DE1083840B

DE1083840B - Device for reducing iron oxides, mainly iron ores under high pressure, in a tubular, inductively heated container

Info

Publication number: DE1083840B
Application number: DEK16470A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Kocks
Original assignee: FRIEDRICH KOCKS DR ING
Current assignee: FRIEDRICH KOCKS DR ING
Priority date: 1952-12-13
Filing date: 1952-12-13
Publication date: 1960-06-23

Description

Vorrichtung zum Reduzieren von Eisenoxyden, vornehmlich von Eisenerzen unter hohem Druck, in einem rohrförmigen, induktiv beheizten-Behälter Es ist bekannt, Eisenoxyde, vornehmlich Eisenerze, in fester Phase zu reduzieren; hierbei entsteht nach dem Abbau des Sauerstoffes des Einsatzes kohlenstofffreies Eisen, z. B. in Form von Eisenschwamm.Device for reducing iron oxides, primarily iron ores under high pressure, in a tubular, inductively heated container It is known To reduce iron oxides, especially iron ores, in the solid phase; this arises after the decomposition of the oxygen of the insert carbon-free iron, e.g. Am Shape of sponge iron.

Am geeignetsten für die Reduktion mittels Gasen wie Methan, Kohlenoxyd, Wasserstoff oder Gemischen hiervon sind zylindrische Stahlgefäße, die z. B. aufrecht stehend angeordnet sind und ähnlich wie der Hochofenschacht an Tragsäulen aufgehängt werden können.Most suitable for reduction using gases such as methane, carbon oxide, Hydrogen or mixtures thereof are cylindrical steel vessels which, for. B. upright are arranged upright and hung on support columns similar to the blast furnace shaft can be.

Die Beschickung wird im oberen Teil aufgegeben und der Abbau der Eisenoxyde auf metallisches Eisen bzw. Eisenschwamm in dem etwas über dem Boden des Reduktionsgefäßes auf der erforderlichen Reaktionstemperatur befindlichen Reaktionsraum vorgenommen. Oberhalb des Reaktionsraumes sind die Beschickung und die aus diesem Raum aufsteigenden Gase wesentlich kühler.The feed is placed in the upper part and the iron oxides are broken down on metallic iron or sponge iron in the slightly above the bottom of the reduction vessel made at the required reaction temperature located reaction space. Above the reaction space are the feed and those rising from this space Gases much cooler.

Die erforderliche Reduktionstemperatur kann innerhalb des Ofens durch Verbrennung eines Gemisches aus Erzen und Kohle erzeugt werden; es ist auch bekannt, diese Temperatur von außen her auf induktivem Wege zu erzeugen; in diesem Falle brauchen lediglich das zu reduzierende Gut und die gasförmigen Reduktionsmittel in die Reduktionszone eingeführt zu werden.The required reduction temperature can be achieved within the furnace Combustion of a mixture of ores and coal can be produced; it is also known to generate this temperature inductively from the outside; in this case only need the material to be reduced and the gaseous reducing agent to be introduced into the reduction zone.

Der Reaktionsverlauf kann durch Erhöhung des Reaktionsdruckes gesteigert werden. Dem steht aber entgegen, daß die Reduktionszone sich auf einer Temperatur befindet, die - der Höhe nach räumlich begrenzt - die Festigkeit des Gefäßwerkstoffes stark herabsetzt. Um aber trotzdem mit hohen Drücken arbeiten zu können, ist es bekannt, eine Druckentlastung vorzunehmen, damit die zulässigeBelastung des Werkstoffes, aus dem das Reduktionsgefäß besteht, nicht überschritten wird.The course of the reaction can be increased by increasing the reaction pressure. However, this is opposed by the fact that the reduction zone is at a temperature which - spatially limited in height - greatly reduces the strength of the vessel material. However, in order to still be able to work with high pressures, it is known to relieve the pressure so that the permissible load on the material from which the reduction vessel is made is not exceeded.

Nach den Erkenntnissen der Anmelderin kommt es aber beim Arbeiten mit hohen Drücken nicht nur auf die Druckentlastung der Gefäßwandung in der Reduktionszone an sich an, sondern auch wesentlich auf die Art der Ummantelung des Induktors. Erfindungsgemäß wird daher der Induktor in einem im Querschnitt halbkreisförmigen und gasdicht mit der Behälterwand verbundenen Ringraum untergebracht, der in bekannter Weise mit dem Inneren des Reduktionsbehälters in druckentlastender Verbindung steht. Da eine derartige Ummantelung in besonderem Maße druckfest ist, wird hierdurch erst ermöglicht, selbst bei höchsten Drücken bis zu 100 at zu arbeiten.According to the applicant's findings, when working with high pressures, it is not only the pressure relief of the vessel wall in the reduction zone that is important, but also the type of sheathing of the inductor. According to the invention, the inductor is therefore accommodated in an annular space which is semicircular in cross section and is gas-tight with the container wall and is in a pressure-relieving connection with the interior of the reduction container in a known manner. Since such a casing is particularly pressure-resistant, it is only through this that it is possible to work even at the highest pressures of up to 100 atm.

In weiterer Ausbildung der Erfinung kann im Inneren des Reaktionsgefäßes ein axial verstellbares Zentralrohr für die Zuführung von festen oder gasförmigen Stoffen vorgesehen sein, in dessen unterem Abschnitt ein zweiter Induktor angeordnet ist. In der Zeichnung ist die Vorrichtung zum Reduzieren von Eisenoxyden, vornehmlich von Eisenerzen, in zwei Ausführungsbeispielen schematisch und im Längsschnitt dargestellt.In a further development of the invention can be inside the reaction vessel an axially adjustable central tube for the supply of solid or gaseous Substances be provided, in the lower portion of which a second inductor is arranged is. In the drawing, the apparatus for reducing iron oxides is primarily of iron ores, shown schematically in two exemplary embodiments and in longitudinal section.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 findet die Reduktion des Gutes über die feste Phase in einem aufrechts stehenden zylindrischen Gefäß 1 statt, das mit dem zu reduzierenden Gut gefüllt ist und dessen oberhalb des Gefäßbodens angeordnete ringförmige Reduktionszone A von außen her auf induktive Weise durch den Induktor 2, der über die Leitung 3 wassergekühlt ist, beheizt wird.In the device according to FIG. 1 , the reduction of the material via the solid phase takes place in an upright cylindrical vessel 1 which is filled with the material to be reduced and whose annular reduction zone A is arranged above the vessel bottom from the outside in an inductive manner through the Inductor 2, which is water-cooled via line 3, is heated.

In die auf Reduktionstemperatur befindliche ZoneA werden die zur Reduktion verwendeten Gase wie Methan, Kohlenoxyd, Wasserstoff oder Gemische hiervon eingeleitet. Das reduzierte Gut verläßt die Reduktionszone nach unten während das aus der Reduktionszone aufsteige2e heiße Gas zur Vorwärmung der in die Reduktionszone nachrutschenden Beschickung dient.In Zone A, which is at the reduction temperature, they are used for reduction The gases used such as methane, carbon dioxide, hydrogen or mixtures thereof are introduced. The reduced material leaves the reduction zone downwards while that from the reduction zone rising hot gas to preheat the feed that slides into the reduction zone serves.

Ura die Reduktionszone ist eine im Querschnitt halbkreisförmige Ummantelung 4 angebracht, die gasdicht mit dem Mantel des Gefäßes 1 verschweißt ist. Die Druckenlastung erfolgt durch das U-Rohr 5, dessen Schenkel 6 in den eigentlichen Reaktionsraum und dessen Schenkel 7 in das Innere der halbkreisförmigen Ummantelung 4 mündet.A jacket 4 with a semicircular cross section is attached to the reduction zone and is welded to the jacket of the vessel 1 in a gas-tight manner. The pressure load takes place through the U-tube 5, the leg 6 of which opens into the actual reaction space and the leg 7 of which opens into the interior of the semicircular casing 4.

Hieraus ist ersichtlich, daß die Reduktion der Eisenerze bei beliebigen Drücken, die bis zu 100 at ansteigen können, erfolgen kann, ohne daß dadurch der temperaturbelastete Ringquerschnitt A (Reduktionszone) irgendwie gefährdet ist. Die Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß im Innenraum des Gefäßes 1 noch ein zylindrischer Schacht 8 eingehängt ist, der gegebenenfalls axial verschoben werden und zum Einführen von festen oder gasförmigen Stoffen dienen kann. Im Innern des Schachtes ist im Bereich der Reduktionszone jeweils noch ein Induktor 9 angeordnet, so daß durch die beiden Induktoren jeweils nur die Beheizung des zwischen dem Innenrohr und dem Gefäßmantel befindlichen Ringraumes erfolgt.From this it can be seen that the iron ore can be reduced at any pressure, which can rise up to 100 atm, without the temperature-loaded ring cross-section A (reduction zone) being endangered in any way. The device according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in that a cylindrical shaft 8 is hung in the interior of the vessel 1 , which can optionally be moved axially and used to introduce solid or gaseous substances. In the interior of the shaft, in the area of the reduction zone, an inductor 9 is arranged so that the two inductors only heat the annular space located between the inner tube and the vessel jacket.

Die vorbeschriebene Vorrichtung dient zum Reduzieren von Eisenoxydverbindungen, vornehmlich von Eisenerzen über die feste Phase unter Druck. Die Erfindung ist aber nicht beschränkt auf eine bestimmte Art der Reduktion über die feste Phase, weil ihr Vorteil sich bei jeder Art dieser Reduktion äußert.The device described above is used to reduce iron oxide compounds, mainly of iron ores via the solid phase under pressure. But the invention is not limited to any particular type of reduction over the solid phase because its advantage manifests itself in any kind of this reduction.

Claims

PATENT CLAIMS-. 1. Device for reducing iron oxides, primarily iron ores under high pressure, in a tubular, inductively heated container, characterized in that the inductor (2) heating the reduction zone (A) of the container in a semi-circular cross-section and gas-tight with the container wall connected annular space (4) is housed, which is in a known manner with the interior of the reduction tank (1) in pressure-relieving connection.

2. Device according to claim 1, characterized in that there is an axially adjustable central tube (8) for the supply of solid or gaseous substances in the interior of the container (1) , in the lower portion of which a second inductor (9) is arranged. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 286 853, 377 469, 388 127, 405 309; Austrian Patent No. 138 736; Swiss patents No. 203 941, 243 878; U.S. Patent Nos. 2,509,921, 2,166,207.