NO151914B - Kontaktanordning for elektriske ledninger - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av hårdbrente agglomerater av jernmalm og tilhørende gangstenmaterial.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av et forbedret agglomerat av jernmalm og flussmiddel, hvorved agglomeratet blir hårdt og bestandig. Fremgangsmåten er først og fremst tenkt benyttet når ut-gangs-jernmalmen hovedsakelig utgjøres av magnetitt, hematitt, eller inneholder magnetitt og hematitt, og hvor den til-hørende gangsten inneholder sure komponenter i overskudd utover basiske komponenter.

Ved den vanligste fremgangsmåte for

fremstilling av metallisk jern fra jernmalm benyttes en masovn. Beskikking av masovner med agglomerater istedenfor med findelt malm finner for tiden økende an-vendelse. Jernmalmen som består av et oksyd av det elementære metall, reduseres til metallisk jern ved å blåse gasser med høy temperatur gjennom masovnen. For å lette smeltingen av urenheter, som f. eks. aluminiumoksyd, kvarts, etc. i malmen, og for å bevirke at smeltingen inntrer ved en lavere temperatur, benyttes et flussmiddel. Denne smelte betegnes vanligvis slagg, og uttrykket «slagg» er her ment å omfatte en

smelteblanding av en rekke forskjellige materialer som forekommer i jernmalm som f. eks. de nevnte aluminium- og sili-siumoksyder og andre metallforbindelser. Flussmidlet er vanligvis kalksten og/eller dolomitt.

Agglomerater av jernmalm brennes

ofte for at de skal få tilstrekkelig styrke til å kunne tåle håndtering, skipning og be-

skikking av masovner. Slike agglomerater utsettes nemlig for et betraktelig trykk når de anbringes i en masovn og belastes med vekten av en høy søyle av materialet. Agglomeratene må derfor ha betraktelig styrke for å unngå at de nedre lag knuses av vekten av agglomeratene over dem, slik at den nødvendige reduserende gass som må blå-ses gjennom chargen ikke hindres i sin passasje.

Naturlig forekommende malm, som er relativt fri for flussmaterial, er tidligere med hell blitt agglomerert og brent til agglomerater med tilfredsstillende styrke for beskikking av masovner. I naturen fin-nes imidlertid også jernmalm som inneholder små, men dog ikke ubetydelige mengder flussmiddel. Det kan være ønske-lig at agglomeratene inneholder noe eller endog alt dette flussmiddel når masovnen beskikkes. At agglomeratene i seg selv inneholder flussmiddel er selvfølgelig en økonomisk vesentlig fordel ved at det derved trengs ferre komponenter til beskikking av masovnen. Et agglomerat som allerede inneholder flussmiddel vil dess-uten gi en jevnere fordeling av flussmiddel og jernmalm enn hva som kan oppnås ved alternerende beskikking med jernmalm og flussmiddel.

Det er tidligere kjent en fremgangsmåte for varmebehandling av jernmalm-pellets når disse befinner seg på en vandrerist til et punkt hvor de enkelte korn av hematitt i pelletmaterialet begynner å brodannes til et nettverk i en utstrekning som vil gi hver pellet tilstrekkelig styrke til å motstå tromling. Når dette punkt er nådd og pelletene er tilstrekkelig sterke til å motstå tromlingen overføres de fra den horisontale vandrerist til en roterende ovn hvori videre varmebehandling finner sted under tromligen av pelletene inne i ovnen inntil hematittkorn veksten inne i hver pellet er fullført. Pelletene som fremstilles ved denne prosess inneholder ikke noe flussmiddel, og de spesielle problemer som opptrer i forbindelse med utsvetting av et flussmiddelinnhold fra pelletene opptrer følgelig.ikke ved denne tidligere foreslåtte prosess, som bare gikk ut på kornvekst og brodannelse av hematittkorn omdannet fra magnetitt under varme i en oksyderende atmosfære, for fremstilling av hårde, fortettede jernmalmpéllets.

Ved en annen tidligere kjent fremgangsmåte blandes jernmalm med flussmiddel og magnetitt oksyderes til hematitt under varmeherding i et eneste trinn ved direkte oppvarming til 1150°C. Ved for-brenningkammertemperaturer så høye som 1260°C henger pelletene seg opp i kammeret på grunn av utstrakt mykning slik at for-brenningkammertemperaturen måtte holdes vesentlig lavere enn 1260°C. Det finner også ved denne prosess sted en kornvekst, men denne finner ikke sted før etter at slagget er dannet.

Den foreliggende oppfinnelse bygger på den erkjennelse at ved en totrinns opp-varmingsprosess kan en første oppvarm-ingstemperatur under slaggdannelsestem-peraturer opprettholdes inntil det er dannet et brodannet nettverk, og etter at dette er dannet oppvarmes pelleten tilslutt ved en høyere slaggdannelsestempe-ratur inntil flussmidlet er kalsinert og kombinert med de sure komponenter inne i det i det foregående trinn dannede nettverk av brodannede hematittkorn. Derved forhindres mykning av pelletene og utsondring av slagget ved den høyere temperatur i det annet trinn.

Tidligere forsøk på hårdbrenning av agglomerater av jernmalm og flussmiddel ved å utsette agglomeratene for gasser av meget høy temperatur, var helt tilfredsstillende fordi agglomeratene hadde en tendens til å utsondre flytende slagg under brenningen.

Oppfinnerne har tidligere lansert en fremgangsmåte for å fremstille agglomerater eller pellets hvor alt flussmiddel befinner seg i en kjerne omgitt av et lag av flussmiddel-fri malm. Slike agglomerater eller pellets har eliminert de vanskelig-heter som oppstår i forbindelse med ut-sondringen av flytende slagg, men frem-stillingsmetoden fordrer en primær tromling for å fremstille flussmiddelkjernene og deretter en ytterligere tromling for å på-føre malmbelegget. Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å oppnå et forbedret hårdbrent jernmalmagglomerat, som ikke er beheftet med de ovennevnte mangler.

Foreliggende oppfinnelse går således ut på en fremgangsmåte for fremstilling av hårdbrente agglomerater av jernmalm og tilhørende gangstenmaterial, hvor slagging av de sure komponenter av gangsten-materialet oppnås ved at et flussmiddel blandes homogent med malmen og den homogene blanding omdannes til hematittholdige agglomerater, og hvor agglomeratene først oppvarmes i en oksyderende atmosfære til en for-brenningstemperatur ved hvilken eventuelt tilstedeværende magnetitt ved oksydasjon vil omdannes til hematitt og hematittkornene begynner å brodannes, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at for-brenningen foretas ved en temperatur som holdes mellom 980 og 1200°C inntil tilstø-tende hematittkorn brodannes og er istand til å hindre utrenning av senere dannet flytende slagg, og at agglomeratene deretter brennes ved en temperatur hvor dannelsen av den flytende slagg inntreffer inntil flussmidlet er i det vesentlige kalsinert og forbundet med de sure komponenter i nettverket av de brodannede hematittkorn.

Brenningen i det første trinn må foretas ved en temperatur som er tilstrekkelig høy til at all magnetitt som måtte være tilstede i malmen, omdannes til hematitt, og til at hematittkornene brodannes, men lavere enn den temperatur hvor begynnende slaggdannelse bevirker at det frem-bringes vesentlig flytende beskaffenhet.

Omdannelsen av magnetitt til hematitt vil i oksyderende atmosfære begynne ved en temperatur på over 650°C og vil fo-regå med en hastighet som er passende for praktiske formål ved en temperatur over 870°C. Denne omdannelse kan uttrykkes ved ligningen 4 Fe;j O,, + Oa 6 Fe2Os. De enkelte hematittkorn vil begynne å brodannes i betraktelig grad ved en temperatur over 870°C. Ved en temperatur på over 1200°C vil det inntre begynnende slagging som fører til betraktelig flytende beskaffenhet. Den første brenning må føl-gelig av praktiske grunner foretas ved en temperatur mellom 870 og 1200°C.

Den foretrakkede temperatur for for-brenningen av agglomeratene i henhold til oppfinnelsen ligger innenfor temperaturområdet 980—1200°C. En for-brenning ved en temperatur innenfor dette området er tilstrekkelig til å få hematittkornene til å klebe seg sammen og gi en fasthet som til-later en etterbrenning ved en temperatur som er høy nok til at det dannes flytende slagg som kan forbinde seg med de sure komponenter i agglomeratene uten at slag-gen utsondres fra de enkelte pellets og for-årsaker klumping (på en rist), ringdan-nels.e (i en roterende horisontalovn) eller henging (i en loddrett sjaktovn).

Hvilken styrke agglomeratene skal oppnå og hvilket tidtemperaturforhold som bør benyttes for en spesiell jernmalm og et spesielt flussmiddel under den første for-brenningen i oksyderende atmosfære, kan bestemmes på forhånd ved hjelp av forskjellige fremgangsmåter, som skal beskrives utførlig i det følgende.

Et tegn på tilstrekkelig brenning i det første trinn fås ved å fortsette brenningen inntil all karbondioksyd er drevet ut av agglomeratene. En annen indikasjon kan oppnås ved å betrakte mikrofotografier av agglomeratet. Oppvarmingen ved den første brenning i oksyderende atmosfære kan fortsettes inntil kornene er vokst til en størrelse som har vist seg å være tilstrekkelig til å tåle at agglomeratene utsettes for ytterligere behandling uten at det inntrer vesentlig knusing av de hele agglomerater. En tredje indikasjon på tilstrekkelig brenning i det første trinn kan oppnås ved å foreta en rysteprøve, dvs. ved tromling av en viss mengde av de brente agglomerater f. eks. i en roterende trom-mel, for å bestemme hvorvidt brenningen er tilstrekkelig langt fremskredet til at agglomeratet har oppnådd den ønskede styrke.

Etter brenningen i det første trinn foretas en ytterligere brenning ved en slaggdannende temperatur inntil flussmidlet i agglomeratene i det vesentlige er kalsinert og forbundet med de sure bestanddeler i agglomeratene, og den maksimale vekst av hematittkorn er nådd.

Det foretrekkes å holde temperaturen i dette avsluttende brennetrinn innenfor temperaturområdet 1200—1350°C fordi den begynnende smeltetemperatur for mange jernmalmer ligger omkring 1370°C. Ved denne sistnevnte temperatur kan den flytende beskaffenhet av slagget tilta så meget at det, dersom agglomeratene får anledning til å anta en slik temperatur dannes en usammenhengende flytende fase, nettopp hva oppfinnelsen tar sikte på å unngå. En slik flytende fase kan også opp-stå i et agglomerat som har liten perme-abilitet og som følgelig er vanskeligere å redusere i en masovn. I de agglomerater som dannes i henhold til foreliggende oppfinnelse, vil det flytende slagg i det vesentlige holdes igjen inne i agglomeratene ved intergranulær brodannelse av hematittkornene, i fast tilstand.

Betegnelsen sure bestanddeler som her er benyttet, innbefatter enhver forbindelse som er mer sur enn kalk og/eller magne-siumoksyd.

Flussmaterialet blandes fortrinnsvis med jernmalmen i tilstrekkelige mengder til at praktisk talt hele overskuddet av sure bestanddeler slagges.

Agglomeratene iakttas fra tid til annen under sluttbrenningen, og ved indikasjon på at slagg utsondres på overflaten av de enkelte pellets, (hvilket gir seg utslag i henging, sammenklumping eller ring-dannelse), kan varmetilførselen til agglomeratene under det første trinn av brenningen økes gradvis inntil denne utsondring opphører. En øket oppvarming i det første trinn av brenningen under oksyderende atmosfære kan være en av flere må-ter, som f. eks. lengre brennetid, øket gass-gjennomstrømning og/eller økning av varmegassenes temperatur. I den sistnevnte henseende er det imidlertid viktig at temperaturen av agglomeratene under det første brennetrinn ikke får anledning til å stige slik at det dannes flytende slagg, dvs. til over 1200°C. Hvis brenningen i det første trinn foregår i nøyaktig overens-stemmelse med foreliggende oppfinnelse, vil det ikke inntre skadelig utsondring av flytende slagg under den påfølgende oppvarming av pellet-massen til høyere slaggdannende temperatur i det siste brennetrinn. Under brenning av agglomeratene ved slaggdannende temperaturer, bør agglomeratene fortrinnsvis holdes i bevegelse og i henhold til oppfinnelsen skjer dette fortrinnsvis ved at agglomeratene i det første trinn brennes på en vandrerist, hvorpå den avsluttende brenning ved slaggdannende temperaturer foretas i en roterende ovn. Selv om det også kan oppnås brukbare resultater ved at den avsluttende brenning foretas i et apparat av en annen type, vil brenning i en roterende ovn gi større sikkerhet mot utsondring av slagget. Det har vist seg at tromlevirkningen i en roterende ovn under den avsluttende brenning resulterer i at det rundt agglomeratene dannes et tettere skall av sammen-vokste hematittkorn. Dette fortettede skall gir agglomeratene større styrke og avskrap-ingsmotstand, hvilket ytterligere bidrar til å vanskeliggjøre utsondring av slagg fra agglomeratene uten å ha noen nevneverdig uheldig innvirkning på den ønskede per-meabilitet av agglomeratene.

Foreliggende fremgangsmåte fører til et varmeherdet agglomerat bestående av findelte jernmalm-partikler med slagg dispergert i hele partikkelmassen, idet slagget i det vesentlige, inneholdes i agglomeratet ved den nevnte korn-vekst av brodannede hematittkorn. Dersom agglomeratene tromles rundt mens de brennes ved slaggingstemperatur, fører fremgangsmåten til agglomerater som har et fortettet ytre parti eller skall som omgir et indre parti med mindre tetthet.

I det følgende skal det gis en mere detaljert beskrivelse av oppfinnelsen, idet det henvises til de ledsagende skjematiske tegninger og mikrofotografier. Fig. 1 viser en ovn med vandrerist. Fig. 2 viser en roterende ovn med en for-varmer med vandrerist. Fig. 3 er et mikrofotografi av en pellet som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen.

I fig. 1 er det vist en silo 1, som er en lagerbeholder for en blanding av jernmalm og flussmiddel. Malmen og flussmidlet i siloen 1 kan ledes med kontrollert hastighet gjennom en trakt til en transportør 2 som fører materialet til en kulemølle-trommel 3. Trommelen 3 er montert som et skråplan som kan rotere om sin midt-akse. Fra et tilførselsrør 4 kan det sprøytes vann på den findelte blanding av malm og flussmiddel i trommelen 3. Matehastighet, trommelhelning, trommelens rotasjonshas-tighet og mengden av tilført vann inne i trommelen er de parametre som må sam-ordnes for å opnå den ønskede agglomerat-dannelse inne i trommelen 3. Etter at agglomeratene har forlatt trommelen må de siktes slik at f. eks. kuler med en diameter på ca. 13 mm går videre i prosessen. Ut-sorteringen kan skje ved at agglomeratene fra trommelen 3 føres over på en sikte-anordning 5 som avgir agglomerater med riktig størrelse til en transportør 6, mens for små agglomerater avgis til en transpor-tør 7. De sistnevnte agglomerater, som faller ned på transportøren 7, kan resir-kulere gjennom systemet slik at alt material tilslutt blir anvendt. Agglomerater av riktig størrelse avgis fra transportøren 6 til en ovn 10.

Ovnen 10 omfatter en vandrerist 11 og et avtrekk 12 som inneholder indre skille-anordninger, som avgrenser et tørke- og for-brenningskammer 14, et brennkam-mer 15 og et kjølekammer 16. Under kam-rene 14 og 15 er der en sugekasse 20 og under kjølekammeret 16 en blåsekasse 21 som forsynes med kjøleluft ved hjelp av en vifte eller lignende (ikke vist) som er forbundet med en passende åpning 22. Fra kammeret 16 fører et rør 23 med forgre-ninger 24, 25 henhv. til brennkammeret 15 og tørkekammeret 14. Blåsekassen 20 har en åpning 27 som er forbundet med et rør 28 som igjen er forbundet med en utblås-ingsvifte (ikke vist).

Når apparatet er i drift vil en blanding av findelt jernmalm og flussmaterial avgis fra siloen 1 til transportøren 2. I blandingen bør det være tilstrekkelig flussmaterial til at alt overskudd av sure bestanddeler i agglomeratene slagges. Trans-portøren 2 fører materialet til trommelen 3, hvor en fin vanndusj, som sprøytes inn i trommelen 3 gjennom vanntilførselsrøret 4, fordeler fine væskedråper over hele trommelens lengde. Hver av disse små vann-dråper som faller på det findelte material i trommelen 3 vil medvirke til å danne en ørliten kjerne som under rotering av trommelen 3 begynner å trille. Herunder tar den opp findelt material og tiltar i størrelse. De forskjellige bestemmende parametre som er omtalt ovenfor, bør være innstilt slik at det oppnås et agglomerat med den ønskede størrelse på ca. 13 mm.

Agglomeratene avgis fra trommelen 3 til sikteanordningen 5 slik at de som av-settes på transportøren 6, er omtrent jevn-store. Transportøren 6 anbringer disse ferske vannholdige agglomerater på van-dr eristen 11 og fører dem som en masse av separate agglomerater som ligger i ro i forhold til hverandre gjennom sonene 14, 15 og 16.

Under passasjen gjennom disse soner vil agglomeratene tørkes og for-brennes i sone 14 i en oksyderende atmosfære hvor temperaturen fortrinnsvis er innenfor området 980—1200°C, slik at .all magnetitt som eventuelt måtte være tilstede i malmen oksyderes til hematitt, og de enkelte hematittkorn brodannes til et nettverk i en be-stemt grad uten å inngå noen reaksjon med tilgjengelig kvarts eller flussmiddel. Agglomeratene gis deretter en avsluttende brenning i sone 15 ved en slaggdannelses-temperatur i området 1200—1350°C inntil flussmidlet i det vesentlige er kalsinert og forbundet med de sure bestanddeler av malmen inne i et nettverk av brodannede hematittkorn, hvorpå de avkjøles i sonen 16 til passende håndteringstemperatur.

De således fremstilte hårdbrente agglomerater omfatter findelte jernmalmpar-tikler med slagg dispergert i hele partikkelmassen, idet slagget i det vesentlige er inneholdt inne i agglomeratet ved korn-veksten av brodannede hematittkorn.

Det må påses at de fuktige agglomerater tørkes og oppvarmes tilstrekkelig langsomt til at vanndamp, som avgis under tørkingen, og karbondioksydgass, som avdrives under brenningen i det første trinn, unnslipper uten å bryte i stykker agglomeratene.

Den her beskrevne utførelse av foreliggende oppfinnelse utgjør et vesentlig og viktig fremskritt, på dette område av tek-nikken, og det samme gjelder for den ut-førelsesform som skal beskrives, i det føl-gende, under henvisning til figurene 2 og 3.

I fig. 2 er det vist et apparat hvor en kule-mølleanordning 30 og en sikt 31 mater en ovn 32 med agglomerater. Ovnen 32 er konstruert slik at den avgrenser 3 separate behandlingssoner. Et avtrekk 33 og indre skilleplater 34 avgrenser to soner 35 og 36, mens en roterende rørovn 37 utgjør den tredje sone 38. I sone 35 foregår tørk-ingen, i sone 36 den første fase av brenningen og i den tredje sone 38 den endelige brenning.

Agglomeratene fra transportøren 31 føres gjennom sonene 35 og 36 inn i avtrekket 33 ved hjelp av en gassgjennom-trengelig transportør 39. Agglomeratene beveger seg gjennom sonene 35 og 36 som en masse hvor de enkelte agglomerater ligger i ro i forhold til hverandre. Fra trans-portøren 39 føres agglomeratene ved hjelp av et skråplan 40 over til den roterende rørovn 37. Fra ovnen 37 føres agglomeratene inn i en kjøleanordning 50.

Det kan benyttes mange forskjellige typer kjøleanordninger, som vil avhenge av størrelsen av anlegget. Kjøleanordningen 50 er av en relativt enkel konstruksjon som kan være tilstrekkelig ved forholdsvis liten produksjon. Andre velkjente kjølertyper vil kunne benyttes ved større anlegg. Kjøle-ren 50 er her vist som en roterende loddrett sjakt for en søyle av agglomerater som kommer ut av ovnen 37. En vifte 51 blåser kjøleluft nedenfra og oppover gjennom den fallende søyle for å avkjøle agglomeratene og for-varme den oppadstigende luft som slippes inn i ovnen 37. Agglomeratene, som kommer ut fra den nedre ende av kjøleren 50, vil deretter på kjent måte kunne tas bort fra anlegget.

En brenner 41 fører en flamme inn i ovnen 37 slik at varme gasser beveger seg gjennom sonen 38 og kommer inn i sone 36 inne i avtrekket 36. Fra sone 36 trekkes varme gasser nedover gjennom agglomerat-massen og transportøren 39 ved hjelp av en suge-kasse 27 nedenfor risten. Fra suge-kassen 27 passerer de varme gasser gjennom et rør 28 til sone 35. Her sendes gassene påny nedover gjennom agglomerat-massen og transportøren 39 for deretter å samles i en annen sugekasse 29. De varme gasser passerer deretter gjennom et rør 42 til en silo 43. Gassene trekkes ut gjennom røret 42 ved hjelp av en sugevifte 44.

Når anlegget vist i fig. 2 er i drift, sør-ger en riktig avpasset hastighet av trans-portøren 39 for at agglomeratene tørkes grundig, men tilstrekkelig langsomt til at vanndampen unnslipper uten å bryte i stykker agglomeratene. Agglomeratene er deretter klar til å føres gjennom sone 36 hvor det første trinn av brenningen foregår.

I sone 36 oppvarmes agglomeratene til en temperatur som fortrinnsvis ligger innenfor området 980—1200°C slik at, som i den tidligere omtalte utførelsesform, all magnetitt som eventuelt måtte være tilstede i malmen, oksyderes til hematitt, og de enkele hematittkorn brodannes uten at det inntrer reaksjon med noe av kvart-sen eller flussmidlet.

Selv om agglomeratene er tørre i det øyeblikk de kommer inn i sone 36, har de liten fysisk styrke. Ved for-varmingen i denne sone innenfor det angitte tempera-turområde, vil imidlertid hematittkornene vokse slik at agglomeratene oppnår tilstrekkelig styrke til å tåle påfølgende tromling under den endelige brenning og uten at det utsondres flytende slagg.

Etter at brenningen av agglomeratene i det første trinn er fullført, brytes agglo-meratmassen i sone 36 opp og føres ut og ned langs skråplanet 40 og over i sone 38 i ovnen 37 hvor de tromles omkring under den avsluttende varmebehandling. Som nevnt tidligere, er de temperaturer som trengs for å omdanne magnetitt til hematitt og starte brodannelsen av hematittkornene slik at agglomeratene tåler rul-ling og tromling, ikke tilstrekkelig høye til

å bevirke at slaggbestanddelene smelter.

Siden agglomeratene overføres til den roterende ovn 37 for å tromles før den flytende fase av slaggbestanddelene er oppnådd, vil den flytende fase som dannes i den roterende ovn, holdes fullstendig' innenfor et fortettet skall slik som det frem-går av fig. 3. Fig. 3 viser en del av et agglomerat som er behandlet i et anlegg av den type som er vist i fig. 2. Dette kule-formede agglomerat hadde en diameter på ca. 13 mm, og det fortettede ytre skall hadde en tykkelse på 0,5—1 mm. Mikro-fotografiet er tatt med 15 gangers for-størrelse.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av hårdbrente agglomerater av jernmalm og tilhørende gangstenmaterial, hvor slagging av de sure komponenter av gangstenmate-rialet oppnås ved at et flussmiddel blandes homogent med malmen og den homogene blanding omdannes til hematittholdige agglomerater, og hvor agglomeratene først oppvarmes i en oksyderende atmosfære til en for-brenningstemperatur ved hvilken eventuelt tilstedeværende magnetitt ved oksydasjon vil omdannes til hematitt og hematittkornene begynner å brodannes, karakterisert ved at for-brenningen foretas ved en temperatur som holdes mellom 980 og 1200°C inntil tilstøtende hematittkorn brodannes og er istand til å hindre utrénning av senere dannet flytende slagg, og at agglomeratene deretter brennes ved en temperatur hvor dannelsen av den flytende slagg inntreffer inntil flussmidlet er i det vesentlige kalsinert og forbundet med de sure komponenter i nettverket av de brodannede hematittkorn.

2. Fremgangsmåte som angitt i på-stand 1, karakterisert ved at agglomeratene under kalsineringen valses rundt ved slaggdannende temperaturer mellom 1200 og 1350°C.