Characterization of Ferrous Burden Material for Use in Ironmaking Technologies

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Autoren

Abstract

Durch die immer weiter steigende Nachfrage nach Stahlerzeugnissen und dem Ziel einer kostensparenden und umweltfreundlichen Prozessführung ist der effiziente Einsatz von Rohmaterialien ein Schlüsselfaktor der Eisen- und Stahlherstellung. Vor allem die verschiedenen Direktreduktionsverfahren als Alternative zum Hochofenprozess wurden ständig vorangetrieben. Für diese Arbeit wurden verschiedenartige eisenhaltige Einsatzmaterialien in stückiger Form untersucht mit dem Ziel einer Charakterisierung der Rohmaterialeigenschaften und weiterführend der Beschreibung des Verhaltens während der Umwandlung zu metallischem Eisen. Es wurde eine Versuchsmethodik entwickelt, um verschiede Stückerze, Pellet-Sorten und Sinter-Proben anhand von Laborversuchen zu untersuchen. Dabei konnten Aussagen über die Fähigkeit eines Materials Sauerstoff abzubauen sowie der mechanischen Eigenschaften während des Reduktionsvorgangs unter verschiedenen industrienahen Bedingungen erfolgen. Die Ergebnisse wurden in einer ersten Versuchsserie mittels eines standardisierten Tests dargestellt und weiterführend wurden die Versuchsbedingungen bezüglich Gaszusammensetzung und Temperatur industrienahen Bedingungen angepasst. Die Ergebnisse konnten ein Bild bezüglich der Eignung der der verschiedenen Materialien für unterschiedliche Prozessführungen geben. Es zeigte sich, dass unter veränderten Versuchsbedingungen sich die Einsatzstoffe unterschiedlich Verhalten. Weiters konnte, unter Abwandlung einzelner Versuchsparameter, der Einfluss des Gasreduktionspotentials und des Wasserstoffgehalts der Gasmischung gezeigt werden. Kombiniert mit der morphologischen Charakterisierung und einer Beschreibung der Gefügeentwicklung während des Reduktionsvorgangs konnten dazu beitragen einen Zusammenhang zwischen Rohmaterialeigenschaften und dem Verhalten während der Reduktion zu finden. Es zeigte sich, dass obwohl das Schema des Reduktionsfortschritts – die schrittweise Reduktion der verschiedenen Oxidationsstufen erfolgt in schalenartiger Form von außen nach innen – gleich bleibt, die Anwesenheit von Wasserstoff jedoch die Ausbildungsform des metallischen Eisens ändert. Ferner verändert die Ausgangsstruktur des Rohmaterials sowie die Schlackenmenge und –zusammensetzung das Reduktionsergebnis. Schließlich ist anzunehmen, dass Parameter wie Porosität und Schlackenverteilung die Reduktionskinetik stark beeinflussen.

Details

Titel in ÜbersetzungCharakterisierung stückiger Eisenträger für den Einsatz in der Eisenerzeugung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2014