DE1019831B

DE1019831B - Process for the implementation of thermal reduction processes in electric melting furnaces

Info

Publication number: DE1019831B
Application number: DEE4908A
Authority: DE
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1951-01-15
Filing date: 1952-01-12
Publication date: 1957-11-21

Description

Verfahren zur Durchführung thermischer Reduktionsprozesse in elektrischen Schmelzöfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung thermischer Reduktionsprozesse in elektrischen Schmelzöfen. In den letzten Jahren hat die technische Entwicklung große Verbesserungen beim elektrischen Schmelzen von Karbid, Ferrolegierungen, Roheisen usw. gebracht.Process for performing thermal reduction processes in electrical Melting Furnaces The invention relates to a method for carrying out thermal reduction processes in electric melting furnaces. In recent years, the technical development great improvements in the electrical melting of carbide, ferro-alloys, pig iron etc. brought.

Früher wurden für die Verhüttung der vorgenannten Stoffe offene Öfen verwendet, so daß das während der Reaktion entwickelte wertvolle, aus C 0 bzw. einer Mischung von C O und CO, bestehende Gas verlorenging. Zusammen mit dem Gas wurden auch große Mengen Staub abgeführt, der teils mechanisch mitgerissen wurde, teils aber auch von der Kondensation von im Schmelzkrater des elektrischen Ofens entstandenen Dämpfen herrührte. Dieser Staub ergab einen sehr lästigen Rauch, der für die Umgebung der Schmelzwerke von großem Nachteil war.In the past, open ovens were used for smelting the aforementioned substances, so that the valuable gas, consisting of CO or a mixture of CO and CO, which was developed during the reaction, was lost. Along with the gas, large quantities of dust were also removed, some of which was mechanically carried away, but also came from the condensation of vapors created in the melting crater of the electric furnace. This dust produced a very annoying smoke which was very detrimental to the environment of the smelting works.

Allmählich haben die meisten Länder strenge Verordnungen zur Verhinderung des Abblasens solchen Rauchs in das Freie erlassen. Dies hat die Schmelzwerke dazu gezwungen, statt offenen, geschlossene Öfen zu verwenden und das Gas in konzentrierter Form aufzufangen, so daß es gereinigt und ausgenutzt werden kann.Gradually, most of the countries have strict regulations to prevent it of blowing off such smoke into the open air. This is what the smelting works have to do with it forced to use instead of open, closed ovens and the gas in more concentrated To collect form so that it can be cleaned and exploited.

Für einen zufriedenstellenden Arbeitsverlauf im geschlossenen Ofen ist eine wesentliche Bedingung, daß der Schmelzvorgang ruhig, ohne Sieden der Schlacke und ohne Eruptionen in der Beschickung verläuft. Geschlossene Öfen können, wie sich erwiesen hat, für die meisten Reduktionsverfahren verwendet werden. Voraussetzung ist jedoch, daß die Beschickung genügend Gasdurchgangswege aufweist, um die Gase entweichen zu lassen, ohne daß große Gasansammlungen entstehen, die zur Folge haben, daß das Gas zuletzt unter hohem Druck und unter Eruptionen entweicht.For a satisfactory work process in the closed oven is an essential condition that the melting process calmly, without boiling the slag and runs without eruptions in the feed. Closed ovens can, like themselves has been shown to be used for most reduction processes. pre-condition however, what is important is that the feed has sufficient gas passageways to carry the gases to escape without causing large accumulations of gas, which result in that the gas finally escapes under high pressure and with eruptions.

Die verschiedenen Schmelzverfahren erfordern eine etwas unterschiedliche Ausgestaltung der elektrischen Schmelzöfen. In einigen Fällen hat man eine halbgeschlossene Form des Ofens vorgesehen, in anderen Fällen aber wird ein völlig geschlossener Ofen verwendet. Gewöhnlich werden die Öfen mit 3-Phasen-Strom betrieben unter Anwendung von drei Elektroden in Dreiecksstellung. Eine Reihe von Öfen ist so konstruiert, daß jede Elektrode von einem oder mehreren niedrigen Schächten umgeben ist, durch welche die Beschickung in die Schmelzöfen eingebracht wird. Um die Reaktionsgase unterhalb des Ofengewölbes ansammeln zu können, müssen diese durch die jede Elektrode umgebende Beschickungssäule hindurchgehen. Damit dies gelingt, ist es oft notwendig, die feineren Korngrößen des Beschikkungsgutes abzusieben, wodurch man einen besseren Gasdurchgang der Beschickung erzielt, indem nämlich die feineren Korngrößen sich nicht in die zwischen den gröberen Korngrößen bestehenden Gasdurchgangswege einlagern können. So arbeitet man z. B. beim Karbidschmelzen im geschlossenen Ofen heute ganz allgemein. Gewöhnlich muß man zwischen 5 und 25 Gewichtsprozent der Beschickung absieben. Das Absiebgut kann nicht unmittelbar zur Beschickung des Ofens verwendet werden. Dieses feinkörnige Absiebgut wird daher manchmal in offenen Karbidöfen verhüttet; teilweise wird es zu anderen Zwecken verwendet, z. B. als Dünger verkauft. Man hat sich auch schon in der Weise beholfen, daß man das feinteilige abgeschiedene Gut brikettiert oder sintert und dann zusammen mit dem gröberkörnigen Siebrückstand in die Schmelzöfen einführt. Die Absieb- und Verwertungs-bzw. Weiterverarbeitungsmaßnahmen sind aber umständlich und kostspielig, so daß das abgesiebte feinkörnige Gut in der Regel für Karbidschmelzen und andere Anlagen ein Problem bildet.The different fusions require a slightly different one Design of the electric melting furnaces. In some cases you have a semi-closed Form of the oven provided, but in other cases a completely closed one Furnace used. Usually the ovens are operated using 3-phase electricity of three electrodes in a triangular position. A number of ovens are designed to that each electrode is surrounded by one or more low wells which the feed is introduced into the melting furnaces. To the reaction gases To be able to collect below the furnace vault, these must be passed through each electrode go through surrounding feed column. In order for this to work, it is often necessary sifting off the finer grain sizes of the goods to be charged, which results in a better one Gas passage of the feed is achieved by namely the finer grain sizes do not embed in the gas passages between the coarser grain sizes can. This is how you work B. in carbide melting in a closed furnace today generally. Usually between 5 and 25 percent by weight of the feed must be required sieve. The material to be sieved cannot be used directly to load the furnace will. This fine-grained screening material is therefore sometimes smelted in open carbide furnaces; sometimes it is used for other purposes, e.g. B. sold as fertilizer. One has even manage themselves in such a way that the finely divided material is separated briquetted or sintered and then together with the coarse-grained sieve residue introduces into the melting furnaces. The screening and recycling or. Further processing measures but are cumbersome and expensive, so that the sieved fine-grained goods in usually a problem for carbide smelters and other equipment.

Man hat versucht, das Entweichen des Gases aus der Beschickung dadurch zu erleichtern, daß man die Beschickung in einigen Abständen von den Elektroden in die Öfen einführt, so daß zwischen der Elektrode und der Beschickung unterhalb des Gewölbes ein Gasraum entsteht. Dadurch wird, wie sich erwiesen hat, die Gasabgabe wesentlich verbessert; aber man muß trotzdem in der Praxis dem Anteil feinkörnigen Gutes an der Beschickung eine Grenze setzen, wenn Eruptionen mit Sicherheit vermieden werden sollen. Es ist deshalb vorteilhaft, auch bei Verarbeitung in diesen Öfen einen Teil des feinkörnigen Gutes abzusieben. Die Absiebmenge liegt im allgemeinen zwischen 5 und 15 11l0 des Feingutgehaltes der Beschickung. Es bestand die Aufgabe, diese abgesiebten feinkörnigen Bestandteile des Beschickungsguts in solcher Weise in Schmelzofen einzuführen, daß keine Eruptionen entstehen, und es wurde gefunden, daß dies mit Vorteil ausgeführt werden kann, wenn das feinkörnige Gut in geeigneter Mischung in den zentralen Teil des Ofens öder in der Nähe desselben eingebracht wird. Falls die Elektroden in Dreiecksstellung angecrdret sind und die Beschickung r.m die Elektrcden herum in den Ofen eingeführt wird, entsteht in dessen zentralem Teil eine Vertiefung, in welche man das feintEilige Gut mit Verteil durch ein be-_cr:deres Bcschickur_csrohr aufgeben kann. Dieser zentrale Teil des Ofens umfaßt zwar nicht die Schmelzkrater, die eire jede Elektrode umgeben, aber trotzdem ist die Temperatur hier so hoch, daß die Beschickung, wenn auch verhältnismäßig langsam, so doch in zufriedenstellender Weise einschmilzt. Die Schmelzgeschwindigkeit kann hier durch geeignete Wahl des Elektrodenabstandes reguliert werden.Attempts have been made to facilitate the escape of gas from the charge by introducing the charge into the furnace at some distances from the electrodes so that a gas space is created between the electrode and the charge below the vault. As has been found, this significantly improves the gas output; but one must nevertheless in practice set a limit to the proportion of fine-grained material in the charge if eruptions are to be avoided with certainty. It is therefore advantageous to sieve off some of the fine-grained material when processing in these ovens. The amount of sieving is generally between 5 and 15 1110 of the fines content of the charge. The object was to introduce these sieved fine-grained components of the charging material into the furnace in such a way that no eruptions occur, and it has been found that this can be carried out with advantage if the fine-grained material is dull in a suitable mixture in the central part of the furnace is introduced in the vicinity of the same. If the electrodes are locked in a triangular position and the charge around the electrodes is introduced into the furnace, a depression is created in the central part of the furnace, into which the fine-grained goods can be fed with distribution through a different charging pipe. Although this central part of the furnace does not include the melt craters surrounding each electrode, the temperature here is so high that the charge, if relatively slowly, melts down satisfactorily. The melting speed can be regulated here by a suitable choice of the electrode spacing.

Es ist selbstverständlich, daß die Beschickung aus feinkernigem Gut langsam erhitzt werden muß, um ohne Ei rpticnen geschrnelzer werden zu können. Es ist darauf zu achten, daß die Gasabgabe im geeigneten Verhältnis zur Gasdurchlässigkeit des Beschickungsgutes steht, was selbstverständlich von der Korngröße und der Siebkurve abhängt. Die Versuche des Erfinders haben ergeben, daß die Schmelzgeschwindigkeit im zentralen Teil des Ofens im allgemeinen sehr gut zur Gasdurchlässigkeit in dem feinkörnigen Beschickungsgut paßt. Er hat gefunden, daß man die abgesiebten Mengen von etwa 5 bis 15 Gewichtsprczent des Beschickungsguts in den zentralen Teil des Ofens aufgeben kann, ohne daß dadurch der Schmelzvcrgang irgendwie gestört wird.It goes without saying that the feed consists of fine-grained material must be heated slowly in order to be able to shrink without eggs. It care must be taken that the gas release is in a suitable ratio to the gas permeability of the material to be loaded, which of course depends on the grain size and the sieve curve depends. The inventor's experiments have shown that the melting rate in the central part of the furnace generally very good for gas permeability in that fine-grained charge fits. He has found that you can get the sieved quantities from about 5 to 15 percent by weight of the load into the central part of the Can give up the furnace without the melting process being disturbed in any way.

Es ist bekannt, feinkörniges Gut und grobkörniges Gut im Ofen an verschiedenen Stellen zuzugeben und das sich durch seine Körnung unterscheidende Gut voneinardcr getrennt zu halten. Dies geschieht entweder mit Hihe einer Scheidewand, die sich in den Ofen hinein crstrcckt, cderr durch Zuführung des grobkörnigen Gutes durch eine Hohlelektrcde. In beiden Fällen müssen aber b Escr dere Hilfsmittel (Scheidewände oder Hehlelelztroden) verwendet werden, um das Gut unterschiedlicher Kerngröße getrennt zu halten. Nach der Erfindung hingegen bedarf es keiner besonderen Hilfsmittel, vielmehr wird dien atürliche Vertiefung des Beschickungsgutes zwischen den Elektrcden ausgenutzt.It is known to put fine-grained goods and coarse-grained goods in the oven at different To add places and the goods, which differ from one another in terms of their grain size keep separate. This is done either with a height of a partition, which is stretched into the oven, or by feeding in the coarse-grained material a hollow electrode. In both cases, however, other aids (partitions or Hehlelelztroden) are used to separate the goods of different core sizes to keep. According to the invention, however, no special aids are required rather, the natural deepening of the load between the electrodes exploited.

Im Gegenteil hat sich herausgestellt, daß durch Einführen der feinkörnigen Beschickung in den zentralen Teil des Ofens diese besser auf dem Schmelzwege verwertet werden kann und dadurch die Schmelzkapazität und die Wirksamkeit des Ofens erhöht wird.On the contrary, it has been found that by introducing the fine-grained Charging in the central part of the furnace makes it easier to use the melting route and thereby increases the melting capacity and the effectiveness of the furnace will.

Es ist selbstverständlich, daß vorstehend angegebene Verfahren nicht nur bei Elektrodenanordnung in Dreieckstellurg, sondern auch bei von dieser abweichender Elektrodenanordnung ausgeübt werden kann. Die oben angegebene Darstellung der Erfindung steht in Übereinstimmung mit dem Prinzip, daß die Beschickung in so großem Abstand von den Elektroden aufzugeben ist, daß die Schmelzgeschwindigkeit in geeignetem Verhältnis zu der Gasentwicklung steht, die sich bei der Durchführung der Reaktion in der feinkörnigen Beschickung ergibt.It goes without saying that the above procedures do not only with the electrode arrangement in triangular position, but also with a different one Electrode assembly can be exercised. The above description of the invention is in accordance with the principle that the feed at such a great distance of the electrodes to give up is that the melting rate in appropriate There is a relationship to the gas evolution that occurs when the reaction is carried out results in the fine-grain charge.

Das feinkörnige Beschickungsgut wird bei den verschiedenartigen Verfahren unterschiedliche Korngröße haben. Beim Karbidschmelzen z. B. kann man damit rechnen, daß ein größerer oder kleinerer Teil aller Materialien mit einem Durchmesser unter 4 mm abgesiebt wird. Dieses abgesiebte Gut wird, wie oben beschrieben, in den zentralen Teil des Ofens aufgegeben.The fine-grained charge is used in the various processes have different grain sizes. When carbide melting z. B. one can expect that a larger or smaller part of all materials with a diameter below 4 mm is screened off. This sieved material is, as described above, in the central Abandoned part of the furnace.

Selbstverständlich kann auch an Stelle von Siebgut auf andere Weise entstandenes feinteiliges Gut, z. B. Flugstaub, der sich aus dem im Schmelzofen entwickelten Gas ausscheidet, mit demselben Ergebnis gemäß dem Verfahren der Erfindung verwendet werden.It goes without saying that in place of the material to be screened, it can also be done in other ways resulting fine-particle material, e.g. B. Flue dust from the furnace in the furnace evolved gas separates, with the same result according to the method of the invention be used.

Bei der Wiedereinführung von Flugstaub in den Schmelzofen kann man große Vorteile erzielen, weil z. B. bei der Karbiderzeugung sowohl die Kalk- als auch die Keksausbeute ansteigt.With the reintroduction of fly ash into the melting furnace one can achieve great advantages because z. B. in carbide production, both the lime as the biscuit yield also increases.

Einige Werke haben den Flugstaub wiedergewonnen ur. d mit Koksgrieß brikettiert und alsdann in den Schmelzofen zurückgegeben. Dieses verhältnismäßig teuere Verfahren braucht nunmehr nicht mehr angewandt zu werden, da der Flugstaub selbst ohne weitere Verarbeitung unmittelbar dem Schmelzprozeß zugeführt werden kann.Some plants have recovered the fly ash. d with coke grits briquetted and then returned to the furnace. This proportionately Expensive procedures no longer need to be used because the fly ash can be fed directly to the melting process even without further processing can.

Falls die C-\-hlonanlage im Verhältnis zum Ofen auf einem verhältnismäßig hohen Niveau angeordnet ist, kann man den Staub unmittelbar und fortlaufend aus der Staubkammer in eine zentrale Beschickungsstelle am Ofengewölbe transportieren. Der Transport kann z. B. mit Hilfe einer Schneckenschraube vor sich gehen. Durch Anwendung eines zentralen Gasabzuges am Ofen wirkt der Abzug als Staubkammer.In case the C - \ - hlon plant in relation to the furnace on a proportionate is arranged at a high level, the dust can be removed immediately and continuously the dust chamber to a central loading point on the furnace vault. The transport can e.g. B. go ahead with the help of a worm screw. By If a central gas vent on the stove is used, the vent acts as a dust chamber.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for carrying out thermal reduction processes in electric melting furnaces in which the material to be charged is fed around the electrodes as fine-grained and non-fine-grained material, characterized in that the non-fine-grained material is fed around the electrodes in a manner known per se, while the fine-grained material is introduced into the melting furnace at a distance from the electrodes and separated from the electrodes by the non-fine-grained material.

2. Procedure. according to claim 1, characterized in that the Abstapd between the electrodes and the or the insertion points for the fine-grained material so chosen that the melting of the fine-grained material takes place at a speed compared to the melting rate of the non-fine-grained material in the Furnace craters is significantly reduced.

3. The method according to claim 1, characterized in, that in the oven with the electrodes arranged in a triangle the fine-grained material is introduced into the central part of the furnace.

4. The method according to claim 1, characterized characterized in that the amount of the fine-grained material fed to the melting furnace between 5 and 15 percent by weight of the non-fine-grained material.

5. Procedure according to claim 1, characterized in that completely or partially closed ovens be used.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that together with the fine-grained material obtained by sieving also the fly ash, the separates from the gases, is introduced into the furnace.

7. The method according to claim 6, characterized in that the dust is fed in continuously. Into consideration pulled pamphlets German patents Nos. 526 626, 824 813, 859 927; British Patent No. 513,642.