Study on the Briquetting of the Siderite- Based Direct Reduced Iron and Factor Affecting its Briquettes' Quality

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Das meiste direkt reduzierte Eisen (DRI) der Welt wird aus Hämatit- oder Magnetiterz hergestellt. Siderit wird selten als Haupterzkonzentrat für die Eisen- und Stahlindustrie verwendet. Als einer der größten Hersteller von Eisenerzkonzentrat aus Siderit konzentriert sich die VA Erzberg GmbH jedoch auf die Durchführung einiger Forschungsarbeiten zur Herstellung von DRI aus einem neuen Verfahren namens Hydrogen Based Fine-Ore Reduction (HYFOR). Im Gegensatz zum herkömmlichen Direktreduktionsverfahren (DRP) erzeugt HYFOR DRI in kleinerer Größe, die unter 6,3 mm liegt und in dem die Erze auch geringe Gehalte aufweisen können. In dieser Studie wurde festgestellt, dass fast 53,5 % des Siderit-basierten DRI-Produkts von HYFOR eine Größe unter 0,5 mm haben. Wenn man bedenkt, dass direkt reduziertes Eisen aufgrund seiner hohen Porosität sehr anfällig für eine erneute Oxidation ist und nicht für die direkte Beschickung in Elektrolichtbogenöfen (EAF) oder den direkten Versand an ausländische Stahlindustrien geeignet ist, muss ein Verdichtungsprozess in Form eines Brikettierungsprozess entweder kalt oder heiß , von Siderit-basiertem DRI durchgeführt werden. Die chemische Charakterisierung zeigt, dass die in dieser Studie verwendete Probe von DRI auf Sideritbasis (HYFOR, <750 °C) einen geringen Gehalt an metallischem Eisen (19,54 Gew.-%) enthält. Es wurde festgestellt, dass die Veredlung von metallischem Eisen des DRI auf Siderit-Basis möglich ist, indem die Aufgabegröße von 100% -6,3 mm auf 100 % unter 1 mm zerkleinert und vor der Brikettierung mittels magnetischer Trennung aufbereitet wird. Die Studie zeigt auch, dass eine direkte Verwendung der Aufgabe ohne Magnetabscheidung mit der Größe 100% -6,3 mm und 100% -1 mm (HYFOR-Aufgabe) im Brikettierprozess prinzipiell auch bei Raumtemperatur (Kaltbrikettierung) möglich ist. Ohne die Zugabe von Wasser und Bindemittel erreicht die Kaltbrikettierung bereits die vom MO Maritime Safety Committee, International Maritime Solid Bulk Cargoes (IMSBC), geforderte scheinbare Dichte von 2,5 g/cm3 bei einem Brikettierdruck von 105¿107 MPa. Neben der scheinbaren Dichte nimmt auch der Poroenvolumenanteil um 42 % ab. Um jedoch eine bessere Druckfestigkeit zu erreichen, reicht der direkte Einsatz von HYFOR-Aufgabe oder dem aufbereitetem HYFOR Produkt nicht aus. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften im Kaltbrikettierungsschritt muss eine bestimmte Menge an Bindemittel und Wasser verwendet werden. Im Allgemeinen weist das Brikett, das aus aufbereitem HYFOR (hochmetallisches Eisen) mit Bindemittel und Wasser gebildet wird, eine bessere Festigkeit auf als sein Gegenstück, das aus HYFOR-Aufgabe hergestellt wird. Die Partikelgrößenverteilung hat auch Auswirkungen auf die Festigkeit und Kompressibilität des Briketts. HYFOR-Material mit einer höheren Aufgabekonrgröße (-6,3) erzeugt Briketts mit geringerer Festigkeit als HYFOR-Aufgabe -1 mm, obwohl es eine gute Komprimierbarkeit aufweist. Ein weiterer Faktor ist der Verdichtungsdruck. Je höher der Druck, desto besser ist die Druckfestigkeit des Briketts. Im Hinblick auf die Heißbrikettierung zeigen die experimentellen Arbeiten, dass die Verwendung hoher Temperaturen während der Verdichtung die Festigkeit und Kompressibilität erhöhen kann, obwohl die in dieser Studie erzielten vorläufigen Ergebnisse die Erwartungen nicht erfüllen. Weitere Verbesserungen im Testaufbau sind notwendig.

Details

Titel in ÜbersetzungStudie über die Brikettierung von direkt reduziertem Eisenerz auf Sideritbasis und Faktoren, die die Qualität seiner Briketts beeinflussen
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Juni 2024
StatusVeröffentlicht - 2024