DE1458743C

DE1458743C - Process for the production of ore shaped cokes

Info

Publication number: DE1458743C
Authority: DE
Inventors: Werner Dr 4640 Watten scheid Echterhoff Heinrich 4300 Essen Peters
Original assignee: Bergwerksverband GmbH, 4300 Essen Kray
Publication date: 1971-04-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erz-Formkoksen hoher Festigkeit und mit" einem hohen Gehalt an reduziertem Material, gemäß dem feinkörniges Erz im Gemisch mit backender Kohle unter Aufsprühen von Wasser pelletiert wird.The invention relates to a process for the production of ore shaped cokes of high strength and with "a high content of reduced material, according to the fine-grained ore mixed with baking Coal is pelletized with spray of water.

Viele Erze fallen bei der Gewinnung -und insbesondere nach der Aufbereitung in sehr feinkörnigem Zustand an. Da sich dieses Gut in Hochöfen oder auch in elektrometallurgischen Prozessen schlecht verarbeiten läßt, ist man dazu übergegangen, das Gut vor der Weiterverarbeitung zu agglomerieren durch Sintern oder Pelletisieren. In neuerer Zeit wird der Gedanke erwogen, das Gut in Form von geformten Krz-Formkoksen zu verarbeiten.Many ores are very fine-grained during extraction - and especially after processing State on. Because this material is difficult to process in blast furnaces or in electrometallurgical processes lets, one has gone over to agglomerating the goods before further processing Sintering or pelletizing. In more recent times the thought has been given of shaping the good in the form of Process Krz molded cokes.

Die auf dem üblichen Weg der Verkokung von mit Pech brikettierten Mischungen aus Erz und Kohle erzeugten Erz-Formkokse besitzen nur eine geringe Festigkeit, es sei denn, sie werden mit ungewöhnlich hohen Pechmengen brikettiert. Ihr Gehalt an reduziertem Material ist überdies stets sehr gering, er liegt im Mittel etwa bei 20 bis 40 Gewichtsprozent. Darüber hinaus i.;t die Herstellung dieser Erz-Formkokse verhältnismäßig aufwendig.The usual way of coking mixtures of ore and coal briquetted with pitch produced ore shaped cokes have only a low strength, unless they are unusually with high pitch quantities briquetted. Moreover, their content of reduced material is always very low, it lies on average around 20 to 40 percent by weight. In addition, i.; T the production of these ore-shaped cokes proportionally laborious.

Es ist ferner bekannt, feinkörniges Erz und Backkohle hoher Feinheit unter Zugabe von Wasser in einer üblichen Brikettierpresse zu Rohbriketts zu pressen und diese grünen Briketts in einem feinkörnigen, hitzebeständigen Stoff bei möglichst niedriger Temperatur zu verkoken. Hierbei hat der hitzebeständige Stoff lediglich den Zweck, die Briketts gegen unerwünschte mechanische Einwirkungen und gegen ein Zusammenbacken zu schützen. Wegen der beispielsweise bei Eiform-Walzenpressen herrschenden Preßdrücke besitzen die verkokten Briketts eine Porosität von etwa 20%. während ihr Gehalt an reduziertem Material bei etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent liegt.It is also known to mix fine-grained ore and high fineness baked charcoal with the addition of water a common briquetting press to press raw briquettes and these green briquettes in a fine-grained, to coke heat-resistant material at the lowest possible temperature. Here the heat-resistant The only purpose of the substance is to protect the briquettes against undesired mechanical influences and against a Protect from caking. Because of the pressing pressures prevailing, for example, in egg-shaped roller presses the coked briquettes have a porosity of around 20%. while their content is reduced Material is about 20 to 40 percent by weight.

Es ist weiter bekannt, eine feinkörnige Mischung aus Erz- und Backkohle unter Zugabe von Wasser und 3 bis 10% Zement als Bindemittel zu pelletieren und die grünen Pellets nach dem Abbinden des hydraulischen Bindemittels während einer längeren Lagerzeit durch Erwärmen auf etwa 1000⁰C in einem Schachtoder Drehrohrofen zu härten. Hierbei tritt lediglich eine Vorreduktion des Erzes ein, während die Kohle in Koks übergeführt wird.It is also known to pellet a fine-grained mixture of ore and baked coal with the addition of water and 3 to 10% cement as a binding agent and, after the hydraulic binding agent has set, the green pellets by heating them to about 1000 ^° C. for a longer period of time To harden shaft or rotary kiln. In this case, the ore is only prereduced, while the coal is converted into coke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Erz-Formkokse hoher Festigkeit, bei denen etwa 85% des ursprünglichen Gehaltes an Eisenerz zu metallischem Eisen reduziert sind, auf einfache Weise herzustellen. The invention is based on the object of producing ore shaped cokes of high strength, in which about 85% of the original iron ore content are reduced to metallic iron.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die grünen Pellets ohne vorherige Trocknung direkt mittels feinkörniger, auf eine Temperatur von 1000 bis 1400⁰C vorgeheizter und in 20- bis 30facher Menge vorhandener Wärmeträger. verkokt und abschließend gekühlt werden.This object is inventively achieved in that the green pellets without prior drying directly by means of fine-grained, preheated to a temperature of 1000-1400 ⁰ C and up to 30 times the amount existing in 20- heat carrier. coked and finally cooled.

Erz-Formkokse aus diesem Verfahrensgang besitzen Punktdruckfestigkeiten von über 100 Kp. und Abriebfestigkeiten von nur etwa 10%— bestimmt in der Micumtrommel. Darüber hinaus ist ihre Herstellung weniger aufwendig als die des konventionellen Verfahrens, da die verhältnismäßig höhen Brikettierungskosten entfallen und die Verkokung durch Anwendung von vorgeheizten Wärmeträgern in kürzester Zeit, nämlich innerhalb von 15 bis 45 Minuten, zum Abschluß kommen kann, überdies kann die fühlbare Wärme der frischen Erz-Formkokse durch Kühlung in einem'inerten Gasstrom zurückgewonnen werden.Ore shaped cokes from this process cycle have point compressive strengths of over 100 Kp. And Abrasion resistance of only about 10% - determined in the micum drum. In addition, their manufacture less complex than that of the conventional process, as the briquetting costs are relatively high eliminated and coking by using preheated heat transfer media in the shortest possible time Time, namely within 15 to 45 minutes, can be completed, moreover, the sensible heat of the fresh ore shaped coke is recovered by cooling in an inert gas stream will.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist im einzelnen folgendeszu bemerken:
Als Ausgangserz können alle feinkörnigen Erze und Erzkonzentrate dienen, z. B. aufbereitete Chrom- und Eisenerzkonzentrate.To carry out the method according to the invention, the following is to be noted in detail:
All fine-grained ore and ore concentrates can be used as the starting ore, e.g. B. processed chromium and iron ore concentrates.

Als backende Kohle kommen vor allem Kohlen mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen zwischenCoals with a content of volatile components come in between as baking charcoal

ίο etwa 17 und 40% in Frage, deren Swelling-Index_> zwischen 1,5 und 9 liegt. Zur Verbesserung des Backvermögens können Pech oder Bitumen in untergeordneter Menge der Mischung zugesetzt werden. Das Mischungsverhältnis zwischen Erz und Kohle kann sich in weiten Grenzen bewegen. Der mengenmäßige Anteil der Kohle soll die für die Reduktion des Erzes erforderliche stöchiometrische Menge oder einen geringen Überschuß davon betragen.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit der grünen Pellets empfiehlt sich die Zugabe von geringen Mengen eines Bindemittels, wie z. B. von Bentonit.ίο around 17 and 40% in question, whose swelling index _{> is} between 1.5 and 9. A minor amount of pitch or bitumen can be added to the mixture to improve the baking properties. The mixing ratio between ore and coal can vary within wide limits. The quantitative proportion of coal should be the stoichiometric amount required for the reduction of the ore or a slight excess thereof.
To improve the shelf life of the green pellets, it is advisable to add small amounts of a binding agent, such as B. of bentonite.

Die Verkokung der Pellets kann in Reaktoren mit ruhender oder bewegter Schüttung durchgeführt werden, wobei als Wärmeträger feinkörnige inerte Stoffe in Frage kommen, die sich bei Temperaturen bis zu 1400⁰C nicht zersetzen und sich inert oder reduzierend verhalten, also insbesondere Koksgrus oder Sand.The coking of the pellets can be carried out in reactors with a stationary or moving bed, fine-grained inert substances which ^{do not decompose at temperatures up to 1400 °} C. and which are inert or reducing, i.e. in particular coke breeze or sand, can be used as heat carriers.

Damit ein rasches Aufheizen der grünen Pellets erreicht wird, soll das Verhältnis zwischen Pellets und Wärmeträgern nicht zu klein gewählt werden. Im allgemeinen genügt die 20- bis 30fache Menge an Wärmeträgern, um die grünen Pellets in kürzester Zeit zu den gewünschten Erz-Formkoksen zu verkoken.So that the green pellets heat up quickly, the ratio between pellets and Heat transfer media should not be chosen too small. In general, 20 to 30 times the amount of heat transfer medium is sufficient, to coke the green pellets into the desired ore shaped coke in the shortest possible time.

Es liegt auf der Hand, daß bei dem sehr plötzlichen Aufheizen der grünen Pellets die Gefahr besteht, daß durch die Verdampfung des Wassers ihr innerer Verbund zerstört wird. Es kann sich daher empfehlen, die Pellets in einer ersten Stufe zunächst bei etwa 500 bis 700°C abzuschwelen und danach in einer zweiten Stufe die Verkokung zum Abschluß zu bringen. Falls die Durchführung dieser Art der Verkokung in einem einzigen Reaktor Schwierigkeiten bereitet, kann man die Verkokung in zwei Reaktoren durchführen, wobei man die abgeschwelten Pellets ohne zwischenzeitliche Abkühlung in den für die Verkokung vorgesehenen Reaktor überleitet.It is obvious that if the green pellets heat up very suddenly, there is a risk that the evaporation of the water destroys their internal structure. It can therefore be recommended that the Pellets in a first stage, initially at around 500 to 700 ° C, and then in a second Stage to bring the coking to completion. If carrying out this type of coking in one single reactor causes difficulties, one can carry out the coking in two reactors, whereby the pellets that have burned off are placed in the ones intended for coking without being cooled down in the meantime Transferring reactor.

Um die fühlbare Wärme der noch glühenden Erz-Formkokse zurückzugewinnen, empfiehlt es sich, sie nach Abtrennung von Wärmeträgermaterial in einem inerten Wälz-Gas-Strom zu kühlen, dessen Wärme wiederum für den Prozeß, ζ. B. für die Aufheizung von abgekühltem Sand, nutzbar gemacht werden kann.In order to regain the sensible warmth of the still glowing ore shaped coke, it is advisable to use them after separation of the heat transfer material in an inert circulating gas stream to cool its heat again for the process, ζ. B. for the heating of cooled sand, can be made usable.

example 1

130 Gewichtsteile Chromerzkonzentrat werden mit 50 Gewichtsteilen einer Gasflammkohle (37% Fl. Best, waf) und 12 Gewichtsteilen Hartpech in einer Körnung <l mm gemischt und kontinuierlich in einen Pelletierteller gegeben. Auf das im Teller umwälzende Gut werden 27 Gewichtsteile Wasser gesprüht. Die Formlinge werden dann durch einen 10 m hohen Schachtofen geführt, den sie im Gemisch mit auf 1200⁰C vorgeheiztem Koksgrus innerhalb von 45 Minuten durchwandern. Es wird etwa die 25fache Menge an Koksgrus angewendet, um die Pellets vollständig in den Koksgrus einzubetten. Am Fuße des Ofens werden130 parts by weight of chrome ore concentrate are mixed with 50 parts by weight of a gas flame coal (37% Fl. Best, wafer) and 12 parts by weight of hard pitch with a grain size of <1 mm and poured continuously into a pelletizing plate. 27 parts by weight of water are sprayed onto the material circulating in the plate. The moldings are then passed through a 10 m high shaft furnace, they migrate through the mixture with pre-heated to 1200 ⁰ C coke breeze within 45 minutes. About 25 times the amount of coke breeze is used to completely embed the pellets in the coke breeze. Be at the foot of the stove

die Formlinge vom Koksgrus getrennt und im Wälzgasstrom gekühlt.the briquettes are separated from the coke breeze and cooled in the circulating gas flow.

Der erhaltene Erz-Formkoks besitzt eine Punktdruckfestigkeit von 120 Kp. und eine Abriebfestigkeit von 10°/₀ — bestimmt in der Micumtrommel.The ore shaped coke obtained has a point compressive strength of 120 Kp. And an abrasion resistance of 10 ° / ₀ - determined in the micum drum.

Example 2

120 Gewichtsteile Eisenerz werden in einer Mischung mit 79 Gewichtsteilen einer backenden Fettkohle xo (24°/₀ Fl. Best, waf) und 0,6 Gewichtsteile Bentonit in einen Pelletierteller gegeben. Auf das Gut im Teller werden 32 Gewichtsteile Wasser gesprüht. Die grünen Pellets werden in einem Schachtofen eingebracht, der mit 700⁰C heißem Sand gefüllt ist. Sie verlassen diesen Ofen nach 40 Minuten, werden vom Sand getrennt, sodann durch einen Schachtofen eingeführt, in dem gleichzeitig die 30fache Menge 1300° C heißen Sand gegeben wird. Die Formlinge durchwandern den zweiten Ofen innerhalb von 30 Minuten und werden abschließend nach Trennung vom Sand in einem Wälzgasstrom gekühlt.120 parts by weight of iron ore are placed in a mixture with 79 parts by weight of a baking fatty coal xo (24 ° / ₀ bottles Best, wafer) and 0.6 parts by weight of bentonite in a pelletizing plate. 32 parts by weight of water are sprayed onto the items in the plate. The green pellets are introduced into a shaft furnace which is filled ^{with sand at 700 ° C.} They leave this furnace after 40 minutes, are separated from the sand, then introduced through a shaft furnace in which 30 times the amount of sand at 1300 ° C is added at the same time. The briquettes pass through the second furnace within 30 minutes and are finally cooled in a circulating gas stream after being separated from the sand.

Der erhaltene Erz-Formkoks besitzt eine Punktdruckfestigkeit von 95 Kp. und eine Abriebfestigkeit von 11% — bestimmt in der Micumtrommel.The molded ore coke obtained has a point compressive strength of 95 Kp. and an abrasion resistance of 11% - determined in the micum drum.

85 % seines ursprünglichen Gehalts an Eisenerz sind zu metallischem Eisen reduziert.85% of its original iron ore content is reduced to metallic iron.

Claims

Patent claims:

1. A process for the production of ore shaped cokes of high strength and with a high content of reduced material, according to which fine-grained ore is pelletized in a mixture with baking coal with spraying of water, characterized in that the green pellets without prior drying directly by means of fine-grained, be coked at a temperature from 1000 to 1400 ⁰ C and pre-heated in 20- to 30-fold amount of existing heat transfer and finally cooled.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the green pellets before coking at temperatures of 500 to 700 ° C by means of hot Heat transfer medium are smoldered.