WO2008046452A1 - Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung - Google Patents

Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung Download PDF

Info

Publication number
WO2008046452A1
WO2008046452A1 PCT/EP2006/067639 EP2006067639W WO2008046452A1 WO 2008046452 A1 WO2008046452 A1 WO 2008046452A1 EP 2006067639 W EP2006067639 W EP 2006067639W WO 2008046452 A1 WO2008046452 A1 WO 2008046452A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
calcium ferrite
iron
sinter
zinc
lead
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/067639
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Süleyman BASTÜRK
Thomas Degen
Andreas Franzen
Joachim Janz
Jörn PUFPAFF
Original Assignee
Arcelormittal Bremen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arcelormittal Bremen Gmbh filed Critical Arcelormittal Bremen Gmbh
Priority to PCT/EP2006/067639 priority Critical patent/WO2008046452A1/de
Publication of WO2008046452A1 publication Critical patent/WO2008046452A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • C04B18/143—L.D. slags, i.e. Linz-Donawitz slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00—Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • C04B5/06—Ingredients, other than water, added to the molten slag or to the granulating medium or before remelting; Treatment with gases or gas generating compounds, e.g. to obtain porous slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/36—Processes yielding slags of special composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • C22B1/205—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates regulation of the sintering process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02—Working-up flue dust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • Calcium ferrite sinter its manufacture and use
  • the invention relates to methods and apparatus for making calcium ferrite sinters, the corresponding sinters themselves and their uses.
  • slag In steelmaking also incurred large amounts of slag.
  • the slag is often used as a building material. It has proved to be disadvantageous that the slag is often contaminated by free lime.
  • Free lime in the sense of this invention is in the form of CaO pieces present lime in a converter slag, which is a tendency to disintegration of the slag by reaction with water causes the environment, so that the slag can be used badly as a building material. There is therefore a continuing need for steelmaking processes to reduce the level of free lime in a converter slag.
  • DE 35 36 635 A1 discloses a method for producing a calcium ferrite slag from steelworks converter offgas or blast furnace gas.
  • the slag is to serve in a converter as an iron supplier and desulfurizing the pig iron.
  • the amount of quicklime supplied to the converter is reduced by the amount of lime used to produce the calcium ferritic lacquers. Overall, however, the CaO requirement is not reduced.
  • the process also requires the use of a melt cyclone and is therefore associated with considerable technical and financial effort.
  • Another disadvantage of a converter slag is that it contains a non-negligible amount of iron in the form of iron oxide FeO. This iron oxide is lost in the steel production unused. There is therefore a need to lower the content of FeO in a converter slag.
  • iron ore is often first sintered in a sintering plant into an ore sinter, the ore sinter is converted into pig iron in the blast furnace, and finally the pig iron is converted into steel in a converter.
  • Scrap is often used as an aggregate for crude steel production.
  • zinc is increasingly used as a corrosion inhibitor for steels, the zinc content of scrap has increased significantly in recent years.
  • the smelting of iron-containing feedstock and steelmaking produces larger quantities of iron-containing gases such as blast furnace gas. For environmental reasons, these gases must be cleaned. In this process iron-containing dusts or sludges are extracted. These are often enriched with zinc and lead.
  • the zinc and / or lead-loaded materials are largely freed of zinc and lead in a special melting and / or reduction reactor.
  • the reactor used here is, for example, an electric arc furnace. Due to the high energy consumption and the low achievable energy utilization and the high maintenance costs, this purification variant has proven to be not economical.
  • the zinc- and / or lead-loaded materials are returned to a steelmaking process, especially in briquetted form.
  • an enrichment of zinc and / or lead in the steel mill dust is done, so that finally a small part of the dust can be discharged with high zinc content.
  • This purification variant is likewise regarded as uneconomical since zinc and / or lead often has to undergo the steelmaking process in order to achieve a sufficiently high concentration for further processing and must be heated and cooled accordingly frequently.
  • a zinc- and / or lead-containing sinter or briquette is produced from the zinc and / or lead-loaded materials, which is smelted in a shaft furnace, for example a blast furnace, cupola furnace or Oxicup Furnace.
  • a shaft furnace for example a blast furnace, cupola furnace or Oxicup Furnace.
  • the operation of the shaft furnace with highly zinc-containing sinter is energetically inefficient and very maintenance-intensive.
  • the object of the present invention was therefore also to provide improved methods for steelmaking, with which in particular zinc-loaded iron-containing starting materials (iron carriers) can be used economically. Furthermore, processing products of, in particular, zinc loaded iron carriers should be indicated for use in steelmaking.
  • the use of a calcium ferrite sinter is specified in an oxygen blowing process, preferably the Linz-Donawitz process,
  • a calcium ferrite sinter is a sintered material, conveniently sintered melt sintered or oxidizing, with a proportion of Dicalci- umferrit 2CaO Fe 2 O 3, Calciummonoferrit CaO-Fe 2 O 3 and / or Calciumdiferrit CaO ⁇ 2Fe 2 O 3.
  • Such sinters are previously known only as aggregates for use in blast furnaces and in the Siemens-Martin process, where, however, exclusively as a fresh medium (see Cappel, Wendeborn: sintering iron ore, Dusseldorf 1973, pages 179-188).
  • An oxygen blowing method is a method for refining iron for producing steel, wherein the carbon-rich iron (pig iron) is blown with oxygen or a gas having an oxygen content of at least 30 mol% to produce low carbon steel.
  • the Siemens Martin process of steelmaking is not an oxygen blowing process within the meaning of the invention.
  • a preferred blowing method is the Linz-Donawitz method (LD method).
  • LD method Linz-Donawitz method
  • a converter is charged with liquid pig iron and usually scrap and / or sponge iron.
  • Oxygen is blown onto the molten iron through a water-cooled oxygen lance; becomes optional
  • a noble gas such as argon is injected through nozzles in the converter bottom.
  • the oxygen blowing time is chosen so that the finished steel has a desired content of carbon and undesired admixtures are burned or converted to slag.
  • a calcium ferrite sinter in an oxygen blowing process for steelmaking in particular a Linz-Donawitz process, can reduce refractory wear.
  • the service life of a refractory lining of a converter can be doubled or even increased by the use according to the invention of a calcium ferrite sinter.
  • a calcium ferrite sinter in an oxygen blowing process for steel production reduces the consumption of CaO in the converter disproportionately.
  • the calcium ferrite sinter according to the invention therefore, less lime is needed in total for producing the calcium ferrite sinter and performing the oxygen blowing process than for carrying out the oxygen blowing process without using the calcium ferrite sinter according to the invention. It can even be completely dispensed with the use of quicklime in the oxygen blowing, without sacrificing the durability of the refractory lining of the converter must.
  • the use according to the invention of calcium ferrite sinter in an oxygen blowing process for steelmaking, in particular a Linz-Donawitz process surprisingly also accelerates the formation of a calcareous converter slag and at the same time prevents the formation of free lime in the converter slag.
  • the use according to the invention of calcium ferrite sinter in an oxygen blowing process for steelmaking, in particular a Linz-Donawitz process reduces the content of FeO in the converter slag.
  • the use according to the invention is possible solely by use of sintering plants and oxygen converters which are usually already available in steelworks.
  • the use according to the invention thus makes it possible, in particular, to completely recycle the iron-containing dusts produced in steelmaking, in particular converter exhaust gas and iron-containing dusts and sludges obtained during its purification, and thus make it possible to make use of steelmaking. This avoids the hitherto existing need to dispose of these dusts and sludges as waste.
  • the calcium ferrite sinter has a C value> 0.2, preferably greater than 0.8 and particularly preferably from 1, 0 to 10 according to the formula
  • MCaO, MMgO, MAI 2 O3, M SiO 2 and MFe denote the molecular weights of CaO, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 and iron, respectively.
  • Such a sinter has been found to be particularly suitable for reducing refractory wear and / or accelerating the formation of a calcareous slag in an oxygen blowing process, and in particular the Linz-Donawitz process.
  • the proportion and the total mass of MgO, Al 2 O 3 and / or SiO 2 may each be 0 or more.
  • the proportion by weight of CaO in the calcium ferrite sinter is preferably at least 15% by weight, in particular preferably 20-80% by weight and particularly preferably 30-50% by weight.
  • the proportion by weight of iron in the calcium ferrite sinter is preferably at least 10% by weight, more preferably at least 30-40% by weight and most preferably 35-40% by weight.
  • the calcium ferrite sintered invention has a proportion of at least 30 wt .-% dicalcium ferrite ⁇ 2CaO Fe 2 O 3, preferably 40 wt .-% to 100 wt .-% dicalcium ferrite, and particularly preferably 50-100 wt .-%.
  • a calcium ferrite sinter has the advantage in an oxygen blowing process and in particular the Linz-Donawitz process to a particularly pronounced extent that a nearly CaO-saturated melt is obtained directly when the process is carried out. Thereby, the refractory wear of the converter in performing the oxygen blowing process for steelmaking is minimized in a particularly simple and effective manner.
  • Dicalcium ferrite-containing calcium ferrite sinter with a weight fraction of total iron of 20-40% by weight is particularly preferred.
  • a calcium ferrite sinter having a proportion of iron oxide Fe 2 O 3 from 70 to 90 wt .-%, each based on the total calcium ferrite sinter.
  • a calcium ferrite sinter has a comparatively low melting point of 1216 ° C.
  • the lowest liquidus temperature occurs in a calcium ferrite sinter with a weight fraction of 80% Fe 2 O 3 and is 1205 ° C.
  • a corresponding calcium ferrite sinter Accordingly, it preferably has a proportion of iron oxide Fe 2 O 3 of 80-75% by weight, in each case based on the total sintering.
  • the calcium ferrite sinter used in the present invention can be prepared in a manner known in the art of cottage industry.
  • the calcium ferrite sinter is produced on a sintered sinter plant.
  • Suitable suction sintering plants are conventionally used for the production of iron ore sinters and accordingly are already installed or easily accessible at many pig iron and steel mills.
  • the production of the calcium ferrite sinter used according to the invention is particularly simple in this way possible.
  • the calcium ferrite sinter used according to the invention can likewise be produced on a sintered sintering plant, on a pressure sintering plant, in a rotary kiln and / or by briquetting or pelleting with burning. Suitable preparation processes are known to those skilled in the art from Cappel, Wendeborn (see above).
  • the invention further provides a process for producing a calcium ferrite sinter, comprising the steps:
  • ii) contains at least 0.2% by weight of lead, preferably at least 1% by weight and particularly preferably 1 to 40% by weight of lead, and wherein the calcium ferrite sinter has a C value> 0.2, preferably greater than 0.8, and more preferably from 1, 0 to 10 according to the formula given above.
  • Iron carrier in the context of this invention is that part of the sintered starting materials containing iron.
  • limestone is therefore not an iron carrier.
  • preferred iron carriers are ferrous blast furnace and steel mill dust and scrubber slurry.
  • the process according to the invention is particularly preferably carried out on a sintered sinter plant. It is likewise preferred if the process according to the invention is carried out in a pan sintering plant, a pressure sintering plant, a rotary kiln and / or a briquetting device / device for pelleting with burning.
  • a calcium ferrite sinter produced by the process according to the invention in particular a calcium ferrite sinter containing dicalcium ferrite and / or monocalcium ferrite as described above, makes it possible to realize the advantages achievable with the use according to the invention of the calcium ferrite sinter.
  • the iron-containing starting material used in the process according to the invention has a ratio% Fe /% Zn (iron-zinc ratio) of at most 200, where% Fe denotes the proportion of iron in the iron carrier and% Zn the proportion of zinc in the iron carrier. It has now been found that in particular zinc-loaded iron-containing starting materials and in particular blast furnace and steel mill dusts and corresponding scrubber sludge can be converted by sintering in a calcium ferrite sinter, at the same time expelled zinc from the iron-containing starting material and recovered from the sintered gas phase in concentrated form can.
  • a particular advantage of the method according to the invention is therefore the ability to convert zinc-loaded iron-containing starting materials on the one hand in a calcium ferrite sintering, which allows the use of the advantages described above in use according to the invention, and on the other hand, the previously inaccessible commercialization of zinc shares of iron-containing To obtain starting materials economically, so that the zinc thus obtained can be used as a zinc raw material for conventional zinc smelters.
  • a significant expulsion of zinc and lead from zinc or lead-loaded iron carrier is dependent on the CaO activity of the sinter formed.
  • conventional production processes for producing basic calcium ferrite sinter it was not possible to achieve the abatement achievable according to the invention of the zinc or lead. Only the insight into the relationships expressed by the formula for calculating the C value made it possible to reproducibly achieve the advantages of the inventive production of calcium ferrite sinter.
  • the invention therefore also provides a process for purifying zinc and / or lead, comprising the steps:
  • This method makes it possible to realize the above-described advantageous release of zinc from zinc-loaded or lead from lead-loaded iron carriers, in particular blast furnace and steel mill dusts and scrubber sludges.
  • the zinc oxide and / or lead oxide can be separated off from the gas phase using conventional gas cleaners, in particular electrostatic precipitators, and used as a zinc raw material or lead raw material.
  • the calcium ferrite sinter according to the invention is produced industrially.
  • the calcium ferrite sinter according to the invention is used in a charge size of at least 500 kg in a converter for steel production. Such amounts can not be produced by conventional laboratory methods and small test furnaces, but only industrially useful.
  • the invention will be described in more detail below with reference to the embodiment. However, the embodiment is not intended to limit the scope of the claims.
  • Example 1 Preparation of a calcium ferrite sinter according to the invention
  • a sintering belt was charged with a mixture of scrubber sludge from a LD process (LD fine sludge) and limestone sand.
  • the ratio of limestone sand to LD fine sludge was 1.3 to 1.45.
  • the composition of the LD fine sludge and the limestone is given in Table 1, the data are each in wt .-%.
  • the sintering belt was additionally charged with anthracite-coke breeze mixture as fuel; the fuel input was between 3 wt .-% and 5 wt .-% based on the total sintering mixture including sintered remindgut.
  • a calcium ferrite sinter was prepared under the conditions described in Example 1.
  • the ratio of limestone sand to LD fine sludge was 1, 5 to 1, 6.
  • the composition of the LD fine sludge and the limestone and the obtained calcium ferrite sinter are shown in Table 3.
  • the C value of the calcium ferrite sinter was accordingly 1.07. Substantially more zinc was transferred to the gas phase and recovered via an electrostatic precipitator. The degree of dezincing was 71, 6%. Likewise, a significant decrease in the lead content can be seen.
  • the calcium ferrite sinter was used in an LD process instead of quick lime. In this case, a rapid formation of a calcareous slag can be observed.
  • a completely free-lime-free converter slag can be obtained which has a lower FeO content than when burnt lime is used instead of calcium ferrite sinter.
  • the service life of the refractory lining can be increased to four months.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Calciumferrit-Sintern, die entsprechenden Sinter selbst und deren Verwendungen, in einem Sauerstoff blasverfahren. Die Stahlerzeugung kann somit verbessert werden und auch Zinkbelastete eisenhaltige Ausgangsmaterialien können wirtschaftlich genutzt werden.

Description

Calciumferrit-Sinter, ihre Herstellung und Verwendung
Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Calcium- ferrit-Sintern, die entsprechenden Sinter selbst und deren Verwendungen.
Bei der Stahlherstellung in herkömmlichen Verfahren wird Roheisen in einem mit Feuerfestmaterial ausgekleideten Konverter zu Stahl umgewandelt. Das Feuerfestmaterial ist dabei erheblichen thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt und muß häufig erneuert werden. Es besteht deshalb ein stetiger Bedarf an verbesserten Verfahren zur Stahlherstellung, bei denen der Verbrauch an Feuerfestmaterial gesenkt werden kann.
Bei der Stahlherstellung fallen zudem große Mengen an Schlacke an. Die Schlacke wird häufig als Baustoff verwendet. Dabei hat sich als nachteilig erwiesen, dass die Schlacke häufig durch Freikalk verunreinigt ist. Freikalk im Sinne dieser Erfindung ist in Form von CaO-Stücken vorliegender Kalk in einer Konverterschlacke, der eine Zerfallsneigung der Schlacke durch Reaktion mit Wasser aus der Umgebung bewirkt, so dass die Schlacke nur schlecht als Baumaterial verwendet werden kann. Es besteht deshalb ein ständiger Bedarf an Stahlherstellungsverfahren, den Gehalt an Freikalk in einer Konverterschlacke zu verringern.
Die DE 35 36 635 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Calciumferritschla- cke aus Stahlwerks-Konverterabgas oder Gichtgas. Die Schlacke soll in einem Konverter als Eisenlieferant und Entschwefelungsmittel des Roheisens dienen. Die dem Konverter zugeführte Menge an Branntkalk wird um die zur Herstellung der Calcium- ferritsch lacke verbrauchte Kalkmenge verringert. Insgesamt wird jedoch der CaO- Bedarf nicht verringert. Das Verfahren erfordert zudem den Einsatz eines Schmelz- Zyklons und ist deshalb mit erheblichem technischen und finanziellem Aufwand verbunden.
Nachteilig an einer Konverterschlacke ist zudem, dass diese einen nicht vernachlässigbaren Anteil an Eisen in Form von Eisenoxid FeO enthält. Dieses Eisenoxid geht bei der Stahlherstellung ungenutzt verloren. Es besteht deshalb ein Bedarf, den Gehalt an FeO in einer Konverterschlacke zu senken.
Zur Herstellung von Stahl aus Eisenerzen wird häufig zunächst das Eisenerz in einer Sinteranlage zu einem Erzsinter versintert, der Erzsinter wird im Hochofen zu Roheisen umgewandelt, und schließlich wird das Roheisen in einem Konverter zu Stahl umgewandelt. Als Zuschlagstoff für die Rohstahlherstellung wird häufig Schrott verwendet. Da zunehmend Zink als Korrosionsschutzmittel für Stähle eingesetzt wird, ist der Zinkgehalt von Schrott in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Bei der Verhüttung eisenhaltigen Ausgangsmaterials und der Stahlerzeugung fallen größere Mengen eisenhaltiger Gase wie beispielsweise Gichtgas an. Aus Umweltschutzgründen müssen diese Gase gereinigt werden. Dabei werden eisenhaltige Stäube oder Schlämme gewonnen. Diese sind häufig mit Zink und Blei angereichert.
Es ist deshalb verschiedentlich nach Verfahren gesucht worden, zink- und/oder bleibelastetes eisenhaltiges Material für die Roheisen- und/oder Stahlerzeugung nutzbar zu machen. Problematisch dabei ist, dass bereits bei einer Zink-Fracht von 150 g/t Roheisen bei der Verhüttung in einem Hochofen erhebliche Probleme auftreten können (vgl. beispielsweise Gmelin-Durrer, Metallurgie des Eisens, Band 4a, 4. Auflage 1972, S. 104-105 sowie Biswas, Principles of Blast Furnance Ironmaking, Reprint 2005, S. 297-298, S. 499). Ähnliche Probleme treten bei Verwendung zinkhaltiger Eisenerze auf. Andererseits ist der Zinkgehalt eisenhaltigen Materials, insbesondere von Gasreinigungsstäuben und -schlämmen, gewöhnlich für eine unmittelbare Gewinnung von Zink zu gering. Deshalb ist häufig versucht worden, den Zinkanteil des eisenhaltigen Materials durch Aufkonzentrieren zu erhöhen. Derartige Verfahren sind jedoch bisher nicht zur Industriereife entwickelt, sie erfordern zudem meist einen unwirtschaftlich hohen Aufwand.
In einer ersten Aufreinigungsvariante werden die zink- und/oder bleibelasteten Materialien, insbesondere Hochofen- und Stahlwerksstäube, in einem speziellen Schmelz- und/oder Reduktionsreaktor weitgehend von Zink und Blei befreit. Als Reaktor wird dabei beispielsweise ein Elektrolichtbogenofen verwendet. Aufgrund des hohen Ener- gieverbrauchs und der geringen erzielbaren Energieausnutzung und des hohen Instandhaltungsaufwandes hat sich diese Aufreinigungsvariante als nicht wirtschaftlich erwiesen.
In einer zweiten Aufreinigungsvariante werden die zink- und/oder bleibelasteten Materialien in einen Stahlerzeugungsprozess insbesondere in brikettierter Form zurückge- führt. Hierdurch soll eine Anreicherung von Zink und/oder Blei im Stahlwerksstaub erfolgen, so dass schließlich ein kleiner Teil des Staubes mit hohem Zinkgehalt ausgeschleust werden kann. Diese Aufreinigungsvariante gilt ebenfalls als unwirtschaftlich, da Zink und/oder Blei zum Erzielen einer für die Weiterverarbeitung ausreichend hohen Konzentration häufig den Stahlerzeugungsprozess durchlaufen und entspre- chend häufig aufgeheizt und abgekühlt werden müssen.
In einer dritten Aufreinigungsvariante wird aus den zink- und/oder bleibelasteten Materialien ein zink- und/oder bleihaltiger Sinter bzw. Briketts erzeugt, der in einem Schachtofen, beispielsweise einem Hochofen, Kupolofen oder Oxicup-Furnace verhüttet wird. Der Betrieb des Schachtofens mit stark zinkhaltigem Sinter ist energetisch ineffizient und sehr instandhaltungsaufwendig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher auch , verbesserte Verfahren zur Stahlerzeugung anzugeben, mit denen insbesondere auch zinkbelastete eisenhaltige Ausgangsmaterialien (Eisenträger) wirtschaftlich genutzt werden können. Ferner sollten Verarbeitungsprodukte der insbesondere zinkbelasteten Eisenträger zur Ver- wendung bei der Stahlerzeugung angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird deshalb die Verwendung eines Calciumferrit-Sinters in einem Sauerstoffblasverfahren, vorzugsweise dem Linz-Donawitz-Verfahren angegeben,
a) zum Verringern des Feuerfestverschleißes,
b) zum Beschleunigen der Bildung einer kalkreichen Schlacke,
c) zum Verringern des Gehalts von Freikalk in einer Konverterschlacke, und/oder
d) zum Verringern des FeO-Gehalts einer Konverterschlacke.
Im Sinne dieser Erfindung ist ein Calciumferrit-Sinter ein gesintertes Material, zweckmäßigerweise schmelzgesintert oder oxidierend gesintert, mit einem Anteil an Dicalci- umferrit 2CaO Fe2O3, Calciummonoferrit CaO-Fe2O3 und/oder Calciumdiferrit CaO ■ 2Fe2O3. Derartige Sinter sind bisher nur bekannt als Zuschlagstoffe zum Einsatz in Hochöfen und im Siemens-Martin-Verfahren, dort jedoch ausschließlich als Frischmittel (vgl. Cappel, Wendeborn: Sintern von Eisenerz, Düsseldorf 1973, Seiten 179-188).
Ein Sauerstoffblasverfahren im Sinne der Erfindung ist ein Verfahren zum Frischen von Eisen zur Herstellung von Stahl, wobei dem kohlenstoffreichen Eisen (Roheisen) Sauerstoff oder ein Gas mit Sauerstoffgehalt von mindestens 30 Mol.-% eingeblasen wird, um kohlenstoffarmen Stahl herzustellen. Dementsprechend ist das Siemens- Martin-Verfahren der Stahlherstellung kein Sauerstoffblasverfahren im Sinne der Erfindung. Im Sinne dieser Erfindung ist ein bevorzugtes Blasverfahren das Linz- Donawitz-Verfahren (LD-Verfahren). Dabei wird ein Konverter mit flüssigem Roheisen und üblicherweise Schrott und/oder Eisenschwamm beschickt. Durch eine wassergekühlte Sauerstofflanze wird Sauerstoff auf die Eisenschmelze geblasen; optional wird zur besseren Durchmischung zusätzlich ein Edelgas wie Argon durch Düsen im Konverterboden eingeblasen. Die Sauerstoff-Einblasdauer wird so gewählt, dass der fertige Stahl einen gewünschten Gehalt an Kohlenstoff aufweist und unerwünschte Beimengungen verbrannt oder zu Schlacke umgewandelt werden.
Überraschenderweise hat sich nunmehr gezeigt, dass ein Calciumferrit-Sinter in einem Sauerstoffblasverfahren zur Stahlherstellung, insbesondere einem Linz- Donawitz-Verfahren, den Feuerfestverschleiß verringern kann. Die Standzeit einer Feuerfestauskleidung eines Konverters kann durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Calciumferrit-Sinters verdoppelt oder noch weiter erhöht werden.
Ferner wurde überraschend gefunden, dass ein Calciumferrit-Sinter in einem Sauerstoffblasverfahren zur Stahlherstellung, insbesondere einem Linz-Donawitz- Verfahren, den Verbrauch an CaO im Konverter überproportional verringert. Bei erfindungsgemäßer Verwendung des Calciumferrit-Sinters wird also in Summe für das Herstellen des Calciumferrit-Sinters und Durchführen des Sauerstoffblasverfahrens weniger Kalk benötigt als für das Durchführen des Sauerstoffblasverfahrens ohne erfindungsgemäße Verwendung des Calciumferrit-Sinters. Es kann sogar völlig auf den Einsatz von Branntkalk im Sauerstoffblasverfahren verzichtet werden, ohne dabei Einbußen an der Haltbarkeit der Feuerfestauskleidung des Konverters hinnehmen zu müssen.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Calciumferrit-Sinter in einem Sauerstoffblasverfahren zur Stahlherstellung, insbesondere einem Linz-Donawitz-Verfahren, b e- schleunigt überraschenderweise zudem die Bildung einer kalkreichen Konverterschlacke und beugt gleichzeitig dem Entstehen von Freikalk in der Konverterschlacke vor. Zudem verringert die erfindungsgemäße Verwendung von Calciumferrit- Sinter in einem Sauerstoffblasverfahren zur Stahlherstellung, insbesondere einem Linz- Donawitz-Verfahren, den Gehalt an FeO in der Konverterschlacke. Die erfindungsgemäße Verwendung ist außerdem allein durch Einsatz üblicherweise in Stahlwerken bereits vorhandener Sinteranlagen und Sauerstoffkonvertern möglich. Da zum Herstellen des erfindungsgemäß verwendeten Calciumferrit-Sinters zudem übliche Stahlwerksstäube und -schlämme verwendet werden können (dazu unten mehr), die ansonsten kostenintensiv entsorgt werden müssten, ermöglicht die erfindungsgemäße Verwendung eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Stahlherstellung, selbst unter Annahme, die Stahlwerksstäube und -schlämme könnten kostenlos entsorgt werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht es somit insbesondere, die bei der Stahlherstellung anfallenden eisenhaltigen Stäube, insbesondere Konverterabgas und bei dessen Reinigung anfallende eisenhaltige Stäube und Schlämme, vollständig wiederzuverwerten und damit der Stahlherstellung nutzbar zu machen. Dadurch wird die bisher bestehende Notwendigkeit vermieden, diese Stäube und Schlämme wie bisher als Abfall auszuschleusen.
Besonders bevorzugt besitzt der Calciumferrit-Sinter einen C-Wert > 0,2, bevorzugt größer 0,8 und besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 10 gemäß der Formel
J %CaO %MgO 0ZoAl2O3 0ZoSiO 2 "\ MFe
1 MCaO + MMgO MAl2O3 X MSiO 2 ) 0ZoFe
wobei %CaO, %MgO, %AI2O3, %SiO2 und %Fe jeweils die Gewichtsanteile an CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Gesamt-Eisen an dem Calciumferrit-Sinter und
MCaO, MMgO, MAI2O3, M SiO2 und MFe jeweils die Molmassen von CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Eisen bezeichnen.
Ein solcher Sinter hat sich als besonders geeignet zum Verringern des Feuerfestverschleißes und/oder zum Beschleunigen der Bildung einer kalkreichen Schlacke in einem Sauerstoffblasverfahren und insbesondere dem Linz-Donawitz-Verfahren erwiesen. Dabei kann der Anteil und die Gesamtmasse an MgO, AI2O3 und/oder SiO2, unabhängig von einander, jeweils O oder mehr betragen. Der Gewichtsanteil an CaO am Calciumferrit-Sinter beträgt vorzugsweise zumindest 15 Gew.-%, insbesondere vorzugsweise 20-80 Gew.-% und besonders bevorzugt 30-50 Gew.-%. Gleichzeitig beträgt der Gewichtsanteil an Eisen am Calciumferrit-Sinter vorzugsweise zumindest 10 Gew.-%, stärker bevorzugt zumindest 30-40 Gew.-% und besonders bevorzugt 35- 40 Gew.-%. Der erfindungsgemäße Calciumferrit-Sinter besitzt in bevorzugten Ausführungsformen einen Anteil von zumindest 30 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3, bevorzugt 40 Gew.-% bis 100 Gew.-% Dicalciumferrit und besonders bevorzugt 50-100 Gew.-%. Ein solcher Calciumferrit-Sinter besitzt in einem Sauerstoffblasverfahren und insbe- sondere dem Linz-Donawitz-Verfahren in besonders ausgeprägtem Maß den Vorteil, dass bei Durchführung des Verfahrens unmittelbar eine nahezu CaO-gesättigte Schmelze erhalten wird. Dadurch wird der Feuerfestverschleiß des Konverters bei Durchführen des Sauerstoffblasverfahrens zur Stahlherstellung auf besonders einfache und wirkungsvolle Weise minimiert. In herkömmlichen Sauerstoffblasverfahren zur Stahlherstellung und insbesondere im LD-Verfahren ist es zudem erforderlich, durch Oxidation des Eisens die allfällig entstehende silikatreiche Primärschlacke mit Eisenoxid (FeO) anzureichern, um eine Kalkauflösung zu ermöglichen. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Calciumferrit-Sinter kann jedoch auf die Verwendung von Branntkalk im Konverter neben dem Calciumferrit-Sinter verzichtet werden, so dass die Eisenoxidation durch Veränderung des Abstandes der im Verfahren allfällig verwendeten Blaslanze zum Roheisenbad deutlich verringert werden kann. Statt der heute üblichen Eisengehalte der Konverterschlacke von 20 Gew.-% weist die Konverterschlacke bei zweckmäßiger erfindungsgemäßer Verwendung von Calcium- ferrit nur noch einen Gehalt von 10-15 Gew.-% Fe auf. Dadurch steigt das Eisenaus- bringen des Sauerstoffblasverfahrens erheblich an, während der Sauerstoffbedarf des Verfahrens erheblich vermindert werden kann.
Besonders bevorzugt werden insbesondere Dicalciumferrit-haltige Calciumferrit-Sinter verwendet mit einem Gewichtsanteil an Gesamt-Eisen von 20-40 Gew.-%.
Ebenfalls bevorzugt ist ein Calciumferrit-Sinter, der einen Anteil von Eisenoxid Fe2O3 von 70 bis 90 Gew.-% aufweist, jeweils bezogen auf den gesamten Calciumferrit- Sinter. Ein derartiger Calciumferrit-Sinter besitzt einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt von 1216°C. Durch Einsatz eines solchen Calciumferrit-Sinters ist die Bildung einer kalkreichen Schlacke besonders gut beschleunigbar. Die geringste Liquidustemperatur tritt dabei bei einem Calciumferrit-Sinter mit einem Gewichtsanteil von 80 % Fe2O3 auf und beträgt 1205°C. Ein entsprechender Calciumferrit-Sinter besitzt entsprechend vorzugsweise einen Anteil an Eisenoxid Fe2Ü3 von 80-75 Gew.- %, jeweils bezogen auf den Gesamt-Sinter.
Der erfindungsgemäß verwendete Calciumferrit-Sinter kann auf eine in der Hüttentechnik bekannte Weise hergestellt werden. Vorzugsweise wird der Calciumferrit- Sinter auf einer Saugzugsinteranlage hergestellt. Geeignete Saugzugsinteranlagen werden herkömmlich für die Herstellung von Eisenerzsintern verwendet und sind dementsprechend an vielen Roheisen- und Stahlwerken bereits installiert oder leicht zugänglich. Das Herstellen des erfindungsgemäß verwendeten Calciumferrit-Sinters ist auf diese Weise besonders einfach möglich. Der erfindungsgemäß verwendete Calciumferrit-Sinter kann ebenfalls auf einer Pfannensinteranlage, auf einer Drucksinteranlage, in einem Drehrohrofen und/oder durch Brikettierung oder Pelletierung mit Brennen hergestellt werden. Geeignete Herstellverfahren sind dem Fachmann bekannt aus Cappel, Wendeborn (siehe oben).
Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Calciumferrit-Sinters angegeben, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen eines Eisenträgers,
b) Versetzen des Eisenträgers mit einem calciumhaltigen Zuschlag, und
c) Sintern des Ausgangsmaterials und des Zuschlags zu einem Calciumferrit- Sinter,
wobei der Eisenträger
i) zumindest 0,2 Gew.-% Zink, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Zink und/oder
ii) zumindest 0,2 Gew.-% Blei, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Blei enthält, und wobei der Calciumferrit-Sinter einen C-Wert > 0,2, bevorzugt größer 0,8 und besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 10 gemäß der oben angegebenen Formel besitzt.
Eisenträger im Sinne dieser Erfindung ist derjenige Teil der Sinter- Ausgangsmaterialien, der Eisen enthält. Insbesondere Kalkstein ist also kein Eisen- träger. Beispiele für bevorzugte Eisenträger sind eisenhaltige Hochofen- und Stahl- werksstäube und -gaswäscherschlämme.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird, wie oben beschrieben, besonders bevorzugt auf einer Saugzugsinteranlage durchgeführt. Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einer Pfannensinteranlage, einer Drucksinteranlage, einem Drehofen und/oder einer Brikettiervorrichtung/Vorrichtung zum Pelletieren mit Brennen durchgeführt wird. Ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Calciumferrit-Sinter, insbesondere ein wie oben beschriebener Dicalciumferrit- und/oder Monocalciumferrit-haltiger Calciumferrit-Sinter ermöglicht es, die mit der erfindungsgemäßen Verwendung des Calciumferrit-Sinters erzielbaren Vorteile zu verwirklichen.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte eisenhaltige Ausgangsmaterial besitzt ein Verhältnis %Fe/%Zn (Eisen-Zink-Verhältnis) von maximal 200, wobei %Fe den Anteil an Eisen im Eisenträger und %Zn den Anteil an Zink im Eisenträger bezeichnet. Es hat sich nunmehr gezeigt, dass insbesondere zinkbelastete eisenhaltige Ausgangsmaterialien und insbesondere Hochofen- und Stahlwerksstäube und entsprechende Gaswäscherschlämme durch Sintern in einen Calciumferrit-Sinter umgewandelt werden können, wobei gleichzeitig Zink aus dem eisenhaltigen Ausgangsmaterial ausgetrieben und aus der Sinter-Gasphase in konzentrierter Form gewonnen werden kann. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher die Möglichkeit, zinkbelastete eisenhaltige Ausgangsmaterialien zum Einen in einen Calciumferrit-Sinter umzuwandeln, der bei erfindungsgemäßer Verwendung das Erzielen der oben beschriebenen Vorteile ermöglicht, und zum Anderen, die bisher einer wirtschaftlichen Verwertung praktisch nicht zugänglichen Zinkanteile der eisenhaltigen Ausgangsmaterialien auf wirtschaftlichem Wege zu gewinnen, so dass das so gewonnene Zink als Zinkrohstoff für herkömmliche Zinkhütten einsetzbar ist. Überraschenderweise hat sich nunmehr gezeigt, dass ein signifikantes Austreiben von Zink und Blei aus zink- bzw. bleibelastetem Eisenträger abhängig ist von der CaO-Aktivität des gebildeten Sinters. Mit herkömmlichen Herstellverfahren zum Herstellen basischer Calciumferritsinter konnten die erfindungsgemäß erzielbaren Abrei- cherungen des Zinks bzw. Bleis nicht erreicht werden. Erst die erfindungsgemäße Einsicht in die mit der Formel zum Berechnen des C-Wertes ausgedrückten Zusammenhänge ermöglichte es, die Vorteile der erfindungsgemäßen Herstellung von CaI- ciumferrit-Sinter reproduzierbar zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird deshalb auch ein Verfahren zum Aufreinigen von Zink und/oder Blei angegeben, umfassend die Schritte:
a) Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Calciumferrit-Sinters zum Gewinnen einer zinkoxid- und/oder bleioxidhalti- gen Gasphase, und
b) Abtrennen von Zinkoxid und/oder Bleioxid aus der Gasphase.
Dieses Verfahren ermöglicht es, die oben beschriebene vorteilhafte Freisetzung von Zink aus zinkbelasteten bzw. Blei aus bleibelasteten Eisenträgern, insbesondere Hochofen- und Stahlwerksstäuben sowie Wäscherschlämmen zu verwirklichen. Das Zinkoxid und/oder Bleioxid kann mit herkömmlichen Gasreinigern, insbesondere Elektrofiltern, aus der Gasphase abgetrennt und als Zinkrohstoff bzw. Bleirohstoff verwendet werden.
Der erfindungsgemäße Calciumferrit-Sinter wird großtechnisch hergestellt. Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Calciumferrit-Sinter in einer Ladungsgröße von zumindest 500 kg in einen Konverter zur Stahlherstellung eingesetzt. Derartige Mengen lassen sich nicht durch übliche Laborverfahren und kleine Versuchsöfen, sondern lediglich großtechnisch sinnvoll herstellen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Das Ausführungsbeispiel soll den Schutzbereich der Patentansprüche jedoch nicht einschränken.
Beispiel 1 : Herstellung eines erfindungsgemäßen Calciumferrit-Sinters
Ein Sinterband wurde mit einem Gemisch aus Gaswäscherschlamm aus einem LD- Verfahren (LD-Feinschlamm) und Kalksteinsand beschickt. Das Verhältnis von Kalksteinsand zu LD-Feinschlamm betrug 1 ,3 bis 1 ,45. Die Zusammensetzung des LD- Feinschlamms und des Kalksteins ist in Tabelle 1 angegeben, die Angaben sind jeweils in Gew.-%.
Tabelle 1 : Zusammensetzung in Gew.-%
Figure imgf000012_0001
Das Sinterband wurde zusätzlich mit Anthrazit-Koksgrusmischung als Brennstoff beschickt; der Brennstoffeinsatz betrug zwischen 3 Gew.-% und 5 Gew.-% bezogen auf die zu versinternde Gesamtmischung einschließlich eingesetztem Sinterrückgut.
Es wurden 1026 t Calciumferritsinter hergestellt mit der in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzung.
Tabelle 2: Zusammensetzung in Gew.-%
Figure imgf000013_0001
Dies entspricht einem C-Wert von 0,864. Eine Verringerung des Zinkgehalts des Calciumferrit-Sinters von 23,8 % ist bereits festzustellen. Das beim Versintern ausgetriebene Zink konnte durch einen Elektrofilter aus dem Sinterbandanlagen- Abgasstrom gewonnen werden.
Beispiel 2: Herstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Calciumferrit-Sinters
In einem weiteren Versuch wurde unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen ein Calciumferrit-Sinter hergestellt. Dabei betrug das Verhältnis von Kalksteinsand zu LD-Feinschlamm 1 ,5 bis 1 ,6. Die Zusammensetzung des LD-Feinschlamms und des Kalksteins sowie des erhaltenen Calciumferrit-Sinters ist in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3: Zusammensetzung in Gew.-%
Figure imgf000013_0002
Der C-Wert des Calciumferrit-Sinters betrug dementsprechend 1 ,07. Es wurde erheblich mehr Zink in die Gasphase überführt und über einen Elektrofilter gewonnen. Der Entzinkungsgrad betrug 71 ,6 %. Ebenso ist eine deutliche Abnahme des Bleigehalts zu erkennen.
Der Calciumferrit-Sinter wurde in einem LD-Verfahren anstelle von Branntkalk eingesetzt. Dabei kann eine rasche Bildung einer kalkreichen Schlacke beobachtet werden. Durch Verwendung des Calciumferrit-Sinters kann eine vollständig Freikalk-freie Konverterschlacke erhalten werden, die einen geringeren FeO-Gehalt aufweist als bei Verwendung von Branntkalk anstelle von Calciumferrit-Sinter. Anstelle einer ansons- ten üblichen Erneuerung der Feuerfestauskleidung des Konverters nach zwei Monaten kann die Standzeit der Feuerfestauskleidung auf vier Monaten erhöht werden.

Claims

Ansprüche
1. Verwendung eines Calciumferrit-Sinters in einem Sauerstoffblasverfahren, vorzugsweise dem Linz-Donawitz-Verfahren,
a) zum Verringern des Feuerfestverschleißes,
b) zum Beschleunigen der Bildung einer kalkreichen Schlacke,
c) zum Verringern des Gehalts von Freikalk in einer Konverterschlacke, und/oder
d) zum Verringern des FeO-Gehalts einer Konverterschlacke.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit- Sinter einen C-Wert größer als 0,2, bevorzugt größer 0,8 und besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 10 besitzt gemäß der Formel
J %CaO %MgO 0ZoAl2O3 0ZoSiO 2 "| MFe
"( MCaO MMgO MAl2O3 X MSiO 2 J 0ZoFe
wobei %CaO, %MgO, %AI2O3, %SiO2 und %Fe jeweils die Gewichtsanteile an CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Gesamt-Eisen an dem Calciumferrit-Sinter und
MCaO, MMgO, M AI2O3, M SiO2 und MFe jeweils die Molmassen von CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Eisen bezeichnen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit-Sinter einen Anteil von 30 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3, bevorzugt 40 Gew.-% bis 100 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3 und besonders bevorzugt 80 Gew.-% bis 100 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3,bezogen auf den gesamten Calciumferrit-Sinter, aufweist.
4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit-Sinter einen Anteil von Eisenoxid Fe2O3 von 70 Gew.-% bis 90Gew.- % aufweist.
5. Verfahren zum Herstellen eines Calciumferrit-Sinters, umfassend die Schritte:
a) Bereitstellen eines Eisenträgers,
b) Versetzen des eisenhaltigen Ausgangsmaterials mit einem calciumhaltigen Zuschlag, und
c) Sintern des Ausgangsmaterials und des Zuschlags zu einem Calciumferrit - Sinter.
wobei der Eisenträger
i) zumindest 0,2 Gew.-% Zink, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Zink und/oder
ii) zumindest 0,2 Gew.-% Blei, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Blei enthält,
und wobei der Calciumferrit-Sinter einen C-Wert größer als 0,2, bevorzugt größer 0,8 und besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 10 besitzt gemäß der Formel
J %CaO %MgO 0ZoAl2O3 0ZoSiO 2 "| MFe
"( MCaO MMgO MAl2O3 X MSiO 2 j 0ZoFe
wobei %CaO, %MgO, %AI2O3, %SiO2 und %Fe jeweils die Gewichtsanteile an CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Gesamt-Eisen an dem Calciumferrit-Sinter und
MCaO, MMgO, M AI2O3, M SiO2 und MFe jeweils die Molmassen von CaO, MgO, AI2O3, SiO2 bzw. Eisen bezeichnen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit- Sinter einen Anteil von 30 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3, bevorzugt 40 Gew.- % bis 100 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3 und besonders bevorzugt 80 Gew.-% bis 100 Gew.-% Dicalciumferrit 2CaO ■ Fe2O3, bezogen auf den gesamten Calciumfer- rit-Sinter, aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche bis 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit-Sinter einen Anteil von Eisenoxid Fe2O3 von 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenträger einen Anteil von zumindest 30 Gew.-%, vorzugsweise zumindest 50
Gew.-%, an Hochofenstaub und/oder Stahlwerkstaub aufweist.
9. Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem Sauerstoffblasverfahren, vorzugsweise dem Linz-Donawitz-Verfahren, gekennzeichnet durch das Beaufschlagen eines Konverters mit einem Calciumferrit-Sinter.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Calciumferrit- Sinter herstellbar oder hergestellt ist nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des Calciumferrit-Sinters ein Eisenträger verwendet wird, der
i) zumindest 0,2 Gew.-% Zink, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Zink und/oder
ii) zumindest 0,2 Gew.-% Blei, vorzugsweise zumindest 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.-% Blei enthält,
wobei eine zinkoxid- und/oder bleioxidhaltige Gasphase anfällt, und wobei Zinkoxid und/oder Bleioxid aus der Gasphase aus der Gasphase abgetrennt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein bei Betrieb des Konverters anfallender eisenhaltiger Staub aus dem Konverterabgas gewonnen und als Eisenträger zum Herstellen des Calciumferrit-Sinters eingesetzt wird.
13. Verfahren zum Aufreinigen von Zink und/oder Blei, umfassend die Schritte
a) Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 8 zum Gewinnen einer zinkoxidhaltigen und/oder bleioxidhaltigen Gasphase, und
b) Abtrennen von Zinkoxid und/oder Bleioxid aus der Gasphase.
PCT/EP2006/067639 2006-10-20 2006-10-20 Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung WO2008046452A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2006/067639 WO2008046452A1 (de) 2006-10-20 2006-10-20 Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2006/067639 WO2008046452A1 (de) 2006-10-20 2006-10-20 Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008046452A1 true WO2008046452A1 (de) 2008-04-24

Family

ID=38113155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2006/067639 WO2008046452A1 (de) 2006-10-20 2006-10-20 Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2008046452A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009129823A1 (de) * 2008-04-23 2009-10-29 Arcelormittal Bremen Gmbh Herstellung von calciumferrit-sintern aus zink- /bleihaltigen eisenreststoffen zur verwertung derselben
EP3356295B1 (de) 2016-07-08 2019-03-13 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Gebrannte briketts mit einer gebrannten calcium-magnesium-verbindung und calciumferriten sowie verfahren zur herstellung davon
CN114480873A (zh) * 2022-01-20 2022-05-13 中国瑞林工程技术股份有限公司 一种闪速吹炼炉的工艺方法及闪速吹炼炉

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2042606A1 (de) * 1969-08-29 1971-03-11 Nippon Kokan IiTK , Tokio Schlackenbildner, insbesondere fur Stahlofen
JPS5620114A (en) * 1979-07-30 1981-02-25 Nippon Steel Corp Desulfurization accelerating method in oxygen top blowing converter steel making method
SU834166A1 (ru) * 1979-10-04 1981-05-30 Ждановский металлургический институт Способ производства ферроизвести
DE3536635A1 (de) * 1985-10-15 1987-04-23 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung, insbesondere von eisen sowie von zink, blei und anderen ne-metallischen bestandteilen aus hocheisenhaltigen oxydischen materialien
EP1002881A1 (de) * 1996-12-19 2000-05-24 Eduard Dantenovich Babaev Flussmittel auf der basis von ferrit und calcium, herstellung der mischung undihre verwendung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2042606A1 (de) * 1969-08-29 1971-03-11 Nippon Kokan IiTK , Tokio Schlackenbildner, insbesondere fur Stahlofen
JPS5620114A (en) * 1979-07-30 1981-02-25 Nippon Steel Corp Desulfurization accelerating method in oxygen top blowing converter steel making method
SU834166A1 (ru) * 1979-10-04 1981-05-30 Ждановский металлургический институт Способ производства ферроизвести
DE3536635A1 (de) * 1985-10-15 1987-04-23 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung, insbesondere von eisen sowie von zink, blei und anderen ne-metallischen bestandteilen aus hocheisenhaltigen oxydischen materialien
EP1002881A1 (de) * 1996-12-19 2000-05-24 Eduard Dantenovich Babaev Flussmittel auf der basis von ferrit und calcium, herstellung der mischung undihre verwendung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 198214, Derwent World Patents Index; AN 1982-28105E, XP002437482 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009129823A1 (de) * 2008-04-23 2009-10-29 Arcelormittal Bremen Gmbh Herstellung von calciumferrit-sintern aus zink- /bleihaltigen eisenreststoffen zur verwertung derselben
EP3356295B1 (de) 2016-07-08 2019-03-13 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Gebrannte briketts mit einer gebrannten calcium-magnesium-verbindung und calciumferriten sowie verfahren zur herstellung davon
EP3356296B1 (de) 2016-07-08 2019-10-16 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Verfahren zur herstellung von briketts mit einer calcium-magnesium-verbindung und einer eisen-basierten verbindung und so erhaltene briketts
EP3481774B1 (de) 2016-07-08 2020-09-30 S.A. Lhoist Recherche Et Developpement Verfahren zur herstellung von briketts mit einer calcium-magnesium-verbindung und einer eisen-basierten verbindung und so erhaltene briketts
CN114480873A (zh) * 2022-01-20 2022-05-13 中国瑞林工程技术股份有限公司 一种闪速吹炼炉的工艺方法及闪速吹炼炉

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0938591B1 (de) Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken und eisenträgern zur gewinnung von roheisen und umweltverträglichen schlacken
EP0842301B1 (de) Verfahren zum herstellen von puzzolanen, synthetischen hochofenschlacken, belit- oder alitklinkern, sowie von roheisenlegierungen aus oxidischen schlacken sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
AT403055B (de) Verfahren zur verwertung von eisenhältigen abfall- oder reststoffen
EP0990053B1 (de) Verfahren und anlage zum herstellen einer eisenschmelze im elektro-lichtbogenofen unter einsatz von agglomerierten eisenhältigen hüttenwerksreststoffen
WO2021219277A1 (de) Verfahren zum herstellen von flüssigem roheisen aus einem dri-produkt
EP0611740B1 (de) Titanhaltiger Zuschlagstoff und dessen Verwendung zur Erhöhung der Haltbarkeit der feuerfesten Ausmauerung eines Ofens
EP1198599B1 (de) Verfahren zur schlackenkonditionierung mit einbringen von hüttenreststoffen sowie anlage hierzu
WO1995003433A1 (de) Verfahren zum herstellen von briketts aus hüttenreststoffen
DE69737623T2 (de) Verfahren zum Behandeln von Flugstäuben aus Elektrostahlwerken
EP2099947A1 (de) Titanhaltige formkörper
WO2008046452A1 (de) Calciumferrit-sinter, ihre herstellung und verwendung
AT405294B (de) Verfahren zum verwerten von eisenhältigen hüttenreststoffen sowie anlage zur durchführung des verfahrens
DE102007055751A1 (de) Titanhaltige Formkörper
EP0676478A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Eisenschmelze
WO1999024627A1 (de) Verfahren zur herstellung von direkt reduziertem eisen, flüssigem roheisen und stahl
DE102015206170A1 (de) Verfahren zur Behandlung zinkhaltiger Stäube zur Gewinnung eines verwertbaren Zinkprodukts und zur Herstellung eines künstlichen Eisenerzes
AT407051B (de) Verfahren zum aufarbeiten von stahlschlacken und eisenträgern
AT405524B (de) Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und metallschwamm
WO2009129823A1 (de) Herstellung von calciumferrit-sintern aus zink- /bleihaltigen eisenreststoffen zur verwertung derselben
EP0829550B1 (de) Verfahren zum Aufarbeiten von Verbrennungsrückständen in einem mehrstufigen Metallbad-Konverter
DE102013113197A1 (de) Verfahren zum Bearbeiten von Entschwefelungsschlacke
AT525219B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von zinkhaltigen Filterstäuben der Stahl- und Gießereiindustrie
EP1194596A1 (de) Verfahren und anlage mit schmelz/reduktionszyklon und gekoppeltem unterofen zum verwerten von eisen- und schwermetallhaltigen reststoffen und/oder eisenfeinerzen
EP1624079B1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Eisen aus eisenoxidhaltigem Abfall sowie Formling zur Durchführung dieses Verfahrens
WO1992007964A1 (en) A method of recirculating fine waste products

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06807451

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06807451

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1