NL9301053A

NL9301053A - Method of producing fired iron ore pellets

Info

Publication number: NL9301053A
Application number: NL9301053A
Authority: NL
Original assignee: Hoogovens Groep Bv
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1995-01-16

Abstract

Method of producing fired iron ore pellets comprising the steps of moulding green pellets which contain iron ore and a solid carbon-containing (carbonaceous) fuel, and drying and firing of the green pellets to produce the fired iron ore pellets with the aid of hot process gas, the solid carbon-containing fuel being applied at least in part to the outer surface of the green pellets.

Description

WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN VAN GEBRANDE IJZERERTSPELLETSMETHOD FOR MANUFACTURING BURNED IRON ORE SPELLETS

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van gebrande ijzerertspellets omvattende de stappen van het vormen van groene pellets welke ijzererts en een vaste koolstof-houdende brandstof bevatten, en het drogen en het branden van de groene pellets tot de gebrande ijzerertspellets met behulp van heet procesgas.The invention relates to a method of manufacturing burnt iron ore pellets comprising the steps of forming green pellets containing iron ore and a solid carbonaceous fuel, and drying and burning the green pellets into the burned iron ore pellets using hot process gas.

Aldus vervaardigde pellets hebben, gebruikelijk naast ijzerertssinter, een groot aandeel in de totale hoeveelheid ijzererts die als grondstof voor de ruwijzerfabricage in een hoogoven wordt ingezet. Daarnaast worden de pellets ook gebruikt als grondstof in andere vormen van ijzerfabricage zoals in het directe-reductie-proces.Pellets produced in this way, usually in addition to iron ore sinter, account for a large share of the total amount of iron ore that is used as raw material for pig iron production in a blast furnace. In addition, the pellets are also used as a raw material in other forms of iron fabrication, such as in the direct reduction process.

De meest gebruikte werkwijze voor het vervaardigen van ijzerertspellets omvat, in meer detail beschreven, het vormen in vorm-trommels of vormschotels van groene pellets uit een mengsel van ijzerertsmeel, bindmiddel, hulpstoffen, toeslagstoffen en vocht, het aanbrengen van een laag van groene pellets (pelletbed) op een uit roosterwagens opgebouwde eindloze roosterband, het in een of meer stappen drogen van de groene pellets, het doorvoeren van heet procesgas door het pelletbed op de roosterband en het op brand-temperatuur brengen en branden van de pellets en tenslotte het koelen, overstorten en afvoeren van de gebrande pellets.The most common method of manufacturing iron ore pellets, described in more detail, is to mold green pellets into molds or trays from a mixture of iron ore flour, binder, auxiliaries, additives and moisture, apply a layer of green pellets ( pellet bed) on an endless grate belt built up from grate wagons, drying the green pellets in one or more steps, passing hot process gas through the pellet bed on the grating belt and bringing the pellets to the fire temperature and burning, and finally cooling, overfilling and removal of the burned pellets.

De gevolgde werkwijze voor het vervaardigen van gebrande pellets heeft een belangrijke invloed op de kostprijs van het eruit vervaardigde ruwijzer: enerzijds door de kosten verbonden met het vervaardigen zelf en anderzijds door de invloed van de kwaliteit van de verkregen pellets op het verloop van het reductieproces in de hoogoven.The method followed for the production of burned pellets has an important influence on the cost price of the pig iron produced from it: on the one hand because of the costs associated with the production itself and on the other hand because of the influence of the quality of the pellets obtained on the course of the reduction process in the blast furnace.

Belangrijke parameters die de kosten van de vervaardiging beïnvloeden zijn de kostprijs van het gebruikte mengsel van ijzererts, het brandstofverbruik voor het branden van de pellets, de verbruikte ventilatorenergie voor de diverse gasstromen door het pelletbed, de kosten voor de reiniging van afgassen en de produktiecapaciteit, uitgedrukt in hoeveelheid geproduceerd gewicht aan gebrande pellets per vierkante meter roosterband en per tijdseenheid.Important parameters that influence the costs of manufacture are the cost price of the iron ore mixture used, the fuel consumption for burning the pellets, the fan energy consumed for the various gas flows through the pellet bed, the costs for cleaning waste gases and the production capacity, expressed in quantity of weight of burnt pellets produced per square meter of grid belt and per unit time.

Belangrijke eigenschappen van pellets die afhankelijk zijn van de gevolgde werkwijze voor de vervaardiging, die daardoor de kostprijs van het ruwijzer beïnvloedt, zijn de homogeniteit van elke pellet over zijn doorsnede, de mechanische (druk)sterkte van zowel de groene pellets als van de gebrande pellets, de stofproduktie tijdens transport, de vergruizing tijdens reductie tot ruwijzer in een hoogoven, de reductiesnelheid, de verwekings- en smelteigen-schappen en de spreiding van deze eigenschappen tussen pellets onderling.Important properties of pellets that depend on the manufacturing process followed, which therefore influences the cost of the pig iron, are the homogeneity of each pellet over its cross-section, the mechanical (compressive) strength of both the green pellets and the burned pellets , the production of dust during transport, the crushing during reduction to pig iron in a blast furnace, the reduction speed, the softening and melting properties and the distribution of these properties between pellets.

In het verleden is veel onderzoek verricht om de werkwijze ten aanzien van een of meer van de genoemde aspecten te verbeteren en een verlaging van de kostprijs van het ruwijzer te bereiken.In the past, much research has been carried out to improve the working method in one or more of the aforementioned aspects and to achieve a reduction in the cost price of the pig iron.

Het onderzoek was onder meer gericht op het verhogen van de hoeveelheid vaste koolstofhoudende brandstof die in de groene pellet kan worden opgenomen. Zo is in EP 0 204 355 voorgesteld om de hoeveelheid koolstof te verhogen tot tussen 1,3 en 1,8 gew.% van het hematietgehalte van de groene pellets en de groene pellets bij een temperatuur tussen 30 °C en 50 °C op de roosterband te laden, de laag groene pellets door neerwaartse droging te drogen en bij een onderdruk van 20 tot 40 mbar bij een temperatuur van het hete procesgas tussen 1250 °C en 1350 °C te branden. Deze voorgestelde werkwijze is in het bijzonder door de voorverwarming van de pellets nogal omslachtig. In EP 0 161 721 is voor hernatiethoudende groene pellets voorgesteld om de hoeveelheid koolstof te verhogen tot boven de stochiometrische waarde voor de reductie van hematiet tot magne-tiet en het branden uit te voeren bij een onderdruk tussen 5 en 20 mbar. Deze werkwijze leidt weliswaar tot een energiebesparing, maar de produktiecapaciteit blijft nagenoeg gelijk.The research focused, among other things, on increasing the amount of solid carbonaceous fuel that can be included in the green pellet. For example, in EP 0 204 355 it has been proposed to increase the amount of carbon to between 1.3 and 1.8% by weight of the hematite content of the green pellets and the green pellets at a temperature between 30 ° C and 50 ° C on the grid belt, dry the layer of green pellets by down-drying and burn at a vacuum of 20 to 40 mbar at a temperature of the hot process gas between 1250 ° C and 1350 ° C. In particular, this proposed method is rather laborious due to the preheating of the pellets. In EP 0 161 721 it has been proposed for green pellets containing hernatization to increase the amount of carbon above the stoichiometric value for the reduction of hematite to magnetite and to carry out the burning at an underpressure between 5 and 20 mbar. Although this method leads to energy savings, the production capacity remains virtually the same.

Ook is geprobeerd om per pellet nog meer vaste brandstof in het mengsel op te nemen. Dit heeft geleid tot inwendig versmolten en gescheurde pellets die niet meer de gewenste reductie-eigenschappen bezitten en bovendien mechanisch zwak zijn, in de hoogoven vergruizen en daardoor de doorgang voor gassen in de hoogoven ongewenst belemmeren.An attempt has also been made to include even more solid fuel in the mixture per pellet. This has led to internally melted and cracked pellets which no longer have the desired reduction properties and are moreover mechanically weak, crush in the blast furnace and thereby undesirably obstruct the passage for gases in the blast furnace.

Verrassenderwijs is gebleken dat het mogelijk is een aanmerkelijke verbetering van een groot aantal aspecten van de bekende werkwijze en van de daarmee verkregen gebrande pellets te bereiken met een werkwijze volgens de uitvinding, welke erdoor is gekenmerkt, dat de vaste koolstofhoudende brandstof althans ten dele aan het buitenoppervlak van de groene pellets wordt aangebracht.Surprisingly, it has been found that it is possible to achieve a considerable improvement of a large number of aspects of the known method and of the burnt pellets obtained therewith by a method according to the invention, characterized in that the solid carbon-containing fuel is at least partly outer surface of the green pellets is applied.

Met de voorgestelde werkwijze is het mogelijk bij gelijkblijvende produktiehoeveelheid van de pelletband een vermindering van ten minste 40 % in de hoeveelheid van het toe te voeren hete procesgas te bereiken, en dus in de hoeveelheid brandstof die nodig is om het gas te verhitten, terwijl daarenboven een aanzienlijke verbetering van belangrijke eigenschappen van de pellet betreffende bruikbaarheid en prestatie in een hoogoven bereikt kan worden. De verbetering betreft in het bijzonder een hogere sterkte van zowel de groene als ook van de gebrande pellet en een betere slijtvastheid. Ook wordt het reductiegedrag van de pellet in de hoogoven, gemeten met reductieproeven, verbeterd.With the proposed method it is possible to achieve a reduction of at least 40% in the amount of the hot process gas to be supplied, and thus in the amount of fuel required to heat the gas, while the production quantity of the pellet belt remains the same. a significant improvement of important pellet properties in terms of usability and performance in a blast furnace can be achieved. The improvement relates in particular to a higher strength of both the green and the burned pellet and a better wear resistance. Also, the reduction behavior of the pellet in the blast furnace, measured by reduction tests, is improved.

De vermindering in hoeveelheid toe te voeren heet procesgas leidt direct tot een overeenkomstige besparing in energiegebruik van de ventilatoren voor transport van het procesgas door het pelletbed op de roosterband en tot de overeenkomstige besparing in het volume van de te reinigen rookgassen afkomstig van het vervaardigings-proces.The reduction in the quantity of hot process gas to be fed directly leads to a corresponding saving in energy consumption of the fans for transporting the process gas through the pellet bed on the grate belt and to the corresponding saving in the volume of the flue gases to be purified from the manufacturing process. .

Resulterend, rekeninghoudend met de energie-inhoud van de koolstofhoudende brandstof, wordt een netto besparing in energie benodigd voor het vervaardigingsproces bereikt.Resulting, taking into account the energy content of the carbonaceous fuel, a net saving in energy required for the manufacturing process is achieved.

Anderzijds is het mogelijk gebleken, om een verhoging van de produktiehoeveelheid van circa 40 % te bereiken, bijvoorbeeld van 28 ton per vierkante meter roosterband per etmaal naar 40 ton per vierkante meter roosterband per etmaal door bij hetzelfde volume procesgas als in de stand van de techniek de roosterband met een hogere loopsnelheid te bedrijven.On the other hand, it has proved possible to achieve an increase in the production quantity of approximately 40%, for example from 28 tons per square meter of grating belt per 24 hours to 40 tons per square meter of grating belt per 24 hours by using the same volume of process gas as in the prior art. operate the grating belt at a higher walking speed.

De verklaring van de bereikbare voordelen wordt vooralsnog in het volgende gezocht. De gebruikelijke groene pellet bevat zowel hematiet als magnetiet ijzererts naast koolstofhoudende brandstof en gebruikelijke toeslagstoffen en hulpstoffen. Het hete procesgas bevat zuurstof die in het inwendige van de pellet magnetiet en de vaste brandstof oxydeert in een exotherme reactie. Hierdoor ontstaat in eerste aanleg in de pellet een temperatuurgradiënt waarbij de kern een hogere temperatuur heeft dan de buitenwand. Door koolstofhoudende vaste brandstof aan de buitenwand van de pellets aan te brengen die door het hete gas wordt ontstoken wordt op de buitenwand van de pellet een additionele warmtebron gevormd die de buitenwand in temperatuur verhoogt ten opzichte van de kern. Het resultaat is een kleinere warmtegradiënt in de pellet dan met de bekende werkwijze bereikbaar is.For the time being, the explanation of the achievable benefits is sought in the following. The usual green pellet contains both hematite and magnetite iron ore in addition to carbonaceous fuel and common additives and additives. The hot process gas contains oxygen which oxidizes in the interior of the pellet magnetite and the solid fuel in an exothermic reaction. In the first instance, this creates a temperature gradient in the pellet in which the core has a higher temperature than the outer wall. By applying carbonaceous solid fuel to the outer wall of the pellets ignited by the hot gas, an additional heat source is formed on the outer wall of the pellet which raises the outer wall in temperature relative to the core. The result is a smaller heat gradient in the pellet than can be achieved with the known method.

Heet procesgas wordt gebruikelijk van boven naar beneden door het pelletbed gevoerd tot ook de onderste laag van het pelletbed gedurende een gewenste tijd op een gewenste temperatuur is geweest. De hiervoor benodigde totale tijd bepaalt in grote mate de produktie-snelheid en dus ook de produktiecapaciteit van de roosterband.Hot process gas is usually passed through the pellet bed from top to bottom until the bottom layer of the pellet bed has also been at a desired temperature for a desired time. The total time required for this largely determines the production speed and thus also the production capacity of the grid belt.

Volgens de bovenstaande verklaring levert het aanbrengen van brandstof aan de buitenwand van de pellets een homogene pellet op. De vaste brandstof aan de buitenwand van de pellets is snel bereikbaar voor het hete procesgas, hetgeen leidt tot een grotere produktiecapaciteit en een geringere spreiding in de eigenschappen van de pellets bezien over de hoogte van het pelletbed, omdat een kleiner verschil optreedt in het brandproces van de pellets over de hoogte van het pelletbed.According to the above explanation, applying fuel to the outer wall of the pellets produces a homogeneous pellet. The solid fuel on the outer wall of the pellets is quickly accessible to the hot process gas, which leads to a larger production capacity and a smaller spread in the properties of the pellets as regards the height of the pellet bed, because a smaller difference occurs in the burning process of the pellets over the height of the pellet bed.

De hoeveelheid vaste brandstof waarbij een verhoging van de druksterkte van de pellets wordt verkregen, kan binnen een breed gebied gevarieerd worden. Bij een toenemende hoeveelheid vaste brandstof kan de hoeveelheid heet procesgas overeenkomstig verminderd worden. Hiermee is het extra voordeel bereikt dat hoogwaardige brandstof voor het verhitten van het hete procesgas vervangen kan worden door betrekkelijk laagwaardige vaste brandstof op de groene pellet.The amount of solid fuel that provides an increase in the compressive strength of the pellets can be varied over a wide range. With an increasing amount of solid fuel, the amount of hot process gas can be correspondingly reduced. This provides the additional advantage that high-quality fuel for heating the hot process gas can be replaced by relatively low-quality solid fuel on the green pellet.

Opgemerkt wordt dat uit de Japanse terinzagelegging 56-163225 bekend is om ijzerertspellets met een mengsel van een slakvormend materiaal en koolstof te bedekken en de aldus gevormde pellets in een sintermachine te agglomereren tot sinterbrokken voor gebruik in een hoogoven. De daarbij gebruikte hoeveelheid koolstof moet zo hoog gekozen worden (meer dan 2,5 gew.% tot 5 gew.% lijkt gewenst) dat door de ontstane warmte aan het buitenoppervlak de individuele pellets door verweking van het slakvormend materiaal onderling versmelten tot een agglomeraat dat als sinter in de hoogoven wordt ingezet. De werkwijze betreft een sinterproces en heeft tot doel grote agglomeraten en niet afzonderlijke pellets op te leveren.It is noted that from Japanese Laid-Open No. 56-163225 it is known to coat iron ore pellets with a mixture of a slag-forming material and carbon and to agglomerate the pellets thus formed into sinter chunks for use in a blast furnace. The amount of carbon used for this must be chosen so high (more than 2.5 wt.% To 5 wt.% Seems desirable) that due to the heat generated on the outer surface, the individual pellets melt together by softening the slag-forming material into an agglomerate that is used as a sinter in the blast furnace. The method involves a sintering process and aims to produce large agglomerates and not separate pellets.

Bij voorkeur ligt de hoeveelheid koolstof in de koolstof-houdende brandstof tussen 0,8 en 2,2 gew.% van de groene pellets, gerelateerd aan het droge gewicht ervan. Bij een te grote hoeveelheid koolstof wordt de pellet inwendig tijdelijk zo warm dat bij afkoeling rekristallisatie van de kern optreedt zonder dat de voor de benodigde druksterkte gewenste diffusiebruggen ontstaan. Het resultaat is dan een mechanisch zwakke gebrande pellet. Bij nog verdere verhoging van de hoeveelheid koolstof is de ontwikkelde warmte zo groot dat niet meer afzonderlijke pellets ontstaan maar in dit geval ongewenste agglomeraten. Bij een lage hoeveelheid brandstof zijn de bereikte voordelen klein ten opzichte van de noodzakelijke additionele processtap van het aanbrengen van de brandstof.Preferably, the amount of carbon in the carbonaceous fuel is between 0.8 and 2.2% by weight of the green pellets, related to their dry weight. If the amount of carbon is too great, the pellet temporarily becomes so warm internally that recrystallization of the core occurs on cooling without the diffusion bridges desired for the required compressive strength being created. The result is a mechanically weak burnt pellet. With a further increase in the amount of carbon, the heat generated is so great that no more separate pellets are formed, but in this case unwanted agglomerates. With a low amount of fuel, the benefits achieved are small compared to the necessary additional process step of applying the fuel.

Een bijzonder doelmatige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt, dat de hoeveelheid koolstof tussen 1,1 en 1,8 gew.Z ligt. Bij deze hoeveelheid koolstof wordt bij de gebruikelijke samenstelling van een groene pellet tijdens het branden een voldoend homogene temperatuurverdeling in de individuele pellet en over het pelletbed bereikt. Tegelijkertijd is een aanmerkelijke hoeveelheid brandstof te besparen doordat minder heet procesgas nodig is voor het branden van de pellets.A particularly efficient embodiment of the method according to the invention is characterized in that the amount of carbon is between 1.1 and 1.8% by weight. With this amount of carbon, in the usual composition of a green pellet, a sufficiently homogeneous temperature distribution is achieved in the individual pellet and over the pellet bed during firing. At the same time, a considerable amount of fuel can be saved because less hot process gas is required to burn the pellets.

Een andere bijzonder doelmatige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt, dat de brandstof in hoofdzaak koolstofhoudend hoogovengasstof bevat. Hoogovengasstof, dat als restprodukt achterblijft bij reiniging van hoogovengas, bevat nog een aanmerkelijke hoeveelheid elementaire koolstof of koolstofverbindingen. Het hoogovengasstof is dermate fijn van korrelverdeling dat het bezwaarlijk te verwerken is maar kan op de beschreven wijze nuttig hergebruikt worden als goedkope brandstof. Daarnaast is gebleken dat het hoogovengasstof de druksterkte van de pellet extra verhoogt. Mineralogisch onderzoek laat zien dat dit veroorzaakt wordt door extra bruggen die ontstaan in de buitenste laag van de pellet vanwege de calciumhoudende componenten in het hoogovengasstof.Another particularly effective embodiment of the method according to the invention is characterized in that the fuel contains mainly carbonaceous blast furnace gas dust. Blast furnace gas dust, which remains as a residual product when cleaning blast furnace gas, still contains a considerable amount of elemental carbon or carbon compounds. The blast furnace gas dust has such a fine grain distribution that it is difficult to process, but can be usefully reused as cheap fuel in the manner described. In addition, it has been found that the blast furnace gas dust additionally increases the compressive strength of the pellet. Mineralogical research shows that this is caused by additional bridges created in the outer layer of the pellet due to the calcium-containing components in the blast furnace gas dust.

Een verdere voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding is erdoor gekenmerkt dat de brandstof kooksbries is en meer in het bijzonder dat de kooksbries gebroken kooksbries is, waarvan de korrelgrootte hoofdzakelijk kleiner dan 5 mm is en bij voorkeur kleiner dan 2 mm is.A further preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the fuel is a cooking breeze and more particularly that the cooking breeze is broken cooking breeze, the grain size of which is mainly less than 5 mm and preferably less than 2 mm.

Kooksbries is een afvalprodukt dat ontstaat bij het blussen van kooks. Met de uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is het mogelijk betrekkelijk laagwaardige kooksbries als vervanger in te zetten voor het hoogwaardige gas, zoals kooksovengas, dat volgens de bekende werkwijze gebruikt wordt voor het opwekken van het hete procesgas.Cook breeze is a waste product that is created when putting out cooks. With the embodiment according to the invention it is possible to use relatively low-grade cooking breeze as a substitute for the high-grade gas, such as coke oven gas, which is used according to the known method for generating the hot process gas.

Uit proeven is gebleken dat het niet nodig is de kooksbries door malen te verfijnen, maar dat het veel eenvoudiger breken van kooksbries tot de genoemde korrelgrootte voldoende is.Tests have shown that it is not necessary to refine the cooking breeze by grinding, but that it is much easier to break the cooking breeze to the above grain size.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding toegepast op pellets waarin ijzererts in de groene pellet in hoofdzaak in de vorm van hematiet voorkomt, is erdoor gekenmerkt dat in de groene pellets tussen 0 en 0,5 gew.% van de groene pellet koolstof homogeen verdeeld wordt aangebracht. Gebleken is dat bij groene pellets met een hoog hematietgehalte niet de verwachte toename van de druksterkte optreedt. De oorzaak hiervan wordt erin gezocht dat in de pellets niet voldoende interne warmte gegenereerd wordt bij vergaande afwezigheid van magnetiet. Dit ontbreken van een interne warmtebron kan verholpen worden met de genoemde uitvoeringsvorm.A special embodiment of the method according to the invention applied to pellets in which iron ore in the green pellet mainly occurs in the form of hematite, is characterized in that in the green pellets between 0 and 0.5% by weight of the green pellet carbon is homogeneous. is distributed evenly. It has been found that the expected increase in compressive strength does not occur with green pellets with a high hematite content. The reason for this is sought to ensure that insufficient internal heat is generated in the pellets in the absence of magnetite. This lack of an internal heat source can be remedied with said embodiment.

De uitvinding zal in het volgende nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

In de tekening isIn the drawing is

Fig. 1 een lichtmicroscopische opname van de doorsnede van de pellet vervaardigd met de werkwijze volgens de stand van de techniek.Fig. 1 is a light microscopic view of the cross-section of the pellet made by the prior art method.

Fig. 2 een lichtmicroscopische opname van de doorsnede van een pellet vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding.Fig. 2 is a light microscopic view of the cross-section of a pellet manufactured by the method according to the invention.

Fig. 3 een grafiek die het verband toont tussen de druksterkte en de effectieve temperatuur van pellets vervaardigd met de werkwijze volgens de stand van de techniek en pellets vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding voor een percentage koolstof van 1,1 gew.%.Fig. 3 is a graph showing the relationship between compressive strength and effective temperature of pellets made by the prior art method and pellets made by the method of the invention for a percentage of carbon of 1.1 wt%.

Fig. 4 een grafiek die hetzelfde verband geeft als Fig. 3 maar nu voor een percentage koolstof van 1,8 gew.%.Fig. 4 is a graph showing the same relationship as FIG. 3 but now for a percentage of carbon of 1.8% by weight.

Fig. 5 een grafiek die het verband toont tussen de druksterkte en de specifieke produktiehoeveelheid bij de werkwijze volgens de stand van de techniek en volgens de uitvinding bij verschillende percentages koolstof.Fig. 5 is a graph showing the relationship between compressive strength and specific production amount in the prior art process and in accordance with the invention at different percentages of carbon.

Fig. 6 een grafiek die het verband toont tussen een maat van de slijtvastheid tijdens transport en de specifieke produktie bij de werkwijze volgens de stand van de techniek en volgens de uitvinding bij verschillende percentages koolstof.Fig. 6 is a graph showing the relationship between a measure of the abrasion resistance during transportation and the specific production in the prior art process and in accordance with the invention at different percentages of carbon.

Fig. 1 toont een lichtmicroscopische opname van een doorsnede van een pellet vervaardigd met de werkwijze volgens de stand van de techniek. Bij de gevolgde werkwijze is 1,8 gew.% koolstof in de vorm van gebroken kooksbries homogeen in het pelletmengsel en daarmee in de groene pellet verdeeld. Duidelijk is de verglaasde kern te herkennen die het gevolg is van een grote interne warmte-ontwikkeling in de pellet tijdens het branden en de daaropvolgende rekris-tallisatie bij het afkoelen van de pellet. Een gevolg van de rekris-tallisatie is dat rondom de kern van de pellet krimpscheuren ontstaan. Deze zijn eveneens duidelijk waar te nemen. De krimpscheuren verlagen de druksterkte in de pellet aanmerkelijk en maken dat de pellet tijdens transport vanaf de produktieplaats naar de hoogoven of in de hoogoven verbrokkelt.Fig. 1 shows a light microscopic view of a cross-section of a pellet made by the method of the prior art. In the method followed, 1.8% by weight of carbon in the form of broken cooking breeze is homogeneously distributed in the pellet mixture and thus distributed in the green pellet. It is clear that the vitrified core is the result of a large internal heat development in the pellet during the burning and the subsequent recrystallization upon cooling of the pellet. A consequence of the recrystallization is that shrinkage cracks develop around the core of the pellet. These can also be clearly observed. The shrinkage cracks significantly decrease the compressive strength in the pellet and cause the pellet to crumble during transport from the production site to the blast furnace or into the blast furnace.

Fig. 2 toont een lichtmicroscopische opname van een doorsnede van een pellet vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding. Bij de gevolgde werkwijze is 1,8 gew.% vaste koolstof in de vorm van gebroken kooksbries op het buitenoppervlak van de oorspronkelijke groene pellet aangebracht.Fig. 2 shows a light microscopic view of a cross-section of a pellet manufactured by the method according to the invention. In the method followed, 1.8% by weight of solid carbon in the form of broken cooking breeze was applied to the outer surface of the original green pellet.

De doorsnede toont de homogene structuur die met de uitvinding bereikt is bij de betrekkelijk grote hoeveelheid koolstof aan het buitenoppervlak en dus bij een eveneens betrekkelijk grote vermindering van de hoeveelheid brandstof die gebruikt moet worden om het hete procesgas op te wekken.The cross-section shows the homogeneous structure achieved with the invention in the relatively large amount of carbon on the outer surface and thus in a likewise relatively large reduction in the amount of fuel to be used to generate the hot process gas.

De zichtbare scheur verloopt thans in hoofdzaak in radiale richting en beïnvloedt de druksterkte in geringe mate.The visible crack is now mainly in the radial direction and has little influence on the compressive strength.

De effectieve tijd van een bepaalde werkwijze voor het branden van pellets bij een gekozen referentietemperatuur is een volgens een gegeven formule berekende tijdsduur ter karakterisering van het gehele temperatuur-tijd-schema (brandschema) volgens die bepaalde werkwijze door een enkele parameter. Hoe korter de effectieve tijd is, hoe korter de tijdsduur is waarin het brandschema wordt uitgevoerd of hoe lager de in het brandschema gebruikte temperatuur is.The effective time of a particular pellet burning method at a selected reference temperature is a time calculated according to a given formula to characterize the entire temperature-time schedule (burning schedule) according to that particular method by a single parameter. The shorter the effective time, the shorter the length of time during which the burning schedule is carried out or the lower the temperature used in the burning schedule.

De formule voor het berekenen van de effectieve tijd is bijvoorbeeld gegeven in de tekst van lezingen van het symposium "ICHEME-5th International Symposium on Agglomeration", gehouden van 25 - 27 september 1989 te Brighton.The formula for calculating the effective time is given, for example, in the text of lectures from the symposium "ICHEME-5th International Symposium on Agglomeration", held September 25-27, 1989 in Brighton.

In de figuren 3 en 4 is de referentietemperatuur 1280 °C.In Figures 3 and 4, the reference temperature is 1280 ° C.

Fig. 3 toont het verband tussen de druksterkte in kgf/pellet en de effectieve tijd voor pellets vervaardigd met de werkwijze volgens de stand van de techniek (curve a) en pellets vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding (curve b). De druksterkte is de gemiddelde waarde van de opgedrukte kracht waarbij een pellet bezwijkt gemeten met een genormaliseerde meetinrichting. In het geval van curve a is 1,1 gew.% koolstof homogeen in de groene pellet gemengd, in het geval van curve b is 1,1 gew.% koolstof op het buitenoppervlak van de groene pellet aangebracht. Uit onderlinge vergelijking van de beide curves blijkt dat een bepaalde bij de stand van de techniek verkregen druksterkte met de werkwijze volgens de uitvinding in een aanmerkelijk kortere effectieve tijd verkregen wordt. Het brandschema kan dus in een aanmerkelijk kortere tijd worden uitgevoerd.Fig. 3 shows the relationship between compressive strength in kgf / pellet and the effective time for pellets made by the prior art method (curve a) and pellets made by the method according to the invention (curve b). Compressive strength is the mean value of the compressed force at which a pellet collapses, measured with a normalized measuring device. In the case of curve a, 1.1% by weight of carbon is homogeneously mixed in the green pellet, in the case of curve b, 1.1% by weight of carbon is applied to the outer surface of the green pellet. A comparison of the two curves shows that a certain compressive strength obtained in the prior art is obtained with the method according to the invention in a considerably shorter effective time. The burning schedule can thus be carried out in a considerably shorter time.

Fig. 4 toont hetzelfde verband als Fig. 3, maar thans voor zowel curve a (werkwijze volgens de stand van de techniek) als voor curve b (werkwijze volgens de uitvinding waarbij de koolstof op het buitenoppervlak van de groene pellet is aangebracht) bij 1,8 gew.% koolstof.Fig. 4 shows the same relationship as FIG. 3, but now for both curve a (prior art method) and curve b (inventive method in which the carbon is applied to the outer surface of the green pellet) at 1.8 wt% carbon.

Uit de figuur blijkt dat ook bij dit hoge percentage koolstof een aanvaardbare druksterkte van de gebrande pellet wordt verkregen. Bij de werkwijze volgens de stand van de techniek is bij een praktische waarde van de effectieve tijd de druksterkte te laag voor bruikbare gebrande pellets. De verklaring hiervoor wordt mede gevonden in de bij Fig. 1 beschreven fenomenen. De werkwijze volgens de uitvinding laat het thans toe een groot deel van de betrekkelijk hoogwaardige brandstof voor het opwekken van hete procesgassen te vervangen door betrekkelijk laagwaardige vaste brandstof op het buitenoppervlak van de groene pellets.The figure shows that an acceptable compressive strength of the burned pellet is also obtained at this high percentage of carbon. In the prior art method, at a practical value of the effective time, the compressive strength is too low for usable burned pellets. The explanation for this is partly found in the at Fig. 1 described phenomena. The process of the present invention now allows a large portion of the relatively high grade hot process gas production fuel to be replaced by relatively low grade solid fuel on the outer surface of the green pellets.

Fig. 5 toont op een andere wijze een ander aspect van de met de werkwijze volgens de uitvinding bereikbare voordelen.Fig. 5 shows in another way another aspect of the advantages achievable with the method according to the invention.

In Fig. 5 is het verloop van de druksterkte in kgf per pellet weergegeven als functie van de specifieke produktiehoeveelheid uit te drukken in bijvoorbeeld tonnen gebrande pellets per vierkante meter roosterband per etmaal. Hierbij is de gebruikelijke produktiehoeveelheid met de bekende werkwijze bij 1.1 gew.% koolstof homogeen in de groene pellet gemengd op 100 % gesteld. De druksterkte voor dat geval verloopt volgens curve a.In FIG. 5, the development of the compressive strength in kgf per pellet is shown as a function of the specific production quantity to be expressed in, for example, tons of burned pellets per square meter of grid belt per day. The usual production amount has been set to 100% homogeneously in the green pellet at 1.1 wt.% Carbon mixed in the green pellet. The compressive strength for that case proceeds according to curve a.

Curve b toont het verloop van de druksterkte bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding waarbij 1,1 gew.% koolstof op het buitenoppervlak van de groene pellets is aangebracht. Curve b toont dat zelfs bij specifieke produktiehoeveelheden van circa 150 % nog eenzelfde druksterkte wordt bereikt als bij de bekende werkwijze bij 100 % specifieke produktiehoeveelheid.Curve b shows the development of the compressive strength when using the method according to the invention, in which 1.1% by weight of carbon is applied to the outer surface of the green pellets. Curve b shows that even with specific production quantities of about 150% the same compressive strength is still achieved as in the known method at 100% specific production quantity.

Curve c toont het verloop van de druksterkte bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding waarbij thans 1,8 gew.% koolstof op het buitenoppervlak van de groene pellet is aangebracht. Ook bij deze grote hoeveelheid koolstof blijkt tot specifieke produktie-hoeveelheden boven 140 % de gebruikelijke druksterkte, verkregen met de bekende werkwijze, bereikt te worden.Curve c shows the development of the compressive strength when using the method according to the invention, where 1.8% by weight of carbon is now applied to the outer surface of the green pellet. Also with this large amount of carbon, the usual compressive strength obtained by the known method is found to be achieved up to specific production amounts above 140%.

Zonder afbreuk te doen aan de waarden van de belangrijke parameter druksterkte kan de hoeveelheid geproduceerde pellets per vierkante meter roosterwagen en per tijdseenheid dus met meer dan 40 % verhoogd worden.Thus, without compromising the values of the important compressive strength parameter, the amount of pellets produced per square meter of grid car and per unit time can be increased by more than 40%.

In Fig. 6 is het verloop weergegeven van de Mini -ASTM-waarde als functie van de specifieke produktiehoeveelheid. De Mini-ASTM-waarde is een andere belangrijke parameter voor het karakteriseren van gebrande pellets en is het resultaat van een op de ASTM-beproe-ving voor stofproduktie gebaseerde tumbler-proef maar nu uitgevoerd op een klein monster van 500 gram pellets. De stoffractie kleiner dan 1 mm wordt gemeten.In FIG. 6 shows the progression of the Mini-ASTM value as a function of the specific production quantity. The Mini-ASTM value is another important parameter for characterizing burned pellets and is the result of an ASTM test for dust production based tumbler test but now performed on a small sample of 500 grams of pellets. The dust fraction smaller than 1 mm is measured.

In Fig. 6 toont curve a het verloop van de Mini-ASTM-waarde voor pellets vervaardigd met de bekende werkwijze en 1,1 gew.% koolstof homogeen verdeeld in de groene pellets. Curve b, resp. c. toont het verloop van de Mini-ASTM-waarde voor pellets vervaardigd met de werkwijze volgens de uitvinding met 1,1 gew.%, resp. 1,8 gew.% koolstof op het buitenoppervlak van de groene pellet. Ook voor wat betreft de stofproduktie, of anders gezegd de slijtvastheid, geeft de werkwijze volgens de uitvinding betere resultaten dan de bekende werkwijze.In FIG. 6 shows curve a the progression of the Mini-ASTM value for pellets produced by the known method and 1.1 wt.% Carbon homogeneously distributed in the green pellets. Curve b, resp. c. shows the progression of the Mini-ASTM value for pellets produced by the method according to the invention with 1.1% by weight, respectively. 1.8 wt% carbon on the outer surface of the green pellet. The method according to the invention also gives better results than the known method with regard to the production of matter, or in other words the wear resistance.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding vooral is beschreven aan de hand van het gebruik van de pellets in een hoogoven, is de uitvinding niet daartoe beperkt, maar strekt zich ook uit over andere toepassingen zoals gebruik als grondstof in een direct reductie-proces en levert daarbij overeenkomstige voordelen. Eveneens is de uitvinding niet beperkt tot de eerdergenoemde meest gebruikte werkwijze, maar valt ook toepassing in andere pellet-brandprocessen zoals het rotary-kiln-process, het straight-grate-process en het schachtovenproces binnen het bestek van de uitvinding.Although in the foregoing the invention has been described mainly with reference to the use of the pellets in a blast furnace, the invention is not limited thereto, but also extends to other applications such as use as raw material in a direct reduction process and thereby provides corresponding benefits. Likewise, the invention is not limited to the aforementioned most commonly used method, but is also applicable to other pellet burning processes such as the rotary kiln process, the straight grate process and the shaft furnace process within the scope of the invention.

Claims

A method of manufacturing burnt iron ore pellets comprising the steps of forming green pellets containing iron ore and a solid carbonaceous fuel, and drying and firing the green pellets into the burned iron ore pellets using hot process gas characterized, that the solid carbonaceous fuel is applied at least in part to the outer surface of the green pellets.

A method according to claim 1, characterized in that the amount of carbon in the carbonaceous fuel is between 0.8 and 2.2% by weight of the green pellets.

Process according to claim 2, characterized in that the amount of carbon is between 1.1 and 1.8 wt.%.

Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the fuel contains substantially carbonaceous blast furnaces.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the fuel comprises cooking breeze.

A method according to claim 5, characterized in that the cooking breeze is broken cooking breeze, the grain size of which is mainly substantially less than 5 mm.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the iron ore in the green pellets occurs mainly in the form of hematite, characterized in that, in the green pellets, between 0 and 0.5 wt.% Of the green pellets carbon homogeneously distributed is applied.