FI84840C - Metallurgiska kompositaemnen, processer foer framstaellning av desamma och anvaendning av desamma. - Google Patents
Metallurgiska kompositaemnen, processer foer framstaellning av desamma och anvaendning av desamma. Download PDFInfo
- Publication number
- FI84840C FI84840C FI861077A FI861077A FI84840C FI 84840 C FI84840 C FI 84840C FI 861077 A FI861077 A FI 861077A FI 861077 A FI861077 A FI 861077A FI 84840 C FI84840 C FI 84840C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- ore
- iron
- lignite
- carbon
- concentrate
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 32
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000754 Wrought iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 150000008442 polyphenolic compounds Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B11/00—Making pig-iron other than in blast furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0066—Preliminary conditioning of the solid carbonaceous reductant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/008—Composition or distribution of the charge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/02—Making special pig-iron, e.g. by applying additives, e.g. oxides of other metals
- C21B5/023—Injection of the additives into the melting part
- C21B5/026—Injection of the additives into the melting part of plastic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/2406—Binding; Briquetting ; Granulating pelletizing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/02—Preliminary treatment of ores; Preliminary refining of zinc oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/32—Obtaining chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/10—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by solid carbonaceous reducing agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
1 84840
Metallurgiset komposiitit, prosessit niiden valmistamiseksi ja niiden käyttö
Keksintö koskee metallurgisia komposiitteja eli yhdistelmäainei-ta ja näitä komposiitteja hyväksikäyttäviä prosesseja sekä komposiittien käyttöä raudansulatusprosessissa.
Keksinnön eräässä sovellutusmuodossa aikaansaadaan metalliok-sidimalmien ja hyvälaatuisen hiilen komposiitteja sekä menetelmiä niiden valmistamiseksi.
Keksintö koskee myös prosesseja komposiittien käsittelemistä varten niissä olevien metallioksidien pelkistämiseksi, mm. sulatusprosessej a.
Tässä keksinnössä käytetty hyvälaatuinen ruskohiili on sopi-vimmin sen keksinnön tuotetta, joka on selostettu AU-patentti-hakemuksissa 24294/84 ja/tai 52590/86.
Edellä mainituissa patenttihakemuksissa selostettu ruskohiilen parannus/tiivistysprosessi on menetelmä, joka muuttaa pehmeän hauraan raakaruskohiilen, jonka vesipitoisuus vastalouhittuna on noin 60 %, kovaksi hiertoa kestäväksi mustaksi kiinteäksi aineeksi, vesipitoisuuden ollessa noin 10 %. Menetelmässä ruskohiili, jolla on vastalouhitun vesipitoisuus, saatetaan hier-ron/hankauksen alaiseksi valitussa vaivauskoneessa ajanjaksoina, jotka voivat vaihdella 5 minuutista tai lyhyemmästä yhteen tuntiin tai pitempään, riippuen siitä kovuudesta, joka tarvitaan lopullisessa tiivistetyssä tuotteessa.
Hierto suorittaa useita tehtäviä, jotka ovat tärkeitä tässä yhteydessä. Hiili muuttuu hienojakoiseen rakeiseen muotoon ainakin osan vesisisällöstä, joka alkuaan on hienojakoisesti dispergoitunut hiilen huokoiseen rakenteeseen, muuttuessa yhtenäiseksi vesivaiheeksi, joka saattaa hiilen tulemaan kosteaksi ja plastiseksi, ja lopuksi aikaansaadaan hyvin suuria määriä ja alueita vastahalkaistuja hiilipintoja. Nämä vastahalkaistut 2 84840 pinnat ottavat osaa osastenvälisiin siltasidontaprosesseihin, jotka lopullisesti saattavat hiilimassan kovettumaan ja tiivistymään, suurimman osan alkuperäisestä vedestä samanaikaisesti poistuessa. Tiheyden lisääntymiset arvosta n. 0,8 arvoon 1,4 ovat tavallisia. Vedenhäviäminen tapahtuu nopeasti (esim. 80 % 24 tunnissa seisovassa ilmassa lämpötilassa 20°C) ja mak-simikovuus saavutetaan 3-4 päivässä. Hierron jälkeen nyt plastinen hiili saatetaan puristuksen alaiseksi huomattavalla paineella sopivan pursutuksen tai suurpaine-briketointi-laitteiden, esim. rengaspuristimen avulla. Erikoisesimerkissä puristuslaitteenä on ruuvilla toimiva mäntäsylinterikone, joka tuottaa joko 3 tai 10 mm läpimitaltaan olevia kappaleita, jotka voidaan leikata mihin haluttuun pituuteen tahansa. Paineen käytön pursutuksen aikana arvellaan olevan merkittävä sen painaessa hiiliosasten vastahalkaistut pinnat lähekkäin, siten helpottaen siltasidontaa sekä suuresti parantaen nopeutta, jolla sidonta tapahtuu. Suurempien paineiden käyttö pursutuksen aikana sallii hiilenhankausaikojen huomattavan lyhentämisen. Niin lyhyet ajat kuin 5 minuuttia tulevat mahdollisiksi, erikoisesti jos tehokasta hankauskonetta käytetään.
Lyhin aika, joka tarvitaan raa'an ruskohiilen hiertoon ja hankaukseen tiivistysprosessissa on se, joka on riittävä kehittämään havaittava kosteus ja plastinen laatu hiilimassassa. Käytännössä vaadittu tila todetaan kokemukseen perustuvalla silmämääräisellä. Aika on funktio hankauskoneen toiminta-nopeudesta, koneen aikaansaaman hiertovaikutuksen intensiteetistä sekä koneen tehosta painaa hiiltä jatkuvasti hierto-vyöhykkeeseen.
Hyvin lyhyiden hiertoaikojen suhteen hiilen vesipitoisuus voi olla kriittinen. Jos se on liian pieni, koneen teho vähenee huomattavasti. Kokemus osoittaa, että ruskohiilillä, joiden vesipitoisuudet ovat noin 60 paino-%, on optimit hierto-hankausominaisuudet, kun taas lähellä 54 % olevat (tai pienemmät) vesipitoisuudet ovat epätyydyttäviä.
li 3 84840 Käyttämällä sigma-vaivauskonetta, jonka vaivausvarren nopeudet olivat 40 ja 20 rpm ja roottorin seinämävälys 0,3 mm, erilaisia Victoriasta (Australiasta) ja Saksasta peräisin olevia ruskohiiliä on menestyksellisesti muutettu pursutettaviin plastisiin olotiloihin 30 sekunnin hierto-hankausaikoina. Kuitenkaan 30 sekuntia ei ole katsottava tämän keksinnön mukaiseksi minimi-ajaksi, koska ajan tulee määräämään huomattavassa määrin käytettävissä olevan koneen tehokkuus. Mikä aika tahansa, joka riittää muuttamaan raakaruskohiilen pursutettavaan plastiseen tilaan, tulee olemaan sopiva.
On huomattava, että lyhyet hierto-hankausajat, jotka aikaansaavat hiiliosasten rajoitetun koonpienemisen, voidaan jossain määrin korvata käyttämällä sen jälkeen suuria pursutuspaineita. Itse asiassa verraten kuiva plastinen massa johtaa suurien paineiden kehittymiseen puristimen suulakealueella.
Lisäksi keksinnön eräs edullinen sovellutusmuoto aikaansaa jatkuvan hierto-hankausprosessin. Hyvin lyhyet hankausajat sallivat jatkuvan toiminnan, jossa ruskohiiltä syötetään pieninä kokkareina (5 mm tai pienempiä) jatkuvasti pienen nopeuden (20-40 kierrosta minuutissa) omaavaan sigma-tyyppiseen hierto-hankauskoneeseen. Tämä kone on laadittu aikaansaamaan hiilelle vaadittua suuruusluokkaa olevan viipymisajan hiertovyöhykkees-sä (kuten edellä on määritetty) ennen kuin se poistetaan sopivasti sijoitetulla purkausruuvi11a. Purkausruuvi syöttää kostean hangatun hiilen pursutuspäähän, joka on laadittu antamaan vaaditun pursutuspaineen ja aikaansaamaan paloja, jotka ovat riittävän lujia kestämään kohtuullisia kuormituksia välittömästi muodostuksen jälkeen.
Kone, joka suorittaa edellä selostetut toiminnot ja jossa on yhtenäisesti asennettu purkausruuvi ja suulakepuristin, on Sigma Knetmachine HKS 50, jota valmistaa Janke & Kunkel GmbH & Co. KH ΙΚΑ-Werk Beingen.
4 84840
Vaikka nyt ei haluta rajoittua mihinkään edellytettyyn tai hypoteettiseen mekanismiin havaittuja edullisia vaikutuksia varten, arvellaan, että tiivistyminen alkaa edetä huomattavalla nopeudella niin pian kuin riittävästi halkaistuja/hier-rettyjä hiilipintoja on käytettävissä. Tämä johtaa lisäparannukseen aikaansaamalla jatkuvan prosessin, jossa hiilellä on hankaus-(hierto-)vyöhykkeessä juuri riittävästi viipymis-aikaa tuottaakseen materiaalia, joka kykenee tehokkaasti pursut-tamaan suurpainesuulake- tai -puristuslaitteessa.
Tällä tavalla valmistettujen kuivattujen tiivistettyjen rusko-hiilipalojen tutkimus on osoittanut, että ne säilyttävät muotonsa ja usein tulevat paljon kovemmiksi asteittain kuumennettaessa korkeampiin lämpötiloihin. Välillä 300-400¾ kehittyy haihtuvia aineita vesihöyryn ja pienen molekyylipainon omaa-vien orgaanisten aineiden (pääasiassa fenolien) muodossa.
Noin yli 500°c lämpötilassa syntyy ainoastaan pysyviä kaasuja (pääasiassa vetyä, hiilimonoksidia, hiilidioksidia ja metaania) .
Tiivistetyn ruskohiilen tutkimukset ovat osoittaneet sen potentiaalisen käyttökelpoisuuden tietyissä metallurgisissa sovellutuksissa, esim. komposiittipaloissa.
Vaikka ei haluta rajoittua mihinkään edellytettyyn tai teoreettiseen mekanismiin keksinnön havaittuja edullisia vaikutuksia varten, arvellaan, että seuraavat seikat ovat tärkeitä: (a) Raakahiilen hankaus yllä mainitun kostean plastisen massan valmistamiseksi tuottaa sopivan apuaineen hienojakoisten rakeisten aineiden, kuten jauhetun metallimalmin tai rikasteiden tehokasta yhdistämistä varten.
(b) Hangatun hiilen jakeen hienojakoinen tila vaikuttaa osaltaan metallimalmin osasten hyvin läheiseen fysikaaliseen liittymiseen plastisoidun hiilen osasiin, jälkimmäisten toimiessa tehokkaana pelkistimenä.
Il 5 84840 (c) Spontaani vedenhaihtuminen paloista tapahtuu tiivistys-reaktion aikana tuottaen siten kovetettuja kuivia paloja, jotka ovat erittäin sopivia suhteellisen nopeaan kuumennukseen metallurgisia tarkoituksia varten.
(d) Kuumennettaessa yli n. 500¾ lämpötilaan tiivistetty ruskohiili kehittää huomattavia määriä kaasuseosta, jolla on voimakkaasti pelkistävä luonne.
(e) Pyrolyysin eli karbonoinnin jälkeen alhaisessa lämpötilassa palat muodostavat jäämähiiltä, joka on erittäin reaktiivisessa muodossa, joka hyvin läheisesti liittyy pelkistettäviin vaiheisiin. Huomattakoon tässä yhteydessä, että rusko-hiiliosaset ovat tunnetusti tehokkaita ja nopeita metallurgisia pelkistimiä. Tiivistetyssä ruskohiilessä olevan reaktiivisen hiilen lisäksi vety, erikoisesti syntyvä vety edistää suuresti pelkistysreaktioita.
Nyt on todettu laajalla kokeellisella tutkimuksella, että hienojakoiset malmit ja rikasteet, erikoisesti rautaoksidi-malmit, sekoittuvat helposti kostean plastisen hiilen kanssa, ja kun niitä lisätään hiilen hankauksen aikana, on tuloksena tasainen homogeeninen seos. Tällainen seos on helposti pursutettavissa tai briketoitavissa, ja näin tuotetut palat tai briketit kuivuvat ja kovettuvat yllättävässä määrässä. Joissakin tapauksissa kovetetussa tuotteessa esiintyy ilma-kuivattuna melkoisesti vähentynyttä lujuutta, mutta tämä usein palautuu pyrolyysissä. Toisissa tapauksissa esiintyy ilmeinen reaktio epäorgaanisen vaiheen ja hiilen ainesten välillä, mikä aiheuttaa huomattavan lujuudenlisäyksen kuivatussa tuotteessa.
Erilaisten komposiittien metallurgista toimintaa selostetaan esimerkeissä myöhemmin.
TYÖn kuluessa on käynyt ilmeiseksi, että hyvin nopeita pelkistyksiä voidaan saada aikaan ruskohiilikomposiittipaloissa.
Kuten mainittu, näyttää todennäköiseltä, että huomattavan 6 84840 lisäyksen systeemin pelkistystehoon aikaansaa vastakehittynyt atominen tai syntyvä vety, jota kehittyy komposiittien alkukuumennuksen aikana. Polyhydroksifenolit ovat todennäköisesti pyrolyyttisen vedyn pääavustajia, mutta myös muita reaktiivisia aineita voi osallistua. Atomisen vedyn kehittyminen pelkistettävän faasin lähellä tekee mahdolliseksi kiinteiden malmiosasten erittäin nopean ja tehokkaan pelkistymisen.
Yhteenvetona, keksinnön mukaiset komposiitit tarjoavat huomattavia etuja siinä suhteessa, että niillä on kyky aikaansaada : (a) hienojakoisten rakeisten malmien tai rikasteiden tehokas sidonta kylmässä, (b) riittävä lujuus tuoreille komposiittipaloille tai brike-teille tyydyttävän käsittelyn mahdollistamiseksi kuivausta ja myöhempää esikuumennus- tai pyrolyysiuuneihin syöttöä varten, (c) oksidimalmien, erikoisesti rautaoksidimalmien, mutta myös muiden kuten esim. kromiittimalmien nopea ja tehokas pelkistys, (d) ihanteellinen väline sekä osaksi että olennaisesti metalloitujen palojen tai brikettien kuljettamiseksi r. yhdessä hiilen kanssa sulatusuuneihin, erikoisesti sellaisiin, joissa käytetään nykyistä uutta haudesulatusteknologiaa, (e) pelkistettyjä/metalloituja paloja tai brikettejä, joita voidaan helposti käsitellä, kuljettaa ja varastoida ilman jälleenhapettumisen tai itsestäänsyttyvyyden vaaraa, kuten on koettu olevan laita nykyisin saatavissa olevilla erityyppi-sillä esipelkistetyn rautamalmin komposiiteilla.
Hyödyllisiä komposiitteja, jotka sisältävät tiettyä perusme-:: tallimalmia ja -rikasteita, esim. sinkkirikasteita, voidaan .···. myös tuottaa.
Keksinnön oleelliset tunnusmerkit on esitetty oheisissa patent-tivaatimuksissa.
Il 7 84840
Esimerkki 1 Tässä alustavassa kokeessa valmistettiin tiivistettyjä rusko'-hiili-rautamalmikomposiitteja, kuten selostetaan alempana, ja ne kuumennettiin sen jälkeen kehittyneiden kaasujen tyypin ja määrien määrittämiseksi.
Kuivattuja tiivistettyjä ruskohiili-rautamalmikomposiitin paloja, jotka sisälsivät 75 % rautaoksidia, valmistettiin käyttäen esimerkissä 2 selostettua menetelmää. Kaivoksen
Latrobe Valley, Victoria, Australia, kerrostumista saatua
Loy Yang-hiiltä käytettiin. Typpikaasukehässä lämpötilassa o 400C veden ja pienimolekyylisten haihtuvien orgaanisten aineiden poistamiseksi suoritetun alustavan pyrolyysin jälkeen palat asetettiin silikaputkeen, joka oli kiinnitetty tyhjösysteemiin.
Kun alkupumppuaminen oli poistanut kaiken ilman, palojen lämpötila kohotettiin asteittain arvoon 900°C. Kolmessa eri lämpötilassa kehittyneiden kaasujen näytteitä poistettiin analyysiä varten massaspektrometrissä. Kaasujen todettiin olevan pääasiallisesti vetyä, hiilimonoksidia, hiilidioksidia, metaania ja pieniä vesihöyrymääriä. Ensimmäisen neljän tuotteen likimääräiset suhteelliset osapaineet kolmessa lämpötilassa on esitetty kuviossa 1.
Lämpötilassa 600¾vety oli runsain aineosa ja sitä seurasivat hiilimonoksidi ja hiilidioksidi (likimain yhtä suurina) metaania ollessa vähiten. Kun lämpötila kohotettiin arvoon 900°C, vedynkehitys tuli yhä hallitsevammaksi, samalla kun hiilimonoksidin kehitys myös lisääntyi. Hiilidioksidi väheni huomattavasti ja metaani pienemmässä määrässä.
Tästä kokeesta ilmenee, että tiivistetyt palat aikaansaavat vahvasti pelkistävän kaasukehän kuumennettaessakorkeisiin lämpötiloihin. Tämä kaasukehä aikaansaa voimakkaasti pelkistävän vaikutuksen kaiken sen suoran pelkistyksen lisäksi, jonka komposiittipaloissa tai -briketeissä oleva kiinteä reaktiivinen hiili tai syntyvä vety aiheuttavat.
8 84840
Esimerkki 2
Komposiittipaloja valmistettiin käyttäen erilaisissa suhteissa hienojakoista rautaoksidia ja hiiltä, joka oli saatu kaivoksesta Morwell, Victoria, Australia (porausreikä N3372).
Kussakin tapauksessa 200 g raakahiiltä (60 % vettä) vaivattiin 4 tuntia sigma-tyyppisessä vaivauskoneessa, kuten on selostettu AU-patenttihakemuksessa 24294/84, 15 minuuttia ennen vaivauksen lopettamista valittuja painomääriä hienojakoista rautaoksidia (laboratorioreagenssimateriaalia) lisättiin plastiseen massaan, ja vaivausta jatkettiin sen jälkeen kyllin kauan, jotta saatiin perusteellisesti sekoitettu tasainen plastinen massa. Tämä pursutettiin sen jälkeen käsikäyttöisellä ruuvipuristimella sylinterimäisten palojen valmistamiseksi, palojen läpimitan ollessa 10 mm (noin 8 mm kuivauksen jälkeen), pituuden vaihdellessa välillä 10-20 mm. Palojen annettiin kuivua ja kovettua seisovassa laboratorioilmassa lämpötilassa 20°C 7 päivän ajan. Kuivatut palat saatettiin sen jälkeen pyrolyysin alaiseksi typpikaasuvirrassa, pitäen aluksi tunnin ajan lämpötila-alueella 300-400°C jäämäveden ja haihtuvien pienimolekyylisten orgaanisten aineiden poistamiseksi, mitä seurasi lisäkuumennus kohottaen lämpötila arvoon 700°C. Tämä jälkimmäinen kuumennusjakso oli tarkoitettu toteamaan, oliko havaittavaa pelkistymistä alkanut kyseisellä lämpötila-alueella. Eräässä tapauksessa (katso alempana) paloja kuumennettiin lämpötilaan 1070°C, tässä tapauksessa hiilen pyrolyysin synnyttämässä pelkistävässä kaasukehässä.
Paloja valmistettiin sisältäen 10, 30, 50 ja 75 paino-% (hiilen kuivapainosta) rautaoksidia. 10-prosentin komposiiteilla oli murskauslujuus 17 MPa verrattuna rautaoksidia sisältämättömien vastaavien palojen arvoon 30 MPa. Pyrolyysin jälkeen 10 %:n ferrioksidipaloissa esiintyi keskimääräisen murskauslujuuden lisääntyminen arvoon 20 MPa, osoittaen lisä-sidonnan kehittymistä pyrolyysin aikana.
li 9 84840
Kuivattujen tiivistettyjen hiilipalojen puristus/murskauslu-juus määritettiin seuraavalla palojen korkeuden (H) ja läpimitan (D) mittauksella koestettuna mikrometrillä.
Palat asetettiin sen jälkeen yleisen koestuskoneen (Tirius Olsen Testing Machine Co., Willor Grove, Pa.) alasimelle, ja aksiaalinen kuormitus asetettiin tasopintojen välille, kunnes vioittuminen tapahtui.
Puristuslujuus laskettiin voimasta F (määritettynä palan kestämästä maksimikuormituksesta) seuraavan kaavan mukaan: ac = (4ρ/π °2) (H/D)0'5
Kaikki komposiitit olivat voimakkaasti magneettisia (erikoisesti 75:25-malmin tiivistetty hiiliseos) lämpötilassa 700°C suoritetun pyrolyysin jälkeen, osoittaen pelkistetyn raudan muodostumista.
Eräässä kokeessa 75 % yhdistettä Fe2°3 sisältävät palat asetettiin tyhjösysteemiin kiinnitettyyn silikaputkeen. Putki pumputtiin tyhjäksi kaikista kaasuista samalla kun se kuumennettiin lämpötilaan 500°C. Sen jälkeen putki erotettiin pumpuista ja havaittiin paineenmuutos, kun lämpötila edelleen kohotettiin likimain tasaisella nopeudella arvoon 1070°C.
Näiden mittausten tulokset on esitetty kuviossa 2. Lämpötilassa n. 900°C alkoi hyvin nopea paineennousu, ja tuli tarpeelliseksi pumputa kaasua pois kokonaispaineen säilyttämiseksi 1 ilmakehän alapuolella. Huomattava kaasunkehittyminen jatkui, kunnes koe lopetettiin. Tässä kokeessa selostetut ilmiöt ovat tyypillisiä rautaoksidia sisältäville paloille, ja ne osoittavat kemiallisten reaktioiden tapahtuneen oksidin ja hiilestä johtuvien lajien välillä.
Lämpötilassa 800°C pääasiallinen reaktio näyttää olevan kehittyneen vedyn aiheuttama rautaoksidin pelkistyminen vettä 10 84840 tuottaen. Tätä reaktiota näyttävät täydentävän lämpötilassa n. 900°C pelkistysreaktiot, jotka hiilimonoksidi ja hiili aiheuttavat, kokonaiskaasunpaineen olennaisesti lisääntyessä. Tämän kokeen lopussa paloissa, vaikka ne olivat voimakkaasti ferromagneettisia, ei esiintynyt näkyvää metallista rautaa.
Kun lämpötilaa edelleen kohotettiin käyttäen paloja elektrodeina tasavirtakaaressa inertissä kaasukehässä, muodostui pallosia ja takorautaa hyvin nopeasti.
Komposiittipaloja, jotka sisälsivät 75 % yhdistettä ^2^3 alustavan pyrolyysin lämpötilassa 700°C jälkeen, kuten edellä on selostettu, koestettiin lisäksi upottamalla ne lämpötilassa 1500°C pidettyyn nestemäisen raudan hauteeseen. Kaasunkehi-tys alkoi välittömästi upotuksen jälkeen ja jatkui kautta koko 10 sekunnin upotusjakson. Palat eivät hajonneet, mutta jatkoivat kaasunkehitystä samalla liuoten nopeasti nestemäiseen rautaan. Liukenemisnopeus oli suurin palojen sillä puolella, joka oli joutunut korkeimpaan lämpötilaan koskettaessaan uuninseinämää alustavan pyrolyysin aikana. Luultavasti enemmän pelkistettyä rautaa oli läsnä palan tässä vyöhykkeessä, siten edistäen nestemäisen raudan syövytysnopeutta. Tämä koe osoittaa, että komposiittiraudan paloja esipelkistetyssä tilassa voidaan käyttää syöttömateriaalina sekä raudan että ; hiilen syöttämiseksi teräksenvalmistusuuneihin käytettäessä uutta haudesulatusteknologiaa.
On selvää, ettei keksintö yleispiirteissään rajoitu edellä käsiteltyihin erityisiin yksityiskohtiin.
li
Claims (10)
1. Prosessi metallurgisten komposiittien valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: (a) ruskohiilen saattamisen hiertovoimien alaiseksi plastisen massan muodostamiseksi, (b) hienojakoisen malmin ja/tai rikasteen sekoittamisen hiilen kanssa joko ennen vaihetta (a) tai sen jälkeen, (c) vaiheessa (b) valmistetun seoksen kokoonpuristamisen tiivistetyn massan muodostamiseksi, (d) tiivistetyn massan kuivaamisen metallurgisen komposiitin tuottamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kokoonpuristusvaihe (c) suoritetaan pursuttamalla mainittu seos.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että kuivausvaihe (d) suoritetaan ympäristön lämpötilassa tai lähellä sitä.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että malmina on rautamalmi tai kromiittimalmi.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että malmina tai rikasteena on sinkkimalmi tai -rikaste.
6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen prosessi, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) käytetään hienojakoista rautamalmia ja vaiheessa (c) vaiheen (b) seos pursutetaan pellettien valmistamiseksi .
7. Metallurgiset komposiitit laadullisesti parannetusta ruskohiilestä ja hienojakoisesta malmista ja/tai rikasteesta, tunnetut siitä, että se on valmistettu (a) saattamalla ruskohiili hiertovoimien alaiseksi plastisen massan muodostamiseksi; (b) sekoittamalla hienojakoinen malmi ja/tai rikaste hiilen kanssa joko ennen vaihetta (a) tai sen jälkeen; i2 8 4 8 40 (c) kokoonpuristamalla vaiheessa (b) valmistettua seosta tiivistetyn massan muodostamiseksi; (d) kuivaamalla tiivistetty massa metallurgisen komposiitin tuottamiseksi.
8. Laadullisesti parannettua ruskohiiltä ja hienojakoista rautamalmia käsittävän metallurgisen komposiitin käyttö, joka on valmistettu (a) saattamalla ruskohiili hiertovoimien alaiseksi plastisen massan muodostamiseksi; (b) sekoittamalla hienojakoinen malmi ja/tai rikaste hiilen kanssa joko ennen vaihetta (a) tai sen jälkeen; (c) kokoonpuristamalla vaiheessa (b) valmistettua seosta tiivistetyn massan muodostamiseksi; (d) kuivaamalla tiivistetty massa metallurgisen komposiitin tuottamiseksi raudansulatusprosessissa, jossa rautamalmi pelkistetään metalliseksi raudaksi.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että komposiitit kuumennetaan nestemäisen raudan hauteessa.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että komposiitit saatetaan alustavan pyrolyysin alaisiksi kuumentaen lämpötilaan n. 700°C, minkä jälkeen ne upotetaan nestemäisen raudan hauteeseen, jonka lämpötila on n. 1500°C. i3 84840
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPG977685 | 1985-03-18 | ||
| AUPG977685 | 1985-03-18 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI861077A0 FI861077A0 (fi) | 1986-03-14 |
| FI861077L FI861077L (fi) | 1986-09-19 |
| FI84840B FI84840B (fi) | 1991-10-15 |
| FI84840C true FI84840C (fi) | 1992-01-27 |
Family
ID=3770981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI861077A FI84840C (fi) | 1985-03-18 | 1986-03-14 | Metallurgiska kompositaemnen, processer foer framstaellning av desamma och anvaendning av desamma. |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61270342A (fi) |
| CN (1) | CN1011143B (fi) |
| BR (1) | BR8601177A (fi) |
| CA (1) | CA1281907C (fi) |
| DD (1) | DD250551A5 (fi) |
| DE (1) | DE3608899A1 (fi) |
| FI (1) | FI84840C (fi) |
| FR (1) | FR2582018B1 (fi) |
| IN (1) | IN165327B (fi) |
| NZ (1) | NZ215368A (fi) |
| SE (1) | SE463104B (fi) |
| ZA (1) | ZA861957B (fi) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10311345A1 (de) * | 2003-03-14 | 2004-09-23 | Trützschler GmbH & Co KG | Vorrichtung zur Ermittlung der Faserlängen und der Faserlängenverteilung an einer Fasermaterialprobe, insbesondere in der Spinnereivorbereitung |
| US8999033B2 (en) * | 2010-12-15 | 2015-04-07 | Midrex Technologies, Inc. | Method and system for producing direct reduced iron and/or hot metal using brown coal |
| US20190300982A1 (en) * | 2016-11-23 | 2019-10-03 | Environmental Clean Technologies Limited | Low temperature direct reduction of metal oxides via the in situ production of reducing gas |
| CN106903323A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-06-30 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 一种铁精粉低温快速还原方法和装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE677261C (de) * | 1936-08-15 | 1939-06-22 | Max Lengersdorff | Verfahren zur Vorbereitung von Eisenerzen fuer das Reduzieren und Schmelzen |
| NZ207098A (en) * | 1983-02-17 | 1986-09-10 | Univ Melbourne | Upgrading brown coal by subjecting it to shear forces |
| DE3603005A1 (de) * | 1985-02-01 | 1986-08-21 | CRA Services Ltd., Melbourne, Victoria | Verfahren zur herstellung von verdichteten kohlepellets |
-
1986
- 1986-03-04 NZ NZ215368A patent/NZ215368A/en unknown
- 1986-03-05 SE SE8601005A patent/SE463104B/sv not_active IP Right Cessation
- 1986-03-14 DD DD86287911A patent/DD250551A5/de unknown
- 1986-03-14 FI FI861077A patent/FI84840C/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-03-17 ZA ZA861957A patent/ZA861957B/xx unknown
- 1986-03-17 DE DE19863608899 patent/DE3608899A1/de not_active Withdrawn
- 1986-03-17 BR BR8601177A patent/BR8601177A/pt unknown
- 1986-03-17 CN CN86101735A patent/CN1011143B/zh not_active Expired
- 1986-03-17 IN IN207/CAL/86A patent/IN165327B/en unknown
- 1986-03-17 JP JP61059066A patent/JPS61270342A/ja active Pending
- 1986-03-18 CA CA000504432A patent/CA1281907C/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-18 FR FR8603833A patent/FR2582018B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8601005D0 (sv) | 1986-03-05 |
| FI861077A0 (fi) | 1986-03-14 |
| CN1011143B (zh) | 1991-01-09 |
| SE8601005L (sv) | 1986-09-19 |
| ZA861957B (en) | 1987-01-28 |
| DE3608899A1 (de) | 1986-09-18 |
| JPS61270342A (ja) | 1986-11-29 |
| NZ215368A (en) | 1988-02-29 |
| DD250551A5 (de) | 1987-10-14 |
| FI84840B (fi) | 1991-10-15 |
| SE463104B (sv) | 1990-10-08 |
| BR8601177A (pt) | 1986-11-25 |
| CN86101735A (zh) | 1986-11-19 |
| FR2582018A1 (fr) | 1986-11-21 |
| FI861077L (fi) | 1986-09-19 |
| CA1281907C (en) | 1991-03-26 |
| FR2582018B1 (fr) | 1989-11-17 |
| IN165327B (fi) | 1989-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2126147C (en) | Method of producing cold-moulded iron-containing briquettes | |
| FI84840C (fi) | Metallurgiska kompositaemnen, processer foer framstaellning av desamma och anvaendning av desamma. | |
| CN101410538B (zh) | 炼钢炉尘的再循环方法 | |
| US5658357A (en) | Process for forming coal compact without a binder | |
| RU2098380C1 (ru) | Способ получения материала из отходов металлургического производства | |
| GB2172586A (en) | Metallurgical composites | |
| CA1142757A (en) | Sub-atmospheric pressure treatment in hot briquetting process | |
| Johns et al. | The conversion of brown coal to a dense, dry, hard material | |
| NZ207098A (en) | Upgrading brown coal by subjecting it to shear forces | |
| RU2078794C1 (ru) | Способ получения угольных брикетов | |
| FR2490242A1 (fr) | Procede de reduction continue de matieres ferrugineuses | |
| CN101115851A (zh) | 炼钢粉尘固化物及其制造方法 | |
| RU2100204C1 (ru) | Способ брикетирования сыпучих материалов | |
| JPH0377258B2 (fi) | ||
| RU2056975C1 (ru) | Способ получения полуфабрикатов из отходов титановых сплавов | |
| CN206828603U (zh) | 一种金属化球团的造球系统 | |
| RU2270262C1 (ru) | Способ изготовления брикетов из порошкообразных отходов ферросилиция | |
| JPH0213014B2 (fi) | ||
| RU2251580C2 (ru) | Способ брикетирования металлической стружки | |
| RU2155731C2 (ru) | Способ изготовления периклазоуглеродистых огнеупоров | |
| Saha et al. | Control of de-lubrication utilizing a logistic function based empirical model | |
| US20070163389A1 (en) | Briquette for use as steelmaking material and method of manufacturing the same | |
| SU1186672A1 (ru) | Способ получени брикетов из тонкоизмельченного минерального сырь | |
| Sverdlin et al. | Recycling of byproduct steel powder from ball-bearing production | |
| Guan et al. | Lignite particle size distribution and its effect on briquetting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: CRA SERVICES LIMITED |