Fragenkatalog Kapitel 1 Flashcards
Welche Einsatzformen von Eisenerz sind möglich?
Pellets, Sintern und Stückerz.
Was ist Hämatit und was ist Magnetit?
Hämatit = Fe2O3
Magnetit = Fe3O4
Hämatit ist gamma-Fe2O3 mit einen trigonalen Kristallgitter.
Magnetit ist Fe3O4. Es ist ein Spinell aus Eisen(II)- und Eisen(III)ionen mit kubischer Kristallstruktur.
Was ist Wüstenit und was ist hier besonders zu beachten?
Wüstenit = FeO.
Wüstenit ist das Eisenoxid mit dem - im Gegensatz zu den anderen Eisenoxiden - niedrigste Gehalt an gebundenem Sauerstoff.
Das Wüstenit existiert stabil nur oberhalb von 570°C.
krz-Defektmischkristall.
Warum ist die Agglomeration der Eisenerze nützlich?
Feinerze und Erzkonzentrate werden in die stückige Form überführt und dabei für die Reduktion physikalisch und chemisch vorbereitet (gute Festigkeit, enges Körnungsband, hohe Porosität, hoher Oxidationsgrad).
Nennen Sie bitte Ziele und Methoden der Eisenerzaufbereitung!
Die Hauptaufgabe derEisenerzvorbereitung besteht darin, die Einsatzstoffe physikalisch und chemisch für einen optimalen Prozessdurchgang vorzubereiten.
- Brechen und Klassieren von Stückerz
- Aufkonzentration von gemahlenen Eisenträgern
- Agglomeration von Feinerzen
- Rückführung von eisenhaltigen Restoffen in den Prozess
Was ist Sinter? Was sind Pellets? Nennen Sie bitte deren Vorteile
Sintern:
Unter Sintern von Eisenerzen versteht man das Stückigmachen von feinkörnigen eisenhaltigen Stoffen wie Feinerzkonzentraten oder Abbränden und Abfallprodukten der Hüffenwerke (Gichtstaub und Walzzunder) unter Zusatz von festen Brennstoffen. Die Stoffe werden soweit erhitzt, dass ein völliges Schmelzen noch nicht stattfindet und nur eine partielle Verflüssigung eintritt. Die Verfestigung findet durchoberflächliche Erweichung, teilweises Schmelzen und Schlackenbildung statt. Beim Abkühlen backen diese flüssigen Phasen zusammen. Sinter ist das Produkt des Sinterprozesses.
Pelletieren:
Unter Pelletieren versteht man das Stückigmachen von besonders feinen Eisenerzkonzentraten, bei denen das Ausgangsgut durch einen Abrollvorgang auf einer schiefen Ebene, meist in einer sich drehenden Trommel oder Teller in Anwesenheit einer Benetzungsflüssigkeit (H2O) in kleine kugelige Formlinge (Grünpellets) umgewandelt werden, die anschließend bis zum Erreichen einer für die Weiterverarbeitung notwendigen Festigkeit gehärtet werden. Pellets sind die Produkte des Pelletierens
Was sind die Bestandteile der Sinterrohmischung und der Sintermischung?
Sinterrohmischung:
- 50 - 60 Feinerz; Korngröße 0-10 mm davon 70 %> 0,2 mm
- 4,5 - 5 % Kreislaufstoffe (Walzzunder, Stahlwerksstäube,…)
- 10 - 15 % Zuschlagstoffe (Kalkstein, Dolomit, Olivin und gebrannter Kalk)
- 25 - 30 % Rückgut (zu feiner Fertigsinter)
Sintermischung:
- ca.90 % Rohmischung
- 3 - 4 % fester Brennstoff (Koksgrus) Korngröße kleiner 3 mm
- 5 - 10 % Anfeuchtwasser
Wie funktioniert eine Sinteranlage?
Die Sintermischung wird auf eine zuvor auf das Sinterband aufgegebene Schutzschicht aus Sinterrückgut in einer 30 40 cm dicken Schicht aufgegeben und anschließend an der Oberfläche gezündet. Durch die Mischung wird ein Luftstrom hindurchgesaugt (Saugzugsinterung) oder gepresst (Drucksinterung). Die Luft dient als Sauerstofflieferant für die Verbrennung und als Wärmeüberträger. Es entsteht eine schmale Brennzone, die in die gleiche Richtung wie der Luftstrom durch das Gemisch wandert. Die bereits abgebrannte Zone (Fertigsinter) wird vom Luftstrom abgekühlt. Die fühlbare Wärme wird von diesem aufgenommen und der Brennzone zugeführt. Die Sinterung ist beendet, wenn die Abgastemperatur ihr Maximum erreicht hat (ca. 400 “C)
Was ist ein Saugkasten in einer Sintermaschine?
Luftkanäle unterhalb des Sinterbandes, durch die die Luft angesaugt wird
Nennen Sie sechs Zonen auf dem Sinterband während des Sintervorganges
l. Trocknungszone:
Austreiben der Feuchtigkeit
- Zone der Hydratwasserabspaltung:
Abspaltung des Kristallwassers
3 . Kalzinierungs- und Reduktionszone:
- Kalzinierung des zugegebenen Kalksteins:
CaCO3 -> CaO+CO2
- Reduktion der Eisenoxide
- Boudouard-Reaktion: CO2+C -> 2 CO
- Verbrennungs- oder Sinterzone:
-Verbrennung des Koksgruses
- Teilweise Aufschmelzen der Oberfläche der Erzkörner (Sintern) - Oxidationszone:
- teilweise Oxidation des reduzierten Erzes - Sinterkühlzone:
- Abkühlung durch die nachströmende Luft
- die an der Oberfläche erweichten Mischungskörner ,,backen” zusammen
- Aufheizen der nachströmenden Luft
Mit welchen Methoden und Anlagen werden Pellets hergestellt?
Die Pelletherstellung erfolgt durch einen Abrollvorgang auf einer schiefen Ebene, meist in einer sich drehenden Trommel, Teller oder Konus
Was ist ein Grünpellet?
Formlinge nach dem Pelletieren
Was sind die Bindungsmechanismen der Grünpelletherstellung?
Bindung durch Wasserbrücken und Kapillarkräfte
Mit welchen Methoden kann die Festigkeit von Grünpellets erhöht werden?
Brennen der Grünpellets
Wie groß ist die Körnung von Fertigsinter für den Hochofen? Wie groß ist die Körnung der Pellets?
Kornband Sinter und Stückerz: 90 % innerhalb 20 - 40 mm
Größe der Körnung der Pellets: Kornband Pellets 9 - l5 mm
Bei welcher Temperatur werden Pellets gehärtet?
Pellets werden bei Temperaturen von 900 - 1300 °C gehärte
Was ist Kohle? Was ist Braunkohle? Was ist Koks?
Kohle ist ein schwarzes bzw. bräunlich-schwarzes, festes Sedimentgestein, das durch Carbonisierung (Inkohlung) von Pflanzenresten entstanden ist. Mit Kohle werden alle festen Materialien bezeichnet, die mehr als 50 Gew.-% bzw. mehr als 70 Vol.-% aus Kohlenstoff bestehen.
Unter Braunkohlen versteht man Kohlen, die einen Kohlenstoffgehalt von ca. 65 -70 (wasserfreie Kohle) besitzt. Der Wassergehalt von Braunkohlen ist mit ca. 50 % relativ hoch.
Unter Koks versteht man unter Luftabschluss erhitzte Kohle. Dabei werden u.a. Wasser und flüchtige Bestandteile ausgetrieben und somit der Kohlenstoffgehalt in der Substanz erhöht. Als Ausgangsmaterial dient Steinkohle.
Was sind die flüchtigen Bestandteile der Kohle?
Gasförmig entweichende Zersetzungsprodukte aus der Brennstoffsubstanz; der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen dient zur Kennzeichnung der Steinkohlearten
Wie groß ist ein typisches Koksstück für den Hochofeneinsatz?
Größe eines typischen Koksstücks für den Hochofeneinsatz: 40 - 80 mm
Wie wird heute Koks erzeugt?
Die Verkokung von Steinkohle zu Koks erfolgt in Koksöfen. Die zumeist verwendeten Öfen sind so genannte Horizontalöfen (Bewegungsrichtung beim Koksausdrücken). Die einzelnen Ofenkammern haben folgende Dimensionen:
Breite: 0,4-0,6m
Länge: 12-20m
Höhe: 4-8m
Moderne Ofenkammern haben ein Volumen von bis zu 100 m^3. 50 bis 70 dieser Ofenkammern bilden eine Ofenbatterie, wobei die Ofenkammern immer zwischen Heizzügen angeordnet sind, in denen bei 1200°C bis1400°C Gase verbrannt werden die die Ofenzwischenwände erhitzen.
Koksöfen sind im Inneren mit hitzebeständigem Schamott oder Silikasteinen ausgemauert. Jeder Ofen hat drei für den Betrieb wichtige Öffnungen, die vordere und hintere Tür an den Stirnseiten, die so breit wie die Kammern sind, sowie mindestens eine Füllöffnung auf der Ofendecke zur Beschickung des Ofens mit Kohle, meist aber vier bis fünf, um die Kohle gleichmäßig in den Ofen zu bringen und zu verteilen
Wie lange dauert der Verkokungsvorgang in einem Kammerofen?
Dauer des Verkokungsvorgangs in einem Kammerofen: 17 - 24 h
Nennen Sie die Stadien der Koksbildung geordnet nach den Temperaturbereichen!
Stadien der Koksbildung, geordnet nach den Temperaturbereichen:
bis 100 °C: Trocknung
bis 350 °C: Vorentgasung (CO2, N2, CH4, chemisch gebundenes Wasser)
bis 480 °C: Erweichen und schmelzen der Kohle, intensive thermische Zersetzung
bis 600 °C: Formung von Halbkoks; Kontraktion; Rissbildung
bis 1100 °C: Formung von Garkoks; Austreiben von Gaszersetzungsprodukten
Mit welchen beiden Methoden kann Heißkoks abgekühlt werden?
Nasslöschung: Abkühlen des Kokses mit Wasser
Trockenlöschung: Abkühlen des Kokses mit Inertgas (Argon oder Stickstoff
Nennen Sie die Hauptbestandteile des Koksofengases!
Hauptbestandteile des Koksofengases:
H2: ca.60 Vol.-%°C
CH4: ca.26 Vol.-%
CO: ca.5 Vol.-%
N2: ca.2 Vol.-%
CO2: ca. 1,5 Vol.-%
