EP4640855A1

EP4640855A1 - Sinter für ein direktreduktionsverfahren, verfahren zur dessen herstellung und mischung zur herstellung eines sinters

Info

Publication number: EP4640855A1
Application number: EP25169924.5A
Authority: EP
Inventors: Herbert Schmid
Original assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Current assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Priority date: 2024-04-23
Filing date: 2025-04-11
Publication date: 2025-10-29
Also published as: DE102024111430B4; DE102024111430A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion, wobei ein karbonatisches Eisenerz mit einem Manganoxidgehalt von über 1.0 Gew.-% mit einem weiteren Sintererz, insbesondere einem hämatitreichen Sintererz, mit einem Fe2O3-Gehalt von über 50%, und einem Einsatzstoff umfassend CaO und MgO zu einer Sinter-Rohmischung vermengt und anschließend unter Druck erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an karbonatischem Eisenerz und anderen Einsatzstoffen, welche CaO und MgO enthalten, so gewählt wird, dass die folgenden Gleichungen erfüllt sind pMnO=fkorr∑pMnO,i⋅xi1−∑pCO2,i⋅xipMgO=fkorr∑pMgO,i⋅xi1−∑pCO2,i⋅xi∑xi=1 sodass der Gehalt an Manganoxid MnO im fertigen Sinter 0.77 -2.3 Gew.-% und der Gehalt an Magnesiumoxid MgO 1.6-4.2 Gew.-% beträgt,dabei ist:• pMnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;• pMnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;• pCO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;• xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess• pMgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;• pMgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;• fkorr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt und gleich 0,95 ist.

Description

Die Erfindung betrifft Sinter für ein Direktreduktionsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Mischung zur Herstellung eines Sinters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Die Herstellung von Roheisen erfolgt durch Reduktion des Eisenerzes. Ein bekannter und etablierter Prozess ist der Hochofenprozess, bei welchen die Reduktion des Eisenerzes mittels Kohlenstoff bewerkstelligt wird. Als Reduktionsmittel dient hauptsächlich Kohlenstoffmonoxid, das durch Verbrennung von Koks direkt im Hochofen erzeugt wird.
Das aufbereitete Eisenerz wird zusammen mit Koks und Kalkstein in den Hochofen geladen. Durch den Einsatz von heißem Luftstrom und Kohlenstoff, beispielsweise aus dem Koks, werden die Eisenoxide im Erz zu flüssigem Roheisen reduziert. Die dabei ablaufende Reduktionsreaktion lautet:

Fe₂O3 +3CO -> 2Fe + 3CO₂.
Im Eisenerz können Beimengungen enthalten sein, die durch bestimmte Zuschläge entfernt werden müssen. Die Mischung von Eisenerz, Zuschlägen und gegebenenfalls auch Schrott wird Möller genannt. Für die Funktion des Hochofens ist es wichtig, dass die Schichten von Koks und Möller immer aufeinander folgen. Dieser Aufbau wird Möllersäule genannt.
Die im Möller enthaltenen Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Siliziumoxid, Calciumoxid und andere, dienen während des Hochofenprozesses zur Bindung der unerwünschten Bestandteile des Erzes in der Schlacke und senken zudem die Schmelztemperatur der Schlacke.
Das flüssige Eisen läuft im Hochofen nach unten und sammelt sich dort unter der flüssigen Schlacke. Im Gegensatz dazu steigen die Gase weiter nach oben und wärmen im oberen Ofenbereich (Gicht) die frischen Ausgangsmaterialien vor, bevor sie als Gichtgas aus dem Hochofen entweichen.
Die Direktreduktion ist ein alternativer Prozess zur traditionellen Roheisenherstellung in Hochöfen. Während im Hochofenverfahren Eisenerz durch den Einsatz von Kohlenstoff (in Form von Koks) reduziert wird, erfolgt die Direktreduktion ohne den Zwischenschritt der Schmelze. Stattdessen wird das Eisenerz direkt reduziert, in der Regel durch den Einsatz von Erdgas oder anderen Reduktionsmitteln.
Im Gegensatz zum Hochofenverfahren, bei dem Eisenerz zu flüssigem Roheisen reduziert wird, erfolgt bei der Direktreduktion die Reduktion des Eisenerzes direkt zu metallischem Eisen. Dies bedeutet, dass das Eisen nie flüssig ist. Das Ergebnis der Direktreduktion ist Direct Reduced Iron (DRI) oder auch als Sponge-Eisen bekannt. DRI hat eine poröse Struktur und ist in der Regel metallisch glänzend.
Typische Reduktionsmittel sind Erdgas (Methan), Wasserstoff oder Kohlenmonoxid. Diese Gase reagieren mit dem Eisenerz und reduzieren es zu metallischem Eisen. Direktreduktionsanlagen kommen - anders als Hochöfen - ohne Kokskohle aus. Heutige Aggregate nutzen vor allem Erdgas.
Das erzeugte DRI kann direkt in Elektrolichtbogenöfen oder Konverterstahlwerken eingesetzt werden, um Stahl herzustellen.
Vorteile der Direktreduktion sind unter anderem eine geringere Umweltauswirkung (geringerer CO₂-Ausstoß) im Vergleich zum Hochofenverfahren und die Möglichkeit, verschiedene Eisenerze effizient zu verarbeiten.
Eine Direktreduktionsanlage ist ein Schachtofen. Oben werden Eisenerz-Pellets eingefüllt, die kontinuierlich hinuntersacken. Zeitgleich strömt Reduktionsgas - Kohlenmonoxid und Wasserstoff - den Ofen hinauf. Durch das Reduktionsgas werden Sauerstoffatome von Eisenoxid abgespalten. So wird aus Fe₂O3 erst Fe₃O₄, dann FeO und schließlich Fe. Das reduzierte Eisen enthält Restkohlenstoff und fällt unten als fester, kugelförmiger Eisenschwamm heraus. Dieses reduzierte Eisen wird im Stahlwerk anschließend zu Stahl legiert.
Es sind zwei DRI-Verfahren bekannt: Midrex und Energiron.
Das Midrex-Verfahren ist auf einen externen Reformer angewiesen, in dem Methan in die Reduktionsgase Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid gecrackt wird. Das Reduktionsgas wird bei einem vergleichsweise moderaten Druck von 2,5 bar und bei einer Temperatur um 950 °C in den Reaktor eingebracht. Oben am Schachtofen wird das CO₂- und wasserreiche Abgas aufgefangen und abgekühlt, sodass das Wasser heraustropfen kann. Das CO₂ gelangt in den Reformer und der Prozess beginnt von vorne.
Im Energiron-Reaktor sind die Drücke höher - 6 bar bis 8 bar - und die Temperatur ist deutlich höher: 1050 °C bis 1080 °C. Das CO₂ wird chemisch aus dem Abgas herausgewaschen und kann vermarktet werden. Der restliche Gasstrom wird befeuchtet, mit frischem Erdgas versetzt, in einem Prozessgaserhitzer erwärmt und schließlich in den Reaktor gebracht.
Vor der Reduktion im Hoch- oder Schachtofen wird das Eisenerz aufbereitet. Bei Eisenerz handelt es sich um natürlich vorkommende Verbindungen von Eisen und Sauerstoff sowie Gestein. Das Gestein enthält kaum nutzbares Eisen und wird als Gangart bezeichnet. Um Eisenerze wirtschaftlich für die Reduktion zu nutzen, muss die Gangart von den Eisenoxidverbindungen getrennt werden, was im Zuge der Erzaufbereitung geschieht. Die auf diesem Wege aufbereiteten Eisenerze sind für einen Einsatz zu fein. Rohe Eisenerze weisen normalerweise eine feine Körnung auf, wie beispielsweise < 5 mm, meistens aber < 2 mm. Sie sind für einen direkten Einsatz in einem Gasdurchströmungsreaktor, wie beispielsweise einem Schacht- oder Hochofen, zum Zweck einer Reduktion des oxidischen Eisens durch Reduktiongas wegen ihrer mangelnder Permeabilität in einer Möllersäule nicht geeignet.
Um die notwendige Körnung des Eisenträgermaterials gewährleisten zu können, werden die Feinerze zuerst in einer Schüttung mithilfe eines integrierten festen Brennstoffs zusammengebacken, wodurch die Reaktionswärme oberflächliche Erweichung bzw. teilweises Schmelzen der Feinerzpartikel verursacht. Dies wird in einer Sinteranlage bewerkstelligt, in welcher das Eisenträgermaterial zu größeren Stücken verbunden wird. Das Stückigmachen wird auch Agglomeration genannt. Das Agglomerationsprodukt wird Sinter genannt.
Der Sinter hat verschiedene Funktionen und trägt maßgeblich zur Prozess-Effizienz bei. Insbesondere kann ein gut ausgewählter Sinter mit genau abgestimmten Eigenschaften die Permeabilität der Möllersäule verbessern. Sinter verbessert die Durchlässigkeit des Hochofenmaterials, was den Fluss des Reduktionsgases durch die Materialschicht fördert. Dies ist besonders wichtig für einen effizienten Reduktionsprozess.
Zudem dient Sinter als Trägermaterial für das Eisenerz.
Zusätzlich zum Eisenerz können dem Sinter andere Materialien beigefügt werden, um die chemische Zusammensetzung des Hochofenmaterials zu steuern und die Qualität des erzeugten Roheisens zu beeinflussen.
Außerdem können Sintereigenschaften je nach Verwendungszweck, z.B. für den Einsatz im Hochofen oder in einem DRI-Verfahren, eingestellt werden. Konventionell wird dies durch den Zusatz bestimmter Additive, wie beispielsweise Bindemittel, Flussmittel, Weichmacher oder oberflächenaktiver Substanzen, bewerkstelligt.
Aus der US 4 657 584 ist ein Sinter bekannt, welcher 3 - 5,5 % MgO enthält, wobei mindestens 20 % des MgO aus einem anderen Magnesiumoxidträger als Dolomit stammt. Der Sinter weist eine gute Festigkeit auf, wenn die Partikelgröße des Magnesiumoxidträgermaterials in einem definierten Größenbereich liegt, d. h. dass nicht mehr als 20 % der Partikel eine Größe von kleiner 375 µm aufweisen. Der Dolomitanteil darf dabei nicht mehr als 25 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Magnesiumoxidträgers, betragen.
Aus der EP 3 889 278 A1 ist ein Eisenerzagglomerat bekannt, welches zu 70-100 % aus Eisenerz besteht und zudem 0-30 % Feinanteile von Flussmitteln, 1-5 % Bindemittel und 0-5 % Weichmacher enthält. Das Bindemittel besteht aus Na2O, SiO2 und H2O und liegt als Nanomaterial vor. Das verwendete Eisenerz besteht aus 30-68 % Eisen, zu 0,5-15 % aus SiO2, zu 0,1-5,0 % aus Al2O3 und zu 0,1-2 % aus Mn.
Die Festigkeit des Sinters wird durch das Nano-Bindemittel gewährleistet, welches als ein Komposit-Netzwerk fungiert und dadurch eine Agglomeration der feinen Erzpartikel ermöglicht.
Aus der US 6 921 427 ist ein Sinter bekannt, welcher 80-95 % feines Eisenerz, 3-10 % Bindemittel, 2-6 % Wasser und 0,05-0,2 % oberflächenaktive Substanzen enthält. Das Eisenerz umfasst 20-25 % Fe2O3, 40-60 % CaO und MgO, 12-18 % SiO2 bzw./und Al2O3. Die Festigkeit des Sinters wird durch das Bindemittel gesteuert und eingestellt, welches ein eisenhaltiges mineralisches Bindemittel ist, und kann Werte zwischen 10 und 40 MPa haben.
Aus der CN 11369238 A ist ein Sintermaterial bekannt, welches 10-13 % Eisenoxid, ≥ 5,20 % SiO2, 1,8-2,5 % MgO umfasst. Das Verhältnis CaO/SiO2 kann Werte zwischen 1,9 und 2,3 aufweisen. Das Verhältnis Al2O3/SiO3 ist ≤ 0,40. Als Bindemittel wird hierbei Kalk, insbesondere Brandkalk, verwendet, welcher mit anderen magnesiumhaltigen Flussmitteln, wie beispielsweise Magnesit, Dolomit, leicht gebranntem Dolomit o.Ä., vermischt wird. Der Anteil an Brandkalk beträgt mehr als 6 %, um die gewünschte Festigkeit des fertigen Sinterproduktes zu erreichen. Die Verwendung des Brandkalks trägt maßgeblich zur Festigkeit des fertigen Sinterproduktes bei.
Das Problem, insbesondere bei einer DRI- Reduktion, ist ein unkontrollierter Kornzerfall des Sinters, insbesondere im Temperaturbereich zwischen 500 und 600 °C unter reduzierenden Bedingungen infolge einer Umwandlung von Hämatit zu Magnetit. Dies führt zu Spannungen im Gefüge und dessen teilweiser Zerstörung., während dabei vermehrt Feinanteile entstehen. Dies beeinträchtigt die Permeabilität der Möllersäule erheblich.
Die beträchtlichen negativen Auswirkungen des Sinterzerfalls werden im Hochofen durch die Struktur und Kombination des Möllers, wie beispielsweise durch Hochofenpellets und Stückerz, kompensiert. Die größte Rolle dabei spielt allerdings die Verwendung des metallurgischen Kokses, welcher maßgeblich die Kompensation des Sinterzerfalls bewirkt.
Im gasreduktionsbasierten Schachtofen, wie beispielsweise bei einer DRI- Reduktion, ist eine Kompensation durch den metallurgischen Koks nicht gegeben. Aus diesem Grund kann das oben beschriebene Zerfall-Verhalten des Sinters gravierende Auswirkungen auf den Prozess haben und ist deshalb nicht zulässig.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Sinter bereitzustellen, welcher eine besonders gute thermische Stabilität, insbesondere am Anfang der Gasreduktion, aufweist und die Anforderungen eines Einsatzmaterials für Direktreduktionsschachtofen zuverlässig erfüllt.
Die Aufgabe wird durch den Sinter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Sinterherstellung zu schaffen, welches einen Sinter mit einer besonders guten thermischen Stabilität, insbesondere am Anfang der Gasreduktion, und die Anforderungen eines Einsatzmaterials für Direktreduktionsschachtofen zuverlässig erfüllt, bereitstellt.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erfüllt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischung zur Herstellung eines Sinters bereitzustellen, welcher eine besonders gute thermische Stabilität, insbesondere am Anfang der Gasreduktion, aufweist und die Anforderungen eines Einsatzmaterials für Direktreduktionsschachtofen zuverlässig erfüllt.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 erfüllt.
Die Eigenschaften des Fertigsinters sind äußerst relevant für einen optimalen Betrieb und somit auch für eine gleichbleibend hohe Qualität des DRI- oder HBI-Produktes.
Die Verringerung der thermischen Stabilität wird auch als Niedertemperaturkornzerfall (RDI - reduction disintegration index) definiert und ist ein spezielles Phänomen, das beim Sinter auftritt. Dieser Zerfall des Sinterkornes tritt bei leicht reduzierenden Bedingungen in einem Temperaturbereich von etwa 500 - 550 °C auf. Eine der Ursachen für den Zerfall ist die Umwandlung des Hämatitkorns zu Magnetit-Lamellen. Denn die Umwandlung bei diesen Bedingungen verursacht einen Volumensprung, welcher Risse und somit den Kornzerfall verursacht. Der Kornzerfall senkt die Durchgasbarkeit und damit die Produktivität des Schachtofenprozesses erheblich.
Die Erfinder haben erkannt, dass die gewünschte thermische Stabilität insbesondere durch eine fein abgestimmte und regulierte Zusammensetzung des Sinters erreicht werden kann. Dabei spielen die Erzauswahl, -kombination und das Mischungsverhältnis im Mischgut eine wichtige Rolle.
Die ausgewählten Eisenerze werden miteinander vermischt und mittels Erhitzung in einer Sinteranlage zu größeren Agglomeraten gesintert. Während des Prozesses bilden sich neue Phasen, welche chemisch modifiziert sind und von der Art der Zuschläge und eingesetzten Eisenerze abhängen.
Während des Sinterns erfolgt eine thermische Umwandlung der für den Niedertemperatur-Zerfall relevanten Phasen. Aus Erzen, die Eisenkarbonat FeCO₃ enthalten, wird das Kohlenstoffdioxid CO₂ ausgetrieben und das verbleibende FeO weitgehend zu Fe₂O3 aufoxidiert. Dies erfolgt ebenso bei Erzen, die Eisenoxide in Form von Magnetit Fe₃O₄ enthalten, d.h. auch hier steigt der Fe₂O₃-Gehalt und der Fe₃O₄-Gehalt sinkt. Erze, die nur aus Hämatit Fe₂O3 bestehen, werden in der Brennfront durch die reduzierende Wirkung des Kokses zunächst teilweise zu FeO reduziert und mit der nachströmenden Luft ebenso wie das FeO aus Magnetit oder Eisenkarbonat wieder weitgehend zu Fe₂O3 oxidiert.
Infolgedessen steigt der Fe₂O₃-Gehalt im Endprodukt, während der Gehalt an FeO, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung vor dem Sintern, insgesamt reduziert wird.
Für die thermische Stabilität des Endprodukts ist die Endzusammensetzung, d.h. die Zusammensetzung nach dem Sintern und nach dem Austreiben des CO₂, entscheidend.
Bei dem vorliegenden Sinter für Direktreduktion ist insbesondere der Gehalt an FeO, MnO und MgO äußerst wichtig.
Während FeO aus Magnetit infolge des Sinterprozesses weitgehend zu Fe₂O3 oxidiert werden kann, welches dann als reiner Hämatit zu dem unerwünschten Zerfall führt, verbleiben MnO und MgO als zweiwertige Spinellbildner erhalten und vermögen zusätzlich jeweils die doppelte Stoffmenge Eisen als unschädliches Fe₂O3 in das Spinellgitter einzubauen, beispielsweise MnO* Fe₂O₃ und/oder MgO* Fe₂O₃. Obwohl chemisch gesehen noch immer ein hoher Anteil an Fe₂O₃ vorhanden ist, wird dadurch die Menge an Hämatit und dadurch der Zerfall vermindert.
Die Erfinder haben erkannt, dass die thermische Stabilität des Sinters auch von der Basizität der Einsatzstoffe abhängt. Im Vordergrund steht hier das Verhältnis CaO/SiO₂ im fertigen Sinterprodukt. Die Basizität wird durch die Auswahl der Ausgangsmaterialien eingestellt. Insbesondere wird die Basizität durch die Auswahl der verschiedenen Oxide (Al₂O₃, SiO₂, CaO, MgO u.a.), welche sowohl durch Rohmaterial als auch durch Zuschlagstoffe eingebracht werden, bestimmt.
Mit zunehmender Basizität nimmt der primäre Hämatitanteil ab und ein Ferritsaum bildet sich um jene Risse, die durch Hämatitumwandlung initiiert wurden. Dadurch wird das Risswachstum behindert und die Festigkeit steigt. Auf der einen Seite fördert ein hoher CaO-Gehalt das Wachstum der gut reduzierbaren Calcioferrite. Im Gegensatz zu einigen anderen Phasen sind Calcioferrite erwünscht, da sie größtenteils sowohl über eine gute Reduzierbarkeit als auch über eine ausreichende Festigkeit verfügen.
Auf der anderen Seite fördert ein hoher Anteil an SiO₂ das Wachstum der Calciumsilicate, welche die Reduzierbarkeit des Sinters beeinträchtigen und zur Bildung einer sehr schwer reduzierbaren Schlacke führen, welche in diesem Fall unerwünscht ist. Aus diesem Grund muss die Basizität exakt eingestellt werden, um die gewünschten Zerfallseigenschaften zu erreichen.
Insbesondere höhere Basizitätswerte sind vorteilhaft, weil bei Erhöhung der Basizität die vorher entstandenen Glasphasen und ein Teil des Magnetits als besser reduzierbarer Calciomagnetit vorliegen. Dies gekoppelt mit einem hohen Calcioferritanteil bedingt die steigende Reduzierbarkeit und thermische Stabilität des Sinters.
Vorzugsweise sollte die Basizität im Bereich von 1,9 - 2,5 liegen. Besonders bevorzugt ist eine Basizität von 2,2 - 2,5.
Ein weiterer Aspekt, welcher eine große Rolle bei der Einstellung der thermischen Stabilität spielt, ist die Körnung bzw. Korngröße von Einsatzmaterialien in Bezug auf die Erz-Mineralogie.
Durch eine definierte Auswahl und Anpassung der Korngröße der Feinerzmaterialien, werden die durch unassimilierte Feinerzpartikel hervorgerufenen, bei der Reduktion entstehenden Spannungen eliminiert. Dies trägt maßgeblich zur thermischen Stabilität bei.
Deshalb weist der erfindungsgemäße Sinter eine klar definierte Korngrößenverteilung auf.
Bei einem Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Erzpartikeln sollen nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm haben.
Bei einem Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Erzpartikeln sollen mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Die verwendete Erzmischung bzw. die Einsatzmaterialien müssen ebenfalls eine fein abgestimmte und ausgewogene Zusammensetzung, insbesondere in Bezug auf die FeO, MnO und MgO, haben.
Eine gezielte Anpassung der chemischen Zusammensetzung durch FeO-, MgO- und Mn-haltige Einsatzmaterialien eliminiert die durch Reduktion verursachten Spannungen in der Sinter-Matrix.
Ein erhöhter MgO-Anteil verringert beispielsweise den Hämatit-Anteil zugunsten von Magnetit. Deshalb ist der MgO-Gehalt beim erfindungsgemäßen Fertigsinter 1,60 - 4,20 Gew.%, vorzugsweise 3,5 - 4,2 Gew.-%.
Manganoxide sind ebenfalls an der Bildung des Magnetits bzw. der Spinelle beteiligt. Im Sinter liegen oftmals Spinelle mit der Formel Me²⁺O·Me23⁺O₃ vor. Dabei ist das Hauptmineral Magnetit (FeO·Fe2O3). Allerdings können die Metallpositionen durchaus auch mit anderen Elementen besetzt sein. Als zweiwertiges Metall liegt in diesem Fall Mangan oder Magnesium vor. Da eine unkontrollierte Magnetitbildung nicht bevorzugt wird, ist der Gehalt an MnO im vorliegenden Sinter 0,60 - 1,75 Gew.%, vorzugsweise 1,50 - 1,75 Gew.%.
Ein hoher FeO, welcher zweiwertiges Eisen enthält, verursacht einerseits die Bildung von Calcioferriten, andererseits auch von Calciomagnetiten. Diese beiden Phasen wirken sich äußerst günstig auf die Kaltfestigkeit des Sinters aus. Deshalb wird im fertigen Sinter ein FeO-Gehalt von 5,8 - 10,0 Gew.%, vorzugsweise von 8,0 - 10,0 Gew.% bevorzugt.
Im vorliegenden Sinter können Flussmittel enthalten sein. Als Flussmittel können insbesondere Kalkstein und/oder Dolomit eingesetzt werden.
Zusätzlich können in der Gesamtzusammensetzung Kreislaufstoffe enthalten sein. Hierbei handelt es sich um solche Stoffe wie beispielsweise Schlacken, insbesondere eisenreiche Schlackenfraktionen, oder Eisenstaub, welcher beispielsweise beim Fördern und/oder Transport anfallen.
Kreislaufstoffe werden insbesondere aus wirtschaftlichen Gründen als Einsatzstoff verwendet. Verschiedene Stäube, Schlacken und Walzzunder enthalten Eisen und/oder Kohlenstoff und können so kostengünstig in den Roheisen- und Stahlerzeugungsprozess rückgeführt werden.
Außerdem wirken sich die Schlacken insbesondere zu Beginn der Reduktion positiv auf die Reduzierbarkeit des Sinters aus. Der Grund dafür ist eine Rissinitiierung, welche die Oberfläche vergrößert. Allerdings nimmt die Reduzierbarkeit mit zunehmendem Reduktionsfortschritt ab, da durch die Schlacke die Poren blockiert werden und somit die Reduktionskinetik gehemmt wird. Deshalb sollte der Anteil an Kreislaufstoffen bei 1-15 Gew.%, insbesondere bei 5-10 Gew.-%, liegen.
Der erfindungsgemäße Sinter für Direktreduktion umfassent mindestens ein Eisenerz, welcher zumindest einen oder mehrere Einsatzstoffe, ausgewählt aus der Gruppe von FeO, MnO, MgO, umfasst, wobei der Sinter FeO, MnO, MgO zu

FeO 5.80 - 10.0 Gew.-%, vorzugsweise 8.0 - 10.0 Gew.-%,

MnO 0.77 - 2.30 Gew.-%, vorzugsweise 1,50 - 1,75 Gew.%,

MgO 1.60 - 4.20 Gew.-%, vorzugsweise 3.50 - 4.20 Gew.-%,

nach dem Sintern enthält.
Während des Sinterprozesses werden einerseits die kohlenstoffhaltigen Stoffe in Form von CO₂ ausgeschieden, und andererseits FeO zu Fe₂O₃ aufoxidiert. Die zu erwartenden Anteile von MnO und MgO ergeben sich aus den Ausgangstoffen wie folgt: $p_{MnO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MnO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $p_{MgO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MgO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $\sum x_{i} = 1$
Dabei ist:

p_MnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
p_MnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
p_CO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;
xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess;
p_MgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
p_MgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
f_korr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt.

F_korr berücksichtigt, dass durch die Umwandlung von FeO zu Fe₂O₃ Sauerstoff aufgenommen wird. F_korr ist hier 0,95.
Der gewünschte FeO-Anteil ergibt sich mit der für den Sinterprozess üblichen Backzeit unter Berücksichtigung der erfindungsgemäßen Einsatzstoffe automatisch.
Aus diesen drei Gleichungen können die benötigten Anteile der Einsatzstoffe - karbonatisches Erz, Kalkstein und Dolomit und hämatitreiche Eisenerze - ermittelt werden. Der Anteil an Kreislaufstoffen ist bereits vorgegeben, da dieser von der Mange zur Verfügung stehender Stoffe in dem jeweiligen Hüttenwerk abhängt.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion, wobei ein karbonatisches Eisenerz mit einem Manganoxidgehalt von über 1.0 Gew.-% mit einem weiteren Sintererz, insbesondere einem hämatitreichen Sintererz, mit einem Fe₂O₃-Gehalt von über 50%, und einem Einsatzstoff umfassend CaO und MgO zu einer Sinter-Rohmischung vermengt und anschließend unter Druck erhitzt wird, wobei die Menge an karbonatischem Eisenerz und anderen Einsatzstoffen, welche CaO und MgO enthalten, so gewählt wird, dass die folgenden Gleichungen erfüllt sind $p_{MnO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MnO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $p_{MgO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MgO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $\sum x_{i} = 1$

sodass der Gehalt an Manganoxid MnO im fertigen Sinter 0.77 -2.3 Gew.-% und der Gehalt an Magnesiumoxid MgO 1.6-4.2 Gew.-% beträgt,
dabei ist:
- p_MnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
- p_MnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
- p_CO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;
- xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess
- p_MgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
- p_MgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
- f_korr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt und gleich 0,95 ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Menge der Ausgangstoffe derart gewählt wird, dass der Gehalt an MnO im fertigen Sinter 1,50 - 1,75 Gew.% und der Gehalt an MgO 3.50-4.20 Gew.-% beträgt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Erhitzungsdauer der Sinter-Rohmischung so gewählt wird, dass ein CO₂-freier Sinter erhalten wird.
In den meisten Fällen erfolgt das Sintern in Bandöfen. Diese Technologie ermöglicht kontinuierliches Bestücken inline mit den Pulverpressen. Die Werkstücke werden beim Durchlaufen des Ofens drei Stadien unterzogen. Der erste Abschnitt des Ofens dient zum Eliminieren des Bindemittels und weist Temperaturen zwischen 300 und 600°C auf. Der zweite Abschnitt des Ofens dient dem eigentlichen Sintern, das bei einer Temperatur von 1120-1135°C erfolgt. Die Verweilzeit bei dieser Temperatur kann zwischen 10 und 30 Minuten betragen. Der letzte Abschnitt des Ofens dient dem Abkühlen. Die Abkühlgeschwindigkeit kann zwischen 0,5 und 5°C/s betragen.
Somit beträgt die Erhitzungsdauer der Sinter-Rohmischung mindestens 10 Minuten, vorteilhafterweise mindestens 20 Minuten, weiterhin vorteilhafterweise mindestens 30 Minuten, weiterhin vorteilhafterweise mindestens 40 Minuten, besonders vorteilhaft mindestens 50 Minuten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Basizität des Sinters, definiert als CaO/SiO₂, auf 1.9 - 2.5, vorzugsweise auf 2,2 - 2,5 eingestellt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die Erzpartikeln mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Sinter für Direktreduktion, insbesondere hergestellt nach dem oben genannten Verfahren, wobei der Sinter zumindest eines oder mehrere Stoffe, ausgewählt aus der Gruppe von: FeO, MnO, MgO, umfasst, wobei FeO, MnO, MgO zu

FeO 5.80-10.0 Gew.-%, vorzugsweise 8.0-10.0 Gew.-%,

MnO 0.77-2.30 Gew.-%, vorzugsweise 1,50 - 1,75 Gew.%,

MgO 1.60-4.20 Gew.-%, vorzugsweise 3.50-4.20 Gew.-%,

nach dem Sintern enthält.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens ein karbonatisches Eisenerz zusammen mit mindestens einem Hämatit- und/oder Goethit-basierten Erz enthalten ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sinter mindestens ein karbonatisches Eisenerz, mindestens ein hämatitisches Sintererz, Kalkstein und Dolomit sowie Kreislaufstoffe umfasst.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Basizität des Sinters, definiert als CaO/SiO₂, bei 1.9 - 2.5, vorzugsweise bei 2,2 - 2,5 liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm in der Sinterrohmischung haben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sinter eine thermische Stabilität, gemessen nach ISO 4696-1 als RDI-1 (-3,15), kleiner 20%, vorzugsweise kleiner 19%, besonders bevorzugt kleiner 18% aufweist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Mischung zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion, umfassend ein karbonatisches Eisenerz mit einem Manganoxidgehalt von über 1.0 Gew.-% mit einem weiteren Sintererz, insbesondere einem hämatitreichen Sintererz, mit einem Fe₂O₃-Gehalt von über 50%, und einen Einsatzstoff umfassend CaO und MgO zu einer Sinter-Rohmischung, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an karbonatischem Eisenerz und anderen Einsatzstoffen, welche CaO und MgO enthalten, so gewählt wird, dass die folgenden Gleichungen erfüllt sind $p_{MnO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MnO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $p_{MgO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MgO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $\sum x_{i} = 1$ dabei ist:

p_MnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
p_MnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
p_CO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;
xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess
p_MgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;
p_MgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;
f_korr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt und gleich 0,95 ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die Erzpartikeln mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung des oben genannten Sinters in einem Direktreduktionsverfahren.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1: einen Vergleich der Korngrößenverteilung in der Erzmischung und im Fertigsinter in einem konventionellen und einem erfindungsgemäßen Sinterprodukt;
Fig. 2: eine beispielhafte chemische Zusammensetzung einer Einsatzstoff-Mischung des Sinters für Direktreduktion.

In Figur 1 ist eine Korngrößenverteilung in der Erzmischung und im Fertigsinter in einem konventionellen und einem erfindungsgemäßen Sinterprodukt dargestellt. Es ist ersichtlich, dass große Hämatitpartikel auch nach dem Sintern erhalten bleiben. Dies erzeugt Spannungen in der Sinter-Matrix und erleichtert die Rissbildung, welche zu einem beschleunigten Zerfall des Sinters im Schachtofen führt.
Im erfindungsgemäßen Produkt ist die Korngröße der Hämatitpartikel limitiert, sodass nach dem Sintern lediglich kleine Hämatitpartikel erhalten bleiben. Auf diese Weise werden Spannungen in der Sinter-Matrix erheblich reduziert und die thermische Stabilität signifikant erhöht.
Die thermische Stabilität wird als als Niedertemperaturkornzerfall (RDI - reduction disintegration index) definiert und nach ISO 4696-1 als RDI-1 (-3,15) gemessen.
Hierfür wird die folgende Formel verwendet: $RDI - 1_{- 3, 15} = \frac{m_{0} - (m_{1} + m_{2})}{m_{0}} \cdot 100$ wobei

m₀ Masse (in Gramm) nach der Reduktion,
m₁ Masse (in Gramm), erhalten nach dem Sieben mit einem 6,30 mm Sieb, und
m₂ Masse (in Gramm), erhalten nach dem Sieben mit einem 3,15 mm Sieb, ist.

Üblich sind RDI-1 (-3,15)-Werte zwischen 28 % und 35 %.
Mit dem vorliegenden Sinter gelingt es, RDI-1 (-3,15)-Werte von weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 19 % und besonders bevorzugt weniger als 18 % zu erreichen.
Dies steigert die Prozess-Effizienz und verringert die Prozesskosten maßgeblich. Insbesondere kann durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Sinters der Einsatz der teuren DR-Pellets als Eisenträger vermieden werden.
In Figur 2 ist eine beispielhafte chemische Zusammensetzung der Einsatzmaterialien und des Fertigsinters dargestellt. Entscheidend für die thermische Stabilität ist die Zusammensetzung bzw. die Mengenanteile nach dem Sintern.
Der für die Stabilität notwendige MnO-Gehalt wird im Beispiel durch den Einsatz eines MnO enthaltenden Eisenerzes erreicht. Die Zugabe von Kalkstein und Dolomit dient einerseits dazu, den notwendigen MgO-Gehalt im Sinter zu erzielen und andererseits die Basizität einzustellen.
Beim Sintern ändern sich die Mengenanteile der einzelnen Einsatzstoffe, insbesondere bei FeO, aufgrund von CO₂-Freisetzung, Oxidationsprozessen und Bildung neuer Phasen. Infolgedessen ist bei Einsatz von Erzen mit hohem FeO-Gehalt im fertigen Sinterprodukt weniger FeO enthalten als in den Ausgangsmaterialien.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Fertigsinter 8.0 Gew.-% FeO, während vor dem Sintern der FeO-Anteil bei 26,4 Gew.-% vor den CO₂-Freisetzung und bei 35,8 Gew.-% nach der CO₂-Freisetzung lag.
Der MnO-Gehalt liegt bei 2,0 Gew.-% und der MgO-Gehalt bei 4,0 Gew.-%.
Alle Mengenangaben sind hier, wenn nicht anders angegeben, als Gewichtsprozente definiert.
Die Basizität (CaO/SiO₂) des Sinters gem. Figur 2 beträgt 2,2.
Die thermische Stabilität hat einen RDI-1 (-3,15)-Wert von höchstens 19%.
Die chemische Analyse des fertigen Sinterprodukts wird mittels Röntgenfluoreszensanalyse und/oder nasschemisch durchgeführt.
Somit gelingt es mit der vorliegenden Erfindung, einen Sinter herzustellen, welcher eine sehr gute thermische Stabilität, insbesondere am Anfang der Reduktion im Schachtofen, aufweist.
Durch eine gezielte und fein abgestimmte Auswahl der Ausgangsmaterialien werden die Spannungen in der Sinter-Matrix reduziert, sodass die Rissbildung am Anfang der Reduktion, d. h. bei niedrigen Temperaturen von etwa 500-550 °C, unterdrückt wird. Hierdurch wird die Entstehung der Feinanteile verzögert, um die Gasdurchlässigkeit in der Möllersäule nicht zu beeinträchtigen.
Insbesondere wird durch die Regulierung der FeO-, MnO- und MgO-Gehalte die nötige thermische Stabilität gewährleistet.
Dieser Effekt wird durch die Steuerung der Basizität und eine gezielte Korngrößenverteilung in Ausgangserzmaterialien verstärkt.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Sinters wird der Reduktionsprozess in einem DRI-Schachtofen dadurch optimiert, dass seine Effizienz deutlich verbessert und die Kosten reduziert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion, wobei ein karbonatisches Eisenerz mit einem Manganoxidgehalt von über 1.0 Gew.-% mit einem weiteren Sintererz, insbesondere einem hämatitreichen Sintererz, mit einem Fe₂O₃-Gehalt von über 50%, und einem Einsatzstoff umfassend CaO und MgO zu einer Sinter-Rohmischung vermengt und anschließend unter Druck erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an karbonatischem Eisenerz und anderen Einsatzstoffen, welche CaO und MgO enthalten, so gewählt wird, dass die folgenden Gleichungen erfüllt sind $p_{MnO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MnO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $p_{MgO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MgO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $\sum x_{i} = 1$
sodass der Gehalt an Manganoxid MnO im fertigen Sinter 0.77 -2.3 Gew.-% und der Gehalt an Magnesiumoxid MgO 1.6-4.2 Gew.-% beträgt,

dabei ist:
• p_MnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;

• p_MnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;

• p_CO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;

• xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess

• p_MgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;

• p_MgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;

• f_korr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt und gleich 0,95 ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge der Ausgangstoffe derart gewählt wird, dass der Gehalt an MnO im fertigen Sinter 1,50 - 1,75 Gew.% und der Gehalt an MgO 3.50-4.20 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Erhitzungsdauer der Sinter-Rohmischung so gewählt wird, dass ein CO₂-freier Sinter erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Basizität des Sinters, definiert als CaO/SiO₂, auf 1.9 - 2.5, vorzugsweise auf 2,2 - 2,5 eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die Erzpartikeln mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Sinter für Direktreduktion, insbesondere hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,welcher zumindest eines oder mehrere Stoffe, ausgewählt aus der Gruppe von: FeO, MnO, MgO, umfasst, wobei der Sinter FeO, MnO, MgO zu FeO 5.80-10.0 Gew.-%, vorzugsweise 8.0-10.0 Gew.-%, MnO 0.77-2.30 Gew.-%, vorzugsweise 1,50 - 1,75 Gew.%, MgO 1.60-4.20 Gew.-%, vorzugsweise 3.50-4.20 Gew.-%,

nach dem Sintern enthält.
Sinter nach Anspruch 7, wobei die Basizität des Sinters, definiert als CaO/SiO₂, bei 1.9 - 2.5, vorzugsweise bei 2,2 - 2,5 liegt.
Sinter nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm in der Sinterrohmischung haben.
Sinter nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, einen Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Sinter nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Sinter eine thermische Stabilität, gemessen nach ISO 4696-1 als RDI-1 (-3,15), kleiner 20%, vorzugsweise kleiner 19%, besonders bevorzugt kleiner 18% aufweist.
Mischung zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion, umfassend ein karbonatisches Eisenerz mit einem Manganoxidgehalt von über 1.0 Gew.-% mit einem weiteren Sintererz, insbesondere einem hämatitreichen Sintererz, mit einem Fe₂O₃-Gehalt von über 50%, und einen Einsatzstoff umfassend CaO und MgO zu einer Sinter-Rohmischung, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an karbonatischem Eisenerz und anderen Einsatzstoffen, welche CaO und MgO enthalten, so gewählt wird, dass die folgenden Gleichungen erfüllt sind $p_{MnO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MnO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $p_{MgO} = f_{korr} \frac{\sum p_{MgO, i} \cdot x_{i}}{1 - \sum p_{CO 2, i} \cdot x_{i}}$ $\sum x_{i} = 1$ dabei ist:
• p_MnO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;

• p_MnO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;

• p_CO2,i der Anteil von CO2 im i-ten Einsatzstoff;

• xi der Anteil des i-ten Einsatzstoffes in der Mischung vor dem Sinterprozess

• p_MgO der Anteil von MnO im fertigen Sinter;

• p_MgO,i der Anteil von MnO im i-ten Einsatzstoff;

• f_korr ein Korrekturfaktor, der den Anteil der Ausgasung von Sauerstoff berücksichtigt und gleich 0,95 ist.
Mischung zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion nach Anspruch 12, wobei beim Einsatz von Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die nicht mehr als 16 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Mischung zur Herstellung eines Sinters für Direktreduktion nach Anspruch 12, wobei beim Einsatz von anderen als Hämatit- und/oder Goethit-basierten Eisenerzen, Eisenerze verwendet werden, die Erzpartikeln mehr als 36 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 40 Gew.-%, Erzpartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Erzmischung, mit einem Partikeldurchmesser von >1mm aufweisen.
Verwendung des Sinters nach einem der Ansprüche 7 bis 11 in einem Direktreduktionsverfahren.