WO2000065106A1 - Verfahren zur herstellung von für einen direktreduktionsprozess einsetzbarem einsatzmaterial mit einer beschichtung aus hüttenschlämmen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von für einen direktreduktionsprozess einsetzbarem einsatzmaterial mit einer beschichtung aus hüttenschlämmen Download PDF

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Johann Wurm
Günter SCHREY
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing feed material that can be used for a reduction process, wherein piece goods formed from iron oxide-containing pellets and / or iron oxide-containing piece ore are provided with a coating.
  • the maximum temperature for the reduction is therefore limited by the occurrence of sticking.
  • the maximum temperature for the reduction can be increased by up to 100 ° C.
  • DE OS 20 61 346 it is proposed to provide iron ore pellets with a coating made of ceramic powder and, after this coating, either to supply the direct reduction directly or to burn first.
  • DE OS 20 61 346 discloses as a method of applying the ceramic powder to the pellets by using a further pelletizing plate.
  • EP 207 779 A2 discloses coating iron ore with cement before the direct reduction process. For this purpose, it is proposed to pass the ore through an aqueous cement solution or to spray it with an aqueous cement solution.
  • the use of a liquid cement suspension to apply a layer to the iron ores requires complex equipment to produce, transport and store this cement suspension, since this should not change its nature and it is also undesirable for the cement to settle again in the suspension .
  • EP 495 455 A1 therefore proposes to mix water and cement powder in a container by using compressed air and to spray the cement suspension thus produced onto ore pellets by means of a further compressed air stream.
  • This invention also has the disadvantage that the handling of a cement suspension cannot be avoided and requires appropriate facilities for its manufacture and handling and entails corresponding pollution and cleaning problems, which mainly result from the properties of the cement, of these facilities.
  • the object of the present invention is therefore to avoid the disadvantages of the prior art and to provide a method of the type described at the outset which does not require the use of a cement suspension and which also avoids the disposal of sludge or the operation of a separate treatment plant. Furthermore, sticking should not occur on piece goods produced by the method according to the invention any more than on articles produced according to the prior art.
  • the object is achieved according to the invention in that the piece goods are brought into contact with sludges which occur in a metallurgical plant, in particular the reduction process itself and / or subsequent process steps, and are thereby coated.
  • the object of the invention is reliably achieved with the method according to the invention. It has been shown that when the above-mentioned sludge is used, a feed material which can be used for the reduction process is produced and on which sticking does not occur. As a result, the reduction temperature can also be increased by up to 100 ° C and the productivity of the reduction furnace can be significantly increased.
  • the sludge sticks to the surface of the piece goods and thus forms the desired protective layer. Since the solids content of the sludge usually contains considerable amounts of iron oxides in addition to lime, dolomite and other additives, this also enables these iron oxides to be returned to the reduction process.
  • the piece goods are guided, for example, on a conveyor belt and sprayed with sludge from above.
  • the coating is applied by spraying a freely falling piece goods.
  • This embodiment also allows an exact dosing of the thickness of the coating, which is even better than that mentioned above.
  • the piece goods are guided, for example, over a conveyor belt and then thrown off the latter, the piece goods covering a certain distance after being dropped from the conveyor belt and being sprayed with mud from nozzles arranged to the side of the flight path.
  • the piece goods are provided with the coating either by a granulation method, in particular a pelletizing step, or by an immersion method.
  • a granulation process has the advantage that it is possible to use devices which are already required for the production of the piece goods themselves, insofar as they are pellets. As a result, this variant does not require any additional investment costs.
  • a diving process is characterized by particular simplicity and inexpensive feasibility.
  • the water content of the sludge is set to a permissible range before the respective coating step.
  • Sludges that occur, for example, in the gas cleaning systems of a metallurgical plant do not necessarily have a consistency that is suitable for all coating processes. It may therefore be necessary to change the water content and thus the consistency of the sludge to be used by mixing it with other sludges and / or by adding water.
  • Another object of the invention is a direct reduction process for the production of wholly or partially metallized sponge iron, at least partially using a feed material produced according to the invention.
  • Such a direct reduction process is characterized in that sticking of the sponge iron no longer occurs and, as a result, according to an advantageous embodiment of the direct reduction process, the maximum temperatures that occur are set at up to 1000 ° C.
  • Fig. I shows the spraying of piece goods (1) with sludge (2).
  • General cargo is guided over a conveyor belt (3) and from above using one or more nozzles (4) a sludge tank (5) sprayed with sludge (2).
  • excess coating agent (6) is separated from the coated piece goods on a sieve (7) and excess coating agent (6) is returned to the sludge tank (5).
  • Coated piece goods are fed to another drying belt for drying, storage or directly to the reduction process.
  • Fig. 2 shows the spraying of piece goods (1), this being sprayed with sludge (2) from a sludge tank (5) only after it has been ejected from the conveyor belt (3) by means of one or more nozzles (4) arranged on the side next to the falling crusher. Excess coating material (6) is also returned to the sludge tank (5) here.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment shown in the drawings in FIGS. 1 and 2, but also encompasses all means known to the person skilled in the art which can be used to implement the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von für einen Reduktionsprozess einsetzbarem Einsatzmaterial, wobei von eisenoxidhältigen Pellets und/oder eisenoxidhältigem Stückerz gebildetes Stückgut mit einer Beschichtung versehen wird, wobei das Stückgut mit Schlämmen, die in einem Hüttenwerk, insbesondere dem Reduktionsprozess selbst und/oder diesem nachgeschalteten Verfahrensschritten anfallen, in Kontakt gebracht und dadurch beschichtet wird. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet eine kostengünstige Herstellung von beschichtetem Stückgut, wobei der aus dem beschichteten Stückggut hergestellte Eisenschwamm nicht mehr zu Sticking während seiner Herstellung neigt. Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet weiters eine quantitative Verwertung von in Hüttenwerken anfallenden Schlämmen.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON FÜR EINEN DIREKTREDUKTIONSPROZESS EINSETZBAREM 3 EINSATZMATERIAL MIT EINER BESCHICHTUNG AUS HÜTTENSCHLÄMMEN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von für einen Reduktionsprozess einsetzbarem Einsatzmaterial, wobei von eisenoxidhältigen Pellets und/oder eisenoxidhältigem Stückerz gebildetes Stückgut mit einer Beschichtung versehen wird.
In Direktreduktionsprozessen in der Hüttenindustrie werden stückige Eisenerze bzw. zu Pellets geformte Eisenoxide in Direktreduktionsschachtöfen mit CO- und H2-hältigem Reduktionsgas zu Eisenschwamm reduziert. Ein vertikaler Schachtofen arbeitet dabei nach dem Gegenstromprinzip, d.h. Erze und/oder Pellets werden dem Schachtofen aufgegeben, bilden ein Festbett und durchwandern den Schachtofen - im Gegenstrom zu einem heißen Reduktionsgas - nach unten, wobei sie zu Eisenschwamm reduziert und schließlich in einem unteren Bereich des Schachtofens aus diesem ausgetragen werden.
Da die Reduktion der Eisenoxide zu Eisenschwamm endotherm verläuft, wird eine möglichst hohe Reduktionstemperatur angestrebt, um die Produktivität der Anlage zu steigern. Dabei tritt aber das Problem auf, daß bei höheren Temperaturen - obwohl unterhalb des Schmelzpunkts des Eisenschwamms - die nunmehr reduzierten Eisenoxide dazu neigen, zu verkleben und miteinander zu verschweißen. Dieses Phänomen wird in der Literatur und auch nachfolgend als "Sticking" bezeichnet und verursacht schwerwiegende Betriebsstörungen.
Die Maximaltemperatur für die Reduktion ist also nach oben hin durch das Auftreten von Sticking begrenzt. Es ist jedoch bekannt, daß durch eine Beschichtung der Erze bzw. Pellets mit einem anorganischen Material die Maximaltemperatur für die Reduktion um bis zu 100 °C zu erhöht werden kann. Zum Aufbringen dieser Beschichtung existieren in der Literatur verschiedene Ansätze:
In der DE OS 20 61 346 wird vorgeschlagen, Eisenerzpellets mit einer Umhüllung aus keramischem Pulver zu versehen und nach dieser Umhüllung entweder unmittelbar der Direktreduktion zuzuführen oder zuerst zu brennen. Die DE OS 20 61 346 offenbart als Methode, das keramische Pulver auf den Pellets aufzubringen, dafür einen weiteren Pelletierteller zu verwenden. Die EP 207 779 A2 offenbart, Eisenerz vor dem Direktreduktionsprozeß mit Zement zu beschichten. Dazu wird vorgeschlagen, das Erz durch eine wässrige Zementlösung zu führen oder mit einer wässrigen Zementlösung zu besprühen. Die Verwendung einer flüssigen Zementsuspension zum Aufbringen einer Schicht auf die Eisenerze erfordert aufwendige Einrichtungen, um diese Zementsuspension herzustellen, zu transportieren und zu lagern, da diese ihre Beschaffenheit dabei nicht verändern soll und auch nicht erwünscht ist, daß sich der Zement in der Suspension wieder absetzt.
In der EP 495 455 AI wird deshalb vorgeschlagen, Wasser und Zementpulver in einem Behälter durch Einsatz von Druckluft zu mischen und die so hergestellte Zementsuspension mittels eines weiteren Druckluftstromes auf Erzpellets aufzusprühen. Auch diese Erfindung weist den Nachteil auf, daß die Handhabung einer Zementsuspension nicht vermieden werden kann und erfordert entsprechende Einrichtungen zu ihrer Herstellung und Handhabung und zieht entsprechende Verschmutzungs- und Reinigungsprobleme, welche überwiegend aus den Eigenschaften des Zements resultieren, dieser Einrichtungen nach sich.
Es ist weiters bekannt, daß in der Hüttenindustrie große Mengen an Schlämmen durch Gasreinigungsprozesse anfallen, die einer Deponierung oder - mittels einer Aufbereitungsanlage - einer gesonderten weiteren Verwendung zugeführt werden müssen. Sowohl Deponiekosten als auch Investitions- und Betriebskosten einer Aufbereitungsanlage stellen eine wirtschaftliche Belastung für ein Hüttenwerk dar.
Die gestellte Aufgabe der gegenständlichen Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art bereitzustellen, welches ohne die Verwendung einer Zementsuspension auskommt und welches darüber hinaus eine Deponierung von Schlämmen oder den Betrieb einer gesonderten Aufbereitungsanlage vermeidet. Weiters soll an nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stückgut Sticking ebensowenig auftreten, wie an nach dem Stand der Technik hergestellten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stückgut mit Schlämmen, die in einem Hüttenwerk, insbesondere dem Reduktionsprozess selbst und/oder diesem nachgeschalteten Verfahrensschritten anfallen, in Kontakt gebracht und dadurch beschichtet wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe zuverlässig gelöst. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der oben angeführten Schlämme ein für den Reduktionsprozeß einsetzbares Einsatzmaterial erzeugt wird an welchem Sticking nicht auftritt. Dadurch kann auch die Reduktionstemperatur erhöht werden und zwar um bis zu 100 °C und die Produktivität des Reduktionsofens deutlich gesteigert werden.
Der Schlamm bleibt an der Oberfläche des Stückgutes haften und bildet dadurch die gewünschte Schutzschicht. Da der Feststoffanteil der Schlämme üblicherweise außer Kalk, Dolomit und anderen Zuschlagstoffen auch beträchtliche Mengen an Eisenoxiden enthält, gelingt dadurch auch eine Rückführung dieser Eisenoxide in den Reduktionsprozess.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Beschichtung durch Besprühen des Stückguts aufgetragen wird.
Dadurch kann die Menge des Schlamms, mit dem das Stückgut beschichtet wird, und damit die Dicke der Beschichtung genau dosiert werden.
Dazu wird das Stückgut beispielsweise über ein Förderband geführt und von oben mit Schlamm besprüht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Beschichtung durch Besprühen eines frei fallenden Stückguts aufgetragen wird.
Auch diese Ausführungsform erlaubt eine genaue Dosierung der Dicke der Beschichtung, die gegenüber der oben angeführten sogar noch verbessert ist.
Dazu wird beispielsweise das Stückgut über ein Förderband geführt und dann von diesem abgeworfen, wobei das Stückgut nach dem Abwurf vom Förderband eine bestimmte Strecke frei fallend zurücklegt und dabei von seitlich neben der Flugbahn angeordneten Düsen mit Schlamm besprüht wird.
Es hat sich weiters als vorteilhaft erwiesen, daß überschüssiger Schlamm, der während oder nach dem Besprühen des Stückgutes von diesem abgetrennt wird, wieder in den Sprühprozess zurückgeführt wird, wodurch eine vollständige Verwertung der Schlämme ermöglicht wird. Weiteren vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge wird das Stückgut entweder durch einen Granulationsverfahren, insbesondere einen Pelletierschritt, oder ein Tauchverfahren mit der Beschichtung versehen.
Ein Granulationsverfahren weist den Vorteil auf, daß dafür auf Vorrichtungen zurückgegriffen werden kann, die ohnehin bereits zur Herstellung des Stückgutes selbst, soweit es sich dabei um Pellets handelt, erforderlich sind. Infolgedessen erfordert diese Variante keine zusätzlichen Investitionskosten.
Ein Tauchverfahren zeichnet sich durch besondere Einfachheit und kostengünstige Realisierbarkeit aus.
Einem vorteilhaften Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge wird der Wassergehalt des Schlammes vor dem jeweiligen Beschichtungsschritt auf einen dafür zulässigen Bereich eingestellt.
Schlämme, die beispielsweise in Gasreinigungsanlagen eines Hüttenwerks anfallen, weisen nicht notwendigerweise von vomeherein eine für alle Beschichtungsver fahren geeignete Konsistenz auf. Es kann daher erforderlich sein, den Wassergehalt und damit die Konsistenz des einzusetzenden Schlammes durch Mischen mit anderen Schlämmen und/oder durch Zugabe von Wasser zu verändern.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Direktreduktionsprozess zur Herstellung ganz oder teilweise metallisierten Eisenschwamms unter zumindest teilweiser Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Einsatzmaterials.
Ein solcher Direktreduktionsprozess zeichnet sich dadurch aus, dass Sticking des Eisenschwamms nicht mehr auftritt und infolgedessen gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Direktreduktionsprozess die dabei maximal auftretenden Temperaturen auf bis zu 1000 °C eingestellt werden.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand zweier in den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. I zeigt dabei das Besprühen von Stückgut (1) mit Schlamm (2). Stückgut wird über ein Förderband (3) geführt und dabei von oben mittels einer oder mehrerer Düsen (4) aus einem Schlammbehälter (5) mit Schlamm (2) besprüht. Nach dem Abwurf des Stückgutes (1) vom Förderband (3) wird überflüssiges Beschichtungsmittel (6) auf einem Sieb (7) von dem beschichteten Stückgut abgetrennt und überflüssiges Beschichtungsmittel (6) in den Schlammbehälter (5) zurückgeführt. Beschichtetes Stückgut wird über ein weiteres Förderband einer Trocknung, Lagerung oder unmittelbar dem Reduktionsprozess zugeführt.
Fig. 2 zeigt das Besprühen von Stückgut (1), wobei dieses erst nach dem Abwurf vom Förderband (3) mittels einer oder mehrerer seitlich neben der Fallsfrecke angeordneten Düsen (4) mit Schlamm (2) aus einem Schlammbehälter (5) besprüht wird. Auch hier wird überschüssiges Beschichtungsmaterial (6) in den Schlammbehälter (5) zurückgeführt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Ausführung der Erfindung herangezogen werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von für einen Reduktionsprozess einsetzbarem Einsatzmaterial, wobei von eisenoxidhältigen Pellets und/oder eisenoxidhältigem Stückerz gebildetes Stückgut mit einer Beschichtung versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut mit Schlämmen, die in einem Hüttenwerk, insbesondere dem Reduktionsprozess selbst und/oder diesem nachgeschalteten Verfahrensschritten anfallen, in Kontakt gebracht und dadurch beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Besprühen des Stückguts aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch Besprühen eines frei fallenden Stückguts aufgetragen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssiger Schlamm in den Sprühprozess zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut durch einen Granulationsverfahren, insbesondere durch einen Pelletierschritt, mit der
Beschichtung versehen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stückgut durch ein Tauchverfahren mit der Beschichtung versehen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt der Schlämme vor dem jeweiligen Beschichtungsschritt auf einen zulässigen Bereich eingestellt wird.
8. Direktreduktionsprozess zur Herstellung ganz oder teilweise metallisierten Eisenschwamms unter zumindest teilweiser Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellten Einsatzmaterials.
9. Direktreduktionsprozess nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dabei maximal auftretenden Temperaturen auf bis zu 1000 °C eingestellt werden.
PCT/EP2000/001367 1999-04-22 2000-02-18 Verfahren zur herstellung von für einen direktreduktionsprozess einsetzbarem einsatzmaterial mit einer beschichtung aus hüttenschlämmen WO2000065106A1 (de)

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