DE1171453B

DE1171453B - Process for the recycling of slag melted in melting chambers

Info

Publication number: DE1171453B
Application number: DEST6823A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Wenzel
Original assignee: DIETRICH SCHWENCKE DIPL ING; Dipl-Ing Dietrich Schwencke; DR WERNER WENZEL; WERNER WENZEL DR; L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: DIETRICH SCHWENCKE DIPL ING; Dipl-Ing Dietrich Schwencke; DR WERNER WENZEL; WERNER WENZEL DR; Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1953-08-05
Filing date: 1953-08-05
Publication date: 1964-06-04

Description

Verfahren zur Verwertung von in Schmelzkammern erschmolzenen Schlacken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wirtschaftlichen Verwertung von in Schmelzkammerfeuerungen von Dampferzeugern durch Verbrennen stark eisenhaltiger Kohle erschmolzenen Schlacken.Process for the utilization of slag melted in melting chambers The invention relates to a method for the economic utilization of in melting chamber furnaces slag melted by steam generators by burning coal with a high iron content.

Es ist bekannt, eisenhaltige Schlacken im Kupolofen zu reduzieren. Es ist weiterhin bekannt, in einem um eine waagerechte Achse drehbaren, seitlich geblasenen Trommelkonverter Erze zu reduzieren. Außerdem ist bekannt, die Abgase eines sehr heiß als Abstichgenerator betriebenen Niederbeschickungsofens in einen unmittelbar angebauten Martinofen als Heizgas einzuleiten und die aus dem Martinofen abgehenden heißen Abgase zur Vorwärmung und Vorreduktion der Erze zu verwenden. Auch die Weiterverarbeitung eines für die Eisengewinnung geeigneten Ausgangsstoffes in flüssigem Zustand, also unter Ausnutzung der in ihm vorhandenen fühlbaren Wärme, ist an sich bekannt.It is known to reduce iron-containing slag in the cupola furnace. It is also known in a laterally rotatable about a horizontal axis blown drum converter to reduce ores. It is also known the exhaust gases a very hot low-loading furnace operated as a tapping generator into a directly attached martin oven as heating gas and the one from the martin oven to use outgoing hot exhaust gases for preheating and pre-reduction of the ores. Also the further processing of a raw material suitable for iron extraction in the liquid state, i.e. using the sensible heat present in it, is known per se.

Es ist auch ein Konverter bekanntgeworden, der um eine waagerechte Achse drehbar ist und dessen Abgasöffnungen in Richtung der Drehachse liegen. Bei diesem Konverter sind am Umfang mindestens zwei Düsengruppen zueinander versetzt so angeordnet, daß jede Düsengruppe zum Durchblasen von Luft oder Brennstoff oder einer Mischung beider durch das Bad wie auch über das Bad hinweg verwendet werden kann. Brennstoff und Luft werden jedoch bei diesen Konvertern radial zugeführt, so daß keine kreisende Flamme, wie bei der Erfindung, auftritt. Dadurch ist die Mischung zwischen der zu reduzierenden Schlacke und dem eintretenden Brennstoff-Luft-Strahl bei weitem nicht so intensiv wie beim Erfindungsgegenstand, so daß eine gründliche Ausreduktion wesentlich längere Zeit in Anspruch nimmt. Auch wäre ein solcher Konverter wegen seiner Größe für eine Kombination mit einer Dampfkesselfeuerung vollkommen ungeeignet.A converter has also become known that converts a horizontal Axis is rotatable and its exhaust openings are in the direction of the axis of rotation. at At least two groups of nozzles are offset from one another on the circumference of this converter arranged so that each group of nozzles for blowing air or fuel or a mixture of both can be used throughout the bath as well as across the bath can. However, fuel and air are supplied radially in these converters, so that no circling flame, as in the invention, occurs. This is the Mixture between the slag to be reduced and the incoming fuel-air jet nowhere near as intense as with the subject of the invention, so a thorough one Reduction takes much longer. Such a converter would also be due to its size, it is perfect for a combination with a boiler not suitable.

Nach der Erfindung wird die in der Schmelzkammer geschmolzene bzw. vorreduzierte eisenhaltige Schlacke einem Konverter zugeleitet, in welchem sie zwecks weiterer Reduktion unter Einblasen von Kohlenstaub mit Luft od. dgl. verblasen wird, wobei die Abgase des Konverters der Schmelzkammer durch die gleiche Öffnung und auf dem gleichen Wege zugeleitet werden, durch die oder auf dem die eisenhaltige Schlacke von der Schmelzkammer in den Konverter abläuft.According to the invention, the melted or Pre-reduced ferrous slag fed to a converter, in which it for the purpose further reduction while blowing in coal dust with air or the like is blown, the exhaust gases of the converter of the melting chamber through the same opening and be fed in the same way by which or by which the ferrous Slag drains from the melting chamber into the converter.

Der Trommelkonverter wirkt, wenn er in dieser Weise mit dem Kessel verbunden wird, d. h. wenn die in ihm entstehenden Verbrennungsgase mit im wesentlichen gleicher Temperatur durch das Schlackenabflußloch in den Feuerraum eintreten, wie eine Art Vorheizofen, der gleichzeitig dazu dient, im Schlackenabfluß erforderliche Temperatur aufrechtzuerhalten.The drum converter works when working in this way with the kettle is connected, d. H. if the combustion gases produced in it with essentially enter the furnace through the slag drainage hole at the same temperature as a kind of preheating furnace, which is also used in the slag drainage Maintain temperature.

Es kommt noch folgendes hinzu: Wenn Erzstaub gleichzeitig mit Kohlenstaub in einen Schmelzkessel eingeblasen werden soll und man. in der Schmelzkammer eine Vorreduktion des Erzstaubes erzielen will, so ist es erforderlich, daß man in dem Feuerraum eine Zone mit reduzierenden Verbrennungsgasen und zur Aufrechterhaltung einer ausreichenden Temperatur eine zweite Zone mit oxydierender Verbrennung hat. Bei der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß aus dem Trommelkonverter in den Feuerraum Reduktionsgase überströmen.There is also the following: When ore dust is at the same time as coal dust is to be blown into a melting kettle and one. one in the melting chamber Want to achieve pre-reduction of the ore dust, it is necessary that one in the Firebox a zone with reducing combustion gases and to maintain a second zone with oxidizing combustion has a sufficient temperature. In the present invention, this is achieved in that from the drum converter Reducing gases flow over into the combustion chamber.

Es hätte die Möglichkeit bestanden, die Schmelzkammerfeuerung mit einem Drehtrommelofen zu kombinieren. Drehtrommelöfen haben jedoch verhätnismäßig lange Reduktionszeiten, weil eine Reduktion zwischen Schlacke und Kohle immer nur an der Grenzfläche zwischen beiden möglich ist. Außerdem erfolgt das Aufheizen der Schlacke beim Drehtrommelofen dadurch, daß die jeweils oben befindliche Wandung des Ofens durch die Flamme erhitzt wird und bei der Drehung mit der Schlacke in Berührung kommt, so daß die Wärme von der Wandung an die Schlacke übergehen kann. Um einen. möglichst großen Wärmeübertragungseffekt zu erzielen, ist deshalb eine relativ schnelle Drehung des Drehtrommelofens erforderlich.It would have been possible to use the melting chamber firing to combine with a rotary drum furnace. Rotary drum furnaces have, however, proportionally long reduction times because there is only ever a reduction between slag and coal is possible at the interface between the two. In addition, the heating takes place Slag in the rotary drum furnace in that the respective top wall of the furnace is heated by the flame and when rotating with the slag in Comes into contact so that the heat can pass from the wall to the slag. To one. Achieving the greatest possible heat transfer effect is therefore one relatively fast rotation of the rotary drum furnace required.

Es wurde nun gefunden, daß ein wesentlich besserer Kontakt zwischen Schlacke und Kohle sowie ein besserer Wärmeübergang zwischen dem Heizgas und der Schlacke möglich ist, wenn man in dem Reaktionsgefäß nicht nach dem Prinzip des Drehtrommelofens, sondern nach dem Prinzip des Trommelkonverters arbeitet. Trommelkonverter sind in der Metallindustrie für die Durchführung von Reaktionen zwischen zwei verschiedenen Phasen bekannt. Sie bestehen aus einem trommelartigen Gefäß, dessen Achse im allgemeinen horizontal gelegt ist. In dieses Gefäß wird das Reaktionsgut eingefüllt und es wird durch in der Trommelwandung angebrachte Düsen ein Reaktionsmedium eingeblasen. Die Düsen blasen im allgemeinen tangential zur Trommelwand, so daß der Konverterinhalt durch das eingeblasene Reaktionsmedium in eine kreisende Bewegung versetzt wird.It has now been found that a much better contact between Slag and coal as well as a better heat transfer between the heating gas and the Slag is possible if one is in the reaction vessel not after the principle of the rotary drum furnace, but according to the principle of the drum converter is working. Drum converters are used in the metal industry for performing Reactions between two different phases are known. They consist of a drum-like Vessel whose axis is generally horizontal. That is in this vessel Reaction material is filled in and it is passed through nozzles fitted in the drum wall a reaction medium is blown in. The nozzles generally blow tangentially to the Drum wall, so that the converter contents through the blown reaction medium in a circular movement is made.

Die A b b. 1 zeigt die Anwendung eines Trommelkonverters für die Ausreduktion von Schmelzkammerschlacke gemäß vorliegender Erfindung. Die Schmelzkammerschlacke läuft durch eine geneigte Rinne ständig durch einen seitlichen Einlaß in den Konverter ein. Durch die gleiche Öffnung verlassen die Abgase des in dem Konverter durchgeführten Prozesses den Konverterraum und strömen über in die Dampfkessel-Schmelzkammer zwecks weiterer Verbrennung. Der Konverter besitzt mehrere im wesentlichen tangential zur Trommelwandung angeordnete Einblasedüsen für Heißwind, Kohlenstaub und gegebenenfalls auch körnige Kohle. Das Gemisch von Schlacke und Kohle wird durch das eingeblasene Medium in eine kreisende Bewegung versetzt und es findet eine innige Durchmischung von Kohle und Schlacke statt.The A b b. 1 shows the use of a drum converter for reduction of furnace slag according to the present invention. The melting chamber slag runs continuously through an inclined channel through a side inlet into the converter a. Through the same opening, the exhaust gases leave the converter carried out Process the converter room and overflow into the boiler melting chamber in order to further combustion. The converter has several essentially tangential to Injection nozzles arranged on the drum wall for hot air, coal dust and, if necessary also grainy coal. The mixture of slag and coal is blown through the The medium is set in a circular motion and there is an intimate mixing instead of coal and slag.

Um eine weitgehende Ausreduktion der Schlacke zu erzielen, ist es zweckmäßig, das Verbrennungsmedium so zu dosieren, daß im Trommelkonverter eine Gasphase entsteht, die in bezug auf das auszureduzierende Metall nicht oxydierend ist. Es ist auch zweckmäßig, den Einblasedruck des Verbrennungsmediums so zu wählen, daß zwar das Schlacke-Kohle-Gemisch in eine kreisende Bewegung gerät, daß aber das aus der Schlacke sich ausscheidende Eisen im wesentlichen am Boden des Konverters verbleibt.In order to achieve an extensive reduction of the slag, it is expedient to dose the combustion medium in such a way that one in the drum converter Gas phase arises which is non-oxidizing with respect to the metal to be reduced is. It is also useful to choose the injection pressure of the combustion medium so that that the slag-coal mixture starts to move in a circular motion, but that Iron separating out of the slag essentially at the bottom of the converter remains.

Wie üblich, kann der Trommelkonverter um seine horizontale Achse gedreht werden. Diese Drehung erfolgt dann, wenn der Konverter entleert werden soll. Hierdurch gelangt der normalerweise sich oben befindende Auslaß des Konverters nach unten in den Bereich der flüssigen Schlacke und des flüssigen Eisens, so daß beide ausfließen können.As usual, the drum converter can be rotated around its horizontal axis will. This rotation occurs when the converter is to be emptied. Through this the outlet of the converter, which is normally located at the top, passes downwards in the area of liquid slag and liquid iron, so that both flow out can.

Die beschriebene Kombination eines Trommelkonverters mit einem Dampfkessel, der mit Schmelzkammerfeuerung arbeitet, hat gegenüber der Kombination eines Drehtrommelofens mit einem Schmelzkammerkessel den Vorteil, daß der Reaktionsraum für die Ausreduktion der Schlacke wesentlich stärker ausgenutzt wird, so daß sich kleinere, wirtschaftlichere Aggregate ergeben. Es entfällt auch der relativ teure Mechanismus für die ständige und schnelle Drehung einer Drehtrommel.The described combination of a drum converter with a steam boiler, who works with melting chamber firing, has compared to the combination of a rotary drum furnace with a melting chamber boiler the advantage that the reaction space for the reduction the slag is used much more, so that smaller, more economical Aggregates result. It also eliminates the relatively expensive mechanism for permanent and rapid rotation of a rotary drum.

Günstige Möglichkeiten bietet auch das Verwenden eines Trommelkonverters gemeinsam mit einem Drehtrommelofen in Kombination mit einem Schmelzkammerkessel. Diese Anwendungsform kann z. B. so erfolgen, daß man die flüssige Schmelzkammerschlacke ständig dem Konverter zulaufen läßt und in diesem Konverter auf wirtschaftlichste Weise die Vorreduktion der Schlacke durchführt und daß man die Schlacke nach Erreichen eines maximalen Füllungsgrades des Konverters mitsamt dem gebildeten Eisen abgießt in einen benachbart aufgestellten Drehtrommelofen, in dem die vollständige Ausreduktion der Schlacke un die Raffination bzw. Aufkohlung des Eisens stattfindet.The use of a drum converter also offers favorable options together with a rotary drum furnace in combination with a melting chamber boiler. This application form can, for. B. be done so that the liquid melting chamber slag constantly running to the converter and in this converter on the most economical Way, the pre-reduction of the slag carries out and that you get the slag after reaching pouring a maximum degree of filling of the converter together with the iron formed in an adjacent rotary drum furnace, in which the complete reduction the slag and the refining or carburization of the iron takes place.

An Stelle eines Trommelkonverters können auch andere gebräuchliche Konverterformen Verwendung finden.Instead of a drum converter, other common ones can also be used Find converter forms use.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown schematically.

A b b. 1 zeigt einen lotrechten Schnitt, A b b. 2 einen ebensolchen durch den Trommelkonverter nach Drehung um 90°.A b b. 1 shows a vertical section, A b b. 2 a similar one through the drum converter after rotation by 90 °.

Aus der Schmelzkammer 1 fließt die Schlacke dem Trommelkonverter 2 zu, dem durch die tangentialen Düsen 3 Kohlenstaub, körnige Kohle und Heißwind zugeführt werden. Das flüssige Eisen wird nach Drehung des Ofens dem Auslaß 4 entnommen. Die sich im Trommelkonverter 2 bildenden Gase treten in die Schmelzkammer über. Kohlenstaub und Primärluft können bei 5, Sekundärluft bei 6 eingeleitet werden.From the melting chamber 1, the slag flows to the drum converter 2, to which coal dust, granular coal and hot blast are fed through the tangential nozzles 3. The liquid iron is withdrawn from outlet 4 after the furnace has been rotated. The gases forming in the drum converter 2 pass into the melting chamber. Coal dust and primary air can be introduced at 5, secondary air at 6.

Claims

Claims: 1. Process for the economic exploitation of in the furnace of the melting chamber of steam generators, they have a high ferrous content due to burning Coal molten slag, d a d u r c h g e - indicates that the molten or pre-reduced iron-containing slag is fed to a converter in which they od for the purpose of further reduction while blowing coal dust with air. Like. is blown, the exhaust gases from the converter of the melting chamber through the same Opening and are fed in the same way through which or on which the ferrous slag drains from the melting chamber into the converter.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the amount of combustion medium in Drum converter is dosed so that a non-oxidizing gas phase for iron arises.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the pre-reduction of the slag is carried out in the converter, while the reduction of the same and the refining or carburization of the iron is carried out in a rotary drum furnace, the exhaust gases are also fed to the melting chamber boiler. Documents considered: German Patent Specifications No. 366 827, 443 350, 381006, 627 240, 846 553: USA.-Patent No. 1 815 888.