Agglomeration, Direktreduktion & Schmelzreduktion

Question 1

Zeichnen sie das Diagramm der Eisenerzvorbereitung für den Hochofen (Abbau ➡️ Aufbereitung ➡️ Produkte ➡️ Agglomeration)

Answer 1

Abbau: Eisenerz teilt sich auf in: Fe-Reiches & Fe-Armes Erz

Aufbereitung:
Fe-Reich: Aufbrechen, Sieben
Zerkleinern, Sieben, Trocknen
Fe-Arm: Zerkleinern, Anreichern, Trocknen

Produkte:
Fe Reich: Stückerz/ Feinerz
Fe Arm: Konzentrat

Agglomeration:
Sinter&Pellets

Question 2

Beschreiben sie den Unterschied zwischen Sintern und Pelletieren.

Answer 2

Pelletieren (Aufbauagglomeration): Zusammenballung der Partikel im feuchten Zustand und anschließende Verfestigung

Sintern (mit teilweiser Stoffumwandlung): Zusammenballung durch oberflächliches Erweichen oder Schmelzen der Partikel

Question 3

Welche Methoden beim Pelletieren gibt es?

Nenne 3 Pelletier-Anlagen

Answer 3

Granulatbildung mit dem Lawineneffekt:

• Ausgangspulver wird auf schräge Laufbahn chargiert.
• Tropfenbrause sprüht Wasser
• Granulatkörner vergrößern sich durch Lawineneffekt.

1. Teller
2. Trommel
3. Konus

Question 4

Beschreiben sie den Einfluss des Lückenfüllgrades mit Wasser auf die Festigkeit bei der Grünpelletherstellung.
Erklären sie den in vier charakteristischen Zonen aufgeteilten Festifkeitsverlauf.

Answer 4

Im Hochofen wird eine höhere Festigkeit benötigt -> Grünpellets müssen nach dem Pelletieren gebrannt werden.

Warum? Zu Niedrige Festigkeit gefährdet die Permeabilität des Hochofens.

4 Zonen(A,B,C,D)
A: Bildung von Wasserbrücken zwischen Teilchen (schwache Bindung)
B: Bildung von Kapillarkräften durch Wasserbrückenbindungen im Agglomerat
C: Kapillarkräfte sind die Hauptbindungskraft/Maximale Festigkeit
D: Kapillarkräfte werden durch die schwächere Oberflächenspannung ersetzt -> Verschlammung

Question 5

Einsatzstoffe beim Pelletieren

Answer 5

1. Eisenerze (Hämatit- oder Magnetiterz)
2. Bindemittel (Bentonit oder Lehmmineral) ! Mineral mit hoher Aufnahmefähigkeit von Wasser!
3. Zuschläge (Kalkstein CaCO3)
4. Wasser (bis zu 8 Gew.-%)

Question 6

Nenne die 5 Schritte des Sinterns, den Temperaturbereich und die Phänomene die auftreten.

Answer 6

Trocknung - 300 bis 350°C - Entziehen des Wassers
Vorheizen - 600 bis 900°C - Entziehen des kristallinen Wassers
Brennen - 1300 bis 1350°C - Reaktion zwischen Eisen und Schlacke
Nachwärmen - 900 bis 1000°C - Homogenisierung der Temperatur
Kühlung - 80 bis 150°C - Qualität, Wärmerückgewinnung

Question 7

5 Anforderung an Pellets für den Einsatz im Hochofen

Answer 7

1. Hoher Eisengehalt
2. Gute Transportfähigkeit (Festigkeit)
3. Formstabilität während der Reduktion ( Festigkeit)
4. Gute Reduzierbarkeit
5. Passende Hochtemperatureigenschaften

Question 8

Nennen sie die Bestandteile einer Sintermischung

Answer 8

1. Erz
2. Koksgrus
3. Zuschläge (Kalkstein)
4. Rückgut
5. Wasser

Question 9

2 Reaktionsgleichung die beim Sintern auftreten

Answer 9

1. Vebrennung des Kokses: C + 02 -> CO2

2. Kalzinierung (Verantwortlich für Porenbildung): CaCO3 -> CaO + CO2

Question 10

Nenne die 6 Mechanismen des Sinterns.

Answer 10

1. ) Nasszone
2. ) Trocknungszone und Verdampfungszone
3. ) Kalzinierungs- und Reduktionszone
4. ) Verbrennungs- und Sinterszone
5. ) Oxidationszone
6. ) Sinterkühlzone

Question 11

Nenne die 3 Reaktionsgleichungen die bei der Reduktion des Eisens auftreten

Answer 11

1. ) 3Fe2O3 + CO -> 2 Fe3O4 + CO2
2. ) Fe3O4 + CO -> 3FeO + CO2
3. ) FeO + CO -> Fe + CO2