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Verfahren zur Herstellung von Eisenerzbriketts aus Eisenfeinerzen
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Eisenerzbriketts ist gut, was dadurch bewiesen wird, dass Briketts von 0, 95 cm Dicke in einen auf 650 - C erhitzten Ofen eingebracht und anschliessend an der Luft schnell abgekühlt, im Inneren sich nach dem Zerbrechen als vollständig oxydiert erwiesen
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens können zur Reduktion der oxydischen Eisenfeinerze zum die Oxyde FegO und/bzw. oder FeO enthaltenden Oxydgemisch verschiedenste gasförmige oder feste Reduktionsmittel verwendet werden. CO und H2 aber auch andere bekannte gasförmige Reduktionsmittel haben sich als gut brauchbar gezeigt.
Auch Kohlenstoff in Form von Stärke ergibt, wenn er dem Hämatit in Mengen bis zu 4 Gew.-%, d. h. in etwas grösseren Mengen als den für die Umwandlung von Hämatit,
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wird, Briketts von guter Festigkeit, die auch gegen Abrieb gut beständig sind. Eisen-FeO-Pulver (beispiels- weise zu 64% metallisiert) ergibt, wenn es als Reduktionsmittel verwendet wird, Briketts von hoher Festig- keit. Wenn geringere Mengen an Eisen als zur Umwandlung des gesamten Fe203 zu Fe304 erforderlich verwendet werden, so ist die Festigkeit der Briketts derjenigen vergleichbar, die unter Verwendung äquivalenter Mengen an Stärke erhalten werden. Wenn ein Eisen-FeO-Pulver mit 3-10% mehr an metallischem Eisen als zur Reduktion des Hämatits zu Magnetit erforderlich, verwendet wird, so wird die Festigkeit der Briketts beträchtlich erhöht.
Kalziumoxyd soll im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens in möglichst geringen Mengen ver- wendetwerden, da ein Zusatz von 3bis 5 Gew.-% an & ingepulvertemCaO zudemzubrikettierenden Gemisch dazu führt, dass die unmittelbar nach dem Pressen ziemlich festen Briketts nach 1- bis 2-tägiger Lagerung an der Luft zerfallen. Ein Zusatz von granoliertem Kalziumkarbonat bis zu 4%, bezogen auf das zu brikettierende Gemisch, beeinflusst die Festigkeitseigenschaften erfindungsgemässe erhältlicher Briketts nicht, so dass ein für gewisse metallurgische Verfahren erwünschter Kalziumkarbonatzusatz ohne weiteres gemacht werden kann.
Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel 1: Ein Hämatit mittlerer Reinheit (Analyse: 56% Fe, 12% SiO2, 7% (Glühverlust) wurde nach Reduktion zu einem in seiner Zusammensetzung dem Oxyd Fe304 entsprechenden Oxydgemisch bei 620'0 C und einem Druck von 1400 kg/cm2 brikettiert. Die erhaltenen Briketts bestanden einen 4, 6 m-Falltest ohne zu brechen.
Beispiel 2 : Ein Hämatit mittlerer Reinheit wurde mit 2, 4 Gew. -% Stärke, d. h. der Menge, die sich für eine vollständige Reduktion des Fe203 zu dem Oxyd Fe304 errechnet, vermischt und bei 620 C und 1400 kg/cm2 brikettiert. Die erhaltenen Briketts bestanden einen 4, 6 m-Falltest ohne zu brechen. Analytisch konnten in den Briketts keine merklichen Mengen an Fe203 mehr festgestellt werden.
Beispiel 3 : Ein Hämatit hoher Reinheit ergab nach Reduktion zu Fe304 und Brikettieren bei 620r C und 1400 kgfcm2 eine grössere Festigkeit als in gleicher Weise reduzierter Hämatit mittlerer Reinheit und bestand Fallteste bis zu 6 m ohne zu brechen.
Beispiel 4 : Ein Hämatit mittlerer Reinheit ergab, wenn er mit Eisen-FeO-Pulver (64% metallisiert) in Mengen bis zu im wesentlichen derjenigen, die erforderlich ist, um das gesamte Erz in Fe304 zu über-
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im wesentlichen der gleichen Festigkeit wie in Beispiel l. Wenn der Fe-FeO-Gehalt auf zwischen 3 und 10 Gew.-% mehr als der zur Reduktion des gesamten Fe203 zu Fe304 erforderlichen Menge erhöht wurde, so hätten die erhaltenen Briketts eine grössere Festigkeit als die nach Beispiel 1 erhaltenen. Wenn gemäss diesem Beispiel ein Hämatit hoher Reinheit verarbeitet wurde, so wurden noch bessere Briketts erhalten.
Beispiel5 :WechselndeMengenannatürlichenoxydischenEisenerzenwurdenmitwechselndenMengen an Hämatit, der zu nahezu 100% zu synthetischem Magnetit reduziert war, vermischt und bei 620 r C und 1050-1400 kgfcm2 brikettiert. Die Festigkeit der erhaltenen Briketts nahm proportional demprozentualen Gehalt an synthetischem Magnetit zu.
Wenn das Verpressen der gemäss den vorstehenden Beispielen erhaltenen Gemische mit einer handels- üblichen Walzenbrikettiermaschine bei einem Walzendruck bis zu 5600 kgfcm2 vorgenommen wurde, so wurden im wesentlichen wieder die obigen Ergebnisse erzielt.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, wird durch eine Zuführvorrichtung Eisenerz einem geeigneten Reduktionsofen 2 zugeführt, in dem das Erz ganz oder teilweise in ein in seiner Zusammensetzung etwa dem
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und die Reaktorgase gelangen in einen Abscheider 3, in dem die Hauptmenge des Oxydgemisches vom Gas abgetrennt wird. Der Rest des vom Gasstrom mitgeführten Oxydgemisches wird im Abscheider 4 vom Gas abgetrennt.
Das im Abscheider 4 anfallende Oxydgemisch wird einem zweiten Reduktionsofen 5 zugeführt, in dem das Oxydgemisch teilweise zu Fe reduziert wird. Das elementares Eisen enthaltende Oxydgemisch und die Reaktionsgase gelangen aus diesem Reduktionsofen 5 in den Abscheider 6, wo sie voneinander getrennt werden. Die in den Abscheidern 3 und 6 abgetrennten Feststoffe können in einen Magnetscheider 7 geleitet werden, in dem die Gangart vom synthetischen Magnetit und vom teilweise metallisierten Erz getrennt wird. Die Gangart wird durch einen Auslass 8 zu einem Abfallsilo weitergefördert. Vom Magnet-
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scheider 7 gelangt das teilweise reduzierte Erz in eine Brikettiervorrichtung 9.
Die erhaltenen Briketts werden über die Auslässe 10, 11 und 12 der weiteren Verarbeitung, beispielsweise in einem Ofen zur Stahl- erzeugung oder in einem Hochofen (Auslässe 10 und 12), zugeführt.
Über den Auslass 11 der Brikettiermaschine 9 gelangen die Briketts in einen Schachtofen 13, in dem die
Briketts direkt reduziert werden. Die porösen Briketts werden beim Durchsatz durch den Schachtofen 13 zu Metall und möglicherweise auch zu Eisencarbid (Fe3C) reduziert, und können über einen Auslass 30 einem Schmelzofen 14 zugeführt werden. Dieser Schmelzofen 14 kann erforderlichenfalls auch mit Zu- schlagstoffen und/oder Brennstoffen beschickt werden. Dem Schmelzofen 14 wird über den Einlass 31 Ver- brennungsluft oder auch Sauerstoff zugeführt. Die entstehende Schlacke wird über einen Auslass 33 und die Metallschmelze über einen Auslass 32 ausgebracht.
Weitere gegebenenfalls erforderliche feste Zuschlag- stoffe können zusammen mit dem oxydischen Eisenfeinerz über die Feststoffzuführvorrichtung 1 oder über den Einlass 29 bei der Brikettiermaschine zugeführt werden.
Die Reduktionsöfen und der Schachtofen sind derart in Reihe geschaltet, dass das über die Leitung 15 herangeführte Reduktionsgas zunächst in den Schachtofen 13, dann über die Leitung 16 und die Leitung 17 in den Reduktionsofen 5 und aus diesem in den Gas-Feststoffabscheider 6 und schliesslich über die Leitung18 und die Leitung 19 in den Reduktionsofen 2 gelangt. Aus dem Reduktionsofen 2 strömt das Reduktions- gas in den Abscheider 3, verlässt diesen über die Leitung 20, strömt weiter durch die Leitung 21 in den Abscheider 4 und durch die Leitung 22 aus diesem aus. Dann wird das Reduktionsgas durch teilweise Verbrennung mit Luft, die über die Leitung 23 zuströmt, erwärmt, und das heisse Gas tritt dann durch die
Leitung 24 in den den Reduktionsofen 5 umgebenden Wärmeaustauscher.
Dieses Gas tritt durch die
Leitung 25 aus dem Reduktionsofen 5 aus und wird dann mit Luft, die durch die Leitung 26 zuströmt, vollständig verbrannt. Das heisse Gas strömt nun durch die Leitung 27 in den den Reduktionsofen 2 umgebenden Wärmeaustauscher und verlässt diesen über die Leitung 28. An dieser Stelle wird das Gas aus dem System abgeblasen.
Falls kein teilweise metallisiertes Material oder FeO für das Brikettierungsverfahren gebraucht wird, können der Reduktionsofen 5 und der Abscheider 6 fortgelassen werden, und das gesamte Erz, beispielsweise in synthetischen Magnetit umgewandelt, würde dann aus den Abscheidern 3 und 4 dem Abscheider 7 zugeleitet werden. Falls das Erz rein genug war, kann der Magnetscheider 7 fortgelassen werden und die gesamten Feststoffe können dann direkt aus den Abscheidern 3 und 6 oder 3 und 4 der Brikettiermaschine 9 zugeleitet werden.
Die Reduktionsöfen 2 und 5 können irgendeine beliebige Form haben und können irgendwie auf die erforderliche Temperatur erhitzt werden. Die Förderung des Erzes durch die Öfen kann mechanisch, pneumatisch oder durch Schwerkraft allein erfolgen. Die Temperatur des aus den Reduktionsöfen austretenden Erzes ist vorzugsweise so hoch, dass das Erz mit einer Temperatur zwischen 370 und 8150 C in die Brikettiermaschine eintritt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Eisenerzbriketts durch Erhitzen oxydischer Eisenfeinerze in Anwesenheit eines Reduktionsmittels, wobei das Eisenoxydfeinerz in ein die Oxyde Fe304 und/bzw. oder FeO
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Process for the production of iron ore briquettes from iron ores
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Iron ore briquettes are good, which is proven by the fact that briquettes 0.95 cm thick were placed in a furnace heated to 650 - C and then quickly cooled in the air, and the inside turned out to be completely oxidized after breaking
Within the scope of the process according to the invention, the oxides FegO and / or. or a mixture of oxides containing FeO, a wide variety of gaseous or solid reducing agents can be used. CO and H2 but also other known gaseous reducing agents have proven to be useful.
Carbon in the form of starch also results if it is added to the hematite in amounts up to 4% by weight, i.e. H. in slightly larger quantities than those used for transforming hematite,
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briquettes of good strength, which are also well resistant to abrasion. Iron-FeO powder (for example, 64% metallized), when used as a reducing agent, produces briquettes of high strength. If lower amounts of iron are used than required to convert all of the Fe 2 O 3 to Fe 3 O 4, the strength of the briquettes is comparable to that obtained using equivalent amounts of starch. If an iron-FeO powder with 3-10% more metallic iron than required for reducing the hematite to magnetite is used, the strength of the briquettes is considerably increased.
Calcium oxide should be used in the process according to the invention in the smallest possible amounts, since an addition of 3 to 5% by weight of powdered CaO to the mixture to be liquetted leads to the fact that the briquettes, which are fairly firm immediately after pressing, are stored for 1 to 2 days disintegrate in the air. An addition of granulated calcium carbonate of up to 4%, based on the mixture to be briquetted, does not affect the strength properties of briquettes obtainable according to the invention, so that a calcium carbonate addition, which is desired for certain metallurgical processes, can easily be made.
The method according to the invention is explained in more detail below with reference to a few exemplary embodiments.
Example 1: A hematite of medium purity (analysis: 56% Fe, 12% SiO2, 7% (loss on ignition) was briquetted after reduction to an oxide mixture corresponding in its composition to the oxide Fe304 at 620.degree. C. and a pressure of 1400 kg / cm2 The briquettes obtained passed a 4.6 m drop test without breaking.
Example 2: A medium purity hematite was made with 2.4% by weight of starch, i. H. the amount that is calculated for a complete reduction of the Fe203 to the oxide Fe304, mixed and briquetted at 620 C and 1400 kg / cm2. The briquettes obtained passed a 4.6 m drop test without breaking. No noticeable amounts of Fe 2 O 3 could be determined analytically in the briquettes.
Example 3: A hematite of high purity, after reduction to Fe304 and briquetting at 620 ° C and 1400 kgfcm2, gave greater strength than similarly reduced hematite of medium purity and passed drop tests of up to 6 m without breaking.
Example 4: A hematite of medium purity was found when mixed with iron-FeO powder (64% metallized) in amounts up to essentially that which is required to convert all of the ore in Fe304
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essentially the same strength as in Example 1. If the Fe — FeO content was increased to between 3 and 10% by weight more than the amount required to reduce all of the Fe 2 O 3 to Fe 3 O 4, the briquettes obtained would have a greater strength than those obtained according to Example 1. When a hematite of high purity was processed according to this example, even better briquettes were obtained.
Example 5: Changing amounts of natural oxide iron ores were mixed with changing amounts of hematite, which was almost 100% reduced to synthetic magnetite, and briquetted at 620 ° C and 1050-1400 kgfcm2. The strength of the briquettes obtained increased in proportion to the percentage of synthetic magnetite.
When the mixtures obtained in accordance with the preceding examples were pressed using a commercially available roller briquetting machine at a roller pressure of up to 5600 kgfcm 2, the above results were essentially achieved again.
A device suitable for carrying out the method according to the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.
As can be seen from the drawing, iron ore is fed to a suitable reduction furnace 2 by a feed device, in which the ore is wholly or partially broken down into an approximately
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and the reactor gases pass into a separator 3 in which the majority of the oxide mixture is separated from the gas. The remainder of the oxide mixture carried along by the gas stream is separated from the gas in the separator 4.
The oxide mixture obtained in the separator 4 is fed to a second reduction furnace 5 in which the oxide mixture is partially reduced to Fe. The oxide mixture containing elemental iron and the reaction gases pass from this reduction furnace 5 into the separator 6, where they are separated from one another. The solids separated in the separators 3 and 6 can be passed into a magnetic separator 7, in which the gangue is separated from the synthetic magnetite and the partially metallized ore. The gangue is conveyed through an outlet 8 to a refuse silo. From the magnet
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Separator 7, the partially reduced ore arrives in a briquetting device 9.
The briquettes obtained are fed to further processing via the outlets 10, 11 and 12, for example in a furnace for steel production or in a blast furnace (outlets 10 and 12).
Via the outlet 11 of the briquetting machine 9, the briquettes reach a shaft furnace 13 in which the
Briquettes can be reduced directly. The porous briquettes are reduced to metal and possibly also to iron carbide (Fe3C) as they pass through the shaft furnace 13, and can be fed to a melting furnace 14 via an outlet 30. If necessary, this melting furnace 14 can also be charged with additives and / or fuels. Combustion air or oxygen is fed to the melting furnace 14 via the inlet 31. The resulting slag is discharged via an outlet 33 and the molten metal via an outlet 32.
Further solid aggregates that may be required can be fed in together with the oxidic iron ore via the solids supply device 1 or via the inlet 29 in the briquetting machine.
The reduction furnaces and the shaft furnace are connected in series in such a way that the reducing gas brought in via line 15 first into shaft furnace 13, then via line 16 and line 17 into reduction furnace 5 and from there into gas-solids separator 6 and finally over the line 18 and the line 19 enter the reduction furnace 2. The reducing gas flows out of the reduction furnace 2 into the separator 3, leaves it via the line 20, flows on through the line 21 into the separator 4 and out through the line 22. Then the reducing gas is heated by partial combustion with air flowing in via line 23, and the hot gas then passes through
Line 24 into the heat exchanger surrounding the reduction furnace 5.
This gas passes through the
Line 25 from the reduction furnace 5 and is then completely burned with air flowing in through line 26. The hot gas now flows through the line 27 into the heat exchanger surrounding the reduction furnace 2 and leaves it via the line 28. At this point, the gas is blown out of the system.
If no partially metallized material or FeO is needed for the briquetting process, the reduction furnace 5 and separator 6 can be omitted and all of the ore, for example converted into synthetic magnetite, would then be fed from separators 3 and 4 to separator 7. If the ore was clean enough, the magnetic separator 7 can be omitted and all of the solids can then be fed directly from the separators 3 and 6 or 3 and 4 to the briquetting machine 9.
The reduction furnaces 2 and 5 can be of any shape and can be heated to the required temperature in any way. The ore can be conveyed through the furnaces mechanically, pneumatically or by gravity alone. The temperature of the ore emerging from the reduction furnaces is preferably so high that the ore enters the briquetting machine at a temperature between 370 and 8150 C.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of iron ore briquettes by heating fine oxide iron ores in the presence of a reducing agent, the fine iron oxide ore being converted into an oxides Fe304 and / or. or FeO
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