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DE10027796A1 - Process for briquetting nickel oxide powder, as well as nickel oxide briquette - Google Patents

Process for briquetting nickel oxide powder, as well as nickel oxide briquette

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Publication number
DE10027796A1
DE10027796A1 DE2000127796 DE10027796A DE10027796A1 DE 10027796 A1 DE10027796 A1 DE 10027796A1 DE 2000127796 DE2000127796 DE 2000127796 DE 10027796 A DE10027796 A DE 10027796A DE 10027796 A1 DE10027796 A1 DE 10027796A1
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DE
Germany
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nickel oxide
mass
starch
briquette
mixture
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Application number
DE2000127796
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German (de)
Inventor
Lutz Stephan
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THYSSEN KRUPP METALLURG GmbH
Original Assignee
THYSSEN KRUPP METALLURG GmbH
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Publication date
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Abstract

The invention relates to a method for producing briquettes from nickel-oxide powder (NiO). Said method consists of mixing the nickel-oxide powder with cellulose fibres, starch and liquid and of subsequently compressing the mixture.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brikettieren von Nickeloxid-Pulver (NiO).The invention relates to a method for briquetting nickel oxide powder (NiO).

Der DE-A 28 52 380 ist ein Brikett zur Einbringung von Legierungselementen in Eisenschmelzen zu entnehmen, wobei als Binder hochmolekulare Kohlenwasserstoffgemische mit mindestens 80% Kohlenstoff (elementar­ analytisch) verwendet werden. Bei Verwendung derartiger Binder liegt deren Anteil bei 3,5 bis 7%. Er umhüllt die körnigen Legierungselemente. Beim Erhitzen verkokt der Binder und schützt das Legierungselement vor Abbrand. Der Binder selbst verbrennt fast rückstandslos, da der Ascheanteil bei max. 0,5% liegt.DE-A 28 52 380 is a briquette for the introduction of alloy elements into To remove iron melts, using high molecular weight as a binder Hydrocarbon mixtures with at least 80% carbon (elementary analytical) can be used. When using such binders, theirs Share at 3.5 to 7%. It envelops the granular alloy elements. At the Heating the coke cokes and protects the alloy element from burning. The binder itself burns almost without residue, as the ash content at max. 0.5% lies.

Allgemein bekannt ist Nickeloxid als Zuschlagstoff für metallurgische Zwecke einzusetzen, das in einem sogenannten Durchlaufsinterverfahren erzeugt wird. Der durch den Sintervorgang erzeugte, noch zu brechende Sinterkuchen weist eine nicht homogene Oberfläche auf, wobei auch der Nickelgehalt des Sinterkuchens bestimmten Schwankungen unterliegt und das Nickeloxid innerhalb des Sinterkuchens nicht gleichmäßig verteilt ist. Ein derartiger Sinterkuchen ist instabil und unterliegt einem hohen Feinabrieb, wodurch beim Einbringen in die Schmelze durch Wegblasen (Absaugen) des Feinanteiles mit Materialverlusten gerechnet werden muß. Da Nickel ein verhältnismäßig teures Element ist, wird der durch Sintern erzeugte und gebrochene Sinterkuchen insgesamt als nicht wirtschaftlich angesehen.Nickel oxide is generally known as an additive for metallurgical purposes to be used, which is generated in a so-called continuous sintering process. The sinter cake to be broken, produced by the sintering process, points a non-homogeneous surface, the nickel content of the Sinter cake is subject to certain fluctuations and the nickel oxide is not evenly distributed within the sinter cake. Such one Sinter cake is unstable and is subject to a high level of fine abrasion, which means that when Introduce into the melt by blowing (sucking off) the fine fraction Material losses must be expected. Because nickel is a relatively expensive one Element is the sinter cake produced and broken by sintering viewed as non-economic overall.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren zum Brikettieren von Nickeloxid-Pulver (NiO) bereitzustellen, das bei hoher Ausbringung, insbesondere in metallurgischen Öfen, keine Schwankungen des Nickelgehaltes mehr aufweist, wobei der Feinanteil gegenüber dem Stand der Technik gegen Null gehen soll. Das Nickeloxid-Brikett soll dabei homogen und weitestgehend abriebfrei sein.The object of the invention is to provide a method for briquetting To provide nickel oxide powder (NiO) which, at high output, especially in metallurgical furnaces, no fluctuations in the nickel content has more, the fine fraction compared to the prior art  Should go zero. The nickel oxide briquette should be homogeneous and largely be abrasion-free.

Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zum Brikettieren von Nickeloxid- Pulver (NiO), indem das Nickeloxid-Pulver mit Zellulosefasern, Stärke und Flüssigkeit vermischt und das Gemisch anschließend verpreßt wird.This goal is achieved by a process for briquetting nickel oxide Powder (NiO) by the nickel oxide powder with cellulose fibers, starch and Liquid is mixed and the mixture is then pressed.

Vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the method according to the invention are associated subclaims.

Bezogen auf den Ausgangszustand soll vorzugsweise ein Gemisch folgender Zusammensetzung (in Masse-%) zum Einsatz gelangen
50-96% Ni
 5-22% O
sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen
< 5% Stärke
< 4% Zellulosefasern, insbesondere Papierfasern
< 3,5% WasserBased on the initial state, a mixture of the following composition (in mass%) should preferably be used
50-96% Ni
5-22% O
and manufacturing-related impurities
<5% starch
<4% cellulose fibers, especially paper fibers
<3.5% water

Zu den Verunreinigungen zählen u. a. auch Nickelcarbonate. Das Ausgangsmaterial ist einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß Nickeloxid (NiO) mit einem Anteil (in Masse-%) von 87-95%.The impurities include a. also nickel carbonates. The Starting material is a further idea of the invention Nickel oxide (NiO) with a share (in mass%) of 87-95%.

Dieses Ziel wird auch erreicht durch ein Nickeloxid-Brikett als Zuschlagstoff, insbesondere für Eisenschmelzen, enthaltend (in Masse-%), bezogen auf den ausgehärteten Zustand
50 bis 96% Ni
 5 bis 22% O
sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen
< 5% Stärke
< 4% Zellulosefasern
< 2% WasserThis goal is also achieved by using a nickel oxide briquette as an additive, in particular for iron melts, containing (in% by mass), based on the hardened state
50 to 96% Ni
5 to 22% O
and manufacturing-related impurities
<5% starch
<4% cellulose fibers
<2% water

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Nickeloxid-Briketts sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further developments of the nickel oxide briquette according to the invention are the associated subclaims.

Vorteilhafterweise liegt als Ausgangsmaterial bereits ein Nickeloxid vor, das, bezogen auf den ausgehärteten Zustand, einen Anteil (in Masse-%) von 89-­ 96% aufweist.Advantageously, there is already a nickel oxide as the starting material, which, based on the hardened state, a share (in mass%) of 89- 96%.

Das erfindungsgemäße Nickeloxid-Brikett kann insbesondere in Stahlschmelzen (AOD-Konverter, Gießpfanne, Pfannenofen), zum Einsatz gelangen. Denkbar sind jedoch auch Anwendungen im Elektrolichtbogenofen. Im letzteren Fall kann eine Zugabe der NiO-Briketts ggf. gemeinsam mit festen Einsatzstoffen im Schrottkorb und/oder über deckelseitig vorgesehene Zugabeeinrichtungen erfolgen.The nickel oxide briquette according to the invention can be used in particular in molten steel (AOD converter, ladle, ladle furnace). Conceivable are also applications in the electric arc furnace. In the latter case The NiO briquettes can be added together with solid feedstocks if necessary in the scrap basket and / or via addition devices provided on the cover side respectively.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Brikettieren von Nickeloxid-Pulver werden Briketts erzeugt, die keinerlei Schwankungen des Nickelgehaltes mehr beinhalten und infolge der homogenen Oberfläche der Feinabrieb gegen Null geht. Das im wesentlichen abriebfreie Brikett verhält sich beim Einbringen in die Schmelze stabil und geht vollständig in Lösung. Der Reduktionsprozess erfolgt dann über den gelösten Kohlenstoff bzw. des Eisens der Schmelze, bzw. der CO-Phase im Elektrolichtbogenofen bzw. könnte auch über einen Kohlenstoffträger in Gang gesetzt werden, der dem Brikett zugemischt wurde.By the method according to the invention for briquetting nickel oxide powder briquettes are produced that no longer fluctuate in the nickel content contain and due to the homogeneous surface of fine abrasion towards zero goes. The essentially abrasion-free briquette behaves when introduced into the melt is stable and completely dissolves. The reduction process then takes place over the dissolved carbon or the iron of the melt, or the CO phase in the electric arc furnace or could also be via a Carbon carrier is started, which has been mixed into the briquette.

Vorzugsweise kommt für das Gemisch ein feinzerfasertes Papier, bzw. ein feinzerfaserter Karton, vorzugsweise Altpapier bzw. Altkarton, zum Einsatz. A fine-fiber paper or is preferably used for the mixture Fine-fiber cardboard, preferably waste paper or cardboard, to be used.  

Ein bevorzugtes Stärkematerial als Bindemittel stellen Dextrine dar, die zur Gruppe der Polysaccharide gehören. Dextrine sind Abbauprodukte bei der hydrolytischen oder fermentativen Spaltung der Stärke. Sie werden hauptsächlich aus Kartoffel- oder aus Weizen- und Maisstärke nach verschiedenen Verfahren hergestellt und weisen dementsprechend unterschiedliche Eigenschaften auf.A preferred starch material as a binder are dextrins which are used for Belong to the group of polysaccharides. Dextrins are breakdown products at hydrolytic or fermentative splitting of the starch. you will be mainly from potato or from wheat and corn starch different processes are produced and accordingly different properties.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, beträgt der Anteil der Zellstoffasern am Gesamtgemisch im Urzustand weniger als 5 Masse-%, der Flüssigkeitsanteil weniger als 3,5 Masse-% und der Stärkeanteil weniger als 5 Masse-%.According to a further idea of the invention, the proportion is Pulp fibers in the total mixture in the original state less than 5 mass%, the Liquid content less than 3.5% by mass and the starch content less than 5 Dimensions-%.

Zum Einsatz gelangen Nickeloxid-Pulver der Zusammensetzung (in Masse-%) 50 bis 96% Ni, 5 bis 22% 0 (bzw. 87-95% NiO) sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen, die zusammen mit den übrigen Bestandteilen, nämlich Dextrine-, Wasser- und Zellulosefasern, insbesondere Papier, wie Altpapier, kalt verpresst werden.Nickel oxide powders of the following composition are used (in% by mass) 50 to 96% Ni, 5 to 22% 0 (or 87-95% NiO) as well manufacturing-related impurities, along with the rest Ingredients, namely dextrins, water and cellulose fibers, in particular Paper, such as waste paper, is cold pressed.

Die Briketts werden bei Verwendung einer Stempelpresse zu etwa zylindrischen Querschnittsformen kalt verpresst und weisen vorzugsweise eine Dichte auf, die oberhalb der Schlackendichte der jeweiligen Schmelze, insbesondere Stahlschmelze, liegt, damit selbige beim Einbringen in die Schmelze zumindest teilweise eintauchen und nicht auf der Schlacke liegenbleiben. Vorzugsweise liegt die Dichte der Briketts bei Einbringung in Eisen- oder Stahlschmelzen oberhalb von 3,5 kg/dm3. Infolge des hohen Sauerstoffgehaltes können lebhafte Reaktionen innerhalb der Schmelze auftreten, wobei auch ein bestimmter Abkühleffekt der Schmelze gegeben ist. Die Briketts lösen sich in der Schmelze vollständig auf und zerfallen nicht. When using a stamp press, the briquettes are cold-pressed to approximately cylindrical cross-sectional shapes and preferably have a density that is above the slag density of the respective melt, in particular steel melt, so that the same is at least partially immersed in the melt and does not remain on the slag. The density of the briquettes is preferably above 3.5 kg / dm 3 when introduced into molten iron or steel. Due to the high oxygen content, lively reactions can occur within the melt, with a certain cooling effect of the melt also being present. The briquettes dissolve completely in the melt and do not disintegrate.

Sofern die Kaltverpressung nicht mit Stempelpressen, sondern durch Walzenpressen erfolgt, ändert sich auch die geometrische Form der NiO- Briketts. Selbige liegen dann in derjenigen Form vor, die der Kontur der Walzen entspricht, zwischen denen das Gemisch verpresst wird.Provided that the cold pressing is not carried out with stamp presses, but through Roller presses takes place, the geometric shape of the NiO Briquettes. These are then in the form that the contour of the rollers corresponds between which the mixture is pressed.

In der Schmelze kann der Nickelanteil zwischen 96 und 100% ausgebracht werden, so daß ein insgesamt wirtschaftliches Brikett gegeben ist.The nickel content in the melt can be between 96 and 100% be, so that an overall economical briquette is given.

Die Kaltverpressung erfolgt bei Drücken oberhalb 55 bar, wobei je nach Einsatzbereich eine Auslagerung von mindesten einem Tag bei Normaltemperatur gegeben ist, so daß der Wassergehalt durch Verdunstung weiterhin reduziert werden kann und eine entsprechende Aushärtung der Briketts erfolgt.The cold pressing takes place at pressures above 55 bar, depending on Field of application at least one day Normal temperature is given, so that the water content due to evaporation can be further reduced and a corresponding hardening of the Briquettes are made.

Beispielexample

Es wurden Briketts aus Nickeloxid-Pulver, Zellstoffasern (Paperflock) und Dextrin, mit Wasser vermischt. Nach Einlage der Stoffe erfolgte ein intensives Mischen mit der Zugabefolge: NiO, Wasser, Dextrin, Paperflock und Aufgabe des Gemisches in die Zuführeinrichtung einer Presse (Stempelpresse).There were briquettes made of nickel oxide powder, cellulose fibers (paper flock) and Dextrin mixed with water. After inserting the fabrics, there was an intensive one Mix with the addition sequence: NiO, water, dextrin, paper flock and feed of the mixture in the feed device of a press (stamp press).

Im Anschluß an den Pressvorgang wurden die so erzeugten, im Querschnitt zylindrischen, Briketts zum Auslagern bei Raumtemperatur (2 Wochen) gestapelt. Die Brikettabmessungen beinhalteten einen Durchmesser von 80 mm und Höhen zwischen 20 und 80 mm. Das Gemisch hatte im Urzustand folgende Zusammensetzung:
89,1 Masse-% Nickeloxid (NiO)
 4,3 Masse-% Dextrin
 3,6 Masse-% Paperflock
 3,0 Masse-% WasserFollowing the pressing process, the briquettes thus produced, which are cylindrical in cross section, were stacked for storage at room temperature (2 weeks). The briquette dimensions included a diameter of 80 mm and heights between 20 and 80 mm. The original composition of the mixture was as follows:
89.1% by mass of nickel oxide (NiO)
4.3 mass% dextrin
3.6 mass% paper flock
3.0 mass% water

Die Versuchsmuster überstanden Fallhöhen von 150 mm schadlos. Die Dichte der erzeugten Briketts lag oberhalb von 3,5 kg/dm3.The test samples survived drop heights of 150 mm without damage. The density of the briquettes produced was above 3.5 kg / dm 3 .

Bei Auslieferung der Briketts war eine Restfeuchte < 0,7% gegeben, die Oberfläche war homogen und abriebfest. Die Kaltdruckfestigkeit betrug ca. 30 MPa.When the briquettes were delivered, there was a residual moisture <0.7% The surface was homogeneous and resistant to abrasion. The cold compressive strength was approx. 30 MPa.

Claims (19)

1. Verfahren zum Brikettieren von Nickeloxid-Pulver (NiO), indem das Nickeloxid-Pulver mit Zellulosefasern, Stärke und Flüssigkeit vermischt und das Gemisch anschließend verpresst wird.1. A method of briquetting nickel oxide powder (NiO) by the Nickel oxide powder mixed with cellulose fibers, starch and liquid and the mixture is then pressed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Nickeloxid-Pulver ein fein zerfasertes Papier oder fein zerfaserter Karton zugesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the Nickel oxide powder is a finely shredded paper or shredded cardboard is added. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Nickeloxid-Pulver zu Faser verarbeitetes Altpapier bzw. Altkarton zugesetzt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Nickel oxide powder into fiber-processed waste paper or cardboard is added. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stärke Polysaccharide verwendet werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that polysaccharides are used as starch. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Stärke Dextrine eingesetzt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that dextrins are used as starch. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Nickeloxid-Pulver, Zellulosefasern, Stärke und Flüssigkeit, insbesondere Wasser, kalt verpresst wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mixture of nickel oxide powder, cellulose fibers, starch and Liquid, especially water, is cold pressed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verpressende Gemisch einen Anteil an Zellulosefasern von weniger als 5 Masse-% aufweist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the mixture to be compressed has a proportion of cellulose fibers has less than 5% by mass. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsanteil am Gesamtgemisch weniger als 3,5 Masse-% beträgt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the liquid portion of the total mixture is less than 3.5% by mass is.   9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeanteil am Gesamtgemisch weniger als 5 Masse-% beträgt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the proportion of starch in the total mixture is less than 5% by mass. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch, bestehend aus (in Masse-%)
50 bis 96% Ni
 5 bis 22% O
sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen
< 5% Stärke
< 4,0% Zellulosefasern, insbesondere Papierfasern
< 3, 5% Wasser
kaltverpresst wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a mixture consisting of (in mass%)
50 to 96% Ni
5 to 22% O
and manufacturing-related impurities
<5% starch
<4.0% cellulose fibers, especially paper fibers
<3.5% water
is cold pressed. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Pulver mit einem NiO-Anteil von (in Masse- %) 87 bis 95% eingesetzt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that a powder with a NiO content of (in mass %) 87 to 95% is used. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verpressten Briketts zur Austrocknung und Härtesteigerung mehr als 8 Std. bei Normaltemperatur ausgelagert werden.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the pressed briquettes to dry out and increase hardness more be outsourced as 8 hours at normal temperature. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch zu runden Briketts vorgebbarer Höhe und im wesentlichen homogener und abriebfreier Oberflächen verpresst werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that that the mixture to round briquettes of a predetermined height and in substantially homogeneous and abrasion-free surfaces are pressed. 14. Nickeloxid-Brikett als Zuschlagstoff für Schmelzen, enthaltend (in Masse- %) bezogen auf den ausgehärteten Zustand
50 bis 96% Ni
 5 bis 22% O
sowie herstellungsbedingte Verunreinigungen
< 5% Stärke
< 2% Wasser
< 4,0% Zellulosefasern, insbesondere Papier.14. Nickel oxide briquette as an additive for melts, containing (in% by mass) based on the hardened state
50 to 96% Ni
5 to 22% O
and manufacturing-related impurities
<5% starch
<2% water
<4.0% cellulose fibers, especially paper. 15. Nickeloxid-Brikett nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im ausgehärtetem Zustand der Nickeloxid-Gehalt (in Masse-%) zwischen 89 und 96% liegt.15. Nickel oxide briquette according to claim 14, characterized in that in hardened state of nickel oxide content (in mass%) between 89 and is 96%. 16. Nickeloxid-Brikett nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch ein etwa zylindrisches Querschnittsprofil vorgebbaren Durchmessers und vorgebbarer Höhe bei Verpressung mit einer Stempelpresse.16. Nickel oxide briquette according to claim 14 or 15, characterized by a approximately cylindrical cross-sectional profile of predeterminable diameter and Predeterminable height for pressing with a stamp press. 17. Nickeloxid-Brikett nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Briketts oberhalb der Schlackendichte, insbesondere einer Eisen- oder Stahlschmelze liegt.17. Nickel oxide briquette according to one of claims 14 to 16, characterized characterized in that the density of the briquette is above the slag density, in particular an iron or steel melt. 18. Nickeloxid-Brikett nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Briketts größer als 3,5 kg/dm3 ist.18. Nickel oxide briquette according to one of claims 14 to 17, characterized in that the density of the briquettes is greater than 3.5 kg / dm 3 . 19. Verwendung von Nickeloxid-Briketts nach einem der Ansprüche 14 bis 18 als Zuschlagstoff für im AOD-Konverter oder im Lichtbogenofen erzeugte Stahlschmelzen.19. Use of nickel oxide briquettes according to one of claims 14 to 18 as an additive for those generated in the AOD converter or in the electric arc furnace Steel melts.
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