NO118175B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved fremstilling av carboniserte og

forreduserte jernmalmpellets.

Foreliggende oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte ved fremstilling av carboniserte og forreduserte jernmalmpellets inne-

holdende en vesentlig prosent jern i redusert form.

Ved kjente prosesser for fremstilling av forreduserte jernmalm-

pellets som var spesielt egnet for anvendelse i smelteprosesser for fremstilling av rujern, var det vanlig å lage pellets av forholdsvis liten partikkelstorrelse og med et forholdsvis hoyt carboninnhold.

Det viste seg at denne fremgangsmåte hadde en tilbøyelighet til å gi pellets som var sammensmeltet eller hadde dannet klinker.. Det har nu vist seg at ved å oke pelletenes storrelse til området 13 - 38 mm kan foneduserte jernmalmpellets fremstilles som ikke er sammensmeltet,

men som foreligger som adskilte pellets. Det har også ganske uventet

vist seg at ved å oke pelletstorrelsen reduseres ikke bare tendensen til å danne klinker, men mengden av det nodvendige carbon for fremstilling av brukbare, forreduserte pellets kan minskes med fra 15 % til 35 % med betydelig sparing av brensel.

Foreliggende fremgangsmåte er videre forbedret ved at det anvendes en oppadgående strom av et oxyderingsmiddel i forholdsvis kort tid ved avslutningen av prosessen. Ved en slik behandling oppvarmes pellet-_ laget hurtig og jevnt uten for sterk oxydering av de ovre pelletlag. Ved "for sterk oxydering" menes reoxydering av redusert jern til hoyere oxyderingstrinn, og unodvendig oxydering av carbon.

Det kan fra pelletene fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte fremstilles hoyt metalliserte jernmalmpellets ved å anvende den avsluttende del av den i US patent nr. 3.26M-.092 beskrevne fremgangsmåte. Det anvendes ellers ved fremgangsmåten ifolge US patent nr. 3.26^.092 forskjellige behandlingstider og forskjellige sammensetninger av behandlingsgassene i forhold til hva som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, og dessuten et temperaturutjevnende oppvar-mingstrinn. Dette er ikke nodvendig ved foreliggende fremgangsmåte som også er forskjellig fra fremgangsmåten ifolge US patent nr. 3.26V.092 ved at det ved foreliggende fremgangsmåte anvendes en reversering av gassenes stromningsretning gjennom laget fra en overflate av laget til en annen efterhvert som det fores på en vandrerist. Derved sikres at reaksjonsgraden av hele pelletchargen er stort sett den samme ved et hvilket som helst nivå innen chargen.

Det har videre vist seg at ved foreliggende fremgangsmåte kan kapasiteten til en vandreristmaskin når den anvendes ved fremstilling av forreduserte pellets, okes to til tre ganger i forhold til tidligere kapasitet på grunn av at de ovennevnte betingelser muliggjor anvendelse av en hoy gjennomtrekkshastighet.

Foreliggende fremgangsmåte angår fremstilling av herdede, forreduserte, adskilte jernmalmpellets som ikke foreligger i klinkefform, i et dypt, beveglig lag og som inneholder fra l5-1+0 % av det tilgjengelig jern i metallisk form, og fremgangsmåten er særpreget ved en kombinasjon av folgende i og for seg kjente trekk: (a) det dannes en partikkelformig blanding med i det vesentlige jevn sammensetning og bestående vesentlig av jernmalm, et carbonholdig materiale og flussmidler, idet mengden av carbonholdig materiale innbefattet bundet carbon benyttes i en mengde som i det minste er tilstrekkelig til å redusere 100 % av jernoxydet i jernmalmen til fritt metall og som ikke overskrider 120 % av denne mengde, og

(b) det dannes fuktige pellets med en gjennomsnittlig diameter

av 13-38 mm av blandingen, hvorpå

(c) de fuktige pellets mates på en vandrerist under dannelse av

et 25-50 cm dypt lag, hvoretter

(d) laget torres i en torresone ved å lede oppvarmede gasser gjennom laget med en temperatur av 150-315°C og i en mengde av 6,1-9,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcenti-

meter vindkasseareal, hvorpå

(e) det resulterende, torrede pelletlag bringes inn i en carboniserende og forreduserende- sone, hvoretter

(f) laget oppvarmes for å carbonisere og forredusere pelletene

ved å lede gasser gjennom laget fra dets ene overflate til dets annen overflate under temperaturstigning i laget til 980-1205°C ved varmefronten som passerer gjennom laget, hvorved forreduseringen av jernoxyd til metallisk jern utfores inntil det fåes l5-1+0 % metallisk jern basert på jerninnholdet i pelletene, og gassene ledes gjennom laget i en mengde av 3,0-6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, og det nye trekk (g) at for varmefronten fullstendig har passert gjennom laget fra dets ene overflate til dets annen overflate, ledes gasser gjennom laget fra en av lagets overflater til lagets annen overflate i en retning motsatt stromningsretningen til gassene i det foregående trinn for å sette i gang en motsatt rettet og bevegelig carboniserende og forreduserende varmefront, hvorved carboniseringen og forreduksjonen av pelletene gjennom hele laget holdes på stort sett det samme nivå, og reoxydering av metallisk jern begrenses til et minimum.

De forreduserte pellets fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte kan metalliseres ytterligere ved riktig regulering av gasstrommene som passerer gjennom det dype lag. De forreduserte pellets kan også transporteres varme til en smelteinnretning for oyebli&elig fremstilling av rujern på vanlig måte eller de kan avkjoles og bringes til et mer fjerntliggende smelteanlegg. Det siste er en fordel forsåvidt som det muliggjor forreduksjon ved jernmalmgruven med påfolgende transport på jernbane eller andre transportmidler til et fjerntliggende jern-verk.

Ved en kjent prosess for fremstilling av carboniserte pellets lages gronne kuler med en diameter av ca. 9,5 mm. De gronne pellets anbringes på en vandrerist i et forholdsvis tynt lag av fra 10 til 15 cm dybde. De gronne .<p>ellets torres opprinnelig i ca. 7 minutter, antennes med en'åpen trykkflamme i ca. 1 minutt og carboniseres så med en nedadgående luftstrom som tilfores i en mengde av ca. 1,5 l/cm 2 og minst i ca. 9 minutter. Erfaring har vist at de små pellets har et forholdsvis stort samlet, eksponert overflateareal som forårsaker carbontap til luftstrommen, en forholdsvis lav reduksjonsindeks og en hoy flyteevne ved hoye temperaturer slik at det dannes klinker. Det kreves en adskilt kilde for antennelse med gassflamme. De mindre pellets har en storre overflate som utsettes for gnidningstap, og den lave dybde av laget er nodvendig for å hindre overoxydering av topplagene mens bunnlagene blir carbonisert. Bruk av luft gir sterkere oxyderende betingelser og forårsaker ukontrollerbar overopphetning på grunn av for stor forbrenning av carbon, samtidig som reoxydering av redusert jern, deriblant metallisk jern, som er blitt dannet, finner sted. En kontinuerlig nedadgående gasstrom forårsaker også overopphetning av risten og transportinnretningene.

Foreliggende oppfinnelse er en forbedring av den ovennevnte, kjente fremgangsmåte ved fremstilling av rujern og er i stor utstrek-ning ikke beheftet med de problemer som forekommer ved den kjente fremgangsmåte. I tillegg kan opptil 35 % av det vanlige kullbehov innspares.

Ved benyttelse av et dypt lag og når varmefronten som er forårsaket ved antennelse av bundet carbon på overflaten beveger seg nedover gjennom laget og denne front har passert 1/2 til V/5 av lagets dybde, er den kjemiske reaksjon i toppoverflaten slik at videre reaksjon på denne overflate er av oxyderende karakter og fritt metall begynner å reoxyderes. Denne uonskede effekt ved bruk av et dypt lag unngåes ved å reversere retningen av gasstrommen gjennom laget. Derved oppnåes et homogent sluttprodukt, og kapasiteten okes vesentlig. Videre er sammensetningen av de varme gasser etter at de har passert 1/3 til V/5 av lagets dybde slik at den onskede carbonisering og forreduksjon til fritt metall blir mindre effektiv jo lenger gassene trenger ned i laget fra den overflaten hvor de tilfores. Reversering av gassretningen når varmefronten har gått gjennom ca. 1/2 til V5 av lagets dybde, muliggjor fremstilling av et mer homogent produkt gjennom hele laget enn hva som hittil har vært mulig ved bruk av forholdsvis dype lag. Da det carbonholdige materiale videre er intimt blandet med jernmalmen gjennom hele pelletene istedenfor å være konsentrert på pelletenes overflate, minskes carbontapet som folge av forbrenning, og tilstrekkelig carbon til å redusere jernoxydet til metallisk jern holdes igjen. En del av carbonet i pelletene anvendes for dette formål under herdningen av pelletene, og den gjenværende del forblir i de carboniserte pellets og er tilstrekkelig til å redusere gjenværende jernoxyd i de carboniserte, forreduserte pellets til fritt metall ved den videre behandling av pelletene, som f.eks. i en masovn.

I overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse benyttes store, gronne pellets med en diameter som er ca. 2 til h ganger storre enn tidligere brukte diametre. De gronne pellets anvendes i et lag som også.er 2 til 3 ganger dypere enn tidligere anvendte lag og torres med resirkulerte avtrekksgasser. Laget kan antennes med en åpen gassflamme og omgivende luft trekkes ned gjennom laget slik at det fåes en forredusert jernmalmpellet.

Istedenfor å bruke en åpen flamme for antennelse, kan chargen også antennes med en forvarmet strom av i det vesentlige noytral gass bestående av gassformige forbrenningsprodukter og blandet med varme, resirkulerte gasser fra carboniseringssonen som blant annet kan fåes ved efterbrenning i ledningssystemet for gasstrommen. Som nevnt ovenfor kan imidlertid omgivende luft anvendes for å gi et carbonbundet produkt. Efter carboniseringssonen passerer chargen over et område hvor trekken, som også.kan inneholde et underskudd av oxygen, eller luft, ledes gjennom laget i en retning'motsatt den som ble benyttet i den forelopige carboniseringssone, slik at bunnen av laget antennes. Dette er en gasstrom som gir reaksjon i motsetning til en avkjblende gasstrom. Et forredusert, carbonisert produkt fåes som så kan mates direkte, på en elektrisk smelteovn. Produktet kan også tilfores til en metalliseringssone som nevnt ovenfor, hvor pelletene herdes til metallbundne pellets i hvilke 60 - 90 % av tilgjengelig metall reduseres til metallisk form.

Ved dette carboniseringssystem ved anvendelse av store pellets

i dype lag som reageres ved gjennomfdrsel av store gassmengder, opp-

nåes en forholdsvis hoy carboniseringskapasitet for enheten. Systemet er kjennetegnet ved temperaturkontroll av laget. Denne temperaturkontroll tilveiebringes ved regulering av temperaturen og sammensetningen til den gjennornstrommende gass. Forekomst av for hoye temperaturer kontrolleres av de store pellets som gir et mindre overflateareal pr. vektenhet som er tilgjengelig for oxydasjon av gass-strommen. Klinkerdannelse reduseres også fordi færre kontaktpunkter foreligger når store pellets benyttes istedenfor pellets med mindre diameter som tidligere anvendt.De fremstilte pellets er carbonbundet og inneholder en forholdsvis hoy prosent av fritt jern i form' av små, adskilte partikler, og mengden av anvendt carbon er ca. 65-85 % av den mengde som kreves ved fremgangsmåten ifolge US patent nr.2.806.779.

På tegningene viser

fig. 1 en diagrammessig fremstilling og et forenklet prosesskjema for en fremgangsmåte for fremstilling av forreduserte pellets ifolge foreliggende oppfinnelse, og

fig. 2 er også en diagrammessig fremstilling og et forenklet prosesskjema for en annen fremgangsmåte for fremstilling av forreduserte pellets ifolge foreliggende oppfinnelse.

Ved foreliggende fremgangsmåte finner en reaksjon mellom faste stoffer og gass sted i en varm atmosfære under fremstilling av carbonbundne pellets inneholdende jern i redusert, metallisk form og i en mengde av ca. 15 % til >+5 % av tilgjengelig jern i den opprinnelige jernmalm. Ved fremgangsmåten fremstilles forreduserte pellets som inneholder jern i redusert, metallisk form som adskilte, små jernpartikler i en mengde av ca. 20 % av tilgjengelig jern, og det benyttes ca. 30 % mindre carbonholdig brensel enn ved den kjente fremgangsmåte. Mengden av carbonholdig materiale som benyttes ved foreliggende fremgangsmåte, er den mengde som inneholder bundet carbon i en mengde tilstrekkelig til i det minste å redusere 100 %

av jernet i malmen til metallisk jern, og ikke mer enn 120 % av denne mengde.

Fremgangsmåten illustrert ifolge fig. 1 avser fremstilling av gronne jernmalmpellets med flussmidler og carbonholdig materiale.

De relative mengder av hovedbestanddelene er slik avpasset at under

de rådende prosessbetingelser er de individuelle kuler forsynt med nok flussmiddel og nok carbon til å være selvreduserende. Nedenfor

er angitt et eksempel på sammensetningen av en charge under anvendelse av en spesiell hoyverdig malm:

Under visse omstendigheter kan bindemidler som stivelse, sulfitt-lut, kalk, salter eller bentonitter anvendes.

Folgende oppstilling viser en kjemisk analyse av typiske bestanddeler på prosentbasis:

Kjemisk analyse

De forskjellige bestanddeler males og blandes til en kornformig blanding idet de anvendte partikkelstorrelser er egnet for pelleti-sering og vanligvis ligger innen området fra ca. -325 mesh til ca.

10 mesh, fortrinnsvis fra h8 mesh til 100 mesh (Tyler-sikter). Materialene fremstilles slik at blandingen hovedsakelig består av partikler med en storrelse under 10 mesh og inneholder ca. 80 % -100 mesh og ca. 50 % -325 mesh. De individuelle partikkelstorrelser av råmaterialene er ikke kritiske, og det er den fysikalske sammensetning av blandingen som muliggjor gode pelletiseringsegenskaper.

Bestanddelene blandes godt og fores til et pelletiseringsapparat 2. Pelletiseringsapparatet 2 er av konvensjonell type med en roterende, hellende tallerken eller trommel. Så snart pelletiserings--apparatet er blitt "stabilisert", dvs. at prosessbetingelsene er •blitt bragt i likevekt, får de fremstilte pellets en bemerkelses-verdig jevn diameter. Uttrykket "gronne kuler" eller "gronne pellets" som her anvendt skal tilkjennegi at pelletene eller kulene ikke er blitt torret eller herdet og tjener til å beskrive deres fuktige tilstand når de forlater pelletiseringsapparatet. Med hensyn til dette apparat kan det vises til US patent nr. 2.9<*>+7.026 som beskriver en type pelletiseringsapparat som med fordel kan brukes ved dannelsen av pellets ifolge foreliggende oppfinnelse. Som nevnt ovenfor bor den gjennomsnittlige pelletdiameter ikke være storre enn at pelletene vil passere en sikt med 25 mm kvadratiske åpninger og holdes igjen på en sikt med 16 mm kvadratiske åpninger. En gjennomsnittlig diameter av ca. 19 mm er å foretrekke. Kuler eller partikler som er mindre enn den onskede partikkelstorrelse , bearbeides på'ny ved rivning . og maling, f.eks. i en kollergang, eller returneres til pelleti-seringstallerkenen for videre rulling og okning av partikkelstor-relsen. Pelletene som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, er storre enn de pellets som-hittil er blitt kommersielt benyttet.

De gronne kuler inneholdende fuktighet i en mengde av ca. 10 vekt$-15 vekt$ transporteres ved hjelp av transportbanen 3 til en vanlig

vandreristmaskin h. Blant fagfolk er det velkjent at denne maskin består av en forlenget skinnegang med et flertall adskilte, vandrende panner med bunner bestående av et flertall stenger og med oppstående sidevegger, idet pannene er understottet på skinnegangen ved hjelp av hjul. Når vandreristkomponentene beveger seg langs en jevn del av skinnegangen, danner de en sammenhengende kanal og vandrerist. Ved tomningsenden av den jevne skinnegangsdel fores de individuelle panner over en styreanordning til en tilbakeførende skinnegang og passerer langs denne i omvendt stilling og returnerer ved hjelp av det motstående kjedehjul ved påmatningsenden til den normale oppad-vendte stilling, og forlopet gjentas. Den forlengede, rette del av skinnegangen er forsynt med sammenhengende hettedeler plasert over vandrepannene for tilfbrsel eller fjerning av gasser til eller fra den ovre overflate av chargen i pannene. Under pannene og chargen er det anbragt flere sammenhengende og samvirkende vindkasser avpasset for tilforsel av gassformig materiale til eller for avtrekking av gassformig materiale fra chargen.

Pelletene utsettes forst for en torring eller forvamningssone begrenset av hetten 7 som samarbeider med vindkassen 8 og ved hjelp av hvilke oppvarmede gasser med en temperatur innen området fra 150° til 315°C ledes gjennom chargen 6. Disse gasser er avgasser fra en annen del av prosessen. Da slike avgasser ofte har en for hoy temperatur til at de vil gi en skikkelig torring, er det nodvendig å avpasse de resirkulerte gassers temperatur ved tilforsel av omgivende luft ved 5 slik at temperaturen av gassene når de tilfores det vandrende lag 6, ligger innen det onskede område. Som nevnt ovenfor er det vandrende lag 6 meget dypere enn vanlig, dvs. fra 25

til 50 cm dypt. Det er vesentlig at torregassenes temperatur er avpasset med hensyn til sammensetningen av de gronne kuler slik at for tidlig'antennelse av carbonholdig materiale og sprekking eller opp-brytning av kulene på grunn av for hurtig ekspansjon av vanndamp innen kulene reduseres. Slik sprekking forårsaker dannelse av uonsk-

ede mengder fine partikler. Gjennomstromningsmengden av torregassene bor ligge innen området fra 6,1 til 9,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal.

Etter torringen kommer de torrede pellets inn i en carboniserende

og forreduserende sone begrenset av den sammensatte hette 9 og vind-kassene 10 og 11, hvor pelletene antennes ved hjelp av en oppvarmet gass som ledes gjennom det dype lag i en mengde av ca. 3,0 til 6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal . og med en temperatur tilstrekkelig til å påbegynne og å forårsake reaksjonen mellom den faste fase omfattende carbonholdig materiale, oxy-genet og jernmalmen. Disse gasser oppvarmes utvendig i forhold til vandreristmaskinen ved forbrenning av brennbar gass i ga sstrommen og også ved antenning av gassen som trekkes av fra laget i en efterbrenner 12 og resirkulering av i det minste en del derav ved hjelp av viften 13 for igjen å passere gjennom laget eller chargen. Chargens varme fåes derfor ved gjennomførsel av de varme gasser og ved oxydasjon av en del av det carbonholdige materiale.

Selv om det ikke er praktisk å benytte fullstendig inerte gasser

i gasstrommen under de carboniserende og forreduserende faser av prosessen, kan slike fullstendig inerte gasser, f.eks. nitrogen, med letthet benyttes. Rent praktisk benyttes imidlertid fortrinnsvis luft med underskudd av oxygen, og på grunn av tilstedeværelsen av mindre mengder oxygen, f.eks. 5 til 15 vol% og fortrinnsvis 5 til 8 vol$, kan luften være litt oxyderende. På grunn av nærværet av carbonoxyder, dvs. carbonmonoxyd, kan gassene også være lett re-

duserende. Uttrykket "i det vesentlige noytral" som benyttet under henvisning til gassene som ledes gjennom 'chargen, skal derfor dekke helt noytrale eller inerte gasser såvel som de praktiske gassammen-setninger som fåes fra luft som kan inneholde mindre mengder, dvs. opp til 5-15 vol$ av oxyderende bestanddeler, som oxygen, eller re-duserende bestanddeler, som carbonmonoxyd. Som nevnt kan luft tilsettes for å hjelpe antennelsen og den kjemiske reaksjon i laget med den oppadgående gasstrom.

Ifolge US patent nr. 3.264-.091 er det': nevnt at hvis gjennom-førselen av inerte gasser fortsettes i tilstrekkelig lang tid, kan pelletchargens temperatur stige inntil temperaturer av ca. 1315 til 1370°C. Ved slike temperaturer reduseres jernoxydet i en mengde av ca. 10 % til ca. 90 % av det tilgjengelige jern i chargen, og pe>l-letene utvikles utover det trinn å være "carbonbundne" og blir i stedet metallbundne eller metallisert. Det anvendes ellers ved fremgangsmåten ifolge US patent nr. 3.26V.091 forskjellige behandlingstider og forskjellige sammensetninger av behandlingsgassene i forhold til hva som anvendes ved foreliggende fremgangsmåte, og dessuten et temperaturutjevnende oppvarmingstrinn.!Dette er ikke nodvendig ved foreliggende fremgangsmåte som også er forskjellig fra fremgangsmåten ifolge US patent nr. 3.26V.091 ved at det ved foreliggende fremgangsmåte anvendes en reversering av gassenes stromningsretning gjennom laget fra en overflate av laget til en annen efterhvert som det fores på en vandrerist. Derved sikres at reaksjonsgraden av hele pelletchargen er stort sett den samme ved et hvilket som helst nivå innen chargen.

Ved foreliggende fremgangsmåte benyttes en forandring i retningen av de varme gasser som strommer-gjennom pelletchargen. Ved å lede gassene gjennom laget i en retning motsatt retningen til den carboniserende og forreduserende gass sikres det at reaksjonsgraden av hele pelletchargen er stort sett den samme ved et hvilket som helst nivå innen chargen. Ved å skifte gassens gjennomstromningsretning kan videre reduksjon og utstrakt metallisering av de ved foreliggende fremgangsmåte fremstilte pellets utfores i en sone umiddelbart efter den sone hvor gasstrommens retning forandres. For eksempel dersom det forst benyttes en nedadgående carboniserende og forreduserende gasstrom i en mengde av 3,0 til 6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, kan det anvendes en avsluttende, oppadgående, carboniserende og forreduserende gasstrom i en mengde av 0,76 - 6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal. Derpå kan pelletene ledes inn i en varmefordelings-sone med nedadstrommende gasser. Ved en slik modifisert fremgangsmåte kan metalliseringsgraden som nevnt ovenfor ligge innen området fra ca. 60 - 90 % av tilgjengelig jern i malmen benyttet ved fremstilling av pelletchargen.

Ved foreliggende fremgangsmåte kan en hvilken som helst type carbonholdig materiale innfores som reduksjonsmiddel. For fremstilling av et carbonbundet produkt bor reduksjonsmidlet også omfatte et tjæreholdig eller asfaltholdig materiale som bindemiddel. Ved bruk av koksgrus, trekull, brunkull eller antrasitt bor en hoytsmeltende, tjæreholdig rest i en mengde av ca. 25 vekt$ basert på kullet, tilsettes. Bituminose kullsorter som allerede inneholder slike bestanddeler, krever ingen videre tilsetning.

På fig. 2 vises diagrammessig en annen prosess som benytter seg av særtrekkene ved foreliggende fremgangsmåte. Det anvendte apparat er av vanlig type. Ifolge fig. 2 transporteres en blanding av pulverisert jernmalm, pulverisert carbonholdig'materiale og pulverisert flussmiddel av lignende sammensetning som ovenfor angitt, ved hjelp av en transportør 30 til en vanlig, hellende, roterende pel-letiseringstallerken 31. Fra pelletiseringsapparatet transporteres gronne pellets med en gjennomsnittlig partikkelstorrelse innen området 13 - 38 mm ved hjelp av en transportor 32 til en vanlig vandreristmaskin 33. Disse forholdsvis store, gronne pellets fylles på vandreristen til en dybde av 25 - 50 cm, fortrinnsvis 38 cm, idet lagets dybde reguleres ved hjelp av en port }>h som er regulerbar for innstilling av den onskede chargedybde.

Pelletene utsettes forst for en tbrresone begrenset av hetten

35 og den samvirkende vindkasse 36 anbragt under vandreristen. Resirkulerte gasser ledes gjennom laget med en temperatur av 150 - 315°C. De fuktige gasser slippes ut i luften ved hjelp av viften 37. Pelletenes oppholdstid i denne sone reguleres slik at pelletenes fuktighetsinnhold reduseres til under ca. 2 vek. t% vann. Avdrivnings-hastigheten av fuktigheten innstilles slik at sprekkdannelser og desintegrering av pelletene unngåes. Det benyttes gasstrommer i en mengde av 6,1 - 9,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, og en oppholdstid i denne sone av ca. 8-12 minutter vil gi et tilfredsstillende tort produkt.

Pelletene antennes så under en åpen gassflamme. Vindkassen 38 anbragt under vandreristen trekker sammen med viften 39 den varme gass ned i chargen og bevirker at carbonét i den carbonholdige be-standdel antennes. På grunn av det reduserte trykk ved overflaten forårsaket av viften 39 ledes også omgivende luft ned gjennom chargen. Dette muliggjbr at oxyderingen av brennstoffet kan fortsette slik at det fåes varme i chargen og begynnende delvis reduksjon av jernmalmen ved reaksjon av jernmalmen med carbon. Viften ^3 gir en oppadgående gasstrom ved enden av carboniseringssonen på samme måte som i fig. 1. Chargens temperatur i denne del av carboniseringssonen kan synke

til en gjennomsnittstemperatur av 980°C, og omdannelse av jernmalmen til fritt, metallisk jern i hele carboniserings-forreduksjons-sonen finner sted i en grad av l5- 1+0 %. Det fremstilte jern foreligger som meget finfordelte partikler, og pelletene er som regel bundet ved såkalt "carbonbinding", og reoxydering av det reduserte jern til jernoxyd er minimal. Disse pellets er ikke så mekanisk

sterke som de mer metalliserte pellets beskrevet tidligere. Pelletene kan imidlertid overfores direkte til, en smelteovn eller avkjoles og transporteres til en mer fjerntliggende smelteovn.

Luftgjennomstromningsmengden i den carboniserende og forreduserende sone er 3,0 - 6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, og lagets temperatur er 980 - 1205°C

ved enden av carboniseringssonen.

En efterbrenner h0 kan innsettes i avtrekkssystemet for avgassene fra carboniseringssonen for å utnytte disse gassers varmeverdi. Gassene resirkuleres til torre'sonen og, dersom nodvendig, kan luft innfores ved hl for å regulere torregassenes temperatur til det onskede nivå. Carboniseringsgassene inneholder ca. 15 -;23 vekt% oxygen.

Det har vist seg at ved foreliggende fremgangsmåte som er en modifisering av fremgangsmåten ifolge US patent nr. 2.806.779, kan langt mindre kull eller carbonholdig materiale benyttes, f.eks. inntil 35 % mindre i den opprinnelige blanding som skal pelletiseres. Til-bøyeligheten til klinkerdannelse i det ferdige produkt minskes også. Det ferdige produkt fåes derfor som adskilte pellets som er krympet noe i storrelse og hvor jernoxydinnholdet er blitt forredusert under dannelse av frie, adskilte, små jernpartikler i pelletene.

Pelletene fremstilt ved foreliggende fremgangsmåte kan fylles direkte på en smelteovn eller avkjoles og transporteres til et mer fjerntliggende smelteanlegg. I begge tilfeller har en storre del av reduksjonsreaksjonen funnet sted på vandreristen, og flussmidlene eller de slaggdannende materialer befinner seg i de forreduserte pellets. Pelletene som tommes av fra vandreristen ifolge foreliggende fremgangsmåte, er i det vesentlige helt adskilte og kan derfor lett transporteres og behandles i motsetning til det klinkerprodukt som er blitt fremstilt ved kjente fremgangsmåter.

Som regel er den forholdsvise mengde av carbon som anvendes i disse.sammensetninger bestemt av den mengde reduksjon og herdning som er nodvendig ved hjelp av det carbonholdige materiale. Det carbonholdige materiale bor inneholde fritt carbon og gi carbon som er tilgjengelig i en mengde som i det minste er tilstrekkelig til å om-danne alt jernoxyd til metallisk jern og til å gi det onskede carboninnhold i det ferdige rujern, f.eks. 3,5 % C. En praktisk metode for beregning av mengden carbonholdig materiale kan baseres på den for-utsetning at det tilgjengelige carbon reagerer med jernoxydet under dannelse av carbonmonoxyd istedenfor CC^eller en blanding av COq og CO. Det antas videre at bare det bundne carboninnhold i det carbonholdige materiale reagerer eller er tilgjengelig for reaksjonen. En viss mengde av det bundne carboninnhold går tapt, og det antas at tapet er ca. 20 %. Når derfor det tilgjengelige carbon i det carbonholdige materiale beregnes basert på den stokiometriske mengde i forhold til jernmalmen for reduksjon til metallisk jern, må denne mengde multipliseres med 1,2 for å ta hensyn til tapet av bundet carbon. Dette produkt dividert med det prosentuelle innhold av bundet carbon i det carbonholdige materiale gir den mengde carbonholdig materiale som skal anvendes i en gitt charge. Vanlige carbonholdige materialer inneholder ca. 55 % bundet carbon. Som regel er 25 - 50 % carbonholdig materiale basert på vekten av hele blandingen tilstrekkelig, og det anvendés i alminnelighet ca. 30 vekt$.

Claims (6)

i

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av herdede, forreduserte, adskilte jernmalmpellets som ikke foreligger i klinkerform, i et dypt, be-végelig lag og som inneholder fra % av det tilgjengelige jern i metallisk form, karakterisert ved en kombinasjon av folgende i og for seg kjente trekk:

(a) det dannes en partikkelformig blanding med i det vesentlige jevn sammensetning og bestående vesentlig av jernmalm, et carbonholdig materiale og flussmidler, idet mengden av carbonholdig materiale innbefattet bundet carbon benyttes i en mengde som i det minste er tilstrekkelig til å redusere 100 % av jernoxydet i jernmalmen til fritt metall og som ikke overskrider 120 % av denne mengde, og

(b) det dannes fuktige pellets med en gjennomsnittlig diameter av 13-38 mm av blandingen, hvorpå

(c) de fuktige pellets mates på en vandrerist under dannelse av et 25-50 cm dypt lag, hvoretter

(d) laget torres i en torresone ved å lede oppvarmede gasser gjennom laget med en temperatur av 150-315°C og i en mengde av 6,1-9,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, hvorpå

(e) det resulterende, torrede pelletlag bringes inn i en carboniserende og forreduserende sone, hvoretter

(f) laget oppvarmes for å carbonisere og forredusere pelletene ved å lede gasser gjennom laget fra dets ene overflate til dets annen overflate under temperaturstigning i laget til 980-1205°C ved varmefronten som passerer gjennom laget, hvorved forreduseringen av jernoxyd til metallisk jern utfores inntil det fåes % metallisk jern basert på jerninnholdet i pelletene, og gassene ledes gjennom laget i en mengde av 3,0-6,1 standard liter pr. minutt og pr. kvadratcentimeter vindkasseareal, og det nye trekk

(g) at for varmefronten fullstendig har passert gjennom laget fra dets ene overflate til dets annen overflate, ledes gasser gjennom laget fra en av lagets overflater til lagets annen overflate i en retning motsatt stromningsretningen til gassene i det foregående trinn for å sette i gang en motsatt rettet og bevegdig carboniserende og forreduserende varmefront, hvorved carboniseringen og forreduksjonen av pelletene gjennom hele laget holdes på stort sett det samme nivå, og reoxydering av metallisk jern begrenses til et minimum.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at gassene som benyttes under torringen, er resirkulerte gasser avtrukket fra laget under oppvarmingstrinnet (f).

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at laget antennes med en flamme etter at pelletene har passert gjennom torresonen.

h. Fremgangsmåte ifolge krav 1-3, karakterisert ved at oppvarmingstrinnet (f) utfores ved å trekke luft gjennom laget.

5. Fremgangsmåte ifolge krav I-V, karakterisert ved at gassen som anvendes i trinn (g), er en oppvarmet, resirkulert gass fra oppvarmingstrinnet (f).

6. Fremgangsmåte ifolge krav 5, karakterisert ved at den resirkulerte gass har et underskudd av oxygen.