SE438510B - Forfarande for framstellning av herdade fristaende kulor eller kulsinter, som innehaller en vesentlig andel metalliskt jern - Google Patents

Description

8000183-7 2 I Enligt en utföringsform trumlas den hydrotermiskt härda- de kulsintern i en upphettad roterande ugn och i närvaro av en i huvudsak icke oxiderande atmosfär med eller utan utifrån till- fört kolhaltigt material. Förekomsten av internt kol i kulsintern gör att ugnen kan drivas vid sådana betingelser att kulsintern -kan bli i huvudsak fullständigt metalliserad inom en så kort tid som 30 minuter eller mindre och inom 5-15 minuter vid högre tem- peraturer inom det ovan angivna intervallet.

Enligt en annan utföringsform införs ett reducerande kol (a charring coal) i den roterande ugnen tillsammans med den hydrotermiskt härdade kulsintern, varvid den roterande ugnen drivs vid sådana betingelser att kolet inte förbränns och där- för inte deltar i reduktionsreaktionen. I stället avlägsnas de flyktiga beståndsdelarna i kolet och bränns för att hjälpa till att upphetta ugnen och bilda ofullständigt förbränt kol (char), som efter kylning separeras från kulsintern och pulveriseras för att användas som kolhaltigt material i utgångsblandningen.

Bifogade enda ritning är ett flytschema som åskådlig- gör en företrädesvis tillämpad utföringsform av förfarandet.

Förfarandet kan användas för framställning av metalli- serad kulsinter med utgångspunkt från järnmalmskoncentrat och s.k. avfallsstoft från stâlfabriker eller fasta partiklar eller pulver som är rika på järn (t.ex. 50-80 % järn) och som utvinns som biprodukter vid stålframställning, inklusive stoft som av- skiljts från rökgaserna från ugnar av BOF-typ, martinugnar, mas- ugnar och elektriska ugnar¿igl"dskalskorn, gruskammarstoft, pulver som avskiljts från/kulsinter överförd järnmalm, etc. Med beteckningen "järnoxidhaltigt material" menas i det här samman- hanget järnmalmskoncentrat, avfallsstoft från stålverk eller blandningar därav. Förfarandet är speciellt lämpligt för fram- ställning av höggradigt metalliserad kulsinter från järnmalmer, såsom hämatit och magnetit,.företrädesvis i form av malmen eller koncentrat med hög renhet, vilka innehåller ca 45-70 % järn och i övrigt gångart. I enlighet därmed kommer förfarandet i regel att beskrivas med användning av ett järnmalmskoncentrat som utgångsmaterial.

En utgångsblandning bereds först genom att man noggrant 8090183-7 3 blandar ett järnmalmskoncentrat, ett kolhaltigt material, ett bindemedel, ett kiselhaltigt material och en mängd vatten som är tillräcklig för att bilda en fuktad blandning som kan formas till fristående, agglomererade massor eller kulor.

Lämpliga bindemedel är, såsom framgår ovan, oxiderna, hydroxíderna och karbonaterna av kalcium och magnesium och blandningar därav. Osläckt eller bränd kalk, CaO, och hydrati- serad eller släckt kalk, Ca(OH)2, är särskilt lämpliga, ty förutom att de verkar som bindemedel kan de medverka vid slagg- bildning och avlägsnande av svavel när den metalliserade kul- sintern smälts i en ugn för stålframställning, såsom kommer att beskrivas nedan. Mängden använt bindemedel utgör ca 1 till ca viktprocent, räknat på den totala vikten av det torra fasta materialet. När mindre än ca 1 viktprocent används har den härda- de kulsintern inte tillräcklig beständighet mot krossning eller tryckhållfasthet för att motstå trumling i en roterande ugn. Bindemedelsmängder som överstiger 30 viktprocent kan à andra sidan inte öka tryckhållfastheten nämnvärt och kan minska koncentrationen av metalliserat järn i den färdiga kulsintern till en icke önskvärd nivå.

När bindemedlet i första hand är avsett förbdndning är den använda mängden företrädesvis ca 2 till ca 10 viktprocent.

När osläckt eller släckt kalk används som bindemedel och man vill göra den metalliserade kulsintern angående för användning i en elektrisk ugn för stålframställning bör viktförhållandet mellan kalken, beräknad som CaO, och den totala vikten av det kiselhaltiga materialet i blandningen (inklusive det naturligt förekommande kiselhaltiga materialet i Järnmalmskoncentratet och det som tillsatts till blandningen), beräknad som Si02, ligga mellan ca O,5:l och ca 5:1. Om den metalliserade kul- sintern skall transporteras ett relativt långt avstånd kan egenskapen att vara engående utgöra en olägenhet ur kostnads- synpunkt. De extra kostnaderna för transport av metalliserad kulsinter med högre koncentrationer av kalk kan med andra ord upphäva den ekonomiska fördelen av att kulsintern är engàende.

Såsom har förklarats ovan kan blandningen försättas med ett litet överskott av osläckt eller släckt kalk så att den färdiga, ßooc1s3-7 H erhållna kulsintern kan medverka i överföringen av svavel från den heta smältan till slaggen när kulsintern smälts i en elektrisk ugn.

Om det järnoxidhaltiga materialet innehåller en upp- skattbar mängd (t.ex. 0,5 viktprocent) tillgänglig S102 som kan reagera med bindemedlet under bildning av silikat- eller hydro- silikatbindningar därmed vid betingelserna för den hydrotermiska härdningen, kan härdad kulsinter med tillräcklig hållfasthet för att motstå trumling under reduktionssteget erhållas utan att något kiselhaltigt material tillsätts till utgångsblandningen. Överskottsmängder av kiseldioxid bör undvikas för minskning av den mängd slagg som bildas av den erhållna metalliserade kul- sintern i en het smälta. Vid användning av järnmalmskoncentrat med hög renhet och innehållande relativt små mängder S102 för- sätter man utgångsblandníngen med en mängd naturligt eller arti- ficiellt kiselhaltigt material som innehåller upp till 3 vikt- procent Siog, räknat på torrsubstanserzstotala vikt. Som exempel på lämpliga kiselhaltiga material kan nämas fínmald kvarts,_ kvartssand, bentonit, diatomacêjord, valklera, natrium-, kal- cium-, magnesium- och aluminiumsilikater, pyrogen kiseldioxid, olika hydratiserade kiseldioxider och blandningar därav. Av dessa är finmald kvarts och kvartssand de lämpligaste. _ Lämpliga fasta kolhaltiga material inkluderar både sintrande och icke sintrande kol, såsom koksande och icke koksande bituminösa kol, antracitkol och lignit och olika former av torrdestillerat (pyrolyzed) kol, såsom koksavfall, ofullständigt förbränt bituminöst kol, antracitkol, lignit och träkol (bituminous and anthracite coal char, lignite char, wood char), grafit och liknande. Mindre flyktiga och ofull- ständigt förbrända kolsorter är lämpligast eftersom de i regel ger högre tryckhållfasthet.

Det kolhaltiga materialets primära funktion är att tillhandahålla kol för reduktion av järnoxiden till metalliskt järn under reduktionen. I enlighet därmed motsvarar den minsta mängd, som används, den mängd, som behövs för att tillföra en mängd tillgängligt kol (bestämd kolhalt) som åtminstone är tillräcklig för att reducera all järnoxid till metalliskt järn, varigenom behovet av ett utifrån tillfört reduktionsmedel under 8003183-7 reduktionen elimineras. Mängden kolhaltigt material är före- iträdesvis något större än den beräknade stökiometriska mängden, exempelvis upp till ca 20 viktprocent räknat på torrsubstansens totala vikt, för att graden av metallisering skall bli så hög som möjligt och för att tillhandahålla ett överskott av kol som vid stålets smältpunkt kan förena sig med överskott av Ca0 i den metalliserade kulsintern för avlägsnande av svavel. Det verkar som om överskott av CaO och kol i den metalliserade kul- sintern reagerar med en väsentlig del av svavlet (1 form av FeS) och transporterar svavlet från den heta metallen till slaggen i form av CaS.

Mängden vatten i utgångsblandningen varierar beroende 'på den speciella sintringsteknik som används. Agglomeraten är företrädesvis avrundade eller i allmänhet kulformiga, vilket underlättar trumlingen av dem under reduktionssteget. Kulfram- ställningsförfaranden där man utnyttjar en kulrullningstrumma eller -tallrik som formar sfäriska kulor är vanligen lämpli- gast. För sådana processer bör den totala mängden vatten i den fuktade utgångsblandningen i allmänhet vara ca 10 till ca 20 viktprocent, företrädesvis ca 12 till ca 15 viktprocent.

Medelpartikelstorleken hos allt fast material i ut- gångsblandningen, inklusive det järnoxidhaltiga materialet, det kolhaltiga materialet, bindemedlet och det kiselhaltiga materialet, bör vara ca -200 till ca -400 mesh, företrädesvis -325 mesh. Partikelstorlekar som är grövre än ca 200 mesh ökar svårigheten att framställa små kulor och tillhandahåller i vissa fall otillräcklig ytarea för att den erfordrade höga hållfastheten skall erhållas hos den färdiga härdade kul- sintern.

Flertalet kolhaltiga material, framför allt de pyroly- serade typerna, har många små kapillärliknande porer eller för- djupningar som visar en benägenhet att absorbera vatten under nblandningssteget. Denna fria inre fuktighet tenderar att om- vandlas till ånga under det hydrotermiska härdningssteget och förorsakar en minskning av tryckhållfastheten och ibland sprick- bildning eller brott när för stora mängder finns närvarande i porerna eller fördjupningarna. Man kan minska detta problem genom att låta den fuktade blandningen vila eller stå en till- iaooo1as~v 6 räckligt lång tid för att en väsentlig del av den fria inre fuktigheten i det kolhaltiga materialet skall migrera från porerna eller fördjupningarna till partikelytorna.

Tiden och betingelserna för detta steg kan variera av- sevärt, framförallt beroende på den speciella typ av kolhaltigt material och bindemedel som används. Koksavfall och ofull- ständigt förbränt kol i allmänhet är mer poröst än bituminöst kol eller antracitkol och absorberar till följd därav mer fuktighet och erfordrar längre lagringstid. Avlägsnandet av överskott av inre fuktighet från porerna eller fördjupningarna i det kolhaltiga materialet kan påskyndas genom att man upp- hettar den fuktade blandningen till en förhöjd temperatur.

När bränd kalk och/eller magnesiumoxid används som bindemedel kan de reagera med den närvarande fuktigheten och bilda hydrater. Denna exotermiska hydratiseringsreaktion visar sig påskynda migration av den fria inre fuktigheten till partikelytan, vilket resulterar i en förkortning av den lag- rings- eller väntetid som erfordras utan yttre uppvärming.

Som en allmän regel brukar man låta den fuktade bland- ningen stå från ca 1 till ca 48 timmar, företrädesvis ca 2 till ca 5 timmar, vid en temperatur av ca 600 till ca 90°, före sintringen. När bränd kalk eller magnesiumoxid används som bindemedel, placeras den fuktade blandningen företrädesvis i en sluten, värmeisolerad behållare så att den exotermiska hydra- tiseringsreaktionen kan utnyttjas.

Den fuktade blandningen formas till osintrade kulor som är avrundade eller sfäriska till formen, såsom har nämnts ovan. De osintrade kulorna bör ha en diameter av ca 5 till ca 50 mm, företrädesvis ca 8 till ca 15 mm. Metalliserad kul- sinter som framställts av kulor med en diameter som är mycket mindre än ca 5 mm är svåra att hantera, medan kulor med en diameter som är större än ca 50 mm visar en långsam inre upp- hettning under reduktionssteget och erfordrar orimligt långa upphettningstider för att en hög grad av metallisering skall uppnås. ' _ _ _ För att erhålla härdad kulsinter med godtagbar be- ständighet mot krossning eller tryckhållfasthet för att motstå omröring eller trumling under reduktionssteget torkar man de. 8000183-7 7 osintrade agglomeraten eller små kulorna till en halt av fri fuktighet av ca 5 viktprocent eller mindre, företrädesvis ca 5 viktprocent eller mindre, före det hydrotermiska härdningssteget.

Denna torkning kan genomföras på konventionellt sätt, såsom genom att man placerar de osintrade kulorna i en ugn eller genom att man blåser het gas över dem, med användning av torkningstempera- turer upp till sönderdelningstemperaturen för det kolhaltiga materialet. Den tid som erfordras för att minska halten fri fuktighet i de osintrade kulorna till ca 5 viktprocent eller mindre beror på de använda torkningstiderna, de osintrade kulor- nas fuktighetshalt, den nivå, till vilken fuktighetshalten sänks, de osintrade kulornas storlek och form, etc.

När de osintrade kulorna har torkat helt eller delvis, införs de i en reaktionskammare eller ett tryckkärl, t.ex. en autoklav, vari de uppvärms till förhöjd temperatur i närvaro av fuktighet för ästadkommande av en härdning och bindning av de 'individuella partiklarna till en fristående massa med hög håll- fasthet. Tryckhållfastheten hos den härdade kulsinter, som fram- ställts genom detta hydrotermiska härdningssteg, beror i viss utsträckning på temperaturen, tiden, mängden tillsatser (inklu- sive kolhaltigt material och bindemedel) och fuktighetshalten i atmosfären. o Tillförseln av värme till de osintrade kulorna kan ske enligt ett flertal metoder. Man använder företrädesvis ånga, eftersom den samtidigt tillhandahåller värme och den fuktighet som erfordras för den hydrctermiska reaktionen. Man kan antingen använda mättad ånga eller så gott som mättad ånga. överhettad ånga har en benägenhet att ge kulsinter med sänkt hållfasthet.

Det är därför lämpligast att använda ånga vid temperaturer och tryck i närheten av temperaturen och trycket hos mättad ånga.

Temperaturer som i allmänhet varierar från ca l00° till ca 250°C, företrädesvis ca 200° till ca 225°C,kan användas med tillfredsställande resultat för att den önskade härdningen av de osintrade kulorna skall uppnås inom rimlig tid.

Autoklavtryck väsentligt över atmosfärstrycket är lämp- liga för att minska härdningstiden och för att förbättra håll- fastheten hos den erhållna härdade kulsintern. Ekonomiska för- hållanden bestämmer i allmänhet att det maximala trycket inte 8000183-7 ~ 8 bör överstiga ca 55 at, och ett tryck av ca 5 till ca 25 at används företrädesvis. i Kulornas uppehållstid i reaktionskammaren eller tryck- kärlet beror på flera processvariabler, såsom trycket, tempera- turen och atmosfären i kammaren, kulornas sammansättning och storlek, etc. Tiden skall i varje fall vara tillräcklig för att man skall uppnå härdning och bindning av de enskilda partiklar- na till ett härdat tillstånd med hög hållfasthet. När högre tem- peraturer och andra betingelser används är tiden för det hydro- termiska härdningssteget i allmänhet ca 5 minuter till ca 8 timmar, företrädesvis ca 50 till ca 60 minuter.

Eftersom det hydrotermiska härdningssteget äger_rum vid en temperatur under sönderdelningstemperaturen för det kol- haltiga materialet och i en neutral ångatmosfär sker inte oxida- tion av det kolhaltiga materialet, utan den fasta kolhalten däri förblir tillgänglig för det sedermera följande reduktionssteget.

Det sker inte heller oxidation av magnetit till hämatit, vilket är ett problem vid vissa processer för härdning av kulor. 5 Den härdade kulsintern överförs företrädesvis medan den ännu är het från reaktionskammaren (autoklaven) till en reduktionsugn för metallisering. Man kan använda vilken lämplig reduktionsugn som helst som kan upphetta kulsintern till en tem- peratur av ca l055°C upp till smältpunkten för den metalliserade kulsintern (t.ex. l427°C eller högre), samtidigt som denna trum- las i närvaro av en i huvudsak icke-oxiderande atmosfär. Man använder företrädesvis en konventionell, med eldfast material fodrad roterande ugn på grund av denna ugns enkla utformning, lättheten att kontrollera kulsinterns uppehållstid, förmågan att upphetta kulsintern likformigt och andra orsaker som kommer att beskrivas närmare nedan. Den heta, härdade kulsintern kan innehålla relativt små mängder fri fuktighet (t.ex. mindre än 1 aa), och den har tillräcklig trircknållfastnet för att motstå gtrumling i en roterande ugn utan att brytas sönder.

Vidprocesser där kulsintern framställs på en plats och transporteras till en annan plats för reduktion kan tryckhåll- fastheten hos den härdade kulsintern ökas genom att den snabb- torkas omedelbart efter att den har lämat reaktionskammaren och innan den har avsvalnat märkbart, varvid praktiskt taget 8000183-7 9 all fri fuktighet avlägsnas från den. Denna torkning kan genom- föras på vilket konventionellt sätt som helst, t.ex. genom att den heta, härdade kulsintern placeras i en ugn eller genom att phet gas blåses över den. En temperatur av ca 1000 till ca 35000, företrädesvis se 15o° till 250%, kan 1 allmänhet användes för detta torkningssteg efter härdningen.

Eftersom den härdade kulsintern i sig innehåller en mängd kol som är tillräcklig för att reducera hela mängden Järn- oxid däri till metalliskt järn, är den primära funktionen för den roterande ugnen att upphetta kulsintern till den förhöjda temperatur som erfordras för reaktionen. Denna upphettning kan ske med en eller flera gas-, olje- eller kolbrännare och till- försel av en reglerad mängd luft, som är tillräcklig för att underhålla förbränningen av bränslet. Den härdade kulsintern in- förs i den roterande ugnen, som företrädesvis lutar på vanligt sätt och roteras långsamt, exempelvis l-2 varv i minuten. Medan ugnen roteras och en bädd av kulsintern trumlas och rör sig från ugnens inloppsände till dess utloppsände passerar heta för- bränningsgaser från brännaren eller brännarna över den, före- trädesvis i motström.

Då den yttre delen av kulsintern upphettas över ca 900°C reagerar syret i järnoxiden med det interna kolhaltiga materialet vid kontaktpunkterna och bildar kolmonoxid inuti kulsintern. En därav följande ökning av gastryoket i kulsintern medför att kolmonoxiden diffunderar eller tränger in i kul- sintern och reagerar med syret i järnoxiden under bildning av koldioxid. Genom kontakt med heta kolhaltiga partiklar i om- råden med hög temperatur reagerar samtidigt en del av koldi- oxiden med dessa under bildning av ytterligare kolmonoxid som medverkar ytterligare i reduktionsprocessen. Dessa reaktioner kan uttryckas pe följande satt; Fe3O4 + 40 ---9 3Fe + 400 (1) Fejou + nco ---§ äre + 4002 (2) coa + c ----> zoo (5) sooo1ss-7 Sålunda fungerar var och en av de likformigt fördelade partiklarna av kolhaltigt material i själva verket som ett reduk- tionscentrum som resulterar i en mycket snabb total reduktion 5 av järnoxiden till metalliskt järn.

Det finns primärt två zoner i roterugnen, en uppvärm- ningszon vid inloppet, där kulsintern införs och upphettas till reaktionstemperaturen, och en het zon eller reduktionszon (van- ligen i den sista tredjedelen av ugnen), i vilken reaktionerna (1), (2) och (5) för att åstadkomma den önskade graden av metalli- sering pågår. För att man skall uppnå väsentligen fullständig reduktion bör temperaturerna i reaktionszonen vara minst ca 103506. Vid lägre temperaturer visar kulsintern en benägenhet att svälla och att bli svagare, varjämte reduktionstiderna blir orimligt långa. Vid konventionella processer med direkt reduk- tion, där man utnyttjar externa reducerande gaser, är det väsent- ligt att porerna i kulsintern hålls öppna så att externa redu- cerande gaser kan diffundera eller tränga in i kulsintern och komma i kbntakt med järnoxiden. Till följd av detta måste den maximala reduktionstemperaturen hållas under järnoxids smält- punkt, som vanligen ligger under ca l204°C. Vid föreliggande förfarande kan man använda så höga reduktionstemperaturer som upp till smältpunkten för den metalliserade kulsintern utan den normala förlusten av porositet på grund av internt kol och utan att kolmonoxidgas bildas i kulsintern, såsom är beskrivet ovan. Med reduktionstemperaturer av ca l5l6° - 142700 kan väsentligen fullständig metallisering (t.ex. upp till ca 97 % eller högre) uppnås med reduktionstider (uppehållstid i den heta zonen eller reduktionszonen) av 5 till 15 minuter. Även vid lägre reduktionstemperaturer från ca 10550 till l5l6°C kan en ca 90-procentig eller högre metallisering uppnås inom 50 minuter i jämförelse med en minsta reduktionstid av minst 2 timmar som erfordras vid flertalet konventionella processer med direkt reduktion för att man skall erhålla samma grad av metallisering.

En reduktionstemperatur av ca l260°C - l57l°C anses för närvarande vara lämpligast, ty då kan praktiskt taget full- ständig metallisering uppnås, utan vidhäftning eller ringbild- ning, med reduktionstider under 15 minuter. i..............._......... sooo1ez-7 ll Man bör genomföra reduktionsreaktionen sak icke oxiderande atmosfär för att förhindra àteroxidation av kulsinterns ytor och bildning av ett syrerikt skal som är olämplig i en ugn för stålframställning och som tenderar att medföra att kulorna häftar vid varandra vid temperaturer om- kring l3l6° _ l427°c. om den manage luft sem tillåts koma din l ugnen begränsas till den mängd som erfordras för att underhålla förbränning är den mängd kolmonoxid som bildas av det interna kolet i kulsintern vanligen tillräcklig för att upprätthålla en något reducerande atmosfär, varigenom oxidationen minskas ytter- ligare. Närvaron av en något reducerande atmosfär kan förstärkas genom att man inför ett kolhaltigt material, såsom bituminöst kol, antracitkol, kokspulver eller lignit, i ugnen tillsammans med kulsintern och genom att ugnen får arbeta vid sådana be- tingelser att det kolhaltiga materialet inte förbränns. Detta externa kolhaltiga material deltar inte i reduktionsreaktionen och kan recirkuleras genom ugnen flera gånger om så önskas.

Enligt en företrädesvis tillämpad utförlngsferm används ett reducerande kol som externt kölhaltigt material. De flyktiga komponenterna däri avdrivs och bränns för att medverka till upp- hettningen av ugnen, och det erhållna ofullständigt förbrända kolet separeras från den metalliserade kulsintern, sönderdelas till önskad storlek och recirkuleras för användning som kol- haltigt material i utgångsblandningen. Vissa koltyper kan föror- saka vidhäftningsproblem och/eller bilda en ring inuti ugnen, när högre reduktionstemperaturer används, på grund av att askan har låg smältpunkt. Sådana kolsorter kan, innan de sätts till utgångsblandningen eller matas in i ugnen, undergå en ofull- ständig förbränning i en separat enhet på konventionellt sätt, och de gaser som bildas därvid kan användas som bränsle för i en i huvud- ugnen.

Eftersom det externa kolhaltiga materialet inte deltar i reduktionsreaktionen är den använda mängden inte kritisk. När ett reducerande kol används för att bilda ofullständigt förbränt kol för användning i utgångsblandningen, medan de flyktiga ämnena används som hjälpmedel vid upphettningen, tillsätts till ugnen företrädesvis en mängd som åtminstone är tillräcklig för att 80-00185-7 12 producera den erforderliga mängden ofullständigt förbränt kol.

Den heta, metalliserade kulsintern tillsammans med det texterna kolhaltiga materialet, om sådant används, förs ut ur ugnen till en lämplig kylare, t.ex. en vattenkyld tank eller en roterande kylare, och kyls däri i en icke oxiderande atmosfär (inert eller reducerande) för att förhindra att kulsinterns ytor oxideras. Om ett externtckolhaltigt material används som en del av ugnschargen separeras den metalliserade kulsintern därifrån med någon lämplig skärm eller magnetisk separationsanordning, varefter det avskilda kolhaltiga materialet kan recirkuleras till processen, såsom har beskrivits ovan.

På grund av trumlingsverkan under reduktionen blir den metalliserade kulsintern höggradigt förtätad, varjämte den får mycket låg porositet. Den är därför icke antändlig i luft och är synnerligen resistent mot ytoxidation. Kulsintern är också höggradigt metalliserad, upp till ca 98 % eller högre, och har hög tryckhållfasthet, upp till ca 13,3 kp/cmg eller högre, vilket gör den speciellt lämplig för användning i elektriska ugnar.

Vidare kan den lätt göras engående, och den har förmåga att av- lägsna svavel från en het smälta genom iblandning av ett över- skott av kalk och/eller kolhaltigt material i utgångsblandningen.

Den främsta fördelen med förfarandet enligt uppfinningen i jäm- förelse med konventionella förfaranden med direkt reduktion är en väsentligt högre hastighet vid reduktionsreaktionen, vilken medger högre produktionshastigheter och lägre driftskostnader.

Pâ ritningen åskådliggöra schematiskt en företrädesvis Wtillämpad utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen. Fin- fördelad, ofullständigt förbränd kol,.järnmalmskoncentrat, osläckt kalk och kiseldioxid lagras i trattformiga magasin 10, 12, 14 och 16. Reglerade mängder av vart och ett av dessa material töms ut ur magasinen på ett transportband 18 som trans- porterar dem till en lämplig blandare 20, i vilken de blandas med en lämplig mängd vatten för att man skall erhålla en fuktad blandning som är lämplig för framställning av kulor i en för detta ändamål vanlig tallriksanordning.

Den fuktade blandningen överförs från blandaren 20 till en sluten behållare 22, i vilken den uppvärms till en temperatur 8000183-7 av ca 600 - 9000 i ca 2 - 3 timmar för avlägsnande av överskott av fri intern fuktighet från porerna eller fördjupningarna i kol- pulvret. Den fuktade blandningen förs från behållaren 22 vidare till en konventionell tallrik för kulframställning 2M för fram- ställning av osintrade kulor. De osintrade kulorna, som inne- håller l0 - 20 % fuktighet, transporteras från tallriken 24 till en sikt 26 som vidarebefordrar alla osintrade kulor som är större än en förutbestämd storlek (t.ex. 15 mm) till en lämplig torkanordning 28, vari en upphettad gas blåses över kulorna för att minska deras fukthalt till 5 % eller mindre. Osintrade kulor som är mindre än den förutbestämda storleken och som separerats medelst sikten 26 kan recirkuleras till tallriken 24 för kul- framställning för att användas som utgångsmaterial eller kan transporteras till en förvaringsbehállare (icke visad).

De torkade, osintrade kulorna förs från torkanordningen 28 vidare till en högtrycksautoklav 30, vari de härdas hydro- termiskt i närvaro av ånga vid ett tryck av ca 20 at i ca l timme. De härdade kulorna förs från autoklaven 30 in i inlopps- änden eller den övre änden hos en lutande, med eldfast material fodrad roterugn 32. Samtidigt med kulorna tillförs finfördelat bituminöst kol, som är större än en förutbestämd storlek, från en sikt 34 till den övre änden hos ugnen 32. En vanlig mätanord- ning (icke visad) kan användas för att reglera mängden i ugnen infört kolpulver till det önskade förhållandet mellan kol och kulor. Såsom är angivet ovan deltar dessa kolpartiklar inte i reduktionsreaktionen, utan de tillsätts i första hand för att bilda ofullständigt förbränt kol för användning i utgångsbland- ningen och för att tillföra ytterligare bränsle utan förbränning.

Blandningen av osintrade kulor och kolpulver trumlas i roterugnen vid de ovan angivna betingelserna tills i huvudsak allt järn i kulorna har reducerats till metalliskt Järn. Ugnen 32 upphettas till den önskade temperaturen med en gas-, olje- eller kolbrännare 36, som är belägen vid utloppsänden eller den undre änden hos ugnen 32, och förses med förbränningsluft medelst en fläkt 38. Då kulorna trumlas genom ugnen utsätts hela tiden nya ytor för de heta gaserna, varigenom kulorna upphettas lik- formigt. Då en koleldad brännare används kan kolpartiklarna, som 8990183-7 14 separerats av sikten 34 för att de är för små, användas som en del av bränslet för brännaren, såsom är àskådliggjort på rit- ningen. - Blandningen av metalliserad kulsinter och ofullständigt förbränt kol förs från den undre änden hos ugnen 52 till en vattentank 40 för kylning samtidigt som den skyddas från luften så att oxidation av kulsinterns ytor förhindras. Den kylda bland- ningen förs medelst ett transportband 42 från kyltanken 40 till en magnetisk separator 44 som skiljer den metalliserade kulsintern från det ofullständigt förbrända kolet.

D Det ofullständigt förbrända kolet förs medelst ett trans- portband 46 till en konventionell kvarn 48, i vilken det sönder- delas till önskad storlek för användning i utgângsblandningen.

Det sönderdelade kolet recirkuleras till det trattformiga maga- sinet 10 för att sedermera tillföras till utgångsblandningen.

Det är sannolikt att en faekman utan ytterligare för- klaringar kan tillämpa förfarandet enligt uppfinningen med led- ning av den ovan givna beskrivningen. Följande exempel är endast medtagna för att åskådliggöra företrädesvis tillämpade specifika utföringsformer av uppfinningen och får icke betraktas som be- gränsningar.

EXEMPEL I 'Ett magnetitmalmkoncentrat med den kemiska sammansätt- ning och storleksfördelning som är angiven i tabell I användes för framställning av osintrade kulor.

Tre satser av kulor framställdes genom att man blandade malmkonoentratet med vatten, osläckt kalk, kiseldioxid och ett bituminöst, ofullständigt förbränt kol med en partikelstorlek av -525 mesh i en blandare under tillräckligt lång tid för att en likformigt fuktig blandning skulle erhållas. Det bituminösa kolets kemiska sammansättning är angiven i tabell II. 8000183-7 TABELL I MAGNETITMALBKONCENTRATETS ICEMISKA OCH FYSIKALISKA EGENSKAPER SAMMANSÄETNING STORLEKSANALYS 'Beståndsdelar Viktprocent Meshstorlek % Total mängd Fe 69,5 +l65 0,02 Fe2+ 22,6 +1oo o,o9 CaO e 0,28 +l60 0,32 Mg0 0,20 +200 2,02 siog 2,76 +27o 7,96 AlgOj O ,'jl5 +j25 ll ,26 P 0,108 -525 78 , _5_6 S 0,045 100 , 0 Mn 0,027 TABELL II KEMISK SAMMANSÄTTNING FÖR BITUMINÖST, OFULLSTÄNDIGT FÖRBRÄNT KOL Beelànëeáel Viktgrocent Fast C _ 8},}Oj Flyktiga ämnen 5,78 s 0,64 P ' ___- Ash 8,68 CaO 0,15 MgO 0,07 AIQOB 2 ,l¿l siog 5,34 Osintrade kulor (diameter 15 mm) framställdes av varje sats i en vanlig tallriksanordning för framställning av kulor.

De osintrade kulorna torkades till en fuktighetshalt av ca l % och härdades sedan hydrotermiskt i en autoklav med högtrycks- ånga vid 20 at en timme. Efter kylning tórkades den härdade ,8Û00183~7 16 kulsintern i en ugn för borttagning av väsentligen all fri fuktig- het.

Slumpmässigt utvald härdad kulsinter från varje sats ' testades med avseende på tryckhâllfasthet med en testapparat en- ligt Díllon. Medeltryckhållfastheten för de tre satserna var 60 kp, 51 kp resp. 49 kp. Annan kulsinter testades med avseende på slaghållfasthet genom att varje enskild kula fick falla ned på en 1,25 om tjock ståipiåt från höjden 46 cm mer än 25 gånger; samtliga klarade testet. Dessa resultat tyder på att härdad, kolhaltig kulsínter som framställts enligt uppfinningen är till- räckligt stark för att motstå hantering och trumling i en roter- ugn.

Den härdade kolhaltiga kulslnterns sammansättning och kemiska analys framgår av tabell III.

TABELL III SAMMANSÄTTNING OCH KEMISK ANALYS FÖR HÄRDAD KUISINTER Sammansättníng Viktprocent Sats l Sats 2 Sats 3 Beståndsdel Magnetit 82,50 81,50 80,50 Bituminöst, ofullstän- 15,00 16,00 15,00 digt förbränt kol .

Ca0 2,00 2,00 4,00 S102 _ 0,50 0,50 0,50 100,00 100,00 100,00 Kemisk analys Total mängd Fe 56,70 56,10 54,70 reg* 18,10 18,10 ___-- cao 2,42 2,30 3,87 Mgo 0,18 0,18 0,20 S102 2,64 2,67 2,87 A120; 1 0,55 0,48 0,48 P 0,071 0,086 0,074 S 0,125 0,152 0,100 C 12,50 13,90 15,00 Basicitetsförhållandenz CaO + M 0 _ g 0,82 0,79 1,21 sooo1az-7 17 Av den kemiska analysen framgår att kulsintern var en- gående. Dess basicitetsförhållande kan regleras om så erfordras för att uppfylla kraven hos en speciell elektrisk ugn för stål- framställning helt enkelt genom att man tillsätter mer eller mindre kalk.

EXEMPEL 2 Den härdade kulsintern som framställts enligt exempel l reducerades i en rörugn (Leco). I varje test placerades sex kulor i ett keramiskt tråg och upphettades i den heta zonen i ugnen under ett kväveflöde av 0,5 1/min. Kulorna upphettades vid 982°C, 1098°c, 1204°c, 1516°c och 1427°c 1 5, 15, 30 och 60 minuter. I varje testsköts trâget långsamt fram från rörets inlopp till den heta zonen på ca 3 - 4 minuter, och efter metallisering drogs det ut ur ugnen med ungefär samma hastighet. Knlsinterns temperatur var vid den tidpunkten ca Ä27° - 53800. Den slutliga kylningen av kulsintern skedde i ett keramiskt rör i kväveatmosfär vid rums- temperatur.

Det visade sig att vid reduktionstemperaturer över lO93°C krympte kulsintern (med mer krympning vid högre temperaturer), varjämte den var härd och mycket tät och inte uppvisade några ytsprickor eller uppkomst av flisor. Den metalliserade kul- sintern analyserades för att graden av metallisering skulle kunna bestämmas, och resultaten är angivna i tabell IV.

»TABELL IV GRAD ÄV METALLISERING VID OLIKA REDUKTIONSTEMPERATURER OCH TIDER Reduktionstemperatur, °C Reduktionstid, min. % metallisering 982 5 1,16 5,46 50 27,21 60 43,70 1098 ~ 5 15,84 66,40 89,26 60 98,63 8000183-7- 18 TABELL IV ffortS.§ Reduktionstemneratur,°C Reduktionstid, min. % metallisering 1204 5 56,55 97,96 98-89 60 99,9? 1516 5 92,47 97,82 98,38 60 98,06 lH27 5 96,99 lb 97,85 50 1 98,18 60 98,07 Av dessa testresultat framgår att metalliseringshastig- ' heten beror på reduktionstemperaturen och att en reduktionstid av endast 5,- 15 minuter erfordras vid en reduktionstemperatur av 142700 för väsentligen fullständig metallisering av kulsiu- tern.

EXEMPEL 2 Den enligt exempel 2 framställda härdade kulsintern reducerades i en roterugn i laboratoriestorlek med användning av en cylindrisk retort av ett oxidationsbeständigt stål, var- vid nämnda retort var 11,5 cm lång och hade den inre diametern 8 cm. Retorten bringades att rotera med hastigheten 4 varv i minuten 1 ugnen, een uppnetteae den till 1150°c.

Före varje test upphettades ugnen först utan retorten.

Ca 200 g kulsinter från varje sats och 50 g bituminösa kol- partiklar med en storlek från -3 till +Ä mesh placerades i retorten, varefter retorten infördes i ugnen och bringades att rotera. Under hela testet översköljdes retorten med ett kväve- flöde av 0,5 l/min för att förhindra oxidation av kulsintern.

Ca 40-45 minuter erfordrades för att retorten skulle upphettas till 1150°c. olika prover av knlsintern hölls vid nämnde cen- peratur i 0,5, l, 2, 5, 4, 5 resp. 6 timmar, varefter ugnen stängdes av, locket öppnades och retorten kyldes till ca Ä83°- 53800 medan den.fick rotera. Retorten togs ut ur ugnen och 8Û00183~7 19 -kyldes till rumstemperatur medan den roterades i kväveatmosfär.

Kulsintern separerades från det ofullständigt förbrända kolet med en magnet, inspekterades visuellt och mättes och vägdes för bestämning av krympningen. Det fanns inga tecken pà flisor eller sprickor, och kulsintern hade krympt obetydligt. 15 slumpmässigt utvalda kulor från varje sats testades för bestämning av tryck- hållfastheten. Medeltryckhållfastheten var 61 kp, 71 kp, 79 kp och 110 kp för reduktionstider om 0,5, l, 5 resp. 6 timmar. Kul- sinter från varje sats (samtliga reducerade l timme vid 115000) analyserades kemiskt, och resultaten är angivna i tabell V.

TABELL v ICEMISK ANALYS Av NLETALLISERADE KUL0R som FRAMSTÄLLTS ENLIGT FÖRFARANDET ENLIGT UPPFIIININGEN 0cH REDUCERATS I 1 TIMME v10 1150°c Beståndsdel Viktprocent Sats 1 Sats 2 Sats 3 Total mängd Fe 88,60 88,90 86,1 reg* 0,97 0,001 ---- Fe° 87,80 87,70 84,5 Cao 4,18 3,51 6,02 Mgo 0,50 0,28 0,51 S102 4,00 4,08 3,96 A120; ~ 0,87 0,78 0,78 P 0,056 0,074 0,09 s_ 0,223 0,264 0,190 0 0,70 1,68 0,51 Mn 0,06 0,06 0,04 Nago 0,10 0,07 0,028 K20 0,13 0,10_ 0,12 Metallisering % 98,55 98,65 98,14 Basieitetsförnäiiande 0,89 0,78 1,34 8000183-7 __20 Graden av metallisering av kulsintern vid varje reduk- tionstid bestämdes och är angiven i tabell VI.

EXEMPEL Ä 3 Ytterligare två tester gjordes med roterugnen som är beskriven i exempel 3. I ett test reducerades kulsintern från de tre satserna i exempel l i roterugnen vid betingelser som var identiska med dem i exempel 3, utan externt kol i retorten.

Resultaten blev i huvudsak desamma som i exempel 3, vilket tyder på att det externa kolet inte deltar i reduktionsreak- tionen. V I ett annat test reducerades järnoxidkulsinter som- inte innehöll något internt kol (liknande den som användes 1 tidigare kända förfaranden med enbart fast material) i roter- ugnen. Denna kulsinter framställdes med samma magnetitmalm- koncentrat som i exempel l. Magnetitmalmkoncentratet blandades med 0,75 % bentonit och en tillräcklig mängd vatten för fram- ställning av kulor i en därför avsedd anordning. De osintrade kulorna (med ungefär samma diameter som kulorna som framställdes i exempel 1) torkades och härdades vid l200°C under oxiderande betingelser. De härdade kulorna reducerades i roterugnen vid samma förhållanden som beskrivits i exempel 3. Graden av kul- sintermetalliseríng bestämdes, och resultaten kan jämföras med resultaten från exempel 3 i tabell VI.g TABELL VI JÄMFÖRELSE MELLAN KULSINTERMETALLISERING ENLIGT OLIKA MTODER Reduktionstid, timmar % metallisering Uppfinningen Tidigare teknik 0,5- lOO ll,39 ' l lOO 17,96 2 --- 51,42 100 36,75 6 l00_ 54,68 Av dessa resultat framgår att järnoxider som reducerats direkt enligt uppfinningen var fullständigt metalliserade inom 8000183-7 21 minuter, under det att kulsinter som reducerats enligt det simulerade, tidigare kända förfarandet endast var metalliserad till 11,39 % efter 30 minuter och till ca 55 % efter 6 timmar vid samma driftsbetingelser. En extrapolering av värdena från det sistnämnda testet tyder på att fullständig metallisering skulle kunna kräva upp till 14-16 timmar vid samma betingelser.

En bestämning av det externa kolets vikt efter reduktionen _visade att den mängd som förbrukats för det simulerade, tidigare kända förfarandet var proportionell mot graden av metallisering men var nästan noll för förfarandet enligt uppfinningen.

EXEMPEL 5 Viss i handeln tillgänglig metalliserad kulsinter har en benägenhet för självantändning eller oxidation och kan därför vara farlig^ under hantering, lagring eller transport om den inte behandlas med kemikalier och/eller briketteras.

Tester genomfördes för beräkning av självantändnings- eller oxidationsbenägenheten hos metalliserad kulsinter, som framställts enligt uppfinningen, i jämförelse med järnoxidkul- sinter, som metalliserats enligt tekniken med fast material-gas.

Den sistnämnda kulsintern, som inte innehöll internt kol, upp- hettades i 5 timmar vid en temperatur av 900°C i närvaro av en gasblandning som bestod av 50 % kolmonoxid och 50 % väte.

Metalliseringsgraden var 97 %.

För dessa tester användes en liten rörugn som upphetta- des till 250°C och som hela tiden genomsköljdes av l liter kväve i minuten. I varje test placerades en kula i ugnen, och ett termoelement passades in i ett litet hål som borrats däri. När termoelementavläsningen uppnått ugnstemperaturen, ersattes kväveflödet med syrgas med samma flödeshastighet. Efter ca 5-4 minuter antändes den kulsinter som reducerats enligt fast-mate- rial-gas-tekniken på ett sätt som liknande antändningen av en tändstioka, varvid indikeringen på termoelementet genast steg till 649°C. Samma tester upprepades 5 gånger med kulor från samma sats. Liknande tester gjordes med kulsinter som hade metalliserats enligt uppfinningen vid reduktionstemperaturerna 115o°c, 126o°c, 1516°c och 1427°c. Ingen av xuiorna antänaes vid något av dessa tester. 8000183-7 22 Dessa resultat visar att metalliserad kulsinter som framställts enligt uppfinningen icke är självantändlig och är resistent mot självoxidation. Dessa önskvärda egenskaper beror sannolikt på dess synnerligen förtätade struktur och låga poro- sitet. När kalk används som bindemedel är det troligt att ett skyddande hölje eller skal av smälta flussmedel (kalciumsilika- ter) bildas över de metalliserade järnpartiklarna under reduk- tionssteget och därmed ytterligare ökar beständigheten mot oxida- tion.

EEMPEL 6 i Tester genomfördes med metalliserad kulsinter från sat- serna l och 2 i exempel 3 för bestäming av deras smältegen- skaper och förmåga att avlägsna svavel. En liten plasmabågugn med två horisontella grafitelektroder belägna ovanför en degel av magnesia användes för dessa tester. Under hela testet in- fördes argongas med en flödeshastighet av l liter i minuten vid ugnens botten. Den metalliserade kulsintern placerades till- sammans med en mängd osläckt kalk, som var tillräcklig för att höja basicitetsförhållandet till 1,2, och 0,5 viktprocent grafit- pulver i degeln utan någon skrotmetall som vanligen används vid stålframställning i elektriska ugnar. När degeln hade placerats i ugnen, aktiverades ugnen så. att ett plasma (ca 6-8 cm långt) bildades mellan grafitelektroderna. På grund av de mycket höga temperaturerna hade den metalliserade kulsintern smält full- ständigt efter lO-15 minuter. Ytterligare kulor släpptes in i smältan en i taget genom en övre observationsöppning i ugnen.

Khlsintern och degeln vägdes före och efter smältningen.

Efter avkylning separerades slaggen från stålet med en hammare och mejsel, varefter de utvunna mängderna slagg och järn bestämdes. Mängden utvunnet järn var nära l0 %. Kemisk analys av stålet visade att större delen av svavlet hade av- lägsnats med slaggen. Svavelhalten i stålet varierade från 0,028 % till 0,048 %, vilka värden ligger under AISI:s gräns- värde för koistàl, avs. 0,05 96. Kolhaiten var 0,48 nu 1,25 få.

Denna kan lätt regleras efter behov för varje speciell typ av stål genom reglering av kolhalten i utgângsblandningen eller genom förbränning av ett överskott av kol i den heta metallen 8000183-7 23 medelst en syrelans, vilket är en vanlig åtgärd vid olika stål- tillverkningsprocesser.

EXEMPEL 7 Tester genomfördes i en försöksanläggning som bestod av en med eldfast material fodrad roterugn som var 9,15 m lång och hade den inre diametern 38 om. Ugnen upphettades med en olje- brännare som var belägen vid den nedre änden eller utloppsänden och roterades med en hastighet av 1,32 - 2 varv 1 minuten. Drifts- temperaturen i den heta zonen eller reaktionszonen hölls mellan 131600 och l560°C. Man använde kulsinter av järnmalmskoncentrat som framställts på det sätt som är beskrivet i exempel l. Järn- koncentratets och den härdade kulsinterns sammansättning är an- givna i tabell VII. Testerna gjordes med och utan tillförsel av externt kol till ugnen tillsammans med kulsintern.

Khlsintern matades in i ugnen med en hastighet av 51 till 114 kg i timmen. Kulsinterns totala uppehållstid i ugnen från inloppet till utloppet var ca 45 - 50 minuter, varav endast 7 minuter i den heta zonen eller reaktionszonen. Den metalliserade kulsintern fördes från ugnen till en vattenbe- hàllare för snabb kylning.

Rökgaserna kontrollerades kontinuerligt under testet med automatiska gasanalysatorer för bestämning av koldioxid-, kolmonoxid- och syrehalterna. Kolmonoxidhalten varierade mellan O och 2_% och syrehalten låg hela tiden nära O %, vilket tydde på att större delen av kolmonoxiden förbrukades i ugnen.

Vid en tillförselhastighet för kulsintern av 114 kg/h varierade graden av metallisering från 92 till 97,2 %, varvid graden av metallisering var densamma med eller utan externt kol.

Representativa kemiska och fysikaliska egenskaper hos metalli- serad kulsinter, som framställts under detta test, är angivna i tabell VII. 8000183-7 24 TABELL VII SAMMANSÄTTNING HOS DET JÄRNMALMSKONCENTRAT SOM ANVÄNDES ENLIGT EXEMPEL 7 FÖR FRAMSTÄLLNING AV HÄRDAD OCH METALLISERAD KULSINTER SAMT KEMISK ANALYS AV OCH FYSIKALISKA EGENSKAPER HOS DENNA KUL- SINTER " ' ' Järnmalms- Härdad kul- Metalliserad koncentrat sinter kulsinter Kemisk analys Viktprocent Viktprocent Viktprocent Total mängd Fe 63,00 44,90 69,40 Fea* ----- 8,12 4,18 Fe° - - - - - - - - __ 64,40 Cao 1,12 6,57 9,86 Mgo 2,74 1,67 2,83 S102 4,70 7,00 10,90 Al2O3 0,43 1,06 1,80 P 40,04 0,038 0,043 S 0,29 0,29 0,35 c ----- 14,01 1,77 Basicitetsförhållande ----- 1,03 1,00 Fysikaliska egenskaper Metallisering, % - - - - - - - - -- 92,8 Diameter, mm ----- 115 8-ll Tryckhållfasthet, kp ----- 80 kp 86 kp fmeaeidensitet, ton/m5 ----- ' ----- 2,03 Av dessa resultat framgår att tät, höggradigt metalli- serad kulsinter med tillräcklig hållfasthet för hantering, trans- port och användning i en elektrisk ugn för stålframställning kan framställas med så korta reduktionstider i den heta zonen som 7 minuter och med en åtföljande minskning av driftskostnaderna.

.Med ledning av den ovanstående beskrivningen kan en fackman på området lätt inse de väsentliga kännetecknen för uppfinningen och utan att fràngå dennas idê och omfattning göra, skilda ändringar och modifikationer för att anpassa uppfinningen efter olika ändamål och betingelser.

Claims (11)

8000183-7 25

1. PATENTKRAV _1. Förfarande för framställning av härdade, fristående ku- lor eller kulsinter, som innehåller en väsentlig andel metal- liskt järn, med utgångspunkt från ett finfördelat järnoxidhal- tigt material, k ä n n e t e c k n a t av följande steg: (a) framställning av en fuktad utgångsblandning som in- nehåller det järnoxidhaltiga materialet, ett finfördelat kol- haltigt material i en mängd som åtminstone är tillräcklig för att reducera hela mängden järnoxid till metalliskt järn, ca 1 till ca 30 viktprocent av ett finfördelat bindemedel valt ur en grupp som består av oxiderna, hydroxiderna och karbonaterna av kalcium och magnesium och blandningar därav, och från 0 upp till ca 3 viktprocent av ett finfördelat kiselhaltigt material som i form av tillgänglig S102 kan reagera med bindemedlet under bildning av silikat- eller hydrosilikatbindningar därmed, varvid hela mängden tillgänglig Si02 i nämnda blandning upp- går till åtminstone 0,5 viktprocent och viktprocenttalen är ba- serade på den totala vikten av torrsubstansen i blandningen; (b) framställning av fristående, osintrade kulor av ut- gångsblandningen; (c) torkning av de osintrade_kulorna till en fuktighete- halt av ca 5 % eller mindrer (d) hydrotermisk härdning av de osintrade kulorna genom att dessa bringas i kontakt med ånga vid en temperatur av ca 1000 till ca 250°C under en tid som är tillräcklig för att nämnda bindemedel skall bilda silikat- eller hydrosilikatbind- ningar med nämnda tillgängliga S102 för att härdade och ode- lat bundna massor skall bildas; och (e) metallisering av den härdade kulsintern genom kol- haltig trumling av den i en reduktionsugn vid en reduktionstem- peratur mellan ca 1033°C och den metalliserade kulsinterns smältpunkt under upprätthållande av hela atmosfären inuti ugnen väsentligen icke oxiderande under en tid som är tillräcklig för att en väsentlig del av järnoxiden däri skall reduceras till metallisk järn. _

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att reduktionsugnen är en långsträckt roterugn med en upp- 8000183-7 26 hettningszon, i vilken den härdade kulsintern införs, och en reduktionszon, vilken hålls vid den nämnda reduktionstemperatu- ren. n

3. Förfarande enligt krav 2, k a n n e c'e c k n a n dar- av, att reduktionszonen hålls vid en temperatur av ca 1260° till ca 1371°c.

4. 0. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t där- av, att ett externt kolhaltigt material införs i ugnens upp- hettningszon tillsammans med den härdade kulsintern och att ugnen drivs vid i huvudsak icke oxiderande betingelser för att förhindra märkbar förbränning av det externa kolhaltiga mate- rialet.

5. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att den maximala reduktionstemperaturen är ca 1427°C.

6. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t där- av, att det dessutom innefattar ett steg (f), i vilket ett re- ducerande kol införs tillsammans med den härdade kulsintern i ugnen och underkastas ofullständig förbränning i ugnen under metalliseringen av den härdade kulsintern.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t där- av, att det dessutom innefattar följande steg: (g) uttömning av en blandning av metalliserad kulsinter och ofullständigt förbränt kol från ugnen; (h) kylning av blandningen av metalliserad kulsinter och ofullständigt förbränt kol i en icke oxiderande atmosfär; (i) separation av kolet från den metalliserade kulsin- tern; _ (j) sönderdelning av kolet; och (k) recirkulering av det sönderdelade kolet för använd- ning som kolhaltigt material i utgångsblandningen.

8. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att utgångsblandningen innefattar en mängd kolhaltigt mate- - rial som överstiger den mängd som erfordras för att hela mäng- den järnoxid skall reduceras till metalliskt järn.

9. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t där- av, att utgångsblandningen innehåller en mängd av det kolhalti- ga materialet som är tillräcklig för att den totala fasta kol- 8000183-7 27 halten i utgångsblandningen skall uppgå till ca 20 viktprocent. räknat på den totala vikten av torrsubstansen.

10. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att bindemedlet är osläckt eller släckt kalk och att vikt- förhållandet mellan kalken, beräknad som CaO, och den totala vikten av det kieelhaltiga materialet, beräknat som S102, är ca 0,5:1 till ca 5:1.

11. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t där- av, att bindemedlet är kalciumoxid eller kalciumhydroxid och att ca 2 till ca 10 viktprocent därav ingår i utgångsbland- ningen.