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DE2919272A1 - Verfahren zur brikettierung von schwammeisen enthaltendem material - Google Patents

Verfahren zur brikettierung von schwammeisen enthaltendem material

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Publication number
DE2919272A1
DE2919272A1 DE19792919272 DE2919272A DE2919272A1 DE 2919272 A1 DE2919272 A1 DE 2919272A1 DE 19792919272 DE19792919272 DE 19792919272 DE 2919272 A DE2919272 A DE 2919272A DE 2919272 A1 DE2919272 A1 DE 2919272A1
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DE
Germany
Prior art keywords
sulfuric acid
sponge iron
dilute sulfuric
briquetting
iron
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19792919272
Other languages
English (en)
Inventor
Harry Dipl Ing Serbent
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
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Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
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Priority to DE8080200433T priority patent/DE3060046D1/de
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Priority to CA000351768A priority patent/CA1141164A/en
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Priority to AU58321/80A priority patent/AU526919B2/en
Publication of DE2919272A1 publication Critical patent/DE2919272A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Manufacture Of Iron (AREA)
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  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brikettierung von durch Direktreduktion erzeugtem Schwammeisen enthaltendem Material im gekühlten Zustand unter Zusatz eines Bindemittels vor der Brikettierung.
Schwammeisen enthaltende Materialien fallen bei der Direktreduktion oder dem Wälzen von eisenoxidhaltigen Stoffen, insbesondere von Eisenerzen und NE-Metalle enthaltenden Hüttenwerksreststoffen, mittels fester, kohlenstoffhaltiger Reduktionsmittel oder reduzierender Gase im Drehrohrofen, Schachtofen oder Retortenofen, an. Das Schwammeisen enthaltende Material wird nach einer eventuellen Abtrennung von anderen Beschickungsbestandteilen auf Roheisen oder Stahl weiterverarbeitet. Dies geschieht z. B. durch Einsatz in
030048/0043 wm
ORIGINAL INSPECTED
Elektroniederschachtofen, Hochöfen oder Lichtbogen öfen. Dazu ist aber eine Mindestkorngröße des Materials erforderlich, die jedoch das erzeugte Schwammeisen enthaltende Material nicht oder teilweise nicht aufweist. Das feinkörnige Material - worunter im allgemeinen die Korngröße unter etwa 6 mm verstanden wird - ist außerdem bei der Lagerung und beim Transport außerordentlich empfindlich gegen Witterungseinflüsse. Der Zutritt von Wasser müßte unbedingt vermieden werden, was jedoch nicht immer möglich ist. Die Handhabung von Eisenschwamm "enthaltendem Material, das größere Anteile von feinkörnigem Material enthält, ist außerdem mit störender Staubentwicklung verbunden.
Diese Nachteile können durch eine Verminderung der Oberfläche des Materials beseitigt werden. Hierfür ist die seit langem bekannte Brikettierung geeignet. Die dabei erzielte Verbesserung der Stückigkeit ist darüber hinaus Voraussetzung für den Einsatz dieser Materialien in den Hochofen. Die Brikettierung kann auf heißem oder kaltem Wege durchgeführt werden. Angestrebt wird ein Arbeitsgang "in einer Hitze", der jedoch in vielen Fällen nicht möglich ist. Bei der Ealtbrikettierung kann der den Werkzeugverschleiß stark beeinflussende Preßdruck dadurch vermindert werden, daß man bestimmte Bindemittel einsetzt und versucht, die notwendige mechanische Festigkeit der Preßlinge durch anschließende Auslagerung zu erreichen. Die Auswahl der Bindemittel erfolgt unter Berücksichtigung von Verfügbarkeit, Preis, Dosierbarkeit, notwendiger Auslagerungszeit und Verhalten der Preßlinge bei der anschließenden thermischen Behandlung. Bekannte Bindemittel, die vor allem auch aus Kostengründen in Frage kommen, sind Kalk, Melasse, Sulfitablauge, Bitumen und Stärke. Sie erfordern jedoch stets eine Mindestauslagerungszeit von etwa 24 Stunden. Einige bewirken außerdem bei der anschließenden thermischen Behandlung der Briketts einen Zerfall der Preßlinge.
03004:870043
if
Aus der DE-PS 10 71 733 ist eine Kaltbrikettierung von Schwammeisen enthaltendem Material bekannt, die ohne Bindemittelzusatz erfolgt. Die erzeugten Briketts werden mit CO2 unter Zufuhr von Feuchtigkeit behandelt. Die feuchten, COo enthaltenden Briketts werden dann anschließend in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases gealtert. Dieses Verfahren ist aufwendig und erfordert eine beträchtliche Zeit.
Aus der DE-PS 12 70 054 ist es bekannt, den gesamten Ofenaustrag so zu kühlen, daß im wesentlichen eine Martensitbildung vermieden wird und dann bindemittellos zu brikettieren. Dieses Verfahren erfordert eine spezielle Abkühlung des Eisenschwamm enthaltenden Materials.
Aus "Neues aus der Technik", Vogel-Verlag, Würzburg, Jahrgang 1977, Nr. 2, Seite 1 ist es bekannt, das Austragsmaterial eines nach dem Wälzverfahren arbeitenden Drehrohrofens zu brikettieren. Dem Austragsmaterial wird Sulfitablauge in solchen Mengen zugegeben, daß der Feststoffgehalt der Sulfitablauge 2 bis 5 %, bezogen auf das Austragsprodukt, beträgt. Das gemischte Material wird gemaukt und brikettiert. Die Briketts werden mindestens 2 Stunden, vorzugsweise 12 bis 72 Stunden, bei Raumtemperatur ausgehärtet. Dieses Verfahren benötigt einen Maukprozeß und eine Aushärtung.
Aus der AT-PS 2 21 588, der DE-PS 11 40 592 und DE-PS 11 43 837 ist es bekannt, Feinerz, Gichtstaub oder dergleichen pulverförmige Materialien mit einem Gehalt von nicht mehr als 15 % feinstpulverigem metallischem Eisen unter Zusatz von Schwefelsäure und/oder wäßrigen Eisensulfatlösungen zu brikettieren, die Briketts zu wässern und anschließend an der Luft auszuhärten. Über 13 % Gehalt an metallischem Eisen tritt keine wesentliche Verbesserung der Festigkeit mehr ein, während jedoch die Anfangsfestigkeit zu gering ist. Deshalb werden vorreduzierte Erze mit höheren Gehalten an metallischem Eisen mit anderen Stoffen
030048/0043
ORIGINAL INfPECTED
so gemischt, daß der Gehalt an metallischen Eisen dann zwischen 2 und etwa 10 % liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Materialien, die durch Direktreduktion erzeugtes Schwammeisen enthalten, zu brikettieren, wobei eine Nachbehandlung der Briketts vor ihrem Einsatz in metallurgische Öfen nicht erforderlich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß als Bindemittel verdünnte Schwefelsäure zugesetzt wird und das Material mehr als 40 % metalisches Eisen enthält. Unter dem Begriff "verdünnte Schwefelsäure" sind wäßrige Lösungen zu verstehen, die freie Schwefelsäure enthalten. Der Zusatz der verdünnten Schwefelsäure erfolgt zweckmäßigerweise vor einem Mischvorgang.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die verdünnte Schwefelsäure einen Gehalt an freier Schwefelsäure von 10 bis 30 Gew.-% aufweist. Dieser Konzentrationsbereich ergibt besonders gute Festigkeitswerte.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß die verdünnte Schwefelsäure in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-$, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf trockenes Material, zugesetzt wird. Diese Menge ergibt eine gute Vermischung mit dem Material und gute Festigkeitswerte. Bei höheren Gehalten an metallischem Eisen kann der Zusatz an verdünnter Schwefelsäure in den unteren Bereichen gehalten werden.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, daß als verdünnte Schwefelsäure Abfallschwefelsäure eingesetzt wird. Dadurch kann ein Abfallprodukt in wirtschaftlicher Weise verwendet werden.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.
Es wurden Briketts unter Zusatz von Abfallschwefelsäure aus der TiO2~Produktion hergestellt. Der Preßdruck betrug 5 t/cm Walzenbreite. Die Briketts waren kissenförmig und hatten ein Gewicht von ca. 100 g. Ihre Höhe betrug 23 mm, die Breite 43 mm und die Länge 46 mm. Die Abfallsäure hatte folgende Eigenschaften:
q = 1,323 g/cm3; 0Be = 35,3; freie Schwefelsäure =21,3 Gew.-^.
Die Briketts hatten die in der Tabelle angegebenen Eigenschaften.
Eine Auslagerung führte praktisch zu keiner Verbesserung der Eigenschaften. Eine Wässerung der Briketts verschlechterte praktisch die Eigenschaften nicht, d.h. die Briketts sind weitgehend witterungsbeständig.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß Briketts mit einer solch hohen Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit unmittelbar nach Verlassen der Presse in einfacher Weise hergestellt werden können, daß sie ohne weitere Nachbehandlung transportiert und in metallurgische Öfen eingesetzt werden können. Außerdem haben sie eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Wasser sowie eine gute Formbeständigkeit bei der thermischen Weiterverarbeitung«
030048/0043
Versuch
Nr.
Femet Schwefelsäure
Zusatz
Auslage
rung
Wässerung Druckfestig
keit
Sturzfe
1x2 m
■stigkeit
5x2 m
>
% h h kp/cm2 % ganze Brikett s
1 22 8 ohne ohne 90 O n.b.
2 35 8 It tt 150 30 10
3 46 8 It ti 450 90 80
4 60 8 Il It 650 100 80
5 46 8 11 It 470 100 80
6 46 1 tt It 30 O -
7·. · 46 3 tt It 200 60 20 CO
O
Oi
8 46 6 It Il 380 80 60 en
9 46 8 Il It 460 100 80 NJ
N>
O 10. 46 12 ti Il 430 90 Q 70
OO 11 46 15 It Il 350 80 4,i 60
ο 12 . 46 18 Il ti 200 50 I 10
13 . 46 20 Il It 180 30 "; O
Oi 14 . 46 8 4 tt 500 100 '' 90
15 46 8 8 H 480 100 90
16 46 8 24 tt 520 100 90
17 46 8 ohne 4 420 100 90
O 18 46 8 ti 8 460 100 90
RIG 19 46 8 ti 24 400 100 90
INA 20 46 8 It 336 410 100 90
L INSPECTED

Claims (4)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Brikettierung von durch Direktreduktion erzeugtem Schwammeisen enthaltendem Material im gekühlten Zustand unter Zusatz eines Bindemittels vor der Brikettierung, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel verdünnte Schwefelsäure zugesetzt wird und das Material mehr als 40 % metallisches Eisen enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Schwefelsäure einen Gehalt an freier Schwefelsäure von 10 bis 30 Gew.-% aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Schwefelsäure in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf trockenes Material, zugesetzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als verdünnte Schwefelsäure Abfallschwefelsäure eingesetzt wird.
030 048/0 043 ORIGINAL INSPECTED
DE19792919272 1979-05-12 1979-05-12 Verfahren zur brikettierung von schwammeisen enthaltendem material Withdrawn DE2919272A1 (de)

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