DE1231273B

DE1231273B - Process for the refinement of iron ores mixed with reducing substances, in particular carbon, and device for carrying out this process

Info

Publication number: DE1231273B
Application number: DED30660A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Borut Marincek; Dr-Ing Hermann Walde
Original assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Current assignee: Demag Elektrometallurgie GmbH
Priority date: 1959-05-14
Filing date: 1959-05-14
Publication date: 1966-12-29

Description

Verfahren zur Verhüttung von mit Reduktionsstoffen, insbesondere Kohlenstoffen, vermischten Eisenerzen und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verhüttung von vorzugsweise feinkörnigen Eisenerzen, die mit Reduktionsstoffen, insbesondere Kohlenstoff, vermischt sind.Process for smelting with reducing substances, especially carbon, commingled iron ores and apparatus for carrying out this process The invention relates to a method and a device for the smelting of preferably fine-grained Iron ores mixed with reducing substances, especially carbon.

Es ist bekannt, Erze vor ihrer Verhüttung in einem Schacht oder Elektroofen einer Vorreduktion zu unterziehen. Die Vorreduktion erfolgt in Trommel- öfen oder auf Sinterbändem. Die Sinterung z. B. der Feinerz-Feinkohle-Mischung erfolgt dabei durch die Verbrennung des gewöhnlich in der Form von Koksgrieß beigegebenem Kohleanteil, wobei der Verbrennungsvorgang weitgehend zur Kohlensäure, d. h. oxydierend, vor sich geht. In der Sinterschicht wird meist die von oben nach unten gesaugte Windmenge zuerst durch die heiße Sinterschicht erhitzt, worauf die Verbrennung des Kohlenstoffes der Kohle erfolgt. Die bei der Verbrennung erhitzten Abgase geben ihre Wärme an die untenliegende Schicht der Sintermischung ab, sich selbst dabei abkühlend. Hohe Windgeschwindigkeit, kleinere Kohlemenge in der Sihfermischung usw. fördern die Verbrennung zur Kohlensäure, die teilweise durch den Kohlenstoff der Sintermischung zum Kohlenoxyd (Boudouardsche Reaktion) unter dem Kohle- und Wärmebedarf reduziert werden kann. Feinkörnige und staubförmige Erze werden vorzugsweise auf dem Sinterband einer Vorreduktion unterzogen.It is known to subject ores to a pre-reduction before they are smelted in a shaft or electric furnace. The pre-reduction takes place in drum furnaces or on sintering belts. The sintering z. B. the fine ore-fine coal mixture is carried out by the combustion of the coal portion usually added in the form of coke grits, the combustion process largely resulting in carbonic acid, d. H. oxidizing, going on. In the sintered layer, the amount of wind sucked in from top to bottom is first heated by the hot sintered layer, whereupon the carbon of the coal is burned. The exhaust gases, which are heated up during combustion, give off their heat to the underlying layer of the sinter mixture, cooling themselves in the process. High wind speed, smaller amounts of coal in the Sihfer mix etc. promote the combustion to carbonic acid, which can be partially reduced by the carbon of the sinter mix to carbon oxide (Boudouard reaction) under the coal and heat demand. Fine-grained and pulverulent ores are preferably subjected to a pre-reduction on the sintering belt.

Es ist ferner ein Verfahren bekanntgeworden, nach welchem Pellets, in welche Kohlenstoff eingebunden ist, auf einer beheizten Trockeneinrichtung gehärtet werden, wodurch gleichzeitig bis zu einem gewissen Grade allerdings auch eine Vorreduktion erfolgt.It has also become known a method according to which pellets, in which carbon is bound, hardened on a heated drying device at the same time, however, to a certain extent, a pre-reduction he follows.

Diese genannten Verfahren bedingen größtenteils die Verwendung hochwertigen Kokses als Kohlenstoff, der besonders in kohlearmen Ländern nicht zur Verfügung steht.For the most part, these processes require the use of high-quality products Coke as carbon, which is not available especially in low-carbon countries stands.

Die Erfindung bringt ein Verfahren in Vorschlag, daß die Verwendung minderwertiger Kohle für das Verhütten gestattet, wobei ein Teil der bei der Vorreduktion als Überschuß zugegebenen Kohlenstoffe noch als Reduktionsmittel im Hauptofen verwendet wird. Außerdem nutzt es die äußere und innere Wärme der Ofengase aus, für die in vielen Anlagen beim Niederschachtofen und Elektroofen keine geeignete Verwendung gefunden werden kann.The invention brings a method in proposal that the use Inferior coal is permitted for smelting, with part of that in prereduction as an excess of added carbons, still used as a reducing agent in the main furnace will. It also uses the external and internal heat of the furnace gases for which in many systems in the low-shaft furnace and electric furnace are unsuitable for use which can be found.

Somit bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Verhüttung von mit Reduktionsstoffen, insbesondere Kohlenstoffen, vermischten Eisenerzen, wobei eine Vorreduktion des aus einer Mischung von Erz, Zuschlagstoffen sowie einem Überschuß an Kohle bestehenden Gemisches auf einer einem Elektroofen oder Niederschachtofen vorgeschalteten Sintereinrichtung erfolgt. Erfindungsgemäß, wird das bekannte Verfahren dadurch weitergebildet, daß das zum Zwecke der Vorreduktion auf die Sintervorrichtung aufgegebene Gemisch aus Erz, Zuschlagstoffen sowie einem Überschuß an Kohle zwecks Bindung der NE-schung mit einem Netzmittel behandelt wird, wobei als Benetzungsmittel Wasser oder Kohlenwasserstoff, z. B. Teer bzw. eine Mischung aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, dient und wobei die eine Vorreduktion bewirkenden und einem der Sintervorrichtung nachgeschalteten Elektroofen oder Niederschachtofen entnommenen Gase von oben nach unten durch das zu behandelnde Gut geführt werden, und daß ferner diese, die Vorreduktion bewirkenden Gase in einer solchen an sich bekannten Weise durch das Sintergut hindurchgeführt werden, daß ihr CO-Anteil zum größten Teil zu CO2 verbrannt wird und daß - wie an sich bekannt - das bei einer Temperatur von 900 bis 1400' C teilreduzierte Gut bei der Abgabe von der Sintervorrichtung (Sinterband) in großstückige Brocken zerbrochen und in diesem Zustand ohne Erkaltung dem Verhüttungsofen (Niederschachtofen oder Elektroofen) zugeführt wird.The invention thus relates to a method for smelting iron ores mixed with reducing substances, in particular carbons, the mixture consisting of a mixture of ore, aggregates and excess coal being pre-reduced on a sintering device upstream of an electric furnace or low-shaft furnace. According to the invention, the known method is characterized further in that the checked for the purpose of pre-reduction of the sintering apparatus mixture of ore, additives and an excess of carbon in order to bond the non-research is treated with a wetting agent, wherein as the wetting agent water or hydrocarbon, eg. B. tar or a mixture of different hydrocarbons, is used and where the pre-reduction effecting and one of the sintering device downstream electric furnace or low shaft furnace removed gases are passed from top to bottom through the material to be treated, and that further these, the pre-reduction causing gases in such a per se known manner be passed through the sinter that its CO content is combusted for the most part to CO2 and that - as known per se - the partially reduced at a temperature from 900 to 1400 'C good in the delivery of the sintering apparatus (Sinter belt) broken into large chunks and fed in this state to the smelting furnace (low shaft furnace or electric furnace) without cooling.

Die Eisenerze werden dabei auf die Sintereinrichtung, insbesondere Sinterband oder etwa einen Sinterteller in einer Mischung aus Erz, Kohle nebst den Zuschlagstoffen vorzugsweise in einer Korngröße von 1 bis 8 mm Durchmesser unter Hinzufügung des Benetzungsmittels aufgegeben und gesintert. Das heiße, in einer Temperatur von 900 bis 1400' C vorreduzierte Gut wird in großstückigen Brocken oder Kuchen unmittelbar danach in einem nachgeschalteten Hauptofen, z. B. einem Heiß- oder Kaltwindschachtofen oder einem Elektro-Niederschachtofen, verhüttet. Der in dem Sinter noch vorhandene Kohlenstoff dient ganz oder teilweise der Deckung des Bedarfs an Reduktionskohlenstoff. Als Benetzungsmittel kann auf dem Sinterband Wasser dienen oder eine Mischung von Kohlenwasserstoffen, z. B. Teer oder Altölen. Das Benetzungsmittel dient in erster Linie dem Binden des Gemisches.The iron ores are applied to the sintering device, in particular a sintering belt or a sintering plate, in a mixture of ore, coal and the additives, preferably with a grain size of 1 to 8 mm in diameter with the addition of the wetting agent, and sintered. The hot, in a temperature of 900 to 1400 ' C pre-reduced material is immediately afterwards in large chunks or cakes in a downstream main oven, z. B. a hot or cold blast furnace or an electric low shaft furnace, smelted. The carbon still present in the sinter serves wholly or partially to cover the need for reducing carbon. Water or a mixture of hydrocarbons, e.g. B. tar or waste oils. The wetting agent is primarily used to bind the mixture.

Zur Durchführung des Verfahrens wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung eine brausenartige Vorrichtung für das Benetzen des aufzugebenden Erz-, Kohle- und Zuschlaggemisches in der Weise über der Sintervorrichtung angebracht, daß das aufgegebene Gut gleichmäßig benetzt werden kann. Durch die neue Verfahrensweise wird insbesondere die Verhüttung von feinkömigen Erzen, also auch Abrieberzen, in einer bisher nicht erreichten, fortschrittlichen Weise ermöglicht, wobei auch die Mög- lichkeit der Verwendung von Kohle minderer Güte von besonderem Vorteil ist. Es kann auch Feinkohle kleinster Körnung verwendet werden. Ferner ist es von wirtschaftlicher Bedeutung, daß jede Art von Vorbehandlung der Feinerze, z. B. durch Pelletisieren, entfallen kann, weil durch Zugabe des Netzmittels zu der Beschickung eine Bindung des Gemisches erzielt wird. Bei der Zumischung beispielsweise minderwertiger Kohlenwasserstoffprodukte als Binde- und Netzmittel ist noch der Vorteil bemerkenswert, daß dadurch Brennstoffe eingespart werden können, weil der Brennwert dieses Netzmittels auch zur Wärmeerzeugung herangezogen wird. Damit wird die weitere Möglichkeit eröffnet, sonst unter Umständen unverwertbare Nebenprodukte nutzbringend verwenden zu können. Nach Beendigung des Reduktionsprozesses wird der durch das Backen infolge der Wärmebehandlung entstandene Kuchen vor der Abgabe an den Hauptofen in geeignet große Stücke gebrochen, so daß die bei der Verhüttung von Feinerzen bisher in der Regel aufgetretenen Schwierigkeiten vermieden werden können.To carry out the process, according to a further proposal of the invention, a shower-like device for wetting the ore, coal and aggregate mixture to be dispensed is attached over the sintering device in such a way that the dispensed material can be evenly wetted. The new procedure, in particular the smelting of ores feinkömigen, including abrasion ores, not previously achieved in one progressive is made possible, with the possibility of using low-grade coal is of particular advantage. Fine coal of the smallest grain size can also be used. It is also of economic importance that any type of pretreatment of the fine ores, e.g. B. by pelletizing, can be omitted because a binding of the mixture is achieved by adding the wetting agent to the charge. When adding, for example, inferior hydrocarbon products as binding and wetting agents, the advantage is noticeable that fuel can be saved because the calorific value of this wetting agent is also used to generate heat. This opens up the further possibility of being able to use by-products that are otherwise unusable under certain circumstances. After the end of the reduction process, the cake resulting from the baking as a result of the heat treatment is broken into pieces of suitable size before it is sent to the main furnace, so that the difficulties that have hitherto generally arisen in the smelting of fine ores can be avoided.

Diese bedeutenden Vorteile des erfmdungsgemäßen Verfahrens werden auch nicht durch eine, andere bekanntgewordene Verfahrensweise erreicht, bei der in erster Linie stückige Erze auf einem Wanderrost einer reduzierenden Vorbehandlung unterworfen werden und die Endverhüttung in einem dem Wanderrost nachgeschalteten Schachtofen erfolgt. Dabei soll die von dem Wanderrost aufgegebene, gegebenenfalls mit Erzen und Zuschlägen vermischte Rolikohle# verkokt werden und die dabei entstehende Abwärme der Beheizung eines Dampfkessels dienen. Abgesehen von der wärmewirtschaftlich ungünstigeren und umfangreicheren Anlage für ein derartiges Verfahren findet dort der eigentliche Reduktionsprozeß im Hauptofen statt, während auf dem Wanderrost lediglich eine Vorbereitung der Rohkohle erfolgt.These are significant advantages of the method according to the invention also not achieved by another known procedure in which primarily lumpy ores on a traveling grate of a reducing pretreatment are subjected and the final smelting in a downstream of the traveling grate Shaft furnace takes place. The abandoned by the traveling grate, if necessary Rolikohle mixed with ores and aggregates # are coked and the resulting Waste heat is used to heat a steam boiler. Apart from the thermal economy there is less favorable and more extensive system for such a process the actual reduction process takes place in the main furnace while on the traveling grate only a preparation of the raw coal takes place.

Auch kann der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bezweckte Erfolg auch nicht durch ein weiteres bekanntes Verfahren erreicht werden, welches ebenfalls auf die Verwendung von Stückerzen beschränkt ist. Dabei wird das Stückerz in der Wesie durch einen im Gr-,o"i--nstrom von Heizgasen durchströmten Kanalofen geführ4 daß es den freien Ofenraum vollständig ausfüllt. Bei dieser Behandlung wird das Erz durch Verbrennung von brennbaren Gasen erwärmt, um es für die. darauffolgende Reduktion mittels Gasen oder festen Reduktionsmitteln vorzubereiten. Eine solche Verfahrensweise ist jedoch für die Verwendung sehr feinkörniger Erze in Mi- schung mit festen Reduktionsstoffen nicht anwendbar, und im übrigen wäre sie in wärmewirtschaftlicher Hinsicht sehr ungünstig.The success aimed at with the method according to the invention can also not be achieved by a further known method which is likewise limited to the use of lump ores. The lump ore in the Wesie is led through a canal furnace through which heating gases flow, so that it completely fills the free furnace space. prepare subsequent reduction by means of gases or solid reducing agents. such an approach, however, is for the use of very fine-grained ores in micro research not applicable with solid reducing materials, and the rest of them would be very unfavorable to heat economically.

In der Zeichnung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles eine zur Ausübung des Verfahrens vorteilhafte Vorrichtung schematisch dargestellt. Für das Verständnis der Erfindung unwichtige Teile sind nicht mit abgebildet.In the drawing, an exemplary embodiment is used for Exercise of the method advantageous device shown schematically. For the Understanding the invention unimportant parts are not shown.

Mit 1 ist eine Sintereinrichtung, in diesem Fall ein Sinterband, bezeichnet, auf welches das einem Bunker 2 entnommene Beschickungsgut, nachdem es durch eine Benetzungsvorrichtung 3 an gefeuchtet wurde, aufgegeben wird. 1 with a sintering device, in this case a sintering belt, is referred to, on which the loading material removed from a bunker 2, after it has been moistened by a wetting device 3 , is applied.

Das Sinterband ist mit Ausnahme der Aufgabe-und Abgabestellen abgedeckt und führt das vorreduzierte Gut unmittelbar über ein Rutschblech direkt oder unter eventueller Zwischenschaltung eines Bunkers 4 vor der Hauptverhüttungsanlage in den als Hauptofen dienenden Elektroofen 5 ab, aus welchem das ausreduzierte Eisen z. B. als Roheisen abgestochen wird. Da der heiße reduzierte Sinter mit der Luft sehr schnell reagiert und oxydiert werden kann, soll Sorge getragen werden, daß der Sinter vom Zutritt der Luft abgeschlossen ist. Erfolgt daher die Beschickung des Hauptofens mit dem Sinter über einen Zwischenbunker, soll dieser Bunker unter einem praktisch sauerstofffreien Gas, z. B. dem Ofengas, stehen.The sintering belt is covered with the exception of the task and delivery points and leads the pre-reduced material directly over a sliding plate directly or with the possible interposition of a bunker 4 in front of the main smelting plant into the electric furnace 5 serving as the main furnace, from which the reduced iron z. B. is tapped as pig iron. Since the hot reduced sinter reacts very quickly with the air and can be oxidized, care should be taken to ensure that the sinter is closed off from the entry of air. Therefore, if the main furnace is charged with the sinter via an intermediate bunker, this bunker should be under a practically oxygen-free gas, e.g. B. the furnace gas.

Das im Elektroofen anfallende reduktionsfähige Gas wird mittels Absaugrohren dem Sinterband 1 zugeführt.The gas that can be reduced in the electric furnace is fed to the sintering belt 1 by means of suction pipes.

Claims

Patent claims: 1. A method for smelting iron ores mixed with reducing substances, in particular carbons, wherein a pre-reduction of the mixture consisting of a mixture of ore, aggregates and an excess of coal takes place on a sintering device upstream of an electric furnace or a low-shaft furnace, characterized in that a ) that the mixture of ore, aggregates and an excess of coal fed to the sintering device for the purpose of pre-reduction is treated with a wetting agent in order to bind the mixture; b) that the wetting agent is water or hydrocarbons, e.g. B. tar, or a mixture of different hydrocarbon substances is used; c) that the pre-reduction effecting and an electric furnace connected downstream of the sintering device or a low-shaft furnace are taken from top to bottom through the material to be treated; d) that the gases causing a pre-reduction, as is known per se, are passed through the material to be sintered in such a way that most of their CO component is burned to form CO 2; e) that, as is known per se, the material, which is partially reduced at a temperature of 900 to 140U1 C, is broken into large chunks when it is discharged from the sintering device (sintering belt) and is fed to the smelting furnace (low-shaft furnace or electric furnace) in this state without cooling.

2. Device for performing the method according to spoke 1, characterized by a shower-like device for wetting the ore, coal and aggregate mixture to be dispensed. Documents considered. German Patent Nos. 641 128, 497 572; German Auslegeschrift No. 1027 877; Patent No. 3000 of the Office for Invention and Patents in the Soviet zone of occupation in Germany.