DE1302764B

DE1302764B -

Info

Publication number: DE1302764B
Application number: DE19611302764D
Authority: DE
Priority date: 1960-02-04
Filing date: 1961-02-03
Publication date: 1970-10-22
Also published as: CH404619A; GB959593A; US3169851A; AT239289B

Description

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von kohlenstoflarmem Ferrochrom wird gepulvertes kohlenstoffreiches Ferrochrom mit gepulvertem Chromerz, Eisenerz und/oder Kieselsäure (je nach der gewünschten Gütestufe) und einem organischen Bindemittel in solchen Mengen gemischt, daß der im Erz. enthaltene Sauerstoff ausreicht, um den Kohlenstoff im kohlenstoffrcichen Chrom und im Bindemittel zu oxydieren. Die Mischung wird dann zu Briketts gepreßt, und die Briketts werden im Vakuum unter solchen Bedingungen erhitzt, daß der Kohlenstoff oxydiert und als Kohlenoxyd entfernt wird, wobei ein kohlenstoffarmes Endprodukt entsteht. Dieses als Reduktion in der festen Phase bekannte Verfahren ist in USA.-Patentschrift 2 776 882 beschrieben.

Durch die Verwendung von Erzen oder Kieselsäure als EntkohlungsmiUel werden unerwünschte Gangartmaterialien, wie Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd und Kieselsäure, in das Endprodukt eingeführt. Hierdurch wird die Schlackenbelaslung des Stahlofcns erhöht.

Zu den bisher für die Entkohlung von Ferrochrom vorgeschlagenen Oxydationsmitteln gehört oxydiertes Ferrochrom. Dieses Oxydationsmittel weist den Vorteil auf, daß es die Grundmctallbestandteile des gewünschten Endproduktes enthält. Durch möglichst vollständige Oxydation von gepulvertem kohlenstoffrcichem Ferrochrom und anschließende Verwendung dieses oxydierten Ferrochroms an Stelle des Erzes oder von Kieselsäure kann die Gangart praktisch ausgeschaltet und das als Endprodukt erhaltene Ferrochrom verbessert werden. Jedoch bildet eine Fcrrochromlegierung bei der Oxydation einen fest haftenden Oxydfilm, der eine weitere Oxydation verhindert, so daß die Oxydation der Legierung mit großen Schwierigkeiten verbunden ist.

Es ist. ferner bekannt, daß kohlenstoffhaltiges Ferrochrom verhältnismäßig exotherm ist, wenn es in oxydierender Atmosphäre auf seinen Schmelzpunkt oder eine dicht bei diesem liegende Temperatur erhitzt wird. Große Schwierigkeiten ergaben sich bei dem Versuch, dieses Material zu rösten. Beim Glühen oxydiert das Material schnell unter starker Wärmeentwicklung und damit verbundenem schnellem Temperaturanstieg. Häufig steigt die Temperatur der Röstvorrichtung bis zu einem Wert, bei dem starke Beschädigung der Röstvorrichtung eintritt. Ebenso wichtig ist, daß unkontrollierte Oxydation und Schmelzen des Materials vermieden werden müssen, da sieh sonst große Massen bilden, die sich nicht weiterverarbeiten lassen.

Es wurde versucht, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden, indem kohlenstoffhaltiges Ferrochrom zu massiven Körnern geformt wurde und die letzteren in oxydierender Atmosphäre geröstet wurden. Als Folge der Beschränkungen, die hinsichtlich der Temperatur und Korngröße gegeben sind, ist es jedoch technisch unmöglich, den Einsatz infolge der erreichten geringen Produktionsgeschwindigkcitcn durch Rösten zu oxydieren. Bestenfalls wird hierbei ein teilweise oxydiertes Produkt erhalten. Darüber hinaus enthält das dem Röstofen zugeführte kohlenstoffhaltige Ferrochrom einen gewissen Anteil an verunreinigender Schlacke. Selbst bei sorgfältiger Reinigung des Einsatzmatcrials bleibt immer eine gewisse Schlackenmenge zurück. Im Röstofen schmilzt diese Schlacke, die einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Ferrochrom, und trennt sich vom Metall. Die Schlacke haftet an den Oberflächen des Röstofens, so daß periodische Reinigungen der Apparaturen erforderlich sind und entsprechende Zeitverluste eintreten.

Aus der USA.-Patentschrift 2 477 004 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Ferrochroms mit niedrigem Kohlenstoffgehalt aus einer Ferrochromlegierung mit hohem Kohlenstoffgehalt bekannt, bei dem das pulverförmige kohlenstoffreiche Ferrochrom in einem Wirbelbett bei Temperaturen von 900 bis 1400 ¹C mit sauerstoffhaltigcn Gasen behandelt wird. Um bei

ίο dieser Arbeitsweise eine Senkung des Kohlenstoffgehalts des Ferrochroms von 7,3 auf 3,3 ⁰J₀ zu erreichen, ist eine Behandlung von über 5 Stunden erforderlich. Die Temperatur muß bei diesem Verfahren sorgfältig überwacht werden, weil lokale Überhitzungen, die bei der exothermen Oxydation des kohlenstoffhaltigen Ferrochroms verhältnismäßig leicht auftreten können, angesichts des erheblichen Gehalts der noch metallischen Legierungsbestandteile, die Gefahr des Zusammenschmclzens und damit einer unerwünschten Agglomeration der pulverförmigen Teilchen mit sich bringen. Da sich bei diesen bekannten Verfahren unmittelbar eine Reduktion des erzeugten Ferrochroms mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt anschließt, ist die Oxydation der metallischen Bestandteile nur eine notwendige und unerwünschte Folge der tatsächlich beabsichtigten Kohlenstoffoxydation.

Bekannt ist ferner ein Flammenprozeß zur physikalischen Behandlung von Metallen oder Metalllegierungen, insbesondere von Ferrosilicium, um aus den eingeführten pulverförmigen Teilchen oberflächlich glatte, kugelförmige Metallteilchen zu erzeugen, die sich dann besser für Schwerflüssigkeitstrüben eignen. Eine irgendwie geartete ehemische Reaktion ist bei diesem Verfahren nicht beabsichtigt, und eine Oxydation findet nur in untergeordnetem Maße statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem

kontinuierlichen Verfahren bei kurzen Reaktionszeiten kohlenstoffreiches, pulverförmiges Ferrochrom in ein praktisch kohlenstofffreies, feines Pulver von oxydiertem Ferrochrom zu überführen, das sich besonders gut zur Entkohlung weiterer Mengen von kohlenstoffreichem Eerrochrom nach dem bekannten Festphasen-Reduktionsverfahren eignet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigem, kohlenstoffarinem, oxydiertem Ferrochrom durch Oxydation von pulverförmigem, kohlenstoffreichem Ferrochrom mit sauerstoffhaltigcn Gasen bei hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrochrom in einem sauerstoffhaltigen Trägergas kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit bei Temperaturen über seinem Schmelzpunkt, vorzugsweise bei 1600° C, durch eine oxydierende Sauerstoff-Ileizgasflammc geführt wird und daß in unmittelbare Nähe eine Sauerstoffmenge gebracht wird, die höher ist, als slöchiometrisch zur vollständigen Oxydation des Ferrochroms erforderlich ist.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durchgeführt, indem ein von einem sauerstoffhaltigcn Gas getragener oder aufgewirbelter Strom von feinverteil tem, kohlenstoffreichem Ferrochrom mit hoher Geschwindigkeit bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts des Ferrochroms durch die oxydierende Flamme geführt wird. Durch die hohe Geschwindigkeit, mit der die Fcrrochromteilchen durch die Flamme geführt werden, wird vermieden, daß die Teilchen schmelzen oder zusammenballen, so daß sehr schnell praktisch vollständig oxydiertes Ferrochrompulver gebildet wird. Die Temperatur der. oxydierten Teilchen

wird dann schnell gesenkt, bevor die Teilchen die Möglichkeit haben, zu schmelzen und eine klebrige Masse zu bilden. Das erhaltene Pulver ist nicht nur vollständig oxydiert, sondern seine mittlere Teilchengröße ist ungefähr die gleiche wie die des Ausgangsmatcrials und häufig geringer als diese.

Dies stellt einen entschiedenen Vorteil dar, da kostspieliges und zeitraubendes erneutes Mahlen überflüssig ist. Als Trägergas wird vorzugsweise Luft verwendet, jedoch kann gegebenenfalls auch Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft gebraucht werden. Damit genügend Sauerstoff anwesend ist, um praktisch vollständige Oxydation sicherzustellen, wird in unmittelbare Nähe der Flamme zusätzliches saucrstofThaltiges Gas zugeführt. Auf diese Weise erreicht man innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Verweilzeit, die etwa der Zeit entspricht, die dasPulvcrbrauclU, um sich durch die oxydierende flamme z.u bewegen, schnelle Erhitzung und vollständige Oxydation des Ferrochrompulvcrs, ohne daß es schmilzt.

Angesichts der aus der LISA.-Patentschrift 2 744 004 für ein Oxydationsverfahren von pulverförmigem, kohlenstofireichem Ferrochrom in aufgewirbeltem Zustand bei hohen Temperaturen erforderliehen Reaktionszeiten bei einer Verminderung des Kohlenstoffgehaltes auf knapp die Hälfte des Ausgangskohlenstofigchaltes, war nicht z.u erwarten, daß man in einem Flammprozeß bei ausreichendem Sauerstoffangebot während des nur Bruchteile von Sekunden dauernden Durchganges der im Trägergas suspendierten Fcrrochromteilchen durch die 1 lamme eine vollständige Oxydation erreicht. Die Anwendung eines Flammprozesses zur Durchführung der Oxydation von kohlensloflYeichem Ferrochrompulver hat auch deshalb nicht nahegelegen, weil bei dem bekannten Flammprozeß zui i icr.sielkmg oberflächlich glatter, kugelförmiger Teilchen aus Metallegierungen gerade betont wird, daß hierbei die Oxydation weitgehend vermieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung dienende Vorrichtung seinen an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. I ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die nach den Prinzipien der Erfindung ausgebildet ist;

L i g. 2 ist eine vergrößerte Darstellung einer Düse, die fürdie in I¹' i g. I dargestellte Vorrichtunggeeignet ist;

F i g. 3 ist eine Vergrößerung des unteren Lindes der in F i g. 2 dargestellten Düse, und

F i g. 4 ist eine Abwandlung des in F i g. 3 dargestellten Düsenteils.

Bei der Anlage zur Oxydation von Ferrochrompulver, deren Fließbild in F i g. 1 schematisch dargestellt ist, wird das kohlenstoffrciche Ferrochrompulver einer Pumpe 1 zugeführt, die es durch eine Verbindungslei Lung 48 zu einem Vorratsbehälter 2 fördert. Der Vorratsbehälter 2 kann mit einem Standanzeiger 3 und Belüftungsvorrichtungen 5 versehen sein. Mit Hilfe der Leitung 4 ist der Vorratsbehälter 2 mit einem Staubsammler verbunden, um den etwa an dieser Stelle verlorengehenden Staub zurückzugewinnen.

Vom Vorratsbehälter gelangt das Material durch einen Drehschieber 6 zu einer Fördervorrichtung (Förderschnecke) 7, diecseiner Dosiervorrichtung 9/uführt. Geeignet für diesen Zweck sind Dosiervorrichtungen für Pulver, wie sie beispielsweise in der USA.-Patcntschrift 2 803 533 beschrieben sind. Zur Druckentspannung kann eine Ventilanordnung 8 vorgesehen werden, die einen Druckanstieg im System verhindert.

Zwei Dosiervorrichtungen 9 sind mit der Fördervorrichtung durch die Schieber 10 und die Schlauchstücke 11 verbunden. Durch Waagen 12 wird die Menge des von dan Dosicrvorrichtun»en 9 abgegebenen Pulvers angezeigt. Das Pulver kann von den Dosiervorrichtungen abwechselnd dem Reaktor 16 zugeführt werden, Vorbestimmte Ferrochrommengen werden durch Leitung 17 in die Brennerdüse 13 geleitet, von der das Material in den Reaktor 16 gelangt. Sekundärluft kann

ίο durch Leitung 14 in den Brenner eingeführt werden, während Fleizgas und Sauerstoff durch Leitung 15 zugeführt werden. Die DetailseinesgeeignctenBrenners sind in L' i g. 2 dargestellt. Die Leitung zur Zuführung des pulverförmiger) Materials ist zweckmäßig direkt auf dem Brenner zentriert, wobei das Ferrochrom senkrecht in die Zone des Flammenstrahls eingeführt wird.

Der Brenner ist oben auf der mit feuerfestem Material ausgekleideten Reaktionskammer 16 angebracht.

Die Luft für die Oxydation wird durch das Gebläse 19 zugeführt. DieLuftmengewirddurcheine Mcßblende 18 in der Verbindungsleitung reguliert. Ein Manometer 49 kann verwendet werden, um den Druck ablesen zu können.

Die feuerfeste Auskleidung der Reaktionskammer 16 ist wichtig, um die Wärme in der Oxydationskammer zurückzuhalten. Das oxydierte Ferrochrom fällt durch die Schwerkraft in die Reaktionskammer bis zu einem wassergekühlten Trichter am Boden, von dem das schwere Material durch den Austritt 20 auf die Förderschnecke 21 gelangt.

Ein Saugzuggebläsc 40 saugt Luft aus der Reaktionskammer 16 durch Leitung 23, Trockcnzyklon 24 und Staubsammler 25, wo die feineren oxydierten Teilchen durch eine Gaskühlkammer 30 gesaugt werden. Die Kühlkammer 30 ist mit einer Stahltrommel 50 verbunden, die mit einem Überlauf 31 zur Entfernung von etwaigem überschüssigem Wasser, das durch Leitung32 in die Kühlkammer 30 eingespritzt wurde, versehen ist.

Die feineren oxydierten Teilchen werden anschließend durch die Leitung 35 zu einem Staubsammler 36 gesaugt, von dem der Saugzug durch Leitung 41 ins Freie geblasen wird. Infolge der verhältnismäßig niedrigen Temperatur, die für den Staubsammler 36 zulässig ist, sind alle Vorrichtungen von der Leitung 23 bis zum Staubsammler 36 wassergekühlt, um die Temperatur innerhalb annehmbarer Grenzen zu halten. Die letzte Kühlung erfolgt in Leitung 35 durch Einführung von kalter Luft durch Einlaß 33 in Mengen, die p.ieunntisch durch den Temperaturregler 34 reguliert werden. Das gesamte gröbere Material, das auf die Förderschnecke 21 fällt, vereinigt sieh mit zusätzlichem Ferrochromoxyd, das durch den Sammcltrichtcr 26, Sammclschieber 27 und Staubschieber 28 auf die Schnecke gelangt, sowie ferner mit dem restlichen Material, das im Staubsammler 35 aufgefangen wird und durch einen Drehschieber 37 auf die Förderschnecke fällt. Das Ventil 22 dient zur Verhindern rigeines Druckanstiegs und ist in der gleichen Weise ausgebildet wie das bereits genannte Ventil 8.

Die Förderschnecke 21 trägt das Material auf eine zweite Förderschnecke 38 aus, die dazu dient, das Material einem Vibrationssieb 42 zuzuführen. Das Sieb 42 trennt das oxydierte Ferrochrom in übergroße Teilchen und Teilchen von richtiger Größe. Das Überkorn gelangt zu einem Behälter 43 zur anschließenden erneuten Behandlung, während der Rest einer Förderschnecke 44 zugeführt wird, die wiederum zur Pumpe 46

austrägt. Die Pumpe 46 fördert das Produkt, durch Leitung 47 zu einem Lagerbehälter, in dem es bis zur Verwendung bleibt. Ventil 39 an der Förderschnecke 38 und Ventil 45 an der Förderschnecke 44 sind in gleicher Weise ausgebildet und dienen dem gleichen Zweck wie das Ventil 8 an Förderschnecke 7.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Abwandlung wird das aufgewirbelte Pulver aus Leitung 52 mit dem brennbaren Gasgemisch aus der Düse 51 unmittelbar in der oxydierenden Flamme nachgemischl.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Abwandlung kann das aufgewirbelte kohlenstoffreiche Fcrrochrom durch eine Reihe von Rohren 53 kleineren Durchmessers, die ringförmig um die Düse 51 angeordnet sind, in mehreren gegeneinander gerichteten Teilströmen konvergierend in die zentrale Flamme eingeführt werden.

Durch die Einführung von zusätzlichem sauerstoffhaltigcm Gas durch Leitungen von der Pumpe 19 oder mit Hilfe von (nicht dargestellten) Öffnungen im feuerfest ausgekleideten Teil des Reaktors 16 wird erreicht, daß innerhalb der verhältnismäßig kurzen Verweilzeit, die etwa der Zeit entspricht, die das F⁵UlVeI' braucht, um sich durch die oxydierende Flamme zu bewegen, schnelle Erhitzung und vollständige Oxydation des Fcrrochrompulvers erreicht wird, ohne daß es schmilzt.

Es wurde festgestellt, daß mit einer Reaktionskammer, deren Innendurchmesser etwa 1,1 m und deren Länge etwa 5 m beträgt und die ungefähr im oberen Drittel ausgekleidet ist, günstige Ergebnisse erhalten werden. Eine Reaktionskammer mit diesen Abmessungen ist groß genug, zur Erzielung einer höheren Produktionsgeschwindigkeit mehrere Brenner unterzubringen.

Bei άΰϊ Oxydation der Ferrodii'umieiieheji enthalten die entwickelten Dämpfe sehr kleine Mctalloxydteilchen im Größenbereich von weniger als 1 μ. Für die kontinuierliche Oxydation von kohlenstoffreiehem Ferrochrom im technischen Maßstab erwies es sieh als notwendig, diese Staubteilchen von oxydiertem Ferrochrom zurückzugewinnen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird gemahlenes kohlenstoffreiches Ferrochrom mit einem Teilchendurchmesser von 49 μ gebraucht. Es kann jedoch auch Ferrochrom mit Teilchengrößen bis hinauf zu 149 μ und bis hinab zu 37 μ einwandfrei verarbeitet werden.

Das brennbare Gemisch von Sauerstoff und Heizgas kann jedes geeignete Heizgas, wie Methan, Propan, Butan oder Erdgas oder künstliche Gase, die eine oxydierende Flamme zu erzeugen vermögen, enthalten. Bevorzugt wird Propan. Bei Verwendung von Propan wird vorzugsweise ein Verhältnis von Sauerstoff' zu Brennstoff von 5 : 1 angewendet.

Ein wesentlicher Faktor der Erfindung ist die Temperatur, bei der die Oxydation stattfindet. Bei einer Temperatur unter 1300⁰C findet nur Teiloxydation statt, wobei der Sauerstoffgehalt des Ferrochroms um etwa 1 ()"/o erhöht wird. Dies entspricht ungefähr einem Drittel des möglichen Gesamtsaucrstoffgchalts des vollständig oxydierten Ferrochroms. Temperaturen oberhalb von 1700⁰C sind meistens ungeeignet, da hierbei die oxydierten Ferrochromteilchen in starkem Maße schmelzen und agglomerieren. Unter Berücksichtigung dieser Faktoren wird eine Temperatur der oxydierenden Flamme von 1300 bis 1700°C bevorzugt, wobei eine Temperatur von 1600⁰C am zweckmäßigsten ist.

In einer Reihe von Versuchen wurde festgestellt, daß bei den folgenden Bedingungen die gewünschten Resultate erzielt werden:

Temperatur des aus der Reaktionskammer 16 austretenden
Abgases, das Teilchen von oxydiertem Ferrochrom einer Größe
von weniger als 1 μ enthält .... 600" C

Temperatur der in die Kühlkammer 30 eintretenden Abgase 35O"C

Temperatur der aus der Kühlkammer 30 austretenden Abgase 130"C
15

Druck in der Oxydationszone

der Reaktionskammer 16 positiv

Druck im unteren Teil der Reaktionskammer 16 ILO minus 76mm

Differenzdruck über Staubsammler 36 127 mm H₂O

Kühlwassermenge in Kühlkammer 30, l/Min 2,8

Um vollständige Verbrennung der kohlenstoffreichen Ferrochromteilchen sicherzustellen, wird ein Sauerstoffüberschuß über die stöchiometrisch crforderliche Menge in der Oxydationszone aufrechterhalten. Vorzugsweise wird soviel Sauerstoff verwendet, daß ein Überschuß bis zu 20% über die Menge vorhanden ist, die erforderlich ist, um die Oxydationsreaktion bei einer theoretischen Oxydation von 100% iris Gleichgewicht zu bringen.

Beispiel 1

Kohlenstoff reiches Fcrrochrom wurde in einer Anzahl von Mahlstufen pulverisiert, bis 90% des feinteiligen Materials durch ein Sieb einer Maschenweite von 43 μ gingen. Das !'einteilige Metall hatte folgende chemische Zusammensetzung:
15

Chrom 67,62%

Eisen 23,90%

Kohlenstoff 4,45%

Schwefel 0,077%

Silicium 1,82%

Sauerstoff 0,32%

Sonstige Elemente

(durch Differenz) 1,813%

Insgesamt 100,000%

Das auf die genannte Größe gebrachte kohlenstoffreiche Ferrochrom wurde in den Reaktionsofen gemäß der Erfindung in einer Menge von 2,0 kg/Min, eingeführt. Die Reaktion verlief glatt unter Oxydationsbedingungen bei einer Temperatur im Bereich von 1400 bis 168O⁰C, ohne daß das Ferrochrom schmolz. Zur Erzielung praktisch vollständiger Oxydation wurden 3,82 m³ Luft pro Minute gebraucht. Das oxydierte Material wurde gekühlt. Es hatte seine Größenverteilung (90% bis zu 43 μ) im wesentlichen behalten, so daß eine anschließende Zerkleinerung nicht erforderlich war.

Das gekühlte oxydierte Fcrrochrompulver folgende Zusammensetzung:

hatte

Chrom 49,61%

Eisen 18,76%

Kohlenstoff 0,1 %

Schwefel 0,017%

Silicium 1,18%

Sauerstoff 29,40%

Sonstige Elemente

(durch Differenz) 6,933 "/„

Insgesamt 100,000%

Es ist ersichtlich, daß durch die Oxydation der Sauerstoffgehalt des Ferrochroms von 0,30 auf 29,4% gestiegen ist. Der Sauerstoffgehalt des erhaltenen Ferrochroms machte somit 95% seines theoretischen Aufnahmevermögens aus.

Beispiel 2

Eine Eerrochromlegierung wurde verwendet, deren Kohlenstoffgehalt höher war als der des Ausgangsmatcrials vom Beispiel 1. Die Legierung wurde in einer Reihe von Zerkleinerungsstufen auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 pulverisiert. Sie hatte danach folgende Zusammensetzung:

Chrom 66,87%

Eisen 22,85%

Kohlenstoff 6,52%,

Schwefel 0,05 %

Silicium 1,49 %

Sauerstoff 0,22 %

Sonstige Elemente

(durch Differenz ermittelt) 1,00%

Insgesamt 100,00%

Die pulverisierte Legierung wurde in einer Menge von 2,25 kg/Min, zusammen mit einem Luftstrom in einer Menge von 5,1 nr'/Min. zur Sicherstellung praktisch vollständiger Oxydation in den Reaktor gemäß der Erfindung eingeführt. Die Reaktion verlief glatt unter oxydierenden Bedingungen bei einer Temperatur im Bereich von 1400 bis 1680°C, ohne daß das Material schmolz. Das oxydierte Material hafte nach der Kühlung seine Größenverteilung beibehalten und folgende Zusammensetzung:

Chrom 51,06%

Eisen 18,13%

Kohlenstoff 0,38%,

Schwefel 0,015%

Silicium 1,22V₀

Sauerstoff 27,1 %

Sonstige Elemente

(durch Differenz ermittelt) 2,095%

Insgesamt 100,000%

Der Sauerstoffgehalt des Ferrochroms war somit auf 87,5% seines theoretischen Aufnahmevermögens gestiegen.

Beispiel 3

Die feinteilige Eerrochromlegierung wurde in erhöhter Menge von 3,5 kg/Min, in die Oxydationszone des Reaktionsgefäßes eingeführt. Die Herstellung und Zerkleinerung der Legierung war auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise erfolgt. Die Legierung hatte folgende Zusammensetzung:

Chrom 66,46 %

Eisen 23,93 %

Kohlenstoff 4,74%

Schwefel 0,06 %,

Silicium 1,91%,

Sauerstoff 0,84%

Sonstige Elemente

(durch Differenz ermittelt) 2,06%

Insgesamt 100,00°/,,

Unter Verwendung von 5,7 m³ Luft und 0,135 m³ Sauerstoff pro Minute wurde im Reaktor eine aus sauerstoffangereicherter Luft bestehende Atmosphäre aufrechterhalten. Die Reaktion verlief glatt im Temperaturbereich von 1400 bis 1700'C, ohne daß das Material schmolz. Nach der Kühlung hatte das oxydierle Material die gleiche Teilchengröße wie vorher und folgende Zusammensetzung:

Chrom 49,87%

Eisen 18,07%

Kohlenstoff 0,47%

²S Schwefel 0,02%,

Silicium 1,43%

Sauerstoff 27,80%

Sonstige Elemente

(durch Differenz ermittelt) 2,34 %

insgesamt 100,00%

Die Fcrrochromlegicrung war somit bis zu 89,5% ihres theoretischen Aufnahmevermögens oxydiert worden.

Aus den vorstehenden Beispielen ist ersichtlich, daß der Oxydationsgrad des Metalls durch Regulierung der Oxydationsbedingungen auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Beispiel 4

In Laboratoriumsversuchen unter Verwendung einer Sauerstoff-Methan-Flamme, die mit 5,1 m^;i Sauerstoff und 2,55 m^:i Methan pro Stunde gespeist wurde, wurden pro Minute 454 g eines kohlenstoffreichen F'errochrompulvers in einem Luftstrom von 1,135 m³/Min. aufgewirbelt und durch eine Reihe von Rohren, die rings um die Flamme angeordnet waren, unmittelbar in die Sauerstoff-Mcthan-Flamme eingeführt. Das Ferrochrompulver hatte eine mittlere Teilchengröße von 4,8 μ und enthielt 66,92% Cr, 24,69% Fe, U29 % metallisches Si, 1,14% SiO₂, 0,059%, S und 4,60% C. Die Teilchen wurden bis zu 95% ihres Aufnamevcrmögens oxydiert und hatten nach der Oxydation eine mittlere Größe von 2 μ, ein Zeichen, daß die Teilchen in der Reaktion auseinanderbrachen.

Beispiel 5

In Versuchen, die auf die gleiche Weise wie die im Beispiel I, 2 und 3 beschriebenen Versuche durchgeführt wurden, wurde das kohlenstoffreiche Ferrochrom durch ein zentrisch zum Flammenstrahl angeordnetes Rohr der Düse zugeführt. Der Sauerstoffgehalt in der Oxydationszone wurde so hoch gehalten, daß bis zu einem Sauerstoffgehalt von 27% oxydiert wurde.

Durch Aufsprühen von Wasser wurde die Temperatur des zum Staubsammler gehenden Materials unter 121⁰C gehalten. Die Endprodukte hatten folgende Zusammensetzung:

009 543/75

Claims

Zuführungsmenge des kohlenstoffreichen FeCr, kg/Min Eingeführte Luftmenge, ΐη3/Μ'η· . . Sauerstoffverbrauch, ma/Min % O2 im Produkt % C im Produkt Mischungen des erhaltenen oxydierten Ferrochroms hatten folgende Zusammensetzung: 12Versuch 345;n2 004,642,643,503,633,835,14,24 bis 4,540,139 29,40,278 21,70,278 ,27427,426,30,470,55 VoCVoO30UCr7oS0,4228,950,650,0270,5626,250,490,0290,2427,649,820,0210,2227,949,720,028 In weiteren Versuchen zur Oxydation von kohlenstoffreichem Ferrochrompulver wurde dieses durch eine SauerstofT-Acetylen-Flammc geführt. Das oxydierte Produkt enthielt 1,0% Kohlenstoff'. Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß es nach dem Verfahren und mit Hilfe der Vorrichtung gemäß der Erfindung möglich ist, kohlenstoffreiches Ferrochrompulver verhältnismäßig weitgehend zu oxydieren, ohne daß das oxydierte Pulver schmilzt oder agglomeriert. Indem das kohlenstoffreiche Ferrochrom mit hoher Geschwindigkeit durch eine Flamme von hoher Temperatur geleitet wird, wird vermieden, daß die Teilchen schmelzen und zusammenbacken. Die Oxydation verläuft schnell und praktisch vollständig, und ein feines oxydiertes Pulver wird erhalten, das sich überaus gut zur Entkohlung weiterer Mengen von kohlcnstoffreichem Ferrochrom in dem vorstehend beschriebenen und bekannten Festphasen-Reduktionsverfahren eignet. Durch das Staubsammelsystem gemäß der Erfindung wird eine verhältnismäßig hohe Produktionsgeschwindigkeit ermöglicht. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von pulvcrförmigem, kohlenstoffarmem, oxydiertem Ferrochrom durch Oxydation von pulverförmigem, kohlenstoffreichem Ferrochrom mit sauerstoffhaltigen Gasen bei hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrochrom in einem sauerstoffhaltigen Trägergas kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit bei Temperaturen über seinem Schmelzpunkt, vorzugsweise bei 1600⁰C, durch eine oxydierende SauerstofT-Heizgasflamme geführt wird und daß in unmittelbare Nähe eine Sauerstoffmenge gebracht wird, die höher ist als stöchiometrisch zur vollständigen Oxydation des Ferrochroms erforderlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrochrom mit dem Trägergas in die Mitte einer ringförmigen Flamme geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ferrochrom mit dem Trägergas aufgeteilt in mehrere gegeneinander gerichtete Teilströme konvergierend in eine zentrale Flamme eingeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen