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Verfahren und Vorrichtung zum direkten Schachtofenschmelzen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schachtofenschmelzen von oxydi- schen Erzen, Konzentraten oder gerösteten Erzen.
In letzter Zeit sind verschiedene Versuche bei By-pass-Koksöfen und andern Verkokungsvorrichtun- gen vorgenommen worden, die darauf abzielen, den Schachtöfen zusammengesetzte Pellets oder Briketts direkt zuzuführen, die Kohle als Hauptbestandteil enthalten. Diese Versuche zum direkten Schmelzen und Verhütten waren in der Regel nicht erfolgreich, da Schwierigkeiten auftreten, die auf eine Kombination eines physikalischen"Zusammenbruchs"der Pellets oder Briketts mit dem Freiwerden von teer- artigenBestandteilen zurückgehen, die sich im oberen Teil des Schachtofens und in den Gasabzügen ansammeln, so dass letztlich ein Abstellen zum Reinigen notwendig ist.
Erfindungsgemäss ist eine direkte Zufuhr von zusammengesetzten Pellets oder Briketts, die Backund Fettkohle enthalten, möglich, wobei gewährleistet ist, dass a) die Pellets oder Briketts während des Zuführens und während des Durchganges durch die Ver- kokungsstufe fest bleiben und b) die teerartigen Stoffe frei werden und bis zu einem bestimmten Grad in einem offenen Aufheiz- raum innerhalb des oberen Teiles des Schachtofens verbrannt werden, so dass der obere Teil des- selben und die Gasabzüge nicht verstopft und verschmutzt werden.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass an Stelle eines kostspieligen, wenig reaktionsfähigen, metallurgischen Kokses der für einen einwandfreien Betrieb herkömmlicher Hochöfen erforderlich ist, eine billigere Back- und Fettkohle benutzt werden kann. Die benutzte Kohle muss vor allem ein ausreichend hohes Fliessvermögen beim Durchgang durch die ersten Stufen der thermischen Zersetzung aufweisen. Wenn die verfügbare Kohle diese Eigenschaft nicht in ausreichender Weise besitzt, kann die Mischung aus Kohle und oxydischen Feinerzen mit Teer, Bitumen oder einem andern Kohlenwasserstoff in flüssiger Form ergänzt werden, so dass die Fähigkeit der Kohle, sich auszubreiten und die einzelnen kleinen oxydischen Komponenten der Pellets oder Briketts während der Erwärmung auf eine Temperatur von 320 bis 480 C zu"benetzen", gesteigert wird.
Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine kontinuierliche Zuführung von Pellets oder Briketts in den Hochofen derart möglich ist, dass komplizierte Abschlussmittel, Doppel- oder Dreifachglocke-un Trichtersysteme nicht erforderlich sind.
Die Erfindung kann grundsätzlich bei einem direkten Schachtofenschmelzen von Oxyderzen und Konzentraten, z. B. lateritischen Erzen (mit Eisen, Zinn und Nickel) und Konzentraten benutzt werden. Die Erfindung ist auch für das Schmelzen von gerösteten Erzen oder andern oxydischen metallurgischen Produkten geeignet. Das Schmelzprodukt kann ein flüssiges Metall oder eine Legierung sein, die vom Gestell des Schachtofens abgestochen wird oder ein Metalldampf, der vom oberen Ende des Schachtofens abgezogen wird. Bei gerösteten Zinkerzen und Mischungen hievon mit gerösteten Bleikonzentraten verlässt der Zinkdampf den oberen Teil des Schachtofens und sammelt sich nicht mit der weniger leicht flüchtigen, mit Blei angereicherten Phase und/oder Schlacke im Gestell des Schachtofens an.
In andern Fällen wird ein oxydisches Ofennebenprodukt am oberen Ende des Schachtofens gewonnen.
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im wesentlichen in der oberen getrennten Kammer verbrannt worden sind, verschmutzen nicht den oberen Teil des Schachtofens und die Gasabzüge und beeinträchtigen auch nicht die nachstehenden Umkehrreaktionen des Zinkdampfes, der von dem oberen Teil der Gicht des Schachtofens ausgeht :
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Wenn die Pellets oder Briketts jedoch eine Temperatur von zirka 7000C beim Eintreten in die
Schachtofenschmelzzone nicht erreicht haben, können zuviel leicht flüchtige Bestandteile in der halb verkokten Komponente der heissen Pellets oder Briketts enthalten sein.
Wasserstoff und Kohlenwasserstof- fe und gegebenenfalls HO, die hievon ausgehen, können unerwünschte Rückreaktionen mit dem Zinkdampf in dem Kondensator eingehen. Wenn anderseits die Pellets oder Briketts eine Temperaturvon mehr als 8000C erreichen, während sie noch in der Verkokungskolonne oder den Verkokungskolonnen sind, kann der Zinkdampf anfangen, hievon auszudestillieren. Das Zinkoxyd, das aus diesem Dampf in den Ausgangsgasen gebildet wird, muss sodann von der benutzten Anordnung gesammelt und rückzir- kuliert werden, um den Abzug der Verbrennungsgase zu reinigen.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der ein oxydisches Dampfnebenprodukt gewonnen wird, sind zum Sammeln desselben entsprechende Mittel vorgesehen, wie Cyclone, sackartig ausgebildete
Gehäuse, elektrostatische Präzipitatoren oder andere Anordnungen zum Sammeln des Dampfes.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekenn- zeichnet durch eine oder mehrere hohle Verkokungskolonnen, die oberhalb des Hauptschachtes ei- nes Schachtofens angeordnet sind, eine Verbrennungskammer, die ganz oder teilweise die Verkokungs- kolonne (n) umgibt, Öffnungen oder Schlitze, die in den Wänden einer jeden Verkokungskolonne ange- ordnet sind, Mittel zum Zuführen einer pelletisierten oder brikettierten Mischung von Erz oder Konzen- trat oder Rösterz mit Kohle zu den oberen Enden der Verkokungskolonne (n), wobei die Pellets oder
Briketts langsam unter Schwerkrafteinwirkung zuerst durch die Verkokungskolonne (n) und sodann durch den Hauptschacht des Schachtofens nach unten gleiten, durch Mittel zum Zuführen eines sauerstoffhal- tigen Gases in die Verbrennungskammer,
Mittel zum Abziehen des Metalles oder der Legierung aus dem
Hauptschacht des Schachtofens, sowie Mittel zum Abziehen des geschmolzenen Metalles oder der ge- schmolzenen Legierung aus einem Gestell des Schachtofens.
Bei einer andern bevorzugten Ausführungsform ist eine Vorrichtung vorgesehen, die zum Semiver- koken der Kohlenkomponente in den zusammengesetzten Pellets oder Briketts aus oxydischen Erzen,
Konzentraten oder gerösteten Erzen besteht. Hiebei sind in etwa vertikale hohle Kolonnen oder Säulen, hergestellt aus einer wärmebeständigen Legierung oder einer feuerbeständigen Keramik, innerhalb des
Raumes oder der Kammer oberhalb des Hauptschachtes des Schachtofens angeordnet. Der Raum oder die
Kammer sind, abgesehen von einem oder von mehreren Gasabzügen, abgeschlossen und abgedichtet.
Jede Kolonne ist mit Öffnungen oder Schlitzen versehen, die eine solche Grösse haben oder derart aus- gebildet sind, dass die Pellets oder Briketts nicht hindurchfallen können. Die Öffnungen oder Schlitze erstrecken sich zumindest über die Länge der Bodenhälfte einer jeden Säule oder Kolonne.
Die Ko- lonnen ermöglichen die Übertragung von Wärme an die nach unten gleitenden Pellets oder Briketts, u. zw. aus dem Umgebungsraum, in dem die Teere und gasförmigen Kohlenwasserstoffe sowie etwaiges von dem Schacht ausgehendes CO oder H, derart verbrannt werden, dass ein sauerstoffhaltiges Gas über Öffnungen oder Düsen eingeblasen wird, die in geeigneter Weise in der Aussenwand der Kammer oder des Raumes angeordnet sind. Die Kolonnen sind in bezug auf Länge, Querschnitt und Wandstärke derart ausgebildet, dass ein progressives Erwärmen der Pellets oder Briketts, die hierin nach unten gleiten, möglich ist.
Die Erwärmung erfolgt auf eine Temperatur von 450bis800 C, vorzugsweise 550 bis
7500C und (beim Verhütten von Zink) 700 bis 8000C. Die Pellets oder Briketts werden auf die vorge- nannten Temperaturen vor dem Verlassen der Säulen erwärmt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann die Verbrennungskammer vor dem Hauptschacht des Schachtofens entfallen.
Das sauerstoffhaltige Gas, welches in die Verbrennungskammer oder -raum, der die Verkokungs- kolonnen umgibt, eingeblasen wird, tritt mit einem solchen Druck und mit einer solchen Geschwindigkeit ein, dass eine ausreichende Zirkulation und Bewegung der Flammen und heissen Gase hierin gewähr- leistet ist. Leitwände oder andere Mittel können innerhalb des Verbrennungsraumes benutzt werden, um eine gleichförmige Erwärmung einer jeden der Kolonnen zu unterstützen. Andernfalls könnte der Fall eintreten, dass das Ausmass des Verkokens in den einzelnen Kolonnen unterschiedlich ist.
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Der oder die Abzüge, durch welche die heissen verbrannten Gase die Verbrennungskammer oder den Verbrennungsraum, der die Verkokungssäulen umgibt, verlassen, sind mit Heissgassammelleitungen verbunden, die die heissen Gase zu Wärmeaustauschern, Gasreinigem und Abzugsventilatoren weiterleiten. In der Regel wird in der Verbrennungskammer oder in dem Verbrennungsraum, der die Verkokungs-und Carbonisierungssäulen umgibt, ein leichter Unterdruck aufrechterhalten, damit das Abziehen der teerigen Stoffe und der andern Kohlenwasserstoffe von den Pellets oder Briketts durch die Schlitze oder Öffnungen in den Verbrennungsraum erleichtert wird.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und an Hand der Zeichnungen ersichtlich. Fig. 1 bis 3 betreffen schematische Darstellungen, wobei jeweils die gleichen Bezugszeichen benutzt sind.
Die in den Zeichnungen dargestellten Beispiele zeigen einige typische einfache Ausführungsformen der Erfindung im Prinzip. Irgendwelche Einschränkungen bezüglich der Form, Gestalt, Konstruktionsweise und der Abmessungen eines beliebigen Schachtofens, bei dem die Erfindung angewendet werden kann, kann aus den Beispielen nicht hergeleitet werden. Dies betrifft auch die Zahl und die Ausbildung und Grösse der hohlen Kolonnen und Säulen. In jedem einzelnen Anwendungsfall können die einzelnen relevanten Parameter sehr einfach ausgewählt werden, um ein optimales Ergebnis zu erhalten. Dies betrifft z. B. eine optimale Kombination von Entgasung, Verkokung und Schmelzung.
In Fig. 1 ist ein Schachtofen --10-- dargestellt, in dessen oberem Teil --3-- perforierte Carbonisierungs- bzw. Verkokungskolonnen oder Säulen --11, 12 und 13-- angeordnet sind. Der Querschnitt der Kolonnen-11, 12 und 13-- erweitert sich vorzugsweise leicht und allmählich von oben nach unten.
Zusammengesetzte Pellets oder Briketts --14-- werden den oberen Enden der Säulen --11 bis 13-- über Trichter --15-- zugeführt. Zwei Einlässe --16a und 16b-- für Sauerstoff enthaltende Gase und ein Abzug --18-- für die Verbrennungsprodukte sind ferner vorgesehen. Die Einlässe -16a und 16b-- sind längs der Seiten eines Verbrennungsraumes bzw. einer Verbrennungskammer --19-- angeordnet, die die Verkokungssäulen --11 bis 13-- derart umgibt, dass eine optimale Bewegung und Verteilung der heissen, Sauerstoff enthaltenden Gase gewährleistet ist. Der Abzug-18-ist mit dem oberen Ende der Ver- brennungskammer-19-verbunden.
Schlitze oder Öffnungen --20- sind in den Wänden der Säulen --11 bis 13-- angeordnet. Diese
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und wird über einen Auslass-23-abgestochen.
Die Ausführungsformen gemäss Fig. 2 und 3 sind ähnlich der gemäss Fig. 1, weisen jedoch gewisse Abweichungen auf, die besonders für Schmelz- und Verhüttungsprozesse geeignet sind, bei denen sich leich flüchtige Metallprodukte bilden. Demzufolge sind Vorkehrungen für die Kondensation dieser Metalldämpfe getroffen, indem ein Dampfkondensator --24-- mit der Haupt- und Sammelleitung des Schachtofens --10-- verbunden ist. Die Verbrennungskammern --19-- sind als getrennte, entfernbare Einheiten dargestellt, wobei gemäss Fig. 2 ein in etwa rechteckiger vertikaler Querschnitt vorgesehen ist. Zusätzliche Einlässe --17- für die Sauerstoff enthaltenden Gase sind unterhalb der Kammer --19-angeordnet.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist eine Einschnürung --25-- unterhalb der Kammer --19-vorgesehen, die den Fluss des leicht flüchtigen Metallproduktes in den Dampfkondensator --24- unterstützt und ferner dazu dient, die somit entgasten, verkokten Pellets oder Briketts auf die Mitte des Schachtofens zu leiten.
Falls gewünscht können nicht dargestellte Mittel zur Drehung oder für eine andere Betätigung der hohlen Verkokungssäulen --11 bis 13-- bei jeder der erfindungsgemässen Ausführungsformen vorgesehen sein, um die Abwärtsbewegung der Pellets oder Briketts in den Säulen zu beschleunigen oder zu fördern.
Nachstehend sind einige Beispiele für die praktische Anwendung der Erfindung aufgeführt.
Beispiel1 :SchmelzenvonweichenHämatitfeinerzen.
Erzzusammensetzung in Prozent :
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<tb>
<tb> Fe <SEP> 68, <SEP> 0 <SEP>
<tb> 8i02 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Al203 <SEP> 1,2 <SEP>
<tb>
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<tb>
<tb> Glühverlust <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Rest <SEP> 27, <SEP> 6 <SEP> (hauptsächlich <SEP> Sauerstoff).
<tb>
Das Erz der vorstehenden Zusammensetzung wird in einer Kugelmühle gemahlen, bis 780/0 durch ein 320 Maschen-BS-Sieb hindurchgehen.
Die Feinerze werden gründlich gemischt mit a) einer Back- oder Fettkohle mit einem hohen Gieseler Fliessindex und mit folgender chemischer
Zusammensetzung (auf trockener Basis) :
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<tb>
<tb> Fester <SEP> Kohlenstoff <SEP> 50, <SEP> 50/0 <SEP>
<tb> leicht <SEP> flüchtige <SEP> Bestandteile <SEP> 43, <SEP> 9%
<tb> Asche <SEP> 5, <SEP> lao <SEP> (hauptsächlich
<tb> SiO2 <SEP> und <SEP> Al2O3)
<tb> Schwefel <SEP> 0, <SEP> 5%, <SEP>
<tb>
die derart in einer Hammermühle gemahlen ist, dass 950 durch ein 72 Maschen-BS-Sieb hindurchgehen, b) mit trockenem, gelöschtem Kalk und c) mit fein gemahlenem Portlandzement.
Die Mischung weist folgende Bestandteile auf :
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<tb>
<tb> Feinerze <SEP> 50%
<tb> Kohle <SEP> 44%
<tb> Kalk <SEP> 5%
<tb> Zement <SEP> 1%.
<tb>
Die Mischung wird in einem Scheibenpelletisierer pelletisiert, wobei Pellets mit einem Durchmesser von zirka 1, 77 bis 2, 22 cm erhalten werden. Die Pellets --14-- werden langsam während 24 bis 40 h ausgetrocknet, wobei sie hart genug werden für die Handhabung und die Behandlung in den Trichtern --15-- auf der Oberseite eines niedrigen Schachtschmelzofens, wie er im Prinzip in Fig. 1 dargestellt ist. Zirka 3% zusätzliche Kalksteinklumpen (+ 0, 64 cm bis 2, 22 cm) werden hinzugegeben, um eine ausreichend hohe Basizität in den Schlacken aufrechtzuerhalten.
Der versuchsmässig benutzte Schachtofen --10-- hat eine gesamte innere Schachthöhe von zirka 2, 4 m, einen Schachtdurchmesser von zirka 45,7 cm und einen Herddurchmesser von zirka 30, 5 cm.
Die vertikalen geschlitzten Verkokungsstahlsäulen --11 bis 13-- sind zirka 90 cm lang. Die Betthöhe in dem Schachtteil --24-- beträgt zirka 1, 36 m.
Die Blasluft wird auf 380 bis 4000C vorgewärmt und über 6 Düsen --21-- eingeblasen. Die mit niedrigerem Druck über die Öffnungen --16 und 17-- eingeblasene Luft wird nur auf 2000C vorgewärmt.
Die chemische Zusammensetzung des periodisch aus dem Gestell des Ofens bei --23-- abgestochenen Roheisens ist im Durchschnitt folgende :
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<tb>
<tb> C <SEP> 3, <SEP> 250/0 <SEP>
<tb> Si <SEP> 1, <SEP> 8 <SEP> %
<tb> Mn <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> % <SEP>
<tb> p <SEP> 0, <SEP> 040/0 <SEP>
<tb> S <SEP> 0, <SEP> 05% <SEP>
<tb> Fe <SEP> Rest
<tb>
Die Schlackenzusammensetzungen sind typisch für eisengeblasene Ofenschlacke mit einem Basizitätsverhältnis von 1, 2 (CaO + MgO)/(SiO2 + Ail, 03).
Beispiel 2 : Schmelzen von Zinnkonzentraten minderer Qualität.
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mit 200 Maschen hindurch gehen und folgende Zusammensetzung (in %) vorliegt.
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<tb>
<tb>
Sn <SEP> 23, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Fe <SEP> 15, <SEP> 8 <SEP> (hauptsächlich <SEP> Magneteisenstein)
<tb> Si02 <SEP> 17,0
<tb> Al2O3 <SEP> zo
<tb> CaO <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP>
<tb> MnO <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> S <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Glühverlust <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP> (einschliesslich <SEP> H20 <SEP> und
<tb> bei <SEP> 9000C <SEP> C02) <SEP>
<tb> Rest <SEP> 17, <SEP> 1 <SEP> (hauptsächlich <SEP> Sauerstoff)
<tb>
b) stark backende Kohle (wie in Beispiel 1) folgende Zusammensetzung (in 0/0) :
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<tb>
<tb> Fester <SEP> Kohlenstoff <SEP> 50,5
<tb> leicht <SEP> flüchtige <SEP> Bestandteile <SEP> 43, <SEP> 9
<tb> Asche <SEP> 5,1
<tb> Schwefel <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
c) trocken gelöschter Kalk (96% Ca (OH) 2' als Bindemittel und Flussmittel) d) Portlandzement (als Binde- und Flussmittel).
Die vorstehenden Bestandteile a) bis d) werden in folgenden Anteilen sorgfältig gemischt :
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<tb>
<tb> a) <SEP> Konzentrate <SEP> 57%
<tb> b) <SEP> Kohle <SEP> 33%
<tb> c) <SEP> Kalk <SEP> 8% <SEP>
<tb> d) <SEP> Zement <SEP> 2%.
<tb>
Die Mischung wird in einem Scheibenpelletisierer pelletisiert, wobei Pellets mit einem Durchmesser von 1, 27 bis 2,22 cm entstehen. Die Pellets --14- werden während 24 bis 30 h luftgetrocknet. Während dieser Zeit ergibt sich eine ausreichende Festigkeit, so dass eine Handhabung ohne einen nennenswerten Abbau in den oberen Trichtern --15-- auf dem niedrigen Schachtofen --10-- möglich ist.
Der benutzte Schachtofen -10-- ist derselbe wie gemäss Beispiel 1. Die Vorwärmblastemperatur bei-21-ist ebenfalls dieselbe, nämlich 380 bis 400 C. Die durch die Einlässe -16 und 17-eingeblasene Luft hat jedoch nur eine Temperatur von zirka 100 C. Dies ist erforderlich, um die Temperatur am oberen Teil der Gicht des Schachtes unterhalb 700 C zu halten, da sonst zu starke Dampfverluste auftreten würden. Die teilweise verkokten und carbonisierten Pellets haben am Ausgang der Carbonisierungskolonnen --11 bis 13-- vorzugsweise eine "Dunkelrotwärme" (550 bis 650 C).
Das Verhütten und Schmelzen geht unter Herstellung einer Zinn-Eisen-Legierung der folgenden durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung weiter :
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<tb>
<tb> Sn <SEP> 62%
<tb> Fe <SEP> 37, <SEP> 8% <SEP>
<tb> andere <SEP> Elemente <SEP> 0, <SEP> 2%.
<tb>
Diese geschmolzene Legierung ist geeignet für ein kontinuierliches Frischen in einem WORCRA-Ofen mit einem Gegenstromfluss der Schlacke in bezug zu dem Strom der geschmolzenen Legierung (s. das in der USA-Patentschrift Nr. 3, 326,672 beschriebene Verfahren).
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Wie Versuche ergeben, haben die Calcium-Aluminium-Kieselsäuresalzschlacken einen Gehalt von 0,5 bis zo Sn und von 5 bis 8% Fe in der Form von FeO.
Dampf, der in einem heissen Cyclon mit einem nachgeschalteten Kühler und sackförmigem Gehäuse gesammelt wird, hat einen versuchsmässig ermittelten Gehalt von Sn (als Oxyd) von 45 bis 55%. Bei den späteren Schmelzvorgängen wird Dampf der zusammengesetzten Pelletmischung zugemischt, wodurch die Festigkeit der trockenen, nicht verkokten Pellets --14-- erhöht wird.
Beispiel 3 : Schmelzen und Verhütten einer 50 : 50 Mischung aus nickelhaltigem Laterit und garnieritischem, verwittertem Serpentinerz.
Die Prozentsätze der Hauptbestandteile (auf trockener Basis) der Erzmischung sind die folgenden :
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<tb>
<tb> Ni <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Fe <SEP> 35, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Cr <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP>
<tb> SiO2 <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP>
<tb> MgO <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Alzo <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP>
<tb> MnO <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Rest <SEP> hauptsächlich <SEP> Sauerstoff
<tb> und <SEP> HO.
<tb>
Die Erze werden bei zirka 2000C in einem Drehofen getrocknet, um das nicht gebundene Wasser auszutreiben. Die getrockneten Stoffe werden in einer Hammermühle soweit gemahlen, dass 100% durch ein 60 Maschen BS-Sieb und zirka 68% durch ein 300 Maschen BS-Sieb hindurchgehen. Die Feinerzmischungen werden sodann mit in einer Hammermühle gemahlener Back- und Fettkohle (dieselbe wie in Beispiel 1 und 2) und mit trockenem, gelöschtem Kalk in folgenden Verhältnissen (in %) gemischt :
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<tb>
<tb> Erzmischung <SEP> 52
<tb> Kohle <SEP> 40
<tb> Kalk <SEP> 5
<tb> Kalkstein <SEP> 3.
<tb>
Diese Mischung wird in einem Scheibenpelletisierer pelletisiert, wobei Pellets mit einem Durchmesser von 2, 22 bis 2, 54 cm entstehen. Die Pellets --14-- werden während 24 bis 48 h luftgetrocknet und sind sodann fest genug für die Handhabung und Zuführung in den Schachtofen gemäss Beispiel 1 und 2.
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--21-- beträgtsetzung :
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<tb>
<tb> Ni <SEP> 6, <SEP> 2%
<tb> Cr <SEP> 3, <SEP> 1%
<tb> Co <SEP> 0, <SEP> 3%
<tb> C <SEP> 2, <SEP> 2% <SEP>
<tb> Si <SEP> 3, <SEP> 5%
<tb> Mn <SEP> 0, <SEP> wo
<tb> S <SEP> 0, <SEP> 20/0 <SEP>
<tb> P <SEP> 0, <SEP> 11% <SEP>
<tb> Fe <SEP> Rest
<tb>
Die Calcium-Magnesium-Eisen-Aluminium-Kieselsäuresalzschlacke enthält 0,06% Ni und 0,15% Cr. Über 95% des Nickels und zirka 80% des Eisens werden in der Lagierungsphase gewonnen.
Beispiel 4 : Schmelzen von gerösteten Zinkerzen.
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Zusammengesetzte Pellets werden aus folgenden Bestandteilen hergestellt : a) Zinkrösterze, hergestellt aus Zinksulfidkonzentraten (Broken Hill) in einem Wirbelschichtbett.
Die Zusammensetzung der Rösterze ergibt sich auf der Basis von Versuchen wie folgt :
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<tb>
<tb> Zn <SEP> 59, <SEP> 3% <SEP>
<tb> Fe <SEP> 9,9%
<tb> S <SEP> (gesamt) <SEP> 1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> Pb <SEP> 1, <SEP> 0% <SEP>
<tb> SiO2 <SEP> 2,9%
<tb> CaO <SEP> 0, <SEP> 9% <SEP>
<tb> andere <SEP> Oxyde <SEP> 3, <SEP> 5% <SEP>
<tb> Rest <SEP> 21, <SEP> 5% <SEP> (hauptsächlich <SEP> Sauerstoff).
<tb>
b) In einer Hammermühle gemahlene Richmond-Main-Kohle von Kurri Kurri, New South Wales, mit folgender durch Versuche ermittelten Zusammensetzung (in %):
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<tb>
<tb> fester <SEP> Kohlenstoff <SEP> 51, <SEP> 5 <SEP>
<tb> leicht <SEP> flüchtige
<tb> Bestandteile <SEP> 42, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Asche <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Feuchtigkeit <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
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d) Portlandzement.
Die vorgenannten Stoffe a bis d werden in einer Flügelmischmaschine in folgenden Anteilen gemischt :
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<tb>
<tb> a) <SEP> Rösterze <SEP> 55%
<tb> b) <SEP> Kohle <SEP> 40%
<tb> c) <SEP> Kalk <SEP> 4%
<tb> d) <SEP> Portlandzement <SEP> 1%.
<tb>
Es folgt sodann eine Pelletisierung in einem Scheibenpelletisierer. Die Pellets haben einen Durchmesser von 1, 27 bis 2, 54 cm, und werden während 20 bis 30 h luftgetrocknet und sodann den Trichtern --15-- eines integralen Röst- und Schmelzschachtofens gemäss Fig. 2 zugeführt.
Der benutzte Versuchsofen hat eine gesamte Schachthöhe von zirka 2, 4 m und einen Durchmesser von 45, 7 cm, wobei der Gestelldurchmesser 30, 5 cm beträgt. Die Carbonisierungskolonnen --11 bis 13-- sind zirka 1, 06 m lang. Die Einschnürung --25-- aus hitzebeständiger Legierung richtet die heissen, entgasten Pellets nach unten in den Schacht --10--. Die Pellets haben beim Ausgang aus dem Boden der geschlitzten Säulen-11 bis 13-eine Temperatur von 650 bis 700 C und sind etwas heisser - 700 bis 750 C - wenn sie in den nachfolgenden Ofenteil eintreten.
Der Zinkdampf, der oben von der Gicht ausgeht, wird in einen Blei-Spritzkondensator weiterge- leitet, der von der Firma Imperial Smelting Co. Ltd., England, hergestelltwird. DieCO/CO -Ver- hältnisse an der Oberseite der Gicht ändern sich zwischen 3 : 1 und 4 : 1. Es ergeben sich insbesondere folgende Analysewerte :
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<tb>
<tb> CO <SEP> 22,6% <SEP> 23,2% <SEP> 24,1%
<tb> CO <SEP> 7, <SEP> 2% <SEP> 6, <SEP> 2% <SEP> 5, <SEP> 5%. <SEP>
<tb>
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Die Calcium-Eisen-Aluminium-Kiese1säuresalzschlacken, die vom Gestell abgestochen werden, sind in der Regel ähnlich wie solche, die aus ISF-Öfen abgestochen werden. Der Zinkgehalt liegt bei 5bis9, 6%.
Etwas Bleilegierung (Gold- und Silbergehalt) wird ebenfalls in dem Gestell gesammelt und in bestimmen Abständen mit der Schlacke abgestochen. Dieses Blei setzt sich sodann von der Schlacke in einem Vorherd ausserhalb des Ofens ab.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum direkten Schachtofenschmelzen von oxydischen Erzen oder Konzentraten oder
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eine oder mehrere Verkokungskolonnen mit Öffnungen oder Schlitzen an den Wänden und sodann durch einen darunter angeordneten Hauptschacht des Schachtofens geleitet wird, dass ein Sauerstoff enthaltendes Gas in eine Verbrennungskammer eingeleitet wird, die ganz oder teilweise die Verkokungskolonne (n) umgibt, dass Teere und brennbare Gase, die durch die Öffnungen oder Schlitze aus der nach unten sich bewegenden Füllung der Verkokungskolonne (n) entweichen, mittels des sauerstoffhaltigen Gases verbrannt werden, dass die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer abgezogen werden und dass das Metall oder die Legierung, die in dem Hauptschacht des Schachtofens hergestellt wird, abgezogen wird.
2. Verfahren nachAnspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass geschmolzenes Metall oder eine geschmolzene Legierung vom Gestell des Schachtofens abgezogen wird.