CH255154A - Verfahren zur Verhüttung in Schachtöfen mit offener Gicht. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Verhüttung in Schachtöfen mit offener Gicht.    Es ist bekannt, Eisenerz im offenen elek  trischen Ofen zu verhütten. Bei den meisten       herrolegierungen    wird, sofern sie im     elektri-          se.hen    Ofen erzeugt werden,     heute    noch so  gearbeitet. Diese Arbeitsweise hat     aber    zwei  Nachteile.

   Einerseits behindern die an der       Beschickungsoberfläche    verbrennenden     CTase     das Arbeiten auf der     Gi.chtbühne,        ander-          -#cits    bringt das     Arbeiten,    mit offenem  Schachtofen einen erheblichen     wirtschaft-          lichen    Nachteil mit sich, der in dem     Gasver-          lnst    besteht. Mehr als die Hälfte des Heiz  wertes der     Reduktionskohle    geht auf     diesem     Weg verloren.  



  Zur Vermeidung der erwähnten Nachteile  und vor allen Dingen zur     Steigerung    der       Wirschaftlichkeit,    d. h. zum Auffangen und  zur     Nutzbarmachung    des Ofengases,     wurden     die     Verhüttungsöfen    gedeckt. Auf diese  Weise kamen Öfen zustande, die sehr gut  arbeiten. Sie haben aber die mit der An  bringung eines     Gewölbes    verbundenen wirt  schaftlichen und metallurgischen Nachteile.  



  Die vorliegende Erfindung vermeidet  diese Nachteile und Abt :damit die Möglich  keit,     dass    Arbeiten mit     einem    offenen Ofen       -wesentlich    günstiger zu gestalten.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung zur  Verhüttung in Schachtöfen mit offener Gicht       besteht    darin, dass unterhalb der     Beschi.k-          kungsoberfläche        dass    Ofengas abgesaugt wird.  In dem Mass, wie das Gas abgesaugt wird,       verkleinert    sich die Flamme an der     Beschik-          kungSöberfläche,        Sobald    die Flamme völlig         verschwindet,    bedeutet dies,     d'ass    Luft ange  saugt wird.

   Im allgemeinen ist es vorteil  haft, das Ansaugen von Luft zu vermeiden  und nur soviel Gas abzusaugen, dass an der  Beschickungsoberfläche noch eine kleine  Flamme verbleibt. Diese Flamme ist der An  zeiger dafür, dass keine Luft in die Be  schickung hineingesaugt wird.  



  Wenn man .das Gas in der beschriebenen  Weise unterhalb der Beschickungsoberfläche  absaugt, wird     .das    Arbeiten auf der Licht  bühne nicht mehr durch die Hitze gestört;  denn die Wärmeentwicklung entsteht in der  Hauptsache durch die     verbrennenden    Gase.  Wenn die Flamme nur klein ist, bleibt die  Beschickungsoberfläche     verhältnismässig    kalt.  



  Das abgesaugte Ofengas kann in geeigne  ter Weise weiter verwendet werden. Es ist  bereits früher vorgeschlagen worden, die Be  schickung für den Schachtofen in einem       Drehof    en vorzubereiten. Das aus dem Schacht  ofen abgesaugte Ofengas kann nun zur     Be-          heizung    des Drehofens benutzt werden. Dabei       wird    z. B. wie folgt verfahren: Das     Ofengaä     wird mit Luftsauerstoff verbrannt, und die  Verbrennungsgase führt man im Gegenstrom  zu der Beschickung des Drehofens. Auf diese  Weise wird sowohl die fühlbare Wärme des  abgesaugten Ofengases, als auch sein Heiz  wert ausgenützt.

   Das vorbereitete, getrock  nete, geröstete und     vorreduzierte    Erz gelangt  mit einer Temperatur von rund 1000  in den  Schachtofen. in dem     e5'    fertigreduziert wird      und in welchem das     anfallendeEisen    schmilzt.  Je nach der     Arbeitsweise    und der     Beschik-          kunb        art    kann die Temperatur beim Austritt  aus dem Drehofen etwas höher oder niedriger  sein.  



  Es ist vorteilhaft, die     Flammengaze    aus  dem Drehofen abzusaugen. Ein weiterer. Vor  teil ergibt sich, wenn man den Drehofen mit  der     Gasabsaugung    aus     denn        Schachtofen    der  art verbindet, dass .das ganze     ,System        unter     vermindertem Druck steht. Das System  braucht dann nicht vollkommen dicht zu sein,  da man zur Verbrennung des Ofengases ohne  hin Wind dem Drehofen zuführen muss.  



  Eine     besonders.    günstige Ausführungsform  des. Verfahrens ergibt sich, wenn das Gas aus  der     Beschickung    mit einer solchen Tempera  tur abgezogen     wird,    dass die Niederschlagung  des     Siliziumsulfids    noch nicht erfolgt. Be  kanntlich bildet sich in den Schachtöfen in  der heissen Zone aus dem Schwefel der Be  schickung und der     vorhandenen    Kieselsäure       Siliziumsulfid.    Diese Verbindung sublimiert,  ohne zu schmelzen. Der     Sublimationspunkt     liegt aber verhältnismässig hoch, etwa bei       12,00     C.

   Wenn man das Gas, in welchem das       Siliziumsulfid    dampfförmig enthalten ist, ab  kühlt, scheidet sich bei Unterschreitung der  angegebenen Temperaturgrenze noch kein  festes     Siliziumoulfid    in Form eines Nieder  schlages ab. Das     Siliziumsulfid    wird zwar  fest,

   ist aber im Gas in feinster Form verteilt  und bildet     mit    ihm einen     Kolloidnebel..    Erst  bei erheblicher Unterschreitung     zier        Subli-          mationstemperatur        tritt    die feste     Abschei-          dung    an den kälteren Stellen der     Beschik-          kung    ein. Wenn man daher .das Ofengas bei  einer Temperatur abzieht, bei welcher das       Siliziumsulfid    noch im Gas enthalten ist,  gelingt es, die Entschwefelung im Schacht  ofen über die Gasphase durchzuführen.

   Man  muss zu diesem     Zweck    die     Absaugung    genü  gend     tief    unter die Beschickungsoberfläche  verlegen und das Gas aus einer Zone abneh  men, in welcher es noch genügende     TemTe-          ratur    aufweist. Diese Temperatur liegt je  nach der Arbeitsweise und -der Zusammen  setzung der     Besohiekung        etwas        höher    oder    niedriger, im allgemeinen aber zwischen 500  und 700  C.  



  Im Vorstehenden wurde darauf hingewie  sen, dass es zweckmässig ist, die     Gasabsau-          gung    nur so weit zu treiben,     dass    an der Ober  fläche der     Beschickung    noch eine kleine       Flamme'    übrig bleibt, dass also in die     Be-          schiekung    keine Luft eingesaugt wird. Es  gibt aber Fälle, in welchen es vorteilhaft ist,  die     Absaugung    weiter zu treiben und auch  Luft in die     Beschickung    einzusaugen.

   Wenn  man beispielsweise mit einem     .Schachtofen     arbeitet, der ausschliesslich mit Kohle be  schickt wird und keine     zusätzliche    Erhitzung  durch elektrische Energie erfährt, ist es  manchmal wünschenswert, schon nahe an der  Oberfläche der Gicht     einen.    Teil des einge  führten Brennstoffes zu verbrennen, um die  Beschickung kräftig zu erhitzen. In einen  solchen Fall fördert das Ansaugen der Luft  die Verbrennung und lässt das gewünscht  Ziel leicht erreichen.  



  Es muss hervorgehoben werden, dass das  Verfahren gemäss der Erfindung nicht nur  beim Elektroofen mit offener Gicht, sondern  auch bei andern offenen Schachtöfen vorteil  haft Anwendung finden     ::ann.    Beispielsweise  bewährt     sich    das Verfahren beim     Sauerstoff-          Nie@derschachtofen.    Es ist bereits früher vor  geschlagen worden, den     Sauerstoff-Nieder-          schachtofen    zu     schliessen    und ein Zweistufen  verfahren durchzuführen, dessen erste Stufe  in der Erhitzung der     Beschickung    in einem  Drehofen besteht, während die Fertigreduk  tion und das Schmelzen im Schachtofen er  folgt.

   Bei diesem     Zweistufenverfahren    ist der  Schachtofen abgeschlossen und der Drehrohr  ofen seitlich an .den Schachtofen angesetzt.  Der     Drehrohrofen    mündet also     unmittelbar    in  den     obern        Ofenabschluss.     



  Das     Zweistufenverfahren    lässt sich aber  auch unter Anwendung der vorliegenden Er  findung bei offenen Schachtöfen ausführen.  Durch das seitliche Absaugen der Ofengase  bedarf es zum Abfangen des Gases nicht mehr       des    oben geschlossenen Ofens, der an der Be  schickungsoberfläche mit     einemkleinen    Über  druck arbeitet. Die seitlich abgesaugten Gase      können vielmehr nach dem     Austragsende    des  Drehofens übergeleitet werden und das im       Drehofen,        vorbereitete    Gut kann aus dem       Austrabsende    auf die Oberfläche der Ofen  beschickung gebracht werden.

   Das:     Austra.gs-          ende    des Drehofens ist dabei geschlossen. In  dieses Ende münden die Leitungen für das       abgesaugte    Ofengas und für den zur Ver  brennung     erforderlichenWind    ein, und ausser  dem ist dort der Kanal angebracht, durch  den die Beschickung den Drehofen nach dem  Schachtofen verlässt.  



  Um im Drehofen Unterdruck zu erzeugen,  kann man in einfachster Weise mit Kamin-  
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    Zug <SEP> arbeiten. <SEP> Auch <SEP> künstlicher <SEP> Zug <SEP> ist <SEP> vor  teilha.ft. <SEP> Auf <SEP> diese <SEP> -Weise <SEP> wird <SEP> das <SEP> Gas <SEP> un  .nit.telbar <SEP> aus <SEP> dem <SEP> Schachtofen <SEP> abgesaugt,
<tb>   -obei <SEP> die <SEP> verhältnismässig <SEP> hohen <SEP> Tempera-       tunen des abgesaugten Gases, welches das     Si-          liziumsulfid    enthält, überhaupt nicht stören.

    Der Luftzutritt am     Austragsende    des Dreh  ofens     rnuss    nicht durch eine besondere Leitung       erfol;@en.    Es kann auch genügen, dass durch  die     Undichtheiten    bei     denAnschlüssen    an den  Drehofen genügend Luft eintritt. Zweck  mässig ist es, diese Luftmenge niedriger zu  halten, als der Bedarf zur Verbrennung des  Ofengases es verlangt.     Man    kann dann leicht  durch Regelung von Schlitzen und andern  Zutrittsöffnungen die     richtige        Gasluftmi-          schungeinstellen.     



  Wenn man das vorliegende Verfahren bei       Elektroöfen    anwendet, ergibt     ,sich    ein Vor  teil, der an sich überraschend ist. Man arbei  tet im allgemeinen mit     Einphasenöfen,    die  den Nachteil erheblicher Induktionsverluste  haben.

   Die Zuleitungen beim     Einphasenofen     kann man zwar bis an den Ofen heran     ver-          @chachteln.    Am Ofen entsteht aber durch die  Weiterführung der Leitungen einerseits zur  Oberelektrode und     anderseits    zur     Bo,den-          elektrode    eine     -,rosse    Schleife und daher auch       ehn        erheblicher    Induktionsverlust.  



       Nenn    man nun nach der Lehre der     Er-          findixn",    arbeitet und das Gas unterhalb der       Besehicl@ungsoberfläche    absaugt,     lässt    sieh die       Ofenhöhe    vermindern. Wenn     man    aber .die  Ofenhöhe     vermindert:,    wird auch die Strom-    schleife kleiner, und der Induktionsverlust  geht merklich zurück. Dadurch steigert sich  die Ofenleistung, und trotz des niedrigen  Ofens     wird    eine günstigere Leistung erzielt.

         Beispielsweise    .sei erwähnt, dass ein Elektro  ofen normaler Bauart für die Erzeugung von  einer Tonne Eisen stündlich etwa.     30100        kWh(t     verbraucht. Beim     Zweistufenverfahren    und  unter Vermeidung der hohen     Induktionever-          luste    kann man im gleichen. Ofen jedoch mit  niedrigerer Bauart je Tonne Eisen mit etwa  1000     kWh/t        auskommen.    Wenn man die  gleiche Energie aufwendet, kann man statt  eine Tonne Roheisen bis zu drei Tonnen pro  Stunde herstellen.  



  Der Induktionsverlust hängt im wesent  lichen von der Grösse der Stromschleife ab.  Daneben spielt aber im Elektrofeld jedes  Metallstück, insbesondere auch der geschlos  sene Ofenzylinder eine Rolle. Genau wie im       Induktionsofen,    wird in diesen Metallteilen  Strom induziert, der sich in Wärme umsetzt  und damit verloren ist. Je niedriger der Ofen  gebaut werden kann, um so weniger benötigt  man den Blechzylinder, um den Ofen zu  sammenzuhalten. Wird daher bei     Absaugung     des Ofengases der Ofen nunmehr halb so hoch  wie bisher gebaut, so kann man ihn ohne  Benutzung des     Blechzylinders        verankern.    Da  mit werden die Induktionsverluste weiter her  untergedrückt.  



  Das beschriebene. Verfahren in     Verbin-          .dung    mit dem zweistufigen Arbeiten ermög  licht die Verwendung von Feinmaterial. Für  den einfachen Hochofen ist Feinmaterial  äusserst nachteilig und     stückiges    Gut Bedin  gung für ein gutes Arbeiten.

   Beim Zwei  stufenverfahren ist es für den Drehofen ge  rade     umgekehrt.    Hat man     etückiges    und fei  nes Material zur Verfügung, so ist es vorteil  haft, das Feinmaterial in den Drehofen, zu  geben, während man bezüglich des     stückigen     Materials die Möglichkeit hat, es in den       Schachtofen    durch die offene Gicht einzu  bringen.     Stückiger        Koks    oder     stückige    Kohle  kann man zusammen mit Feinkohle in den  Drehofen geben.     Mail    kann sie aber     auch         unmittelbar in den Schachtofen bringen. Die  Art der Arbeit hängt von den örtlichen Be  dingungen ab.

   Der Drehofen eignet sich vor  zugeweise für     feinstückigesMaterial.        Stückige     Beschickung schadet .dem Drehofen nicht,  wird aber nicht so gründlich durchgearbeitet  wie     feinstückiges        Material.    Bei     feinstücki-          gem    Material lassen sich die .miteinander  reagierenden Stoffe besser     mischen,    und die       Reaktionsoberfläche    ist grösser. Im Hochofen  ist eine solche Arbeitsweise aus mechanischen  Gründen nicht anwendbar.  



  Wirtschaftlich kommt hinzu,     da-ss    sehr  häufig     feinstückiges    Material vorliegt, das  im Hochofen nicht unmittelbar verarbeitet  werden kann, während der Drehofen gerade  ein solches Material verlangt. Die Vorberei  tung des     Möllers    im Drehofen wird nur bis  zu einer Temperatur von     etwa        10i00     C durch  geführt, während die     Schlussarbeit,    die Fer  tigreduktion und     insbesondre        dass    Schmelzen  im Schachtofen erfolgt.

       Wenn    sehr feines  Material vorliegt, ist es häufig     vorteilhaf    t,  die Temperatur des     Möllers    im Drehofen so  weit zu steigern, dass     Sinterung    eintritt. Das       vJeichwerdende,        vorreduzierte    Feinerz ver  klumpt und schliesst den nicht verbrannten  Brennstoff in diesen Klumpen ein. Die ge  bildeten Stücke fallen dann in den Schacht  ofen, wo sie die fertige     Reduktion,    erfahren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verhüttung in Schacht öfen mit offener Gicht, dadurch gekennzeich net, dass man .das Ofengas unterhalb der Be schickungsoberfläche absaugt. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Absau- gung so weit tr3,bt, dass, an .der Oberfläche nurmehr eine kleine Flamme brennt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Absau- bung so weit treibt, dass die Flamme an der Beschickungsoberfläche völlig verschwindet. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man die Absau- gung des Gases unterhalb der BeschiGkungs- oberfläche bei einer Temperatur vornimmt, bei welcher das Si@liziumsulfid sich noch nicht in fester Form abscheidet. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass man in einem Zweistufenverfahren arbeitet und das ab- gesaugte Gas in einen Drehofen einführt, in welchem die Beschickung für den Schacht ofen vorbereitet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flammengase aus dem Drehofen absaugt. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und<B>5,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass man die Absaugung aus dem Drehofen gleichzeitig zur Absaugung des Gases aus dem: Schachtofen nach dem Dreh ofen: benutzt. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man das stückige Erz in die offene Gicht, das Feinerz dagegen in den Drehofen auf gibt. B.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteransprüchen 4 und 7, .dadurch gekenn zeichnet, dass man die Kohle sowohl in fein stückiger als auch in grobstückiger Form in den Drehofen aufgibt.