Verfahren zur Sinterung von feinkörnigen Ausgangsstoffen. Um feinkörnig, insbesondere pulverför mig anfallende Erzeugnisse, wie Erzabrieb, Kiesabbrände und ähnliche, in einen für die Weiterverarbeitung, beispielsweise in Hoch-, Schacht-, Glühöfen usw., geeigneten Zustand überzuführen, müssen sie einer Sinterung unterworfen werden. Dies geschieht, wie be kannt, vorzugsweise durch Erhitzen des Aus gangsstoffes mit Hilfe von zugemischtem, gekörnten und zur Entzündung gebrachten Koks. Das Verfahren der Saugzugsinterung hat sich dabei als besonders vorteilhaft er wiesen.
In Staubform. vorliegende Ausgangs stoffe sind jedoch wegen ihrer unzureichen den Gasdurchlässigkeit nicht ohne weiteres für diese Form der Sinterung geeignet. Sie müssen vielmehr, wie ebenfalls bekannt, zu vor durch besondere Verfahrensmassnahmen zu körnigen bezw. kugeligen Gebilden ver formt werden. Der gekörnte Ausgangsstoff wird mit ebenfalls gekörntem Koks ver mischt. Erst jetzt besitzt das Gemisch eine für die Saugzugsinterung genügend hohe Gasdurchlässigkeit.
Da einerseits in der Sin- termisehung eine durchgängige Berührung der Brennstoffteilchen nicht zu erreichen ist und anderseits der Brennstoff in. körniger Form vorliegt, geht die Verbrennung und die damit einhergehende Wärmeentwicklung nur verhältnismässig langsam vonstatten.
Die für die Erhitzung des zu sinternden Gutes erfor derliche Brennstoffmenge muss, demzufolge verhältnismässig hoch bemessen werden. Eine schnelle und vor allem kurzzeitige Erhitzung auf Sintertemperatur ist aber erwünscht, wenn ein weitgehendes Erweichen oder gar teilweises Schmelzen des zu ,sinternden Stof fes vermieden werden muss, weil sonst in vie len Fällen nachteilige chemische Umsetzun gen im erweichenden Einsatzstoff stattfin den,
wie beispielsweise die Bildung von schwer reduzierbaren Silikaten oder bei der Sinterung von Phosphoriten die Reduktion der Phosphate zu Phosphor unter teilweiser Verflüchtiblung des letzteren. Anderseits ist bei den bekannten Verfahren zwecks Errei chung genügender Festigkeit der Sinter- erzeugnisse eine mehr oder weniger weit gehende Erweichung des zu sinternden Stof fes nicht zu umgehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Sinterverfahren für feinkörnige, vorzugs- iveise staubförmige oder in pulveriger Form vorliegende Stoffe, wobei die vorstehend er örterten Nachteile vermieden -,verden können.
Gemäss Erfindung wird der Ausgangs stoff, gegebenenfalls unter Zusatz von die Plastizität erhöhenden Bindemitteln, zu nächst zu kugelförmigen Körpern verformt, worauf die Körper durch Aufbringen von feingemahlenem festen Brennstoff mit einer Brennstoffumhüllung versehen werden, woran anschliessend eine Sinterung der Körper er folgt.
Das Verfahren kann beispielsweise wie folgt ausgeführt werden: Das zu kugelförmigen Gebilden von vor zugsweise Erbsen- bis Walnussgrösse ver arbeitete Ausgangsgut wird mit feinge- gemahlenem Brennstoff, beispielsweise Koks, bestäubt, so da-ss die Kugeln allseitig von einer dünnen gleichmässigen Brennstoff schicht überzogen werden. Die auf diese Weise mit einem Brennstoffmantel über zogenen vorgeformten Körper werden nun dem an sich bekannten Saugzugsinterver- fahren unterworfen.
Dabei erfolgt die Ver brennung der Brennstoffhülle auf der Kugel oberfläche sehr schnell und gleiehförmig. Die Folge davon ist eine rasche Erhitzung der Kugeloberfläche auf Sintertemperatur. Die erzeugte Wärme genügt zur Ausbildung einer reib- und stossfesten Schale, sie reicht aber nicht aus, auch das Innere der Kugel zum Erweichen zu bringen. Dies hat den grossen Vorteil, dass das in die durch leichte Sinterung erhärtete Schale eingebettete, nicht auf Erweichungstemperatur erhitzte Aus gangsgut keine nachteilige chemisehe Ver änderung erfährt.
Diese Arbeitsweisse ist wei terhin insofern mit einem technischen Fort schritt verbunden, als für die Sinterung gegenüber den bekannten Verfahren erheb lich - bis zu<B>50%</B> - geringere Mengen an Brennstoff für die Gewichtseinheit des zu sinternden Stoffes erforderlich sind. Die schnelle Verbrennung der Brennstoffhülle erbringt ausserdem gegenüber den bekannten Sinterverfahren den Vorteil eines grösseren Durchsatzes auf der gleichen Sinterrost- fläche.
Beispielsweise müssen einem feinpulverig anfallenden Phosporitkonzentrat zweeks Er reichung genügend hoher Festigkeit beim Sintern naeh den bekannten Verfahren etwa 10% Koks in körniger Form zugesetzt wer den. Während der Sinterung ist eine Ver- flüclitio,-ung von durch Reduktion entstande nem Phosphor in Höhe von 3-4% des in dem Einsatzgut vorhandenen nicht zu ver meiden.
Wird die Verfestigung desselben Phosphorits gemäss dem vorliegenden Ver fahren durchgeführt, so genügt die Anwen dung von etwa 5 % Koks. Dabei erfolgt die Verbrennung der Brennstoffhülle so schnell und mit so hoher örtlicher Wärmeentwick lung, dass die Oberflächensinterung der vor geformten Phosphoritkugeln in ,so kurzer Zeit erfolgt, dass weder eine Reduktion des Phosphorits noch ein u Verflüchtigung von Phosphor eintritt.
Es steht anderseits nichts im Wege, das vorliegende Verfahren so auszugestalten, dass ausser der Randzone auch eine mehr oder weniger weitgehende Sinterung der darunter gelegenen Formkörperbestandteile eintritt. Dies kann durch Anwendung einer höheren Brennstoffmenge erreicht werden, die durch einen Vorversucli ermittelt wird.
Das Verfahren gemäss Erfindung ist in einfacher Weise durchführbar. Beispiels weise wird der feinkörnige oder pulverför mige Ausgangsstoff, gegebenenfalls unter Zusatz eines, bei der Weiterverarbeitung nicht störenden Bindemittels, wie Tonmilch, zweckmässig in einer Mischsehnecke, so weit mit Nasser angefeuelitet, dass eine pla- stischc 31as@os entsteht.
Diese wird dann durch ein Lochsieb, beispielsweise unter Zu hilfenahme eines an sich bekannten Ton- rasplers oder einer mit durchlöcherter Mund- stückplatte versehenen Ziegelpresse, gedrückt, wobei vorzugsweise erbsen- bis walnussgrosse, gegebenenfalls auch umfangreichere Bruch stücke anfallen. Die Bruchstücke werden dann, zweckmässig durch rollende Bewegung, in Kugelform übergeführt.
Dabei wird vor zugsweise so vorgegangen, dass die Bruch stücke in den obern Teil einer geneigt ange ordneten, sich drehenden Trommel einge führt werden. Durch -die rollende Bewegung in der letzteren gehen die Bruchstücke in die Kugelform über. Auf die kugelförmigen Ge bilde wird dann beispielsweise durch Auf stäuben von feingemahlenem Koks eine , dünne, nur Bruchteile eines Millimeters be tragende, genügend haftfähige Brennstoff hülle aufgebracht.
Das so vorbereitete Kugel laufwerk wird dann nach Zündung des Brennstoffes an einer Stelle einer Sinterbe- handlung, zweckmässig auf einem an sich be kannten Saugzugsinterapparat, unterworfen. Auf diesem entsteht ein. Sinterkuchen von locker aneinandergefritteten Kugeln, der beim Stürzen leicht auseinanderfällt. Eines bei den bekannten Verfahren üblichen Bre chers zur Zerkleinerung .des Sinterkuchens bedarf es nicht.
Es steht nichts im Wege, nach dem Ver fahren gemäss Erfindung auch ,schlammartig anfallendes Gut, beispielsweise einen feuch ten Filterkuchen, zu verarbeiten. Es ist in diesem Falle zweckmässig, den Ausgangsstoff vor der Verarbeitung zu plastischen Bruch stücken mit einem die Plastizität begünsti genden, bei .der späteren Verarbeitung je doch nicht störenden Zusatz zu versehen.
Dieser Zusatz kann, gegebenenfalls auch aus getrocknetem, pulverförmigem Filterschlamm selbst bestehen. <I>Ausführungsbeispiel:</I> 100 Gewichtsteile pulverförmiges. Apa- titkonzentrat von der Korngrösse von etwa 0,1 mm und darunter werden mit etwa 15 Gewichtsteilen einer<B>30%</B> Festsubstanz ent haltenden Tonmilch in einem an sich be kannten Tonraspler verteigt und mit Hilfe einer Lochplatte verformt.
Die etwa in Erb sengrösse anfallenden plastischen Formstücke werden in das obere Ende einer leicht ge neigt angeordneten, sieh um ihre Längsachse drehenden Trommel gegeben und in dieser unter langsamem Abwärtsgleiten zu an nähernd kugelförmigen Gebilden verformt.
Am Ende der Drehtrommel wird den Kugeln Kokstaub in solchen Mengen zugeführt, dass sich auf ihnen eine gleichmässig dünne, ,zu- sammenhängende Brennstoffhülle ausbildet. Die .so vorbereiteten Apatitkugeln werden in bekannter Weise auf einem Saugzugsinter- band an der Oberfläche versintert. Die das Band verlassenden Kugeln sind reib- und ,stossfest und bestehen aus einem unveränder ten Kern,
der von einer gesinteiten, festen Hülle umgeben ist.
Process for sintering fine-grained starting materials. In order to convert fine-grained, in particular pulverulent products, such as ore abrasion, gravel burns and the like, into a state suitable for further processing, for example in elevated, shaft, annealing furnaces, etc., they must be subjected to sintering. This is done, as is known, preferably by heating the starting material with the help of mixed, granular and ignited coke. The process of suction sintering has proven to be particularly advantageous.
In dust form. However, existing starting materials are not readily suitable for this form of sintering because of their insufficient gas permeability. Rather, as is also known, they must be granulated beforehand by special procedural measures. spherical structures are deformed. The granular starting material is mixed with coke that is also granulated. Only now does the mixture have a gas permeability that is sufficiently high for induced draft sintering.
Since, on the one hand, continuous contact of the fuel particles cannot be achieved in the sintering and, on the other hand, the fuel is in granular form, the combustion and the associated heat development proceed only relatively slowly.
The amount of fuel required for heating the material to be sintered must therefore be relatively high. However, rapid and, above all, short-term heating to sintering temperature is desirable if extensive softening or even partial melting of the material to be sintered must be avoided, because otherwise disadvantageous chemical reactions in the softening feedstock will take place in many cases.
such as the formation of hard-to-reducible silicates or, in the sintering of phosphorites, the reduction of phosphates to phosphorus with partial volatilization of the latter. On the other hand, a more or less extensive softening of the material to be sintered cannot be avoided in the known methods in order to achieve sufficient strength of the sintered products.
The present invention relates to a sintering process for fine-grained, preferably iveise dusty or powdery substances, whereby the disadvantages mentioned above can be avoided.
According to the invention, the starting material, optionally with the addition of binders increasing the plasticity, is first deformed into spherical bodies, whereupon the bodies are provided with a fuel coating by applying finely ground solid fuel, which is then followed by sintering the body.
The process can be carried out, for example, as follows: The starting material processed into spherical structures, preferably pea to walnut size, is dusted with finely ground fuel, such as coke, so that the balls are coated on all sides with a thin, even layer of fuel . The preformed bodies, which are covered with a fuel jacket in this way, are now subjected to the induced draft sintering process known per se.
The combustion of the fuel shell on the spherical surface takes place very quickly and uniformly. The consequence of this is a rapid heating of the sphere surface to the sintering temperature. The heat generated is sufficient to form a friction and impact-resistant shell, but it is not sufficient to soften the interior of the ball. This has the great advantage that the starting material, which is not heated to softening temperature and embedded in the shell hardened by light sintering, does not experience any disadvantageous chemical change.
This way of working is also associated with a technical progress, as compared to the known processes, significantly smaller amounts of fuel are required for the unit weight of the substance to be sintered - up to 50%. The rapid combustion of the fuel shell also has the advantage over the known sintering process of a greater throughput on the same sintered grate surface.
For example, about 10% coke in granular form must be added to a fine powdery phosphorite concentrate for the purpose of achieving sufficiently high strength during sintering near the known method. During sintering, a liquefaction of phosphorus resulting from reduction in the amount of 3-4% of the amount present in the charge cannot be avoided.
If the solidification of the same phosphorite is carried out according to the present process, the use of about 5% coke is sufficient. The combustion of the fuel shell takes place so quickly and with such high local heat development that the surface sintering of the preformed phosphorite spheres takes place in such a short time that neither a reduction of the phosphorite nor a volatilization of phosphorus occurs.
On the other hand, nothing stands in the way of designing the present method in such a way that, in addition to the edge zone, a more or less extensive sintering of the molded body components below also occurs. This can be achieved by using a higher amount of fuel, which is determined by a preliminary test.
The method according to the invention can be carried out in a simple manner. For example, the fine-grained or powdery starting material, optionally with the addition of a binding agent that does not interfere with further processing, such as clay milk, is expediently moistened with water in a mixing screw so that a plastic 31as @ os is created.
This is then pressed through a perforated sieve, for example with the aid of a clay rasp known per se or a brick press provided with a perforated mouthpiece plate, preferably pea to walnut-sized fragments, possibly also larger fragments. The fragments are then converted into spherical form, expediently by rolling movement.
It is preferred to proceed in such a way that the fragments are inserted into the upper part of an inclined rotating drum. Due to the rolling movement in the latter, the fragments change into a spherical shape. On the spherical Ge form a thin, only fractions of a millimeter be-bearing, sufficiently adhesive fuel shell is then applied, for example, by dusting finely ground coke.
After the fuel has been ignited, the ball drive prepared in this way is then subjected to a sintering treatment at one point, expediently on an induced draft sintering apparatus known per se. On this one arises. Sinter cake made from loosely fryed balls that easily fall apart when turned over. There is no need for a conventional breaker for comminuting the sinter cake.
Nothing stands in the way, according to the method according to the invention, also to process sludge-like material, for example a moist filter cake. In this case, it is advisable to add an additive that promotes plasticity to the starting material before processing it into plastic fragments, but does not interfere with subsequent processing.
This additive can, if appropriate, also consist of dried, powdery filter sludge itself. <I> Exemplary embodiment: </I> 100 parts by weight of powdery. Apatite concentrate with a grain size of about 0.1 mm and below is mixed with about 15 parts by weight of a clay milk containing <B> 30% </B> solid substance in a clay grinder known per se and shaped with the help of a perforated plate.
The approximately in pea size resulting plastic moldings are placed in the upper end of a slightly inclined, see rotating drum around its longitudinal axis and deformed in this while slowly sliding down to approaching spherical structures.
At the end of the rotating drum, coke dust is fed to the balls in such quantities that an evenly thin, coherent fuel shell is formed on them. The apatite balls prepared in this way are sintered on the surface in a known manner on a suction sintering belt. The balls leaving the belt are friction and shock resistant and consist of an unchanged core,
which is surrounded by a sintered, solid shell.