DE1121096B

DE1121096B - Process and device for the production of ferrochrome or ferro-manganese powder with an equivalent ratio of oxygen to carbon

Info

Publication number: DE1121096B
Application number: DEA32195A
Authority: DE
Inventors: Dr Gerhard Naeser; Dr-Ing Werner Scholz; Dipl-Ing Elis Erik
Original assignee: ELEK SKA SVETSNINGSAKTIEBOLAGE; Mannesmann AG; Elektriska Svetsnings AB
Current assignee: ELEK SKA SVETSNINGSAKTIEBOLAGE; Vodafone GmbH; ESAB AB
Priority date: 1958-06-12
Filing date: 1959-06-06
Publication date: 1962-01-04

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Ferrochrom- oder Ferromanganpulver mit äquivalentem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff Zur Herstellung von Ferrochrom oder Ferromangan mit niedrigen Kohlenstoffgehalten kann nach einem bekannten Vorschlag so vorgegangen werden, daß zuerst ein Pulver aus oxydiertem Ferrochrom bzw. Ferromangan dadurch hergestellt wird, daß das flüssige Metall mittels eines Preßluftstrahls zerstäubt und anschließend das Pulver durch eine Glühung bei vermindertem Druck entkohlt wird. Als Ausgangsmaterial wird dabei vorzugsweise hochgekohltes Ferrochrom bzw. Ferromangan in schmelzflüssiger Form direkt aus dem Hochofen oder sonstigen Reduktionsöfen verwendet. Bei der Zerstäubung mittels Preßluft nimmt das entstehende Pulver eine gewisse Menge Sauerstoff in der Form eines Oxyd-Überzuges der einzelnen Teilchen auf. Beim anschließenden Glühen des Pulvers bei vermindertem Druck wird der Kohlenstoff durch den Sauerstoff des Oxyds zu Kohlenoxyd oxydiert. Es verbleibt ein zusammengebackener Kuchen von Ferrochrom bzw. Ferromangan, der unmittelbar als Legierungszusatz im Stahlwerk benutzt werden kann.Method and device for the production of ferrochrome or ferromanganese powder with equivalent ratio of oxygen to carbon For the production of ferrochrome or ferromanganese with low carbon contents can be according to a known proposal proceed in such a way that first a powder of oxidized ferrochrome or ferromanganese is produced in that the liquid metal by means of a compressed air jet atomized and then the powder by annealing at reduced pressure is decarburized. High carbon ferrochrome is preferably used as the starting material or ferromanganese in molten form directly from the blast furnace or other Reduction furnaces used. When atomizing by means of compressed air, the resulting Powder a certain amount of oxygen in the form of an oxide coating of each Particles on. When the powder is then annealed at reduced pressure, it becomes the carbon is oxidized to carbon oxide by the oxygen in the oxide. It remains a caked cake of ferrochrome or ferromanganese, which is immediately known as Alloy additive can be used in steel mills.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens will man im allgemeinen sowohl den Kohlenstoff- als auch den Sauerstoffgehalt des Sinterkuchens möglichst niedrig halten. Bei Ferrochrom ist ein niedriger Kohlenstoffgehalt besonders wichtig; der Kohlenstoffgehalt soll häufig nicht höher als etwa 0,02% sein. Bei der Herstellung des Pulvers bereitet es Schwierigkeiten, das Pulver eben bis zu einem solchen Grade zu oxydieren, daß die darin enthaltenen Mengen Kohlenstoff und Sauerstoff äquivalent sind. Wegen der unvermeidlichen Schwankungen des Kohlenstoffgehaltes des flüssigen Ferrochroms von Abstich zu Abstich mußten mehrere Pulversorten in einem solchen Verhältnis gemischt werden, daß das Gemisch als Ganzes das erwünschte Gewichtsverhältnis Sauerstoff zu Kohlenstoff aufwies.In general, when performing this procedure, one will want both the carbon and oxygen content of the sinter cake as low as possible keep. With ferrochrome, a low carbon content is particularly important; the The carbon content should often not be higher than about 0.02%. In the preparation of the powder causes difficulties, the powder just to such a degree to oxidize so that the amounts of carbon and oxygen contained therein are equivalent are. Because of the inevitable fluctuations in the carbon content of the liquid Ferrochromes from rack to rack had to have several types of powder in one Ratio are mixed so that the mixture as a whole has the desired weight ratio Had oxygen to carbon.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Ferrochrom- oder Ferromanganpulver mit äquivalentem Verhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff, bei welchem ein durch eine Ringdüse hindurchgeleiteter Strahl flüssigen. kohlenstoffhaltigen Ferrochroms bzw. Ferromangans mittels eines aus dieser Düse austretenden Strahles aus einem oxydierenden Gas oder Gasgemisch, beispielsweise Preßluft, zu Tröpfchen zerteilt wird, die in einem ein flüssiges Ablöschmittel enthaltenden, unterhalb der Ringdüse angeordneten Behälter aufgefangen werden. Es wurde nun gefunden, daß die Sauerstoffaufnahme beim Zerteilungsvorgang eine starke und reproduzierbare Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Zerstäubungsdüse und dem Flüssigkeitsspiegel im Auffangbehälter aufweist. Bei der Verarbeitung einer gegebenen Art von Ferrolegierung, beispielsweise Ferrochrom mit 60 bis 720;'o Cr und veränderlichem Kohlenstoffgehalt, ist es somit möglich, an Hand einer Reihe von Versuchen den zur Erreichung des äquivalenten Verhältnisses Sauerstoff zu Kohlenstoff im Pulver erforderlichen, mit dem Kohlenstoffgehalt sich ändernden Abstand Düse-Flüssigkeitsspiegel in Abhängigkeit von dem Kohlenstoffgehalt des flüssigen Metalls zu ermitteln. Die sonstigen Bedingungen bei der Zerstäubung, beispielsweise die Temperatur des flüssigen Metalls und der Druck des Zerstäubungsmittels (der Preßluft), sollten unverändert bleiben. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dementsprechend dadurch aus, daß der Abstand zwischen der Ringdüse und dem Flüssigkeitsspiegel des Behälters in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt des flüssigen Metalls eingestellt wird. Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung eines Erzeugnisses, welches bei jedem Kohlenstoffgehalt des als Ausgangsmaterial verwendeten flüssigen Metalls das richtige Verhältnis Sauerstoff zu Kohlenstoff aufweist.The invention relates to a method for the production of ferrochrome or ferromanganese powder with an equivalent ratio of oxygen to carbon, in which a jet passed through an annular nozzle is liquid. carbonaceous Ferrochrome or ferromanganese by means of a jet emerging from this nozzle from an oxidizing gas or gas mixture, for example compressed air, into droplets is divided into a containing a liquid extinguishing agent, below the container arranged around the ring nozzle. It has now been found that the oxygen uptake during the division process has a strong and reproducible dependency the distance between the atomizing nozzle and the liquid level in the collecting container having. When processing a given type of ferro-alloy, for example Ferrochrome with 60 to 720,000 Cr and variable carbon content, it is possible, using a series of experiments to achieve the equivalent ratio Oxygen required for carbon in the powder, with the carbon content itself changing distance from nozzle to liquid level as a function of the carbon content to determine the liquid metal. The other conditions for atomization, for example the temperature of the liquid metal and the pressure of the atomizing agent (the compressed air) should remain unchanged. The method according to the invention draws is accordingly characterized in that the distance between the ring nozzle and the Liquid level of the container as a function of the carbon content of the liquid Metal is set. The invention thus enables the manufacture of a product which at each carbon content of the raw material used liquid Metal has the correct oxygen to carbon ratio.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung weist wie üblich eine mit einem gasförmigen Zerstäubungsmittel arbeitende Ringdüse zum Zerteilen des flüssigen Metalls und einen darunter vorgesehenen, ein flüssiges Ablöschmittel enthaltenden Behälter zum Auffangen der Metallteilchen auf. Erfindungsgemäß soll dabei der Abstand des Flüssigkeitsspiegels des Auffangbehälters von der Ringdüse genügend einstellbar sein. Es ist im allgemeinen zweckmäßig, die Vorrichtung so auszubilden, daß beispielsweise bei Ferrochrom mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen etwa 4 und 8% der Abstand des Flüssigkeitsspiegels im Auffangbehälter von der Ringdüse in den Grenzen zwischen 0,8 und 3,0 m einstellbar ist. Bei einer besonderen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist der Auffangbehälter stufenlos höhenverstellbar.A device suitable for carrying out the method according to the invention has, as usual, an annular nozzle that works with a gaseous atomizing agent for dividing the liquid metal and one provided underneath, a liquid Containers containing extinguishing agent to collect the metal particles. According to the invention should be the distance between the liquid level of the collecting container and the ring nozzle be sufficiently adjustable. It is generally convenient to use the device in this way train that, for example, with ferrochrome with a carbon content between about 4 and 8% of the distance between the liquid level in the collecting container and the ring nozzle can be set between 0.8 and 3.0 m. With a special device According to the invention, the collecting container is continuously adjustable in height.

Als Beispiel werden die Ergebnisse einer Reihe von Verdüsungsversuchen mit Ferrochrom mit unterschiedlichen Kohlenstoffgehalten angegeben. Als Zerstäubungsmittel wurde Preßluft von 3,5 atü verwendet, die in der üblichen Weise einer die Austrittsöffnung des flüssigen Metalls koaxial umgebenden Ringdüse zugeführt wurde. Die rechte Spalte gibt denjenigen Abstand zwischen der Düse und dem Flüssigkeitsspiegel an, bei welchem das Pulver das äquivalente Verhältnis Sauerstoff zu Kohlenstoff aufwies. Kohlenstoffgehalt I Abstand 4% 1,20 m 5% 1,60 m 6% 2,00 m 7% 2,25 m 80/0 2,52 m Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung in schematischem Längsschnitt dar.The results of a series of atomization tests with ferrochrome with different carbon contents are given as an example. The atomizing agent used was compressed air of 3.5 atmospheres, which was fed in the usual manner to an annular nozzle coaxially surrounding the outlet opening of the liquid metal. The right column indicates the distance between the nozzle and the liquid level at which the powder had the equivalent ratio of oxygen to carbon. Carbon content I distance 4% 1.20 m 5% 1.60 m 6% 2.00 m 7% 2.25 m 80/0 2.52 m The drawing shows an embodiment of a device suitable for carrying out the method according to the invention in a schematic longitudinal section.

Ein von Ständern 2 getragener Turm 1 ist oben mit einem ein zentrales Loch 4 aufweisenden Deckel 3 versehen. Auf dem Deckel ist eine Ringdüse 5 angeordnet, die in nicht dargestellter Weise an eine Preßluftquelle anschließbar ist. Ein aus feuerfestem Material bestehender Trichter 6, der das flüssige Metall aus einer Gießpfanne aufnimmt, ist oberhalb der Ringdüse 5 in solcher Weise angeordnet, daß das aus der Mündung des Trichters heraustretende flüssige Metall das zentrale Loch der Ringdüse 5 durchfließt, ohne dessen Wände zu berühren. Ein Auffangbehälter 7, welcher im Turm 1 mittels eines hydraulischen Hebezeuges 8 senkrecht verstellbar ist, kann durch den an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossenen Schlauch 9 mit einem Ablöschmittel (meistens Wasser) gefüllt werden. Der Auffangbehälter hat eine mit einem Ventil 10 versehene Bodenöffnung, durch welche der im Auffangbehälter angesammelte Pulversatz in den Wagen 11 geschüttet werden kann, welcher dazu dient, das Pulver nach einer Trockenanlage zu fördern.A tower 1 supported by uprights 2 is provided at the top with a cover 3 having a central hole 4. An annular nozzle 5 , which can be connected to a source of compressed air in a manner not shown, is arranged on the cover. A funnel 6 made of refractory material, which receives the liquid metal from a ladle, is arranged above the ring nozzle 5 in such a way that the liquid metal emerging from the mouth of the funnel flows through the central hole of the ring nozzle 5 without touching its walls . A collecting container 7, which is vertically adjustable in the tower 1 by means of a hydraulic hoist 8, can be filled with an extinguishing agent (mostly water) through the hose 9 connected to a pump (not shown). The collecting container has a bottom opening provided with a valve 10 , through which the powder set collected in the collecting container can be poured into the carriage 11 , which is used to convey the powder to a drying system.

Der am Deckel 3 befestigte Rohrstutzen 12 dient zum Anschluß an einen Lüftungskanal zur Ableitung der durch den Zerteilungsvorgang entstehenden Gase und Dämpfe.The attached to the cover 3 pipe socket 12 is used for connection to a Ventilation duct for discharging the gases produced by the cutting process and Fumes.

Vor der Behandlung des flüssigen Metalls ist der Kohlenstoffgehalt zu ermitteln. Die Einstellung des Auffangbehälters 7 ist anschließend an Hand eines bekannten Zusammenhanges zwischen der Einstellung des Behälters und dem Kohlenstoffgehalt des Metalls einzustellen.Before treating the liquid metal is the carbon content to investigate. The setting of the collecting container 7 is then based on a known relationship between the setting of the container and the carbon content of the metal.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of ferrochrome or ferro-manganese powder with an equivalent ratio of oxygen to carbon, wherein a jet of liquid, carbon-containing ferrochrome or ferro-manganese passing through an annular nozzle by means of a jet of oxidizing gas or gas mixture, for example compressed air, emerges from this nozzle. is atomized into droplets which are collected in a container containing a liquid extinguishing agent and arranged below the ring nozzle, characterized in that the distance between the ring nozzle and the liquid level of the container is adjusted as a function of the carbon content of the liquid metal.

2. Device for Implementation of the method according to Claim 1, characterized in that the collecting container is infinitely adjustable in height.

3. Device according to claim 2, characterized by such an adjustment area that the minimum distance of the liquid level in the collecting container from the ring nozzle about 0.8 m and the maximum distance is about 3 m.