DE7818120U1

DE7818120U1 - BRIKETT MADE OF METAL MATERIAL

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Publication number: DE7818120U1
Application number: DE19787818120U
Authority: DE
Original assignee: Midrex Corp 28280 Charlotte Nc Us
Current assignee: Midrex Corp 28280 Charlotte Nc Us
Priority date: 1977-06-22
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1981-12-24
Also published as: GB1600711A; JPS5410203A; DE2826505A1

Description

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5. August 1931August 5, 1931

Midrex Corporation G 78 1.8 120.1Midrex Corporation G 78 1.8 120.1

One NCNB Plaza 78/0702 GMOne NCNB Plaza 78/0702 GM

Charlotte, North Carolina 28280 RK/Dr/saCharlotte, North Carolina 28280 RK / Dr / sa

U.S.A.UNITED STATES.

Brikett aus metallhaltigem Material und BindemittelBriquette made from metal-containing material and binding agent

Beschreibung: Description :

Diese Neuerung betrifft einen Brikett aus metallhaltigem Material und Bindemittel gemäß dem Gattungsbegriff von Anspruch 1.This innovation relates to a briquette made of metal-containing material and binding agent according to the generic term of claim 1.

Obwohl im Lauf der Jahre schon viele Bindemittel entwickelt worden sind/ ist bisher noch kein Bindemittel bekannt geworden, das die Probleme bei der Agglomerierung hochmetallisierter, feinteiliger Teilchen zufriedenstellend löst, also etwa von Eisenfeinteilen, die bei der Direktreduktion, in einem Walzwerk, in einer Gießerei oder dgl. anfallen, wobei diese Feinstoffe entweder gemeinsam mit oder ohne Metalloxidfeinstoffe anfallen; schließlich gehören zu solchen Feinstoffen auch der Erzstaub, welcher bei der Erzbehandlung in der Eisen und Stahlindustrie anfällt. Wesentlich für eine solche Agglomerierung hochmetallisierter feinteiliger Teilchen ist, daß diese ohne eine Oxidation der metallischen Feinstoffe erfolgt. Although many binders have been developed over the years / so far no binder has become known, that the problems with the agglomeration of highly metallized, dissolves finely divided particles satisfactorily, such as iron fines, which in direct reduction, in one Rolling mill, foundry or the like. Accumulate, these fines either together with or without metal oxide fines attack; Finally, such fine substances also include the ore dust, which is found in the iron during ore treatment and steel industry. It is essential for such an agglomeration of highly metallized, finely divided particles that this takes place without oxidation of the metallic fines.

- 4- 4th

Bekanntlich stellen Briketts ein wünschenswertes Beschickungsmaterial bei der Eisen- und Stahlherstellung dar. Weiterhin werden Briketts in Gießereien eingesetzt. Das hohe spez. Gewicht solcher Briketts gewährleistet, daß diese die Schlackeschicht auf einem geschmolzenen Metallbad in einem Induktionsofen leichter durchdringen, als andere, leichtere Beschickungsmaterialien. Die relativ großen Abmessungen solcher Briketts gewährleisten, daß diese im Ofen nicht umherwandern, wie das Feinstoffe üblicherweise tun, insbesondere, wenn die Beschickung von Gupolöfen betrachtet wird.It is well known that briquettes are a desirable feedstock in iron and steel manufacture Briquettes used in foundries. The high spec. The weight of such briquettes ensures that they form the slag layer on a molten metal bath in an induction furnace more easily penetrate than other, lighter feed materials. The relatively large dimensions of such briquettes ensure that these do not wander around in the oven, as fine materials usually do do, especially when considering the loading of gupol furnaces will.

Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, aus den genannten Feinstoffen und einem bestimmten Bindemittel Briketts bereitzustellen, welche hohe Grünfestigkeit aufweisen, gegen Wasser unempfindlich sind und insgesamt eine rauhe Behandlung und Lagerung im Freien vertragen.The task of the innovation is to make briquettes from the fine materials mentioned and a certain binding agent provide, which have high green strength, are insensitive to water and overall a rough treatment and storage in the open air.

Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Brikett mitThe solution to this task is using a briquette

den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen«. Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung ergeben sich aus den Unteransprüchen.the features specified in claim 1 «. Advantageous further training the innovation result from the subclaims.

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Mit dieser Neuerung wird somit ein Brikett bereitgestellt, das aus agglomerierten Teilchen aus Eisenerz, Eisenoxid, metallisierten Eisenteilchen oder aus einem Gemisch aus diesen Komponenten besteht,sowie aus einem Bindemittel, das seinerseits aus gelöschtem Kalk, Natriumsilikat und Wasser besteht. Die Qualität dieses besonderen Bindemittels erlaubt den Zusatz von Koksgrus, Eisenlegierungen und anderen Materialien zu den Briketts, welche solche Festigkeit aufweisen, daß sie in gleicher Weise wie Stahlschrott gehandhabt und gelagert werden können. Insbesondere die hohe Festigkeit der neuen Briketts und die vom Bindemittel ausgehende Rostfestigkeit erlauben die Lagerung im Freien und insgesamt eine rauhe Handhabung. Die Bindemittelzusammensetzung erlaubt weiterhin die Herstellung ganz bestimmte! Briketts für besondere Anwendungsfälle.With this innovation, a briquette is provided that consists of agglomerated particles of iron ore, iron oxide, metallized iron particles or a mixture of these components, as well as a binder that in turn consists of slaked lime, sodium silicate and water. The quality of this special binder allows the addition of coke breeze, iron alloys and other materials to the briquettes, which have such strength, that they can be handled and stored in the same way as steel scrap. Especially the high strength the new briquettes and the rust resistance emanating from the binder allow storage outdoors and as a whole rough handling. The binder composition also allows the production of very specific ones! Briquettes for special Use cases.

Wie bereits ausgeführt, besteht das Bindemittel des neuen Briketts .hauptsächlich aus flüssigem Natriumsilikat, gelöschtem Kalk und Wasser. Dieses spezielle Bindemittel gewährleistet außerordentlich gute Eigenschaften, einschl. hoher Grünfestigkeit und Rostbeständigkeit. As already stated, the binding agent of the new briquette is made Mainly made from liquid sodium silicate, slaked lime and water. This special binder ensures extraordinarily good properties, including high green strength and rust resistance.

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Das Bindemittel wird mit feinteiligem metallisiertem Material, etwa mit Peinstoffen aus direktreduzxertem Schwämmeisen, vermischt, und aus dem Gemisch ein frei fließender MaterialstromThe binding agent is mixed with finely divided metalized material, for example with contaminants from direktreduzxertem sponge iron, and a free flowing stream of material from the mixture

ϊ gebildet. Die Vermischung der Komponenten und die Vorverdichtung zu dem Materialstrom erfolgt in geeigneten Vorrichtungen,ϊ formed. The mixing of the components and the pre-compression to the material flow takes place in suitable devices,

Υ~λ etwa in einem Mischkollergang; anschließend werden aus dem vorverdichteten Materialstrom mittels bekannter Einrichtungen Briketts oder andere dichte kompakte Körper geformt; eine hierfür geeignete Brikettiervorrichtung ist "beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 897 183 bekannt. Υ ~ λ roughly in a mixed roller coaster; then briquettes or other dense compact bodies are formed from the pre-compressed material flow by means of known devices; a briquetting device suitable for this is known, for example, from US Pat. No. 3,897,183.

Das Bindemittel besteht aus ungefährThe binder consists of approximately

15 bis ^O Gew.-% gelöschtem Kalk, ungefähr 15 bis 45 Gew.-% flüssigem Natriumsilikat und bis zu 60 Ge\f.-% Wasser» Vorzugsweise besteht das Bindemittel aus 15 bis 30 Gew.-% gelöschtem Kalk, 30 bis 45 Gew.-^ flüssigem Natriumsilikat, Rest Wasser. Eine andere, besonders wirtschaftliche Zusammensetzung des Bindemittels besteht aus ungefähr 30" bis 40 Gew.-% gelöschtem Kalk, ungefähr 15 bis 25 Gew.-^ flüssigem Natriumsilikat und bis zu 55 Gew.-?6 Wasser.15 to ^ O wt .-% slaked lime, about 15 to 45 wt .-% of liquid sodium silicate, and up to 60 Ge \ f .-% water "Preferably, the binder consists of 15 to 30 wt -.% Slaked lime, 30 to 45 wt .- ^ liquid sodium silicate, remainder water. Another particularly economical composition of the binder consists of about 30 "to 40 wt .-% slaked lime, about 15 to 25 wt .-% liquid sodium silicate and up to 55 wt .-% water.

Das flüssige Natriumsilikat ist eine wässrige Lösung mit einer Peststoffkonzentration von 30 bis 55 Gew.-%, was von dem jeweiligen Natriumsilikat abhängt. Natriumsilikat ist eine allgemeine Bezeichnung für eine Pamilie verschiedener Verbindungen aus Na-The liquid sodium silicate is an aqueous solution with a pesticide concentration of 30 to 55% by weight, depending on the particular Sodium silicate depends. Sodium silicate is a general name for a family of different compounds from Na-

triumoxid (Na₂O), Siliciumdioxid (SiOp) und üblicherweise Wasser (HpO). Zur Bezeichnung von N&triumsilikaten wird üblicherweise das Gew.- -Verhältnis von Na₂O zu SiOp verwendet, wobei der Alkali-Gehalt bei 1 gehalten wird. Handelsübliche Qualitäten an flüssigem Natriumsilikat weisen eine an eine bequeme Handhabung angepaßte Konzentration auf. Zum Beispiel kann Natriumsilikat mit einem Gewichtsverhältnis von 5,22 leicht gehandhabt werden, ~ weil es einen Peststoffgehalt bis zu ungefähr 39»8% aufweist, was einer Dichte von angenähert 43° Baume"entspricht.trium oxide (Na ₂ O), silicon dioxide (SiOp) and usually water (HpO). _{The weight ratio of Na 2} O to SiOp is usually used to denote N & trium silicates, the alkali content being kept at 1. Commercially available grades of liquid sodium silicate have a concentration adapted for convenient handling. For example, sodium silicate in a weight ratio of 5.22 is easy to handle because it has a pesticide content up to about 39 »8%, which corresponds to a density of approximately 43 ° Baume".

Die im Rahmen dieser Neuerung vorzugsweise eingesetzte Lösung von flüssigem Natriumsilikat hat ein Gewichtsverhaltnis von 3,22, was einem Peststoffgehalt von 37»6% entspricht, und weist eine Dichte von 41»0 Baume , sowie eine Viskosität von 180 Centipoise auf. Sofern im Rahmen dieser Unterlagen von flüssigem Natriumsilikat gesprochen wird, beziehen . sich diese Angaben auf diese Natriumsilikatlösung mit einem Peststoffgehalt von 37,6%, sofern keine anderen Angaben gemacht sind.The solution of liquid sodium silicate preferably used in the context of this innovation has a weight ratio of 3.22, which corresponds to a pesticide content of 37 »6%, and has a density of 41 »0 trees and a viscosity of 180 centipoise on. If liquid sodium silicate is mentioned in these documents, refer to it. this information on this sodium silicate solution with a pesticide content of 37.6%, unless otherwise stated.

Andererseits können im Rahmen der Neuerung auch andere Natriumsilikate eingesetzt werden, vorzugsweise wird jedoch der Anteil an NapO bei dem geringstmöglichen Verhältnis gegenüber SiO₂ gehalten. Aus diesem Grunde ist ein Gemisch mit dem Gewichtsverhältnis von 3,22, das handelsüblich besonders leicht zugänglich ist, ein Gemisch mit dem bevorzugten Verhältnis.On the other hand, other sodium silicates can also be used within the scope of the innovation, but the proportion of NapO is preferably kept at the lowest possible ratio to SiO ₂ . For this reason, a mixture with the weight ratio of 3.22, which is particularly easily available commercially, is a mixture with the preferred ratio.

Die Natriumsilikatlösung des Bindemittels gewährleistet an den damit hergestellten Briketts lichtbeständigkeit.The sodium silicate solution of the binder ensures that the briquettes produced with it are lightfast.

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Der gelöschte Kalk des Bindemittels liegt vorzugsweise in Pulverform vor; besonders bevorzugt hat dieses Pulver eine Teilchengröße unter 0,15 mm (minus 100 mesh). Der Anteil an gelöschtem Kalk verleiht dem zu brikettierenden Gemisch die Plastizität und erhöht die Brikettfestigkeit.The slaked lime of the binder is preferably in powder form; this powder particularly preferably has one Particle size less than 0.15 mm (minus 100 mesh). The proportion of Slaked lime gives the mixture to be briquetted its plasticity and increases the briquette strength.

Die trockene Komponente des erfindungsgemäß vorgesehenen Bindemittels wird gemeinsam mit den flüssigen Komponenten, dem eigentlichen Material für die Brikettherstellung zugeführt, wenn sämtliche Materialien vor der Brikettherstellung vermischt werden.The dry component of the binder provided according to the invention is fed together with the liquid components, the actual material for the briquette production, if all Materials are mixed prior to making briquettes.

Nachfolgend wird über die Eignung verschiedener Bindemittel im Hinblick auf die Fähigkeit, das feinteilige Material zu Briketts zusammenzubinden, berichtet. Hierbei entspricht das Bindemittel A dem aus der US-Patentschrift 2 205 043 bekannten Bindemittel; das Bindemittel B wird in der US-Patentanmeldung 682 418 erwähnt; schließlich entspricht das Bindemittel C der vorliegenden Neuerung. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen dieser Bindemittel angegeben.The following is about the suitability of various binders with regard to the ability of the finely divided material to briquettes tie together reports. Here, the binder A corresponds to the binder known from US Pat. No. 2,205,043; binder B is mentioned in US patent application Ser. No. 682,418; Finally, the binder C corresponds to the present innovation. The compositions of these binders are given in Table 1 below.

Kalklime TabelleTabel 11 Bindemittel BBinder B Bindemittel CBinder C Komponentecomponent Pechbad luck Bindemittelbinder AA. 21,2%21.2% 21,2% !21.2%! Natriumsodium 21,2%21.2% 18,2%18.2% 36,4% j36.4% y gelöschterdeleted OO 18,2%18.2% ⁰⁰ gepulvertespowdered 00 OO OO Kalksteinlimestone 36,4%36.4% 42,4%42.4% 42,4% j42.4% y Wasserwater 42,4%42.4% * it ι ti ι t <* it ι ti ι t <
• ι ι · ι · ι ι t• ι ι · ι · ι ι t

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Zur Herstellung sämtlicher Briketts wurde 2 min lang im Kollergang gemahlen; die Brikettiermaschine unter einem hydraulischen Druck von 112,5 kg/cm gehalten und ein Akkumulatordruck von 63»3 kg/cm angewandt.All the briquettes were made in a pan mill for 2 minutes ground; the briquetting machine kept under a hydraulic pressure of 112.5 kg / cm and an accumulator pressure of 63 »3 kg / cm applied.

Das die Brikettierwalzen verlassende Material wurde auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 36 mm gesiebt, um die jjB ,-ν Ausbeute der Brikettierung zu bestimmen. Zur Untersuchung derThe material leaving the briquetting rollers was sieved on a sieve with a mesh size of 36 mm to remove the jjB, -ν to determine the yield of the briquetting. To investigate the

Briketts wurde ein Falltest durchgeführt, bei dem man einmal frisch erzeugte Briketts und ein andermal gealterte Briketts (ungefähr 24 Std. nach der Herstellung) aus einer bestimmten Höhe auf eine Stahlplatte herabfallen ließ. Jede Probe bestand aus 2 kg Briketts, welche aus einer Höhe von 3,6 m auf eine Stahlplatte herabfielen. Zu jedem Versuch wurden 2 DurchgängeBriquettes, a drop test was carried out in which one freshly produced briquettes and another time aged briquettes (about 24 hours after manufacture) from a certain height on a steel plate. Every test passed from 2 kg of briquettes, which fell from a height of 3.6 m onto a steel plate. There were 2 runs for each experiment

^ durchgeführt, und die Versuchsergebnisse gemittelt. Für das^ carried out and the test results averaged. For the

I Bindemittel B wurden die Versuche wiederholt.I binder B, the experiments were repeated.

' Die ermittelten Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt.The results obtained are in the table below 2 listed.

Tabel

Bindemittelbinder

B (wiederh.)B (repeat)

Brikettier-Leistung (%, Briketts 12,7 mm)Briquetting performance (%, briquettes 12.7 mm)

21,49621,496

20,9%20.9%

22,3%22.3%

18,09618.096

einmal, fünfmal, einmal, fünfmal. Pall Fall Pall . Pallonce, five times, once, five times. Pall case Pall. Pall

einmal, fünfmal, einmal, fünfmal. Fall Fall Fall Fallonce, five times, once, five times. Case case case case

frische Brikettsfresh briquettes >12,7 mm> 12.7 mm 68,868.8 18,218.2 62,462.4 16,816.8 73,473.4 20,320.3 84,184.1 36,1 :_j":36,1: _j ": 60,4 -60.4 - (%) Größe(%) Size > 6,7 mm> 6.7 mm 74,574.5 25,625.6 70,970.9 26,026.0 79,079.0 30,030.0 86,886.8 46,6 ~/46.6 ~ / 67,267.2 >3,3 mm> 3.3 mm 79,079.0 31,831.8 76,176.1 33,633.6 83,483.4 38,938.9 89,989.9 54,9 ^:....^: 54.9 ^: .... ^: 73,273.2 <3,3 mm<3.3 mm 21,021.0 68,268.2 23,923.9 66,466.4 16,616.6 61,161.1 10,110.1 45,1 ':'; 45,1 ':'; 26,826.8 gealterteaged 24 h lang24 hours — — ·- - · BrikettsBriquettes >12,7 mm> 12.7 mm 76,176.1 24,724.7 84,584.5 31,531.5 87,987.9 38,138.1 93,293.2 (%) Größe (%) Size > 6,7 mm> 6.7 mm 8o,98o, 9 30,530.5 87,587.5 41,341.3 90,990.9 49,449.4 94,794.7 ■>3,3 mm■> 3.3 mm 83,883.8 36,136.1 90,490.4 5o,25o, 2 92,992.9 57,857.8 96,096.0 <3,3 mm<3.3 mm 16,216.2 63,963.9 9,69.6 49,849.8 7,17.1 42,242.2 4,04.0

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Aus den Versuchsergebnissen ist ohne weiteres ersichtlich, daß die erfindungsgemäß hergestellten Briketts mit dem Bindemittel C den Briketts mit bekannten Bindemitteln überlegen sind. Hierbei ist zu beachten, daß die Brikettier-Leistung größer ist, sowie die Festigkeit der frischen Briketts (Grünfestigkeit) und der gealterten Briketts höher ist. Darüberhinaus sind Briketts mit dem bei der Neuerung vorgesehenen Bindemittel gegenüber frischem Wasser passiviert. Werden solche Briketts mit frischem Wasser benetzt und 4 Tage lang in einem isolierten, belüfteten Behälter (Fassungsvermögen ca. 250 l) aufbewahrt, so tritt im Verlauf der Vessuchsdauer keinerlei Erwärmung auf; am Ende des Versuchs konnte keinerlei Rostentwicklung festgestellt werden. Weiterhin wird an solchen Briketts, die 3 Tage lang in frischem Wasser eingeweicht waren, bei der nachfolgenden Trocknung an Luft keinerlei Rostentwicklung festgestellt.From the test results it is readily apparent that the briquettes produced according to the invention with the binder C are superior to briquettes with known binders. It should be noted that the briquetting performance is greater, as well the strength of the fresh briquettes (green strength) and the aged briquettes is higher. In addition, briquettes are made with the The binder provided for the innovation is passivated to fresh water. Become such briquettes with fresh water wetted and stored for 4 days in an insulated, ventilated container (capacity approx. 250 l), then occurs in the course of Vessuchsdauer no warming up; at the end of the experiment no rust development can be found. Continue to be on such briquettes which had been soaked for 3 days in fresh water, nothing whatsoever during the subsequent drying in air Rust development noted.

Aus obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß ein Brikett erhalten wird, das hohe Grünfestigkeit, hohe Festigkeit nach der Aushärtung, und insgesamt eine hohe Qualität aufweist, sowie gegen Feuchtigkeit unempfindlich ist.It can be seen from the above results that a briquette is obtained which has high green strength, high strength after curing, and is of high quality overall and is insensitive to moisture.

Die beigefügte Figur stellt eine Form eines Briketts gemäß der Neuerung dar.The attached figure shows a form of a briquette according to the innovation.

Claims

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BLUMBACH ' ¹ WESER *' ¹ BEF ^ o ύ Ν KRAMER ZWIRNER HOFFMANN

PATENT LAWYERS IN MUNICH AND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestrasse 43 8000 Munich 60 Telephone (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegrqmme Pateniconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telephone (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegrams Patentconsult

5th August 1981

Midrex Corporation G 78 18 120.1

Charlotte, North Carolina 2828J3 78/0702 GM

UNITED STATES. . RK / Dr / sa

Briquette made of metal-containing material and binding agent

Protection claims:

1. Briquette made from approximately 85 to 95% by weight of directly reduced, finely divided metallized material, metallized Oxide fines and / or finely divided metal ores and about 15 to 5 wt .-% binder, the binder in turn contains sodium silicate and a calcareous material, characterized in that the Binder of about 15 to 40% by weight slaked lime, about 15 to 45% by weight liquid sodium silicate and consists of up to 60 wt .-% water.

2. Briquette according to claim 1, characterized in that the binder consists of 15 to 30 wt .-% slaked lime, 30 to 45% by weight liquid sodium silicate, the remainder being water.

Ill ItIlIll ItIl

t ■ f · t t liltt ■ f · t t lilt

11 11111 111

- ρ -.

3. Briquette according to claim 1, characterized in that that the binder consists of about 30 to 40 wt .-% slaked lime, about 15 to 25 wt .-% liquid sodium silicate and up to 55% by weight water.

4. Briquette according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metal is iron.

5. Briquette according to one of claims 1 to 4, characterized in that This means that the metal is direct reduced, metallized iron.