SE517337C2 - Förfarande för reducering av hopklumpnings- och kladdningsbenägenheten hos järninnehållande agglomerat material - Google Patents

Description

15 20 25 30 c ø n I a 00 517 337 2 Inom tekniken är det också väl känt att lösa problemet genom s k ”coating”, dvs genom att på utsidan belägga de reducerbara järninnehållande agglomeraten med ett skyddande skikt av något icke järnrnaterial, ett s k coatingmaterial eller beläggningsmaterial, vilket hindrar agglomeraten från att komma i metallisk kontakt med varandra under reduktionsprocessen. Dessa icke järnmaterial bör uppvisa liten partikelstorlek för att lätt vidhäfta och fullständigt eller åtminstone väsentligen täcka agglomeratens ytor, samt uppvisa en smälttemperatur som väl överstiger de temperaturer som råder under reduktionsprocessen.

Nämnda icke järnrnaterial består vanligen av kalksten, kalk, dolomit, och alltså av material som icke härdar vid kontakt med vatten och vilka i partikelform samt bildande del av en väskedispersion, en s k slurry, påföres de jäminnehållande agglomeraten som ett sista avslutande steg i dessas tillverkningskedj a.

Eftersom man av erfarenhet vet att all hantering av belagda agglomerat fram till beskickning av ugn för reduktion påverkar det pâförda skiktets täckningsgrad i negativ riktning och därför bör undvikas, har beläggningen av de järninnehållande agglomeraten hittills i allmänhet utförts så sent som möjligt i tillverkningskedjan och på sådant sätt att antalet kontaktpunkter och inbördes förflyttning av agglomeraten i möjligaste mån begränsats.

I en strävan att åstadkomma detta appliceras i dag beläggningen vanligen som ett sista avslutande steg i de reducerbara agglomeratens tillverkningskedja, alltså efter sintring och efterföljande avsvalning av agglomeraten. Applicerandet av en beläggning på agglomeraten har hitintills exempelvis utförts genom sprayning och duschning med ett beläggningsmaterial i slurryfonn direkt på agglomerat som befinner sig under förflyttning på transportör, såsom ett ändlöst transportband eller liknande. Studier har visat att vid denna teknik har bara ungefär 1/3 av agglomeraten erhållit en beläggningsgrad som kan anses godtagbar. En annan teknik för beläggning av agglomerat och som på senare tid praktiserats i stor utsträckning är utnyttjande av ett stup eller fallschakt, varvid beläggningen påförs genom sprayning eller duschning med ett beläggningsmaterial i slurryforrn från olika håll medan nämnda agglomerat befinner sig fritt fallande genom luften. Även om man härigenom i hög grad undviker att agglomeraten kommer i onödig kontakt med varandra under och efter beläggningen har metoden inte visat sig ge den jämna och kontinuerligt sammanhängande beläggning av agglomeraten som nonnalt eftersträvas för att förhindra kladdning i reduktionsprocessen. I synnerhet torde detta bero på att de fallande agglomeraten helt eller delvis täcker varandra under sprayningsförloppet. De försök som hittills gjorts för att lösa dessa problem har i huvudsak varit inriktade på att öka agglomeratens spridningsgrad och fördelning under själva duschningsförloppet i kombination med en ökad fallhöjd och \\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\p33504se.doc 10 15 20 25 30 ETIW 3377 3 arrangerandet av ytterligare duschningsmunstycken utefter agglomeratens rörelsesträcka.

Dessa åtgärder har emellertid ej givit de resultat som eftersträvas vad gäller beläggningens täckningsgrad. I praktiken har det visat sig att damm och stoft som avges från de fritt fallande agglomeraten tenderar att sätta igen duschningsmunstyckena och då i synnerhet de munstycken som i rörelsebanan sett befinner sig nedtill och alltså de munstycken som är belägna närmast agglomeratens nedslagsplats.

Det har sedan länge förelegat önskemål om att kunna förbättra täckningsgraden och kvalitén vid beläggning av järninnehållande agglomerat med fluxningsmaterial och ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande som förverkligar detta önskemål Detta ändamål med uppfinningen uppnås genom att den erhållit de i patentkraven angivna särdragen och kärmetecknen och vilket i princip består i att påtörandet av vätskedispersionen sker i en trumma.

Från US 3 975 182 är visserligen känt att använda en trumma för att påföra en beläggning av fluxningsmedel på ett agglomerat, men det bör dock påpekas att även om användandet av en trumma nämns i denna skriften så är avsikten med denna inte såsom i fallet med föreliggande uppfinning; nämligen att som ett sista tillverkningssteg så snabbt och effektivt som möjligt påföra bildade reducerbara agglomerat ett skyddande fluxningsmedel i form av en vätskedispersion eller s k ”slurryforin”, utan att genom utnyttjande av ett traditionellt rullningsförfarande i en rullningstrumma påföra skikt av fluxningsmedel på en s k ”grönkropp”. I denna kan nämnas att bildande av s k ”grönkroppar” allmänt sker genom att primärkärnor av partikelmaterial likt snöbollar pårullas skikt efter skikt i en rullningstrumma som har en bädd av fuktigt finkomingt järninnehållande material där tillväxten sker under inverkan av adhesionseffekten. Enligt nämnda dokument påföres också på i princip samma sätt de bildade grönkroppama ett eller flera skikt av fluxningsmedel, exempelvis kalksten, genom rullning i en kompletterande rullningstrumma uppvisande en bädd av fuktigt fluxningsmedel. I ett efterföljande steg torkas och bränns den belagda grönkroppen varvid fluxningsmedlet omvandlas till att bilda en yttre hård skalforrnig ferritisk beläggning av kalciumferrit i det fall den påförda beläggningen inledningsvis innefattande kalk eller kalksten.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare under hänvisning till den bifogade ritningen på vilken fig. 1 i en sidovy' schematiskt visar en röntgenbild tagen genom en anordning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen.

I enlighet med de principer som ligger till grund för föreliggande uppfinning innefattar en anordning för genomförande av uppfinningen, i det i fig. 1 visade utförandet, en \\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\p33504se .doc 10 15 20 25 30 517 357 4 i huvudsak horisontellt orienterad transportör 1 för tranporterande av väsentligen avsvalnade reducerbara järnimihållande agglomerat 2. Nämnda transportör består i huvudsak av ett ändlöst massivt band 3 som löper runt hjul 4, av vilka dock endast ett visas i figuren. I området för det ändlösa transportbandets 3 utmatningsände är anordnad en i vardera änden öppen i huvudsak cirkulärcylindrisk trumma 5 som på lärnpligt känt sätt är anordnad att drivas för rotatation omkring sin med 6 betecknade huvudaxel. Till trummans ena ände är vidare anordnad en uppsättning spolnings- eller duschningsmunstycken 7 som i princip är riktade snett nedåt mot trummans botten och vilka, via en i figurerna ej visad pumpanordning, står i förbindelse med en i figurema likaledes ej visad tank innehållande en vätskedispersion eller s k ”slurry” bestående av beläggningsmaterial och vatten.

Som framgår av figuren är trumman 5 så arrangerad och orienterad i förhållande till nämnda utmatningsände att de anländande agglomeraten 2 under spridning faller ned i trummans ena öppning 8 och under trumling inne i trumman förflyttar sig mot trummans andra ände 9. Denna förflyttning av agglomeraten inne i trumman 5 åstadkommes genom att trummans huvudaxel 6 är orienterad med en liten vinkel mot bandets utmatningsände där denna vinkel som är så vald att stockning inne i trumman kan undvikas samtidigt som agglomeraten 2 under trumling i trurnman effektivt påföres nämnda vätskedispersion av beläggningsmedel.

De trumlade och belagda agglomeraten strömmar tillsammans med överskottet från vätskedispersionen slutligen ned i en i figuren ej visad behållare för uppsamling och för vidare transport till någon anläggning för järnframställning. Genom att nämnda överskott från beläggningen följer med ned i uppsarnlingsbehållaren erhålles fördelen att fuktighet hos den på agglomeraten påförda beläggningen kan bibehållas vilket bidrar till att adhesionseffekten, alltså vidhäftningsiörmågan mellan agglomeratens utsida och partikelmaterialet bevaras.

Det är genom uppfinningen möjligt att åstadkomma en mycket effektiv och i huvudsak fullständig beläggninggrad hos reducerbara agglomerat och de överlägsna egenskaperna hos agglomerat belagda enligt förfarandet enligt uppfinningen i jämförelse med agglomerat belagda genom sprayning eller duschning illustreras i form av utförda analyser i exemplet här nedan.

De nedan beskrivna proverna genomfördes i laboratoriemiljö varvid beläggningen applicerades i linje med principerna för uppfinningen, och närmare bestämt genom duschning av agglomeraten med en ”slurry” (bestående av 20 % fast/ 80 % vatten) i en roterande trumma. Vid försöken belades provet av agglomerat med en konstant mängd ”slurry” i \\SKEA\SYS' L'SERS\LEG\dok\arkiv\p33S04se.doc oo - n - n un 10 15 20 517 337 5 förhållande till provmängden: 0,2 % fast (motsvarande 2 kg fast beläggning per material 1000 kg agglomerat).

Efter beläggningen undersöktes provets kladdningsbeteende hos standard DR pellets MPRD enligt den s k HYL-standarden, varvid l,2 kg prov reduceras till metalliskt järn, vid 950° C i packad bädd, under en belastning av ca 15 Mpa. Provet avkyls och det metalliserade sarnmansintrade stycket utsätts för ett hållfasthetstest, innebärande att detsamma släpps 20 ggr från höjd av 1 m, varefter andelen fortfarande sammanhängande ärnnesstycke mäts efter varje falltest. På basis av dessa observationer kan kladdningsindex framräknas, varvid 100 % innebär maximal kladdning och 0 % innebär ingen mätbar kladdning.

I tabellen nedan framgår typiska kladdningsvärden för icke belagda pellets samt kladdningstendensen vid beläggning med olika kända och vanligt förekommande fluxningsmaterial.

Laboratorietest I trumma belagda MPRD pellets 0,2 % beläggning (2kg/ton pellets) Kladdningsindex enligt HYL Standard kladdningstest (950° C).

Tabell över kladdningsindex Ingen beläggning Beläggning i trumma Referens: MPRD Ej belagd 31_7 73.3 Belagd med mineral A 32.9 Belagd med mineral B 7.2 10.6 Belagd med mineral C Belagd med mix av A och C 4.6 Belagd med mix av B och C 4.7 Driftsresultat I trurnma belagda MPRD pellets 0,2 % beläggning (2kg/ton pellets) Tabellen visar en jämförelse mellan påförande av beläggningsmaterial genom konventionell sprayning och påförande av beläggningsmaterial genom trumling i trumma enligt uppfinningen. Provema på kladdningsindex är medelvärden tagna efter en längre tids uppföljning och efter normal hantering av pelletarna från tillverkningsanläggning till \\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\p335045:.doc 10 517 337 6 anläggning for järnframställning innefattande dels tågtransport (s k tågprov), dels båtransport (s k båtprov).

Kladdningsindex enligt HYL Standard kladdningstest (950° C).

Tabell över Ingen beläggning Beläggning genom Beläggning i trumma kladdningsindex sprayning Referens: MPRD Kladdning tågprov 74 37 23 Kladdning båtprOV 74 49 30 Resultaten visar på mycket goda värden vad gäller att belägga reducerbara agglomerat i form av s k pellets med icke järnhaltiga fluxningsmaterial enligt principerna för uppfinningen. Idén är lika enkel som genial nämligen att spruta eller spola en vätskeblandning med fluxningsmedel på pelletarna medan de rullar inne i en trumma för att därigenom åstadkomma en bättre och mer fullständig beläggning än vad som hittills varit möjligt med konventionell teknik.

Uppfinningen är dock inte begränsad till det här ovan beskrivna och det på ritningarna visade utan kan ändras och modifieras på en mängd olika sätt inom ramen for den i efterföljande patentkrav angivna uppfinningstanken.

\\SKEA\SYS\USERS\LEG\dok\arkiv\p33S04se .doc

Claims (5)

10 15 20 25 517 337 7 PATENTKRAV

1. l. Förfarande for reducering av hopklumpnings- och kladdningsbenägenheten hos reducerbart jäminnehållande agglomererat material, särskilt hos s k pellets, varvid de järninnehållande reducerbara agglomeraten i anslutning till ett efter ett sintringsfórlopp vid framställningen av dessa följande avsvalningsförlopp utvändigt påföres ett skikt av kladdningshämmande material i form av en vätskedispersion av partikelmaterial, k ä n n e - t e c k n at av att påförandet av vätskedipersionen sker under omtrumling i en trumma som är så utformad att agglomeraten tillsammans med vätskedispersionen väsentligen fritt kan passera därigenom.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n at genom användande av en trurnma som är öppen i vardera änden.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att tillförandet av vätskedipersionen sker inne i trumman medelst i trumman arrangerade spray- eller spolningsmunstycken.

4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n at av att trumman med rotationsaxeln arrangeras i vinkel mot utmatningsänden av en anordning för transporterande av agglomeraten, företrädesvis i form av ett ändlöst band, där nämnda vinkel mellan trumma och utmatningsände är så vald att agglomerat från nämnda utmatningsände fritt tillåts falla ned i trummans ena ände och vidare ut genom trummans andra ände.

5. Förfarande enligt något av kraven 3 - 4, k ä n n e t e c k n at genom användande av en trumma där spray- eller spolningsmunstyckena är arrangerade i området för trummans inloppsände så att vätskedipersionen kan appliceras på in i trumman fritt fallande och därigenom väsentligen fördelade agglomerat. S:\LEG\dok\arkiv\p33504se.d0c