von Eisen Fe
mmC = 12 g/mol, mmFe = 56 g/mol,
Rechenbeispiel:
Mit Massen m FeM T < TFe 3 C = 70 g ,

Figure imgb0007
m FeM TFe 3 C < T < TFe = 90 g
Figure imgb0008
m gebC = 90 70 g * 12 / 168 = 1.43 g ,
Figure imgb0009
beziehungsweise mit m-%m m FeM T < TFe 3 C = 70 m % , m FeM TFe 3 C < T < TFe = 90 m %
Figure imgb0010
m gebC = 90 70 m % * 12 / 168 = 1.43 m %
Figure imgb0011
mm C or mm Fe : atomic mass of carbon C or of iron Fe
mm C = 12 g / mol, mm Fe = 56 g / mol,
Sample calculation:
With crowds m FeM T < TFe 3 C. = 70 G ,
Figure imgb0007
m FeM TFe 3 C. < T < TFe = 90 G
Figure imgb0008
m gebC = 90 - 70 G * 12 / 168 = 1.43 G ,
Figure imgb0009
or with m-% m m FeM T < TFe 3 C. = 70 m - % , m FeM TFe 3 C. < T < TFe = 90 - m - %
Figure imgb0010
m gebC = 90 - 70 m - % * 12 / 168 = 1.43 m - %
Figure imgb0011

Vorzugsweise erfolgt die Messung und/oder die Erfassung, bevorzugt auch die Gewinnung der Information, automatisiert. Das beschleunigt das Verfahren und vermindert den Aufwand zur Durchführung.The measurement and / or the acquisition, preferably also the acquisition of the information, is preferably carried out in an automated manner. This speeds up the process and reduces the work involved.

Vorzugsweise erfolgt die Messung und/oder die Erfassung und/oder die Gewinnung der Information kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich. Dabei ist unter kontinuierlich vorzugsweise zu verstehen, dass eine vorhandene Vorrichtung zur Entnahme der Messmaterialprobe und/oder Erfassungsmaterialprobe kontinuierlich läuft und zumindest einmal alle 30 Minuten eine Messung beziehungsweise eine Erfassung stattfindet. Dabei ist unter quasi-kontinuierlich vorzugsweise zu verstehen, dass eine vorhandene Vorrichtung zur Entnahme der Messmaterialprobe und/oder Erfassungsmaterialprobe diskontinuierlich läuft und zumindest einmal alle 30 Minuten eine Messung beziehungsweise eine Erfassung stattfindet. Das erlaubt schnelle Information über Eigenschaften des Eisenschwamms und ermöglicht in der Folge rasches Ergreifen von gegebenenfalls notwendigen Korrekturmaßnahmen beim Direktreduktionsprozess.The measurement and / or the acquisition and / or the acquisition of the information is preferably carried out continuously or quasi-continuously. In this context, continuous is preferably to be understood as meaning that an existing device for taking the measurement material sample and / or detection material sample runs continuously and a measurement or detection takes place at least once every 30 minutes. In this context, quasi-continuously is preferably to be understood as meaning that an existing device for taking the measurement material sample and / or detection material sample runs discontinuously and a measurement or detection takes place at least once every 30 minutes. This allows quick information about the properties of the sponge iron and subsequently enables any necessary corrective measures to be taken quickly during the direct reduction process.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Direktreduktionsprozess, der zumindest teilweise auf Basis erfindungsgemäß gewonnener Information geregelt wird. Die Regelung erfolgt entweder nur auf Basis der erfindungsgemäß gewonnenen Information, oder sie erfolgt unter Hinzuziehung zusätzlicher Informationen gewonnen - beispielsweise unter Hinzuziehung von Information über den Zustand des Reduktionsreaktors oder über die Qualität der eingesetzten Rohmaterialien.Another subject matter of the present application is a direct reduction process which is regulated at least partially on the basis of information obtained according to the invention. The regulation takes place either only on the basis of the information obtained according to the invention, or it takes place with the help of additional information - for example with the help of information about the condition of the reduction reactor or about the quality of the raw materials used.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, dadurch gekennzeichnet, dass er Regelbefehle zur Regelung eines erfindungsgemäßen Direktreduktionsprozesses aufweist.A further subject matter of the present application is a signal processing device with a machine-readable program code, characterized in that it has control commands for controlling a direct reduction process according to the invention.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein maschinenlesbarer Programmcode für eine erfindungsgemäße Signalverarbeitungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode Regelbefehle aufweist, welche die Signalverarbeitungseinrichtung zur Regelung veranlassen.The present application also relates to a machine-readable program code for a signal processing device according to the invention, characterized in that the program code has control commands which cause the signal processing device to regulate.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Programmcode.Another subject matter of the present application is a storage medium with a machine-readable program code according to the invention stored thereon.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

In den Figuren werden Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft schematisch dargestellt.

  • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform mit Entnahme einer Messmaterialprobe.
  • Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform mit Entnahme einer Erfassungsmaterialprobe.
  • Figur 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der sich die Mess-Menge Eisenschwamm während der Messung im Materialstrom befindet.
In the figures, embodiments of the method according to the invention are shown schematically by way of example.
  • Figure 1 shows an embodiment with taking a sample of the measurement material.
  • Figure 2 shows another embodiment with taking a sample of acquisition material.
  • Figure 3 shows an embodiment in which the measured amount of sponge iron is in the material flow during the measurement.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments BeispieleExamples

In Figur 1 ist ein Direktreduktionsreaktor 1 dargestellt, in dem ein Direktreduktionsprozess zur Herstellung von Eisenschwamm durchgeführt wird. Reduktionsgas 2 wird in den Direktreduktionsreaktor eingeleitet und reduziert das in ihm enthaltene eisenoxidhaltige Material, wobei Eisenschwamm 3 entsteht. Eine Messmaterialprobe Eisenschwamm wird über eine Entnahmevorrichtung 4 - beispielsweise einen Schneckenförderer - aus dem Direktreduktionsreaktor 1 entnommen, während der Direktreduktionsprozess im Direktreduktionsreaktor durchgeführt wird. Die entnommene Messmaterialprobe wird durch Siebung 5, gegebenenfalls vor oder nach einer zur besseren Übersichtlichkeit nicht extra dargestellten Zerkleinerung und/oder Windsichtung, konditioniert und mittels einer Transportvorrichtung 6 - beispielsweise wie schematisch dargestellt ein Schneckenförderer; der Transport ist aber auch mittels Zellradschleusen, Förderbändern, Kratzförderern, Absperrarmaturen mit Schwerkraftmaterialtransport oder dergleichen möglich - zu einer Messvorrichtung 7 transportiert. Die Messung der magnetischen Eigenschaft wird an einer Mess-Menge vorgenommen, die auf der so konditionierten Messmaterialprobe basiert. Damit die Messung bei einer Temperatur des Eisenschwamms unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen erfolgt, wird die Messmaterialprobe bereits bei der Entnahme auf eine unterhalb der Curie-Temperatur von Eisen liegende Temperatur gekühlt. Es wäre auch möglich, in der Transportvorrichtung 6 zu kühlen. Nach der Messung wird die Masse der Mess-Menge bestimmt, was zur besseren Übersichtlichkeit nicht extra dargestellt ist. Die Mess-Menge ist eine Portion der Messmaterialprobe, die sich in der Messkammer der Messvorrichtung 7 befindet. Die Mess-Menge kann, wie beispielhaft dargestellt ist, Teil einer Materialsäule sein, die sich in einer Rohrverbindung 8 befindet, an der die Messung durchgeführt wird. Die Rohrverbindung 8 ist im Bereich der Messvorrichtung aus nicht magnetischem Material gefertigt.
Nach der mittels Messvorrichtung 7 erfolgten ersten Messung wird der Eisenschwamm mittels einer Kühlschnecke 9 einer weiteren Messvorrichtung 10 zugeführt. Dabei wird er auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von Zementit abgekühlt. Derart abgekühlt wird analog zur ersten Messung eine zweite Messung vorgenommen.
Die Ergebnisse der ersten Messung und der zweiten Messung werden einer Auswerteeinheit 11 zugeführt, in der die gewünschte Information durch mathematische Verknüpfung der Ergebnisse gewonnen wird; im dargestellten Fall eine Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, mit der der Direktreduktionsprozess auf Basis der gewonnenen Information geregelt wird.
Die Messungen und die Gewinnung der Information erfolgen automatisiert kontinuierlich.
In Figure 1 a direct reduction reactor 1 is shown, in which a direct reduction process for the production of sponge iron is carried out. Reducing gas 2 is introduced into the direct reduction reactor and reduces the iron oxide-containing material contained in it, with sponge iron 3 being formed. A sponge iron sample to be measured is removed from the direct reduction reactor 1 via a removal device 4 - for example a screw conveyor - while the direct reduction process is carried out in the direct reduction reactor. The measurement material sample taken is conditioned by sieving 5, optionally before or after a comminution and / or air sifting (not shown separately for the sake of clarity), and by means of a transport device 6 - for example a screw conveyor as shown schematically; however, the transport is also possible by means of rotary valves, conveyor belts, scraper conveyors, shut-off valves with gravity material transport or the like - transported to a measuring device 7. The measurement of the magnetic property is carried out on a measurement quantity based on the sample of the measurement material conditioned in this way. So that the measurement takes place at a temperature of the sponge iron below the Curie temperature of elemental iron, the measuring material sample is cooled to a temperature below the Curie temperature of iron when it is removed. It would also be possible to cool in the transport device 6. After the measurement, the mass of the measured quantity is determined, which is not shown separately for better clarity. The measurement amount is a portion of the measurement material sample that is located in the measurement chamber of the measurement device 7. The measured quantity can, as is shown by way of example, be part of a material column that is located in a pipe connection 8 on which the Measurement is performed. The pipe connection 8 is made of non-magnetic material in the area of the measuring device.
After the first measurement carried out by means of the measuring device 7, the sponge iron is fed to a further measuring device 10 by means of a cooling screw 9. It is cooled to a temperature below the Curie temperature of cementite. Cooled in this way, a second measurement is carried out in the same way as the first measurement.
The results of the first measurement and the second measurement are fed to an evaluation unit 11, in which the desired information is obtained by mathematically linking the results; In the case shown, a signal processing device with a machine-readable program code, with which the direct reduction process is regulated on the basis of the information obtained.
The measurements and the acquisition of the information take place automatically and continuously.

Figur 2 zeigt in zu Figur 1 weitgehend analoger Darstellung eine andere Ausführungsform. Aus dem Direktreduktionsreaktor 1 wird nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses durch die Ausleitung 11 Material ausgeleitet. Aus dem Materialstrom in Ausleitung 11 wird über die Entnahmevorrichtung 12 eine Erfassungsmaterialprobe entnommen, die analog zur Messmaterialprobe der Figur 1 konditioniert und über eine Transportvorrichtung 13 einer Erfassungsvorrichtung 14 zugeführt wird. Die Erfassung der magnetischen Eigenschaft wird an einer Erfassungs-Menge vorgenommen, die auf der konditionierten Erfassungsmaterialprobe basiert. Die Erfassungs-Menge ist eine Portion der Erfassungsmaterialprobe, die sich in der Messkammer der Erfassungsvorrichtung 14 befindet. Die Erfassungs-Menge kann, wie beispielhaft dargestellt ist, Teil einer Materialsäule sein, die sich in einer Rohrverbindung 15 befindet, an der die Messung durchgeführt wird. Die Rohrverbindung 15 ist im Bereich der Erfassungsvorrichtung aus nicht magnetischem Material gefertigt.
Die Erfassungs-Menge weist bei der Erfassung eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen aufweist; bei der Zufuhr zur Erfassungsvorrichtung 14 wird nicht gekühlt. Nach der mittels Erfassungsvorrichtung 14 erfolgten ersten Messung wird der Eisenschwamm mittels einer Kühlschnecke 16 einer Messvorrichtung 17 zugeführt. Dabei wird er auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen abgekühlt. Derart abgekühlt wird eine erste Messung vorgenommen analog zur Beschreibung in Figur 1. Nach der mittels Messvorrichtung 17 erfolgten ersten Messung wird der Eisenschwamm mittels einer Kühlschnecke 18 einer weiteren Messvorrichtung 19 zugeführt. Dabei wird er auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur von Zementit abgekühlt. Derart abgekühlt wird analog zur ersten Messung eine zweite Messung vorgenommen.
Die Erfassungsmaterialprobe dient also auch als Messmaterialprobe. Die Erfassungs-Menge kann nach Transport in eine Messvorrichtung dort als Mess-Menge dienen.
Die Ergebnisse der Erfassung, der ersten Messung und der zweiten Messung werden einer Auswerteeinheit 20 zugeführt, in der die gewünschte Information durch mathematische Verknüpfung der Ergebnisse gewonnen wird. Die Erfassung und die Messungen und die Gewinnung der Information erfolgen automatisiert kontinuierlich.
Zur verbesserten Befüllung der Messkammern der ErfassungsVorrichtung 14 und der Messvorrichtungen 17 und 19 sind jeweils Schieber 21,22,23 unterhalb der Messkammern 24,25,26 vorgesehen, und jeweils ein Kolben 27,28,29 zur Verdichtung der Erfassungs-Menge beziehungsweise der Mess-Menge vorgesehen.
Figure 2 shows in to Figure 1 Another embodiment is largely analogous to the illustration. After the direct reduction process has been carried out, material is discharged from the direct reduction reactor 1 through the discharge line 11. From the material flow in the discharge line 11, a sample of the detection material is removed via the removal device 12, which is analogous to the sample of the measurement material Figure 1 conditioned and fed to a detection device 14 via a transport device 13. The detection of the magnetic property is made on an amount of detection based on the conditioned sample of the detection material. The detection amount is a portion of the detection material sample that is located in the measuring chamber of the detection device 14. As shown by way of example, the amount to be detected can be part of a column of material be located in a pipe connection 15 on which the measurement is carried out. The pipe connection 15 is made of non-magnetic material in the area of the detection device.
The detection amount when detected has a temperature above the Curie temperature of elemental iron; there is no cooling during the supply to the detection device 14. After the first measurement carried out by means of the detection device 14, the sponge iron is fed to a measuring device 17 by means of a cooling screw 16. It is cooled to a temperature below the Curie temperature of elemental iron. When cooled in this way, a first measurement is carried out analogously to the description in Figure 1 . After the first measurement carried out by means of the measuring device 17, the sponge iron is fed to a further measuring device 19 by means of a cooling screw 18. It is cooled to a temperature below the Curie temperature of cementite. Cooled in this way, a second measurement is carried out in the same way as the first measurement.
The detection material sample also serves as a measurement material sample. After being transported into a measuring device, the quantity to be recorded can serve as a quantity to be measured.
The results of the acquisition, the first measurement and the second measurement are fed to an evaluation unit 20 in which the desired information is obtained by mathematically linking the results. The acquisition and the measurements and the acquisition of the information take place continuously and automatically.
To improve filling of the measuring chambers of the detection device 14 and the measuring devices 17 and 19, slides 21, 22, 23 are provided below the measuring chambers 24, 25, 26, and a piston 27, 28, 29 for compressing the detection amount or the measurement -Quantity provided.

Figur 3 zeigt in zu Figur 1 und 2 weitgehend analoger Darstellung schematisch, wie sich die Mess-Menge Eisenschwamm während der Messung in dem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor ausgeleiteten Materialstrom befindet. Die Messung wird mittels Messvorrichtung 30 wird an einem den Materialstrom leitenden Rohrstück 31 vorgenommen, das keinen Einfluss auf die Messung hat, da aus nicht magnetischem Material gefertigt. Figure 3 shows in to Figure 1 and 2 A largely analogous representation of how the measured amount of sponge iron is located during the measurement in the material flow diverted from the direct reduction reactor after the direct reduction process has been carried out. The measurement is carried out by means of the measuring device 30 on a pipe section 31 which conducts the material flow and has no influence on the measurement since it is made of non-magnetic material.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination in einem erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter "ein" bzw. "eine" nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen.
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der Beschreibung des bzw. der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Das bzw. die Ausführungsbeispiele dient bzw. dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf darin angegebene Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einer beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bzw. die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das bzw. die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung gemäß den Ansprüchen zu verlassen.
The description of advantageous embodiments of the invention given so far contains numerous features, some of which are reproduced in several combined form in the individual subclaims. These features can, however, expediently also be viewed individually and combined to form further useful combinations. In particular, these features can each be combined individually and in any suitable combination in a method according to the invention.
Even if in the description or in the patent claims some terms are used in the singular or in connection with a numerical word, the scope of the invention for these terms is not to be restricted to the singular or the respective numerical word. Furthermore, the words "a" or "an" are not to be understood as numerals but as indefinite articles.
The described properties, features and advantages of the invention and the manner in which they are achieved will become clearer and more understandable in connection with the description of the exemplary embodiment (s) of the invention, which are explained in more detail in connection with the drawings. The exemplary embodiment or exemplary embodiments serve or serve to explain the invention and do not restrict the invention to combinations of specified therein Characteristics, not even with regard to functional characteristics. In addition, suitable features of each exemplary embodiment can also be considered explicitly in isolation, removed from one exemplary embodiment, introduced into another exemplary embodiment to supplement it, and combined with any of the claims.
Although the invention has been illustrated and described in more detail by the preferred exemplary embodiment (s), the invention is not restricted by the disclosed example (s) and other variations can be derived therefrom without departing from the scope of protection of the invention according to the claims.

Liste der BezugszeichenList of reference symbols

11
DirektreduktionsreaktorDirect reduction reactor
22
ReduktionsgasReducing gas
33
EisenschwammSponge iron
44th
EntnahmevorrichtungExtraction device
55
SiebungSieving
66th
TransportvorrichtungTransport device
77th
MessvorrichtungMeasuring device
88th
RohrverbindungPipe connection
99
KühlschneckeCooling screw
1010
MessvorrichtungMeasuring device
1111
AuswerteeinheitEvaluation unit
1212th
EntnahmevorrichtungExtraction device
1313
TransportvorrichtungTransport device
1414th
ErfassungsvorrichtungDetection device
1515th
RohrverbindungPipe connection
1616
KühlschneckeCooling screw
1717th
MessvorrichtungMeasuring device
1818th
KühlschneckeCooling screw
1919th
MessvorrichtungMeasuring device
2020th
AuswerteeinheitEvaluation unit
2121st
SchieberSlider
2222nd
SchieberSlider
2323
SchieberSlider
2424
MesskammerMeasuring chamber
2525th
MesskammerMeasuring chamber
2626th
MesskammerMeasuring chamber
2727
Kolbenpiston
2828
Kolbenpiston
2929
Kolbenpiston
3030th
MessvorrichtungMeasuring device
3131
RohrstückPipe section
Liste der AnführungenList of citations PatentliteraturPatent literature

DE3017001A1DE3017001A1

NichtpatentliteraturNon-patent literature

ISO 11258
HOT BRIQUETTED IRON (HBI)QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018
ISO 11258
HOT BRIQUETTED IRON (HBI) QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association August 2018

Claims (16)

Verfahren zur Gewinnung zumindest einer Information aus der Gruppe - Information bezüglich Gehalt an ferromagnetischem Eisen, - Information bezüglich Metallisierungsgrad, - Information bezüglich Kohlenstoffgehalt, über einen Eisenschwamm (3), der mittels eines in einem Direktreduktionsreaktor (1) durchgeführten Direktreduktionsprozesses hergestellt wurde,
dadurch gekennzeichnet, dass
es umfasst - zumindest eine Messung zumindest einer magnetischen Eigenschaft bei einer Temperatur des Eisenschwamms (3) unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen, - Gewinnung der Information zumindest teilweise auf Basis des Ergebnisses der Messung, wobei die Messung jeweils an einer Mess-Menge des Eisenschwamms (3) vorgenommen wird, wobei auf die Mess-Menge zumindest ein Mitglied der Gruppe - die Mess-Menge basiert zumindest teilweise auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) entnommenen Messmaterialprobe, - die Mess-Menge basiert zumindest teilweise auf einer aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) ausgeleiteten Materialstrom entnommenen Messmaterialprobe, - die Mess-Menge Eisenschwamm (3) befindet sich während der Messung in dem Materialstrom, zutrifft.
Method for obtaining at least one piece of information from the group - information on the content of ferromagnetic iron, - information on the degree of metallization, - information on carbon content, via a sponge iron (3) which was produced by means of a direct reduction process carried out in a direct reduction reactor (1),
characterized in that
it includes - At least one measurement of at least one magnetic property at a temperature of the sponge iron (3) below the Curie temperature of elemental iron, - Obtaining the information at least partially based on the result of the measurement, wherein the measurement is carried out in each case on a measured amount of the sponge iron (3), with at least one member of the group responding to the measured amount - the measured quantity is based at least partially on a sample of the measured material taken from the direct reduction reactor (1) while the direct reduction process is being carried out, - the measured quantity is based at least in part on a material sample taken from a material stream removed from the direct reduction reactor (1) after the direct reduction process has been carried out, - the measured amount of sponge iron (3) is in the material flow during the measurement, applies.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es auch umfasst
zumindest eine Erfassung zumindest einer magnetischen Eigenschaft bei einer Temperatur des Eisenschwamms (3) oberhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen,
wobei die Erfassung jeweils an einer Erfassungs-Menge des Eisenschwamms (3) vorgenommen wird, wobei auf die Erfassungs-Menge zumindest ein Mitglied der Gruppe - die Erfassungs-Menge basiert zumindest teilweise auf einer während der Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) entnommenen Erfassungsmaterialprobe, - die Erfassungs-Menge basiert zumindest teilweise auf einer aus einem nach Durchführung des Direktreduktionsprozesses aus dem Direktreduktionsreaktor (1) ausgeleiteten Materialstrom entnommenen Erfassungsmaterialprobe, - die Erfassungs-Menge Eisenschwamm (3) befindet sich während der Erfassung in dem Materialstrom, zutrifft,
und die Ergebnisse der Erfassung zumindest teilweise bei der Gewinnung der Information einfließen.
The method of claim 1, characterized in that it also comprises
at least one detection of at least one magnetic property at a temperature of the sponge iron (3) above the Curie temperature of elemental iron,
wherein the detection is carried out in each case on a detection set of the sponge iron (3), with at least one member of the group on the detection set - The detection amount is based at least in part on a detection material sample taken from the direct reduction reactor (1) while the direct reduction process is being carried out, - the amount to be detected is based at least in part on a sample of the material to be detected taken from a material stream discharged from the direct reduction reactor (1) after the direct reduction process has been carried out, - the amount of sponge iron (3) to be detected is in the material flow during detection, applies,
and the results of the acquisition are at least partially included in the extraction of the information.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmaterialprobe und die Erfassungsmaterialprobe dasselbe sind.Method according to one of Claims 1 to 2, characterized in that the measurement material sample and the detection material sample are the same. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Menge und die Erfassungs-Menge dasselbe sind.Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the measurement quantity and the detection quantity are the same. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmaterialprobe und/oder die Erfassungsmaterialprobe vor der Messung und/oder der Erfassung zumindest einem Konditionierungsschritt aus der Gruppe - Sichtung, - Windsichtung, - Zerkleinerung, - Siebung, - Verdichtung, unterworfen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measurement material sample and / or the detection material sample before the measurement and / or the detection at least one conditioning step from the group - sighting, - wind sifting, - crushing, - sieving, - compression, is subjected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse der Mess-Menge und/oder der Erfassungs-Menge bestimmt wird.Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the mass of the measurement quantity and / or the detection quantity is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Messung - die aus dem Direktreduktionsreaktor (1) entnommene Messmaterialprobe während und/oder nach der Entnahme, und/oder - die aus dem Materialstrom entnommene Messmaterialprobe während und/oder nach der Entnahme,
und/oder
- die Mess-Menge Eisenschwamm, auf eine unterhalb der Curie-Temperatur von elementarem Eisen liegende Temperatur gekühlt wird.
Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that before the measurement - the sample of measurement material removed from the direct reduction reactor (1) during and / or after the removal, and / or - the measuring material sample taken from the material flow during and / or after the removal,
and or
- the measured amount of sponge iron, is cooled to a temperature below the Curie temperature of elemental iron.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Messungen erfolgen, wobei zumindest eine erste Messung bei einer Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur einer ferromagnetischen Eisenverbindung, bevorzugt Zementit Fe3C, durchgeführt wird, und zumindest eine weitere Messung unterhalb der Curie-Temperatur dieser Eisenverbindung durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least two measurements are carried out, at least one first measurement being carried out at a temperature above the Curie temperature of a ferromagnetic iron compound, preferably cementite Fe 3 C, and at least one further measurement below the Curie temperature of this iron compound. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess-Menge nach der ersten Messung auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur der Eisenverbindung gekühlt wird.Method according to Claim 8, characterized in that the measured quantity is cooled to a temperature below the Curie temperature of the iron compound after the first measurement. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
zur Gewinnung der Information
zumindest zwei Ergebnisse aus zumindest einem Mitglied der Gruppe - Messung - Erfassung mathematisch verknüpft werden.
Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that
to obtain the information
at least two results from at least one member of the group - Measurement - capture be mathematically linked.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung und/oder die Erfassung, bevorzugt auch die Gewinnung der Information, automatisiert erfolgt.
Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that
the measurement and / or the acquisition, preferably also the acquisition of the information, takes place automatically.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung und/oder die Erfassung und/oder die Gewinnung der Information, kontinuierlich erfolgt oder quasi-kontinuierlich erfolgt.
Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that
the measurement and / or the acquisition and / or the acquisition of the information takes place continuously or quasi-continuously.
Direktreduktionsprozess, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest teilweise auf Basis einer nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gewonnenen Information geregelt wird.Direct reduction process, characterized in that it is regulated at least partially on the basis of information obtained according to one of Claims 1 to 12. Signalverarbeitungseinrichtung mit einem maschinenlesbaren Programmcode, dadurch gekennzeichnet, dass er Regelbefehle zur Regelung eines Direktreduktionsprozesses nach Anspruch 13 aufweist.Signal processing device with a machine-readable program code, characterized in that it has control commands for controlling a direct reduction process according to Claim 13. Maschinenlesbarer Programmcode für eine Signalverarbeitungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Programmcode Regelbefehle aufweist, welche die Signalverarbeitungseinrichtung zur Regelung veranlassen.Machine-readable program code for a signal processing device according to Claim 14, characterized in that the program code has control commands which cause the signal processing device to regulate. Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Programmcode nach Anspruch 15.Storage medium with a machine-readable program code according to Claim 15 stored thereon.
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