DE1951567B2 - MANHOLE FURNITURE MELTING AND METHOD OF OPERATING THE SAME - Google Patents
MANHOLE FURNITURE MELTING AND METHOD OF OPERATING THE SAMEInfo
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- DE1951567B2 DE1951567B2 DE19691951567 DE1951567A DE1951567B2 DE 1951567 B2 DE1951567 B2 DE 1951567B2 DE 19691951567 DE19691951567 DE 19691951567 DE 1951567 A DE1951567 A DE 1951567A DE 1951567 B2 DE1951567 B2 DE 1951567B2
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schachtofen zum können. Die Öffnungen oder Schlitze erstrecken sichThe invention relates to a shaft furnace for can. The openings or slots extend
Schmelzen von oxydischen Erzen, Konzentraten oder zumindest längs der Länge der Bodenhälfte einer jedenMelting of oxide ores, concentrates, or at least along the length of the bottom half of each
gerösteten Erzen sowie ein Verfahren zum Betreiben Säule oder Kolonne. Die Kolonnen ermöglichen dieroasted ores as well as a method of operating column or column. The columns make that possible
desselben. Übertragung von Wärme an die nach unten gleitendensame. Transfer of heat to the downward sliding
In letzter Zeit sind verschiedene Versuche bei By- 5 Pellets oder Briketts, und zwar aus dem Umgebungspass-Koksöfen und anderen Verkokungsvorrichtungen raum, in dem die Teere und gasförmigen Kohlenvorpenommen worden, die darauf abzielen, den Wasserstoffe sowie etwaiges von dem Schacht aus-Schachtöfen zusammengesetzte Pellets oder Briketts gehendes CO oder H2 derart verbrannt weroen, daß direkt zuzuführen, die Kohle als Hauptbestandteil ein sauerstofflialtiges Gas über Öffnungen oder Düsen enthalten. Diese Versuche zum direkten Schmelzen io eingeblasen wird, die in geeigneter Weise in der Außen- und Verhütten waren in der Regel nicht erfolgreich, wand der Kammer oder des Raumes angeordnet sind, da Schwierigkeiten auftreten, die auf eine Kombination Die Kolonnen sind in bezug auf Länge, Querschnitt eines physikalischen »Zusammenbruchs« der Pellets und Wandstärke derart ausgebildet, daß ein progres- oder Briketts mit dem Freiwerden von teerartigen sives Erwärmen der Pellets oder Briketts, die hierin Bestandteilen zurückgehen, die sich im oberen Teil 15 nach unten gleiten, möglich ist. Die Erwärmung erfolgt des Schachtofens und in den Gasabzügen ansammeln, auf eine Temperatur von 450 bis 8000C, vorzugsweise so daß letztlich ein Abstellen zum Reinigen not- 550 bis 750°C und (beim Verhütten von Zink) 700 bis wendig ist. 8000C. Die Pellets oder Briketts werden auf die vor-Lately, various attempts have been made on By-5 pellets or briquettes, from the ambient pass coke ovens and other coking room in which the tar and gaseous coal supplies aimed at the hydrogens as well as any compound from the shaft from the shaft furnaces have been collected Pellets or briquettes of CO or H 2 are burned in such a way that to be fed in directly, the coal contains as the main component an oxygen-containing gas via openings or nozzles. These attempts to direct smelting io blown in a suitable manner in the exterior and smelting were generally unsuccessful in the wall of the chamber or the space arranged, since difficulties arise due to a combination of the columns in terms of length , Cross-section of a physical "collapse" of the pellets and wall thickness designed in such a way that a progressive or briquette with the release of tar-like sive heating of the pellets or briquettes, which are contained in components that slide down in the upper part 15, is possible. The heating is carried out of the shaft furnace and accumulate in the gas extractors, to a temperature of 450-800 0 C, preferably so that a shutdown for cleaning emergency 550-750 ° C and (in the smelting of zinc) 700 is ultimately to manoeuvrable. 800 0 C. The pellets or briquettes are placed on the
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe genannten Temperaturen vor dem Verlassen derThe present invention is therefore the object of said temperatures before leaving the
zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vor- 20 Säulen erwärmt.based on a device and a method pre-heated 20 columns.
zuschlagen, die eine direkte Zufuhr von zusammen- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kannstrike, which can be a direct supply of together- According to a preferred embodiment
gesetzten Pellets oder Briketts, die Backkohle enthal- die Verbrennungskammer von dem Hauptschachtofenplaced pellets or briquettes, the charcoal contains the combustion chamber of the main shaft furnace
ten, zu ermöglichen, wobei gewährleistet sein soll, daß entfernt werden.th, to allow, whereby it should be ensured that are removed.
Das sauerstoffhaltige Gas, welches in die Verbren-The oxygen-containing gas that enters the combustion
a) die Pellets oder Briketts während des Zuführens 25 nungskammer oder In den Verbrennungsraum, der die und während des Durchganges durch die Ver- Verkokungskolonnen umgibt, eingeblasen wird, tritt kokungsstufe fest bleiben und mit einem solchen Druck und mit einer solchen Gebt die teerartiger Stoffe frei werden und bis zu einem schwindigkeit ein. daß eine ausreichende Zirkulation bestimmten Grad in einem offenen Aufheizraum und Bewegung der Flammen und heißen Gase hierin innerhalb des oberen Teiles ι .s Ofens verbrannt 3° gewährleistet ist. Leitwände oder andere Mittel könwerden so daß der obeie Teil des Ofens und die nen innerhalb des Verbrennungsraumes benutzt werden, Gasabzügenichtverstopftundve.schmutztwerden. um eine gleichförmige Erwärmung einer jeden dera) the pellets or briquettes during the feeding of 25 drying chamber or in the combustion chamber, which is the and surrounding during the passage through the encryption Verkokungskolonnen blown occurs kokungsstufe remain fixed and at such a pressure and with such a Give the tarry substances free and up to a speed one. that sufficient circulation of a certain degree in an open heating room and movement of the flames and hot gases within the upper part ιs furnace burned 3 ° is guaranteed. Baffles or other means can be used so that the upper part of the furnace and the areas inside the combustion chamber are not clogged and fouled. to uniform heating of each of the
Kolonnen zu unterstützen. Andernfalls könnte derSupport columns. Otherwise the
Diese Aufgabe wurde gelöst durch einen Schacht- Fall eintreten, daß das Ausmaß des Verkokens in den
ofen zum direkten Schmelzen und Verhütten von oxy- 35 einzelnen Kolonnen unterschiedlich ist.
dischen Erzen oder Konzentraten oder Rösterzen. Der oder die Abzüge, durch welche die heißen vergekennzeichnet
durch eine oder mehrere hohle Ver- brannten Gase die Verbrennungskammer oder den
kokungskülonnen, die oberhalb eines Hauptschacht- Verbrennungsraum, der die Verkokungssäulen umgibt,
ofens angeordnet sind, eine Verbrennungskammer, verlassen, sind mit Heißgassammelleitungen verbundic
ganz oder teilweise die Verkokungskolonne um- 40 den, die die heißen Gase zu Wärmeaustauschern, Gasgibt,
Öffnungen oder Schlitze, die in den Wänden reinigern und Abzugsventilatoren weiterleiten. In der
einer jeden Verkokungskolonne angeordnet sind, Mittel Regel wird in der Verbrennungskammer oder in dem
zum Zuführen einer pellctisierten oder brikettierten Verbrennungsraum, der die Verkokungs- und Carbo-Mischung
\on Erz oder Konzentrat oder Rösterz mit nisierungssäulen umgibt, ein leicht negativer Druck
Kohle zu den oberen Enden der Verkokungskolonne 45 aufrechterhalten, damit das Abziehen der teerigen
oder -kolonnen. wobei die Pellets oder Briketts lang- Stoffe und der anderen Kohlenwasserstoffe von den
sam unter Schwerkraflcinwirkiing zuerst durch die Pellets oder Briketts durch die Schlitze oder Öffnungen
Verkokungskolonne oder -kolonnen und sodann in den Verbrennungsraum erleichtert wird,
durch den Hauptschachtofen nach unten gleiten, durch Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß an
Mittel zum Zuführen eines sauerstoffhaltig«! Gases in 5° Stelle eines kostspieligen, wenig reaktionsfähigen,
die Verbrennungskammer und durch Mittel zum Ab- metallurgischen Koks, der für einen einwandfreien
ziehen des Metalls oder der Legierung aus dem Betrieb herkömmlicher Hochöfen erforderlich ist, eine
Hauptschachtofcn. billigere Backkr hie benutzt werden kann. Die benutzteThis object was achieved by a shaft case that the extent of coking in the furnace for direct melting and smelting of oxy-35 individual columns is different.
dic ores or concentrates or roasting ores. The flue or flues through which the hot, characterized by one or more hollow combustion gases, leave the combustion chamber or the coking chambers, which are arranged above a main shaft combustion chamber that surrounds the coking columns, a combustion chamber, are connected to hot gas manifolds all or part of the coking column that gives the hot gases to heat exchangers, gas, openings or slots that clean in the walls and pass on exhaust fans. In each coking column are arranged, means usually a slightly negative pressure to coal in the combustion chamber or in the supply of a pelletized or briquetted combustion space, which surrounds the coking and carbon mixture of ore or concentrate or roasting ore with nizing columns the tops of the coking column 45 are maintained to allow the tarry columns or columns to be withdrawn. wherein the pellets or briquettes long substances and the other hydrocarbons from the sam under Schwerkraflcinffektiing first through the pellets or briquettes through the slots or openings of the coking column or columns and then into the combustion chamber,
slide down through the main shaft furnace, through An advantage of the invention is that there is a means of supplying an oxygen-containing «! Gas in the 5 ° place of an expensive, less reactive, the combustion chamber and by means of the metallurgical coke, which is necessary for the proper drawing of the metal or the alloy from the operation of conventional blast furnaces, a main shaft furnace. Cheaper Backkr can be used here. The used
Bei einer anderen bevorzugten Aiisfiihrimgsform ist Kohle muß vor allem ein ausreichend hohes Fließeine Vorrichtung vorgesehen, die zum teilweisen Ver- 55 vermögen beim Durchgang durch die ersten Stufen koken der Kohlenkomponentc in den zusammen- der thermischen Zersetzung aufweisen. Wenn die vergesetzten Pellets oder Briketts aus oxydischen Erzen, fügbare Kohle diese Eigenschaft nicht in ausreichender Konzentraten oder gerösteten Erzen besteht. Hierbei Weise besitzt, kann die Mischung aus Kohle und oxysind in etwa vertikale hohle Kolonnen oder Säulen, dischen Feinerzen mit Teer, Bitumen oder einem andehergestellt aus einer wärmebeständigen Legierung oder 60 ren Kohlenwasserstoff in flüssiger Form ergänzt einer feuerbeständigen Keramik, innerhalb des Rau- werden, so daß die Fähigkeit der Kohle, sich auszumes oder der Kammer oberhalb des Hauptschachtes breiten und die einzelnen kleinen oxydischen Kompodes Schachtofens angeordnet. Der Raum oder die nenten der Pellets oder Briketts während der Erwär-Kammer sind, abgesehen von einem oder mehreren mung auf eine Temperatur von 320 bis 4803C zu Gasabzügen, abgeschlossen und abgedichtet. Jede 65 »benetzen«, gesteigert wird.In another preferred embodiment, coal must above all have a sufficiently high flow, a device which is capable of partial coking of the coal component in the combined thermal decomposition when passing through the first stages. If the offset pellets or briquettes are made from oxidic ores, addable coal this property does not consist of sufficient concentrates or roasted ores. In this way, the mixture of coal and oxys are approximately vertical hollow columns or columns, the fine ores with tar, bitumen or another made from a heat-resistant alloy or hydrocarbon in liquid form, supplemented by a fire-resistant ceramic, inside the rough, so that the ability of the coal to grow out or to expand the chamber above the main shaft and arrange the individual small oxidic Kompodes shaft furnace. The space or the elements of the pellets or briquettes during the heating chamber are, apart from one or more mung to a temperature of 320 to 480 3 C for gas vents, closed and sealed. Every 65 "wet" is increased.
Kolonne ist mit Öffnungen oder Schlitzen versehen, Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daßColumn is provided with openings or slots. Another advantage of the invention is that
die eine solche Größe haben oder derart ausgebildet eine kontinuierliche Zuführung von Pellets oder Bri-which have such a size or are designed in such a way that a continuous supply of pellets or bri-
sintl. daß die Pellets oder Briketts nicht hindurchfallen kelts in den Hochofen derart möglich ist, daß kompli-sintl. that the pellets or briquettes do not fall through kelts in the blast furnace is so possible that compli-
<f<f
I 951 567I 951 567
zierte Abschlußmittel, Doppel- oder Dreifachglocken- Briketts in einem halbverkokten Zustand, und sieadorned closure means, double or triple bell briquettes in a semi-coked state, and they
und Trichtersysteme nicht erforderlich sind. gleiten in dem Hochofen weiter nach unten, bis dasand funnel systems are not required. slide further down the furnace until the
Die Erfindung kann grundsätzlich bei einem direk- Schmelzen und Verhütten beendet sind,
len Schachtofenschmelzen von Oxyderzen und Kon- Ein sauerstoffhaltiges Gas wird über eine oder mehzentraten,
z. B. lateritischen Erzen (mit Eisen, Zinn 5 rere Öffnungen oder Düsen in die Kammer oder den
und Nickel) und Konzentralen benutzt werden. Die Raum eingeblasen, der die Kolonnen umgibt. Hier-Erfindung
ist auch Tür das Schmelzen von gerösteten durch wird eine Verbrennung eines wesentlichen und
Erzen oder anderen oxydischen metallurgischen Pro- beträchtlichen Teiles der Teere und Kohlenwasserstoffdukten
geeignet. Das Schmelzprodukt kann ein flüssi- gase erreicht, die durch die Öffnungen und Schlitze
ges Metall oder eine Legierung sein, die vom Gestell io entweichen, sowie eines Teiles zumindest des Kohlendes
Hochofens abgestochen wird, oder ein Metall- monoxydes und des Wasserstoffes, der vom oberen
dampf, der vom oberen Ende des Hochofens abge- Teil der Gicht des Hochofenschachtes entweicht. Die
zogen wird. Bei gerösteten Zinkerzen und Mischungen Verbrennung dieser Teere und Gase in dem die hohlen
hiervon mit gerösteten Bleikonzentraten verläßt der Kolonnen umgebenden Raum ergibt eine ausreichende
Zinkdampf den oberen Teil des Ofens und sammelt 15 Wärme, um ein selbsttätiges Verkoken der Kohlensich
nicht mit der weniger leicht flüchtigen, mit Blei anteile der Pellets und Briketts zu gewährleisten, wenn
angereicherten Phase und/oder Schlacke im Gestell diese langsam innerhalb der hohlen Kolonnen nach
des Bodenofens an. In anderen Fällen wird ein oxy- unten gleiten. Die Pellets oder Briketts werden durch
disches Ofennebenprodukt am oberen Ende des Hoch- eine Kombination von V,ürmestrahlung, -leitung und
ofens gewonnen. 20 -kenvektion innerhalb der Koionnen erwärmt, und sieThe invention can in principle be ended with direct melting and smelting,
len shaft furnace melting of oxyder ores and con An oxygen-containing gas is over one or more centrates, z. B. lateritic ores (with iron, tin 5 rere openings or nozzles in the chamber or the and nickel) and concentrals can be used. Blown the space that surrounds the columns. Here invention is also suitable for the smelting of roasted products by burning a substantial part and ores or other oxidic metallurgical products- a considerable part of the tars and hydrocarbon products. The melted product can be a liquid gas that is made of metal or an alloy that escapes from the frame and tapped through the openings and slots, as well as a part of at least the coal of the blast furnace, or a metal monoxide and the hydrogen from the upper Steam escaping from the top of the furnace from the top of the furnace shaft. Which is pulled. In the case of roasted zinc ores and mixtures, these tars and gases are burned in the hollow space surrounding the column with roasted lead concentrates leaving the space surrounding the column, resulting in sufficient zinc vapor in the upper part of the furnace and collecting heat to prevent the coals from coking themselves with the less volatile, with lead content of the pellets and briquettes to ensure, if enriched phase and / or slag in the frame this slowly within the hollow columns after the bottom furnace. In other cases, an oxy- will slide down. The pellets or briquettes are obtained through the furnace by-product at the upper end of the high- a combination of V, tower radiation, pipe and furnace. 20 -kenvection within the coions, and they are heated
Das erfinderische Verfahren für das direkte Schacht- gelangen in den oberen Teil der Hochofengicht mit
ofenschmelzen von oxydischen Erzen oder Konzen- Temperaturen von 450 bis 8000C, vorzugsweise von
traten oder gerösteten Erzen ist dadurch gekennzeich- 550 bis 7500C und — bei dem Schmelzen von Zink —
net, daß eine pelletisierte oder brikettierte Mischung 700 bis 8000C. Die heißen Verbrennungsgase verlassen
von Frz oder Konzentrat oder Rösterzen mit Kohle 25 den Raum oder die Kammer, die die hohlen Kolonnen
unter Sch verkrafteinwirkung langsam nach unten umgibt, über einen oder mehrere geeignet angeordnete
zuerst dur:h die eine oder mehrere Verkokungs- Abzüge und werden über Wärmeaustauscher und Gaskolonnen
mit Öffnungen oder Schlitzen an den Wän- reiniger zu Abzugsventilatoren geleitet. Eine hohe
den und sodann durch den darunter angeordneten thermische Wirksamkeit ist dadurch gewährleistet, daß
Hauptschachtofen geleitet wird, daß ein Sauerstoff 30 diese Gase bei verschiedenen metallurgischen Arbeitsenthaltendes
Gas in die Verbrennungskammer einge- gangen benutzt werden, z. B. bei der Vorwärmung der
leitet wird, die ganz oder teilweise die Verbrennungs- über Düsen oder Öffnungen in den Ofen eingeblasenen
kolonne oder -kolonnen umgibt, daß Teere und brenn- Luft oder um ein mäßiges Vorwärmen der Pellets oder
bare Gase, die durch die Öffnungen oder Schlitze aus Briketts vor der Zufuhr zu dem Trichter an der Oberder
nach unten sich bewegenden Füllung der Ver- 35 seite des Hochofens zu erzielen,
kokungskolonne oder -kolonnen entweichen, mittels Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform
des sauerstoffhalligen Gases verbrannt werden, daß der Erfindung werden die Teere und die anderen leicht
die \erbrennungsprodukte aus der Verbrennungs- flüchtigen Produkte der thermischen Zersetzung zu
kammer abgezogen werden und daß das Metall oder einem beträchtlichen Teil verbrannt, und zwar durch
die Legierung, die in dem Hauptschachtofen hergestellt 40 eine Reaktion mit den sauerstoffhaltigen Gasen in der
wird, abgezogen wird. Verbrennungskammer, die die Kolonne oder KolonnenThe inventive method for direct shaft access to the upper part of the blast furnace top with furnace melting of oxidic ores or concentration temperatures of 450 to 800 0 C, preferably of stepped or roasted ores is characterized by 550 to 750 0 C and - at the Melting zinc - net that a pelletized or briquetted mixture 700 to 800 0 C. The hot combustion gases leave the room or the chamber, which surrounds the hollow columns slowly downwards under the effect of shear, of Frz or concentrate or roasting with coal one or more suitably arranged first through: h the one or more coking flues and are routed via heat exchangers and gas columns with openings or slots to the wall cleaner to vent fans. A high thermal efficiency is ensured by the fact that the main shaft furnace is conducted, that an oxygen 30 these gases are used in various metallurgical work-containing gases entered into the combustion chamber, e.g. B. in the preheating of the leads, the whole or part of the combustion column or columns blown into the furnace via nozzles or openings surrounds that tars and burning air or a moderate preheating of the pellets or bare gases, which by the To make openings or slits of briquettes before feeding them to the hopper at the top of the downward moving filling of the front of the blast furnace,
coking column or columns escape, by means of another preferred embodiment of the oxygen-rich gas, that of the invention, the tars and the other products of combustion are easily withdrawn from the combustion-volatile products of thermal decomposition to the chamber and that the metal or a A considerable part is burned by the alloy which is produced in the main shaft furnace and which reacts with the oxygen-containing gases in which is withdrawn. Combustion chamber, which is the column or columns
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- umgibt, und welche oberhalb — aber getrennt — von gemäßen Verfahrens besteht aus einem kontinuier- dem Schmelzofen angeordnet ist. Die von den leicht liehen integrierten Zuführen, Carbonisieren (Veikoken) flüchtigen Produkten befreiten und teilweise verkokten und Schmelzen von oxydischen Erzen oder Konzen- 45 Pellets oder Briketts werden schließlich aus der getraten oder gerösteten Erzen in einem Schachtofen, schlitzten Säule oder den geschlitzten Säulen in den wobei die nachgehenden Arbeitsgänge durchgeführt Schmelzofen geleitet, wo ein schnelles Schmelzen zu werden. Metalldampf, Schlacke und gegebenenfalls anderen,A preferred embodiment of the invention surrounds, and which above - but separately - from according to the method consists of a continuous melting furnace is arranged. The easy ones lent integrated feeding, carbonizing (Veikoken) freed volatile products and partially coked and melting of oxide ores or concentrates. Pellets or briquettes are finally released or roasted ores in a shaft furnace, slotted column or the slotted columns in the the subsequent operations being carried out conducted melting furnace, where rapid melting too will. Metal vapor, slag and possibly others,
D;c oxydischen Feinerze oder Konzentrate oder ge- weniger leicht flüchtigen, mit Metall angereicherten
rösteten Erze werden zuerst mit einer feingemahlenen *e Phasen (oder Phase) stattfindet.
Backkohle und, falls erwünscht, mit anderen Zusätzen Beim Verhütten von gerösteten Zinkerzen verläßt
gemischt, wobei wenigstens ein Bindemittel vorge- beispielsweise das Zink den oberen Teil des Ofens in
sehen ist. das die eine Bindung bei den Umgebungs- einer Form, bei der es in einer heißen CO — CO2- N2-lenipcraturen
bewirkt. Die Mischung wird pelletisiert Gasmischung eingeschlossen ist, und es tritt sodann
oder brikettiert. Auf Grund der Wirkung des oder der 55 in einen Kondensator ein, wo es gewonnen wird.
Bindemittel werden die Pellets oder Briketts »gehärtet«. Wenn Blei vorhanden ist, so wird es zusammen mit
Die »gehärteten«, aber noch nicht verkokten Pellets Schlacke als Bleilegierung mit Gold- und Silbergehalt
oder Briketts werden über einen oder mehrere geeig- erzeugt. Die erzeugten Teere, die im wesentlichen in
nete Trichter in eine oder mehrere in etwa vertikale der oberen getrennten Kammer verbrannt worden
hohle, in etwa rohrförmige Kolonnen eingeführt, die 60 sind, verschmutzen nicht den oberen Teil des Ofens
mit Öffnungen oder Schlitzen in den Wänden versehen und die Gjsabzügc und beeinträchtigen auch nicht
sind, so daß die Teere und anderen gasförmigen die nachstehenden Umkehrreaktionen des Zink-Kohlenwasserstoffe
entweichen können, die aus dem dampfes, der von dem oberen Teil der Gicht des Kohlenanteil in den Pellets oder Briketts freigegeben Hochofens ausgeht:
werden, wenn letztere beim langsamen Nachunten- 65 ^n _l CO ->
ZnO -1- CO
gleiten durch die Kolonnen durch den Temperatur- ho 7 η _l η
bereich mit thermischer Zersetzung hindurchgehen. Zn + H2° "* ZnU + "2
Am Ausgang der Kolonnen sind die Pellets oder Wenn die Pellets oder Briketts iednch pimp Τρπιπρ-D ; Oxydic fine ores or concentrates or less volatile, metal-enriched roasted ores are first carried out with a finely ground phase (or phase).
Baking charcoal and, if desired, with other additives. When smelting roasted zinc ores, leaves mixed, with at least one binder in front of, for example, the zinc in the upper part of the furnace. the one bond in the surrounding a form in which it causes it in a hot CO - CO 2 - N 2 -lenipcratures. The mixture is pelletized, enclosed in gas mixture, and it then occurs or briquetted. Due to the action of the 55 into a condenser, where it is obtained. The pellets or briquettes are "hardened" by binding agents. If lead is present, it is produced together with the »hardened«, but not yet coked pellets, slag as a lead alloy with gold and silver content or briquettes are suitably produced using one or more. The tars produced, which have been incinerated essentially in nete funnels in one or more approximately vertical of the upper separate chambers, introduced hollow, approximately tubular columns which are 60 in size, do not pollute the upper part of the furnace with openings or slits in the walls and the Gjsabzügec and are not impaired either, so that the tars and other gaseous gases can escape the following reverse reactions of the zinc hydrocarbons emanating from the steam released from the upper part of the furnace of the coal fraction in the pellets or briquettes:
when the latter is slowly moving downwards - 65 ^ n _l CO -> ZnO - 1 - CO
slide through the columns through the temperature ho 7 η _l η
go through the area with thermal decomposition. Zn + H2 ° "* ZnU + " 2
At the exit of the columns are the pellets or If the pellets or briquettes iednch pimp Τρπιπρ-
5 6 J 5 6 y
ratiir von etwa 70O0C beim Eintreten in die Hochofen- produktes in den Dampfkondensator 24 unterstütztRatiir of about 70O 0 C when entering the blast furnace product in the steam condenser 24 supported
schmelzzone nicht erreicht haben, können zuviel leicht und ferner dazu dient, die somit entgasten, verkoktenHave not reached the melting zone, too much can easily and also serves to degas and coke
flüchtige Bestandteile in der halb verkokten Kompo- Pellets oder Briketts auf die Mitte des Ofens zu leiten,to direct volatile constituents in the semi-coked compo pellets or briquettes to the center of the furnace,
nente der heißen Pellets oder Briketts enthalten sein. Falls gewünscht, können nicht dargestellte Mittelpart of the hot pellets or briquettes. If desired, means not shown can be used
Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe und gegebenen- 5 zur Drehung odur für eine andere Betätigung derHydrogen and hydrocarbons and given 5 for rotation or for another operation of the
falls H2O, die hiervon ausgehen, können unerwünschte hohlen Verkokungssäulen 11 bis 13 bei jeder derif H 2 O emanating therefrom, undesirable hollow coke columns 11-13 can occur in each of the
Rückreaktionen mit dem Zinkdampf in dem Konden- erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgesehenReverse reactions with the zinc vapor are provided in the condensate embodiments according to the invention
saior eingehen. Wenn andererseits die Pellets oder sein, um die Nachuntenbewegung der Pellets oderenter saior. On the other hand, if the pellets or be to the downward movement of the pellets or
Briketts eine Temperatur von mehr als 800'C er- Briketts in den Säulen zu beschleunigen oder zu fördern,Briquettes have a temperature of more than 800'C to accelerate or convey briquettes in the columns,
reichen, während sie noch in der Verkokungskolonne io Nachstehend sind einige Beispiele für die praktischerange while they are still in the coking column. Below are some examples of the practical
oder den Verkokungskolonnen sind, kann der Zink- Anwendung der Erfindung aufgeführt,or the coking columns, the zinc application of the invention can be listed,
dampf anfangen, hiervon auszudestillieren. Das Zink- . .steam begin to distill from it. The zinc. .
~".yd, das aus diesem Dampf in den Ausgangsgasen Beispiel 1~ ".yd, which from this vapor in the starting gases Example 1
gebildet wird, muß sodann von der benutzten Anord- Schmelzen von weichen Hämatitfeinerzen
nung gesammelt und rückzirkuliert werden, um den 15 Erzzusammensetzung in Prozent:
Abzug der Verbrennungsgase zu reinigen.is formed, must then from the used arrangement melts of soft hematite fine ores
can be collected and recirculated to the 15 ore composition in percent:
To clean the exhaust of the combustion gases.
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der ein ζ? "°'*jIn the embodiment of the invention in which a ζ? "° '* j
oxydisches Dampfnebenprodukt gewonnen wird, sind \\n 1 ->oxidic vapor by-product is obtained are \\ n 1 ->
zum Sammeln desselben entsprechende Mittel vorge- rt-u 1 r\ λ corresponding means for collecting it -u 1 r \ λ
sehen, wie Zyklone, Sackfilter, elektrostatische Gas- 30 Gluhverlust 0,4see how cyclones, bag filters, electrostatic gas 30 glow loss 0.4
reiniger oder andere Anordnungen zum Sammeln des Rest 27<6 (hauptsächlichcleaner or other arrangements for collecting the remainder 27 < 6 (mainly
Dampfes. Sauerstoff)Steam. Oxygen)
Bevorzugte Ausführungsformen sind aus den Zeich- Das Erz der vorstehenden Zusammensetzung wirdPreferred embodiments are selected from the drawings. The ore is of the above composition
nungen ersichtlich. F i g. 1 bis 3 betreffen schemati- in einer Kugelmühle gemahlen, bis 78% durch eincan be seen. F i g. 1 to 3 concern schematically ground in a ball mill, up to 78% by one
sehe Darstellungen, wobei für gleiche Teile jeweils die as 320-Maxhen-BS-Sieb hindurchgehen.see illustrations, with the as 320-Maxhen-BS sieve going through for the same parts.
gleichen Bezugszeichen benutzt sind Die Feinerze werden gründlich gemischt mitThe same reference numerals are used. The fine ores are thoroughly mixed with
In F ι g. 1 ist ein Schachtofen 10 dargestellt, in ° 6 .In FIG. 1 shows a shaft furnace 10, in ° 6 .
dessen oberem Teil perforierte Carbonisierungs- bzw. a) e™T , Ba<*" und Fettkohle mit einem hohenthe upper part of which is perforated carbonization or a ) e ™ T , Ba <* "and fatty charcoal with a high
Verkokungskolonnen oder Säulen 11. 12 und 13 ange- Gicseler Fließindex und mit folgender chemischerCoking columns or columns 11, 12 and 13 an- Gicseler flow index and with the following chemical
ordnet sind. Der Querschnitt der Kolonnen 11, 12 und 30 Zusammensetzung (auf trockener Basis):are arranged. The cross section of columns 11, 12 and 30 composition (on a dry basis):
13 erweitert sich vorzugsweise leicht und allmählich F?s^Kohlenstoff ... 50,5%13 preferably widens slightly and gradually F ? s ^ carbon ... 50.5%
von oben nach unten. Zusammengesetzte Pellets oder leichtflüchtigetop down. Compound pellets or volatile ones
Briketts 14 werden den oberen Enden der Säulen 11 Bestandteile 43,9 %Briquettes 14 are added to the top of the pillars 11 components 43.9%
bis 13 über Trichter 15 zugeführt. Zwei Einlasse 16a Asche 5^ °/o (hauptsächlichto 13 fed via funnel 15. Two inlets 16a ash 5 ^ ° / o (mainly
und 16/) für Sauerstoff enthaltende Gase und ein 35 qu t\ η so/ A12°3)and 16 /) for gases containing oxygen and a 35 qu t \ η so / A1 2 ° 3)
Abzug 18 für die Verbrennungsprodukte sind vorge- _,. acnwefel.· .·········· 0,5 /0,Deduction 18 for the products of combustion is provided. a cnwefel . ·. ·········· 0,5 / 0,
sehen Die Einlasse 16« und 16* sind längs der Seiten J"^? 'ü T"" TnT"^ S^u"J*see The inlets 16 «and 16 * are along the sides J" ^? 'ü T "" TnT "^ S ^ u" J *
eines Verbrennungsraumes bzw. einer Verbrennungs- ^ . % durch em ^-Maschen-BS-Sieb hin-a combustion chamber or a combustion ^. % through a ^ mesh BS sieve
kammer 19 angeordnet, die die Verkokungssäulen 11 durchgehen,arranged chamber 19, which go through the coking columns 11,
bis 13 derart umgibt, daß eine optimale Bewegung und 40 b) mit trockenem, gelöschtem Kalk undto 13 surrounds such that optimal movement and 40 b) with dry, slaked lime and
Verteilung der heißen, Sauerstoff enthaltenden Gase c) mit feingemahlenem Portlandzement.Distribution of the hot, oxygen-containing gases c) with finely ground Portland cement.
gewährleistet ist. Der Abzug 18 ist mit dem oberen Dj Mischung weist folgende Bestandteile auf:is guaranteed. The trigger 18 is mixed with the upper Dj and has the following components:
Ende der Verbrennungskammer 19 verbunden. 6 6 End of the combustion chamber 19 connected. 6 6
Schlitze oder Öffnungen 20 sind in den Wänden der f^emf rze I.0. J1* Slots or openings 20 are in the walls of the f ^ em f rze I. 0 . J 1 *
Säulen 11 bis 13 angeordnet. Diese Schlitze oder Off- 45 £oljje 44Jo Columns 11 to 13 arranged. These slits or off- 45 £ ol jj e 44 Jo
nungen 20 haben eine solche Größe oder sind derart Jj-a ~ '0openings 20 have such a size or are such Jj- a ~ '0
angeordnet, daß die Pellets oder Briketts nicht hin- Zement /0 arranged that the pellets or briquettes do not go cement / 0
durchfallen können. Düsen 21 zur Zufuhr eines sauer- Die Mischung wird pelletiert,
stoffhaltigen Gases (z. B. Luft) sind am Boden des Der versuchsmäßig benutzte Ofen 10 hat eine geOfens
vorgesehen. Die Schmelze sammelt sich in einem 50 samte innere Schachthöhe von etwa 2,4 m, einem
Gestell 22 und wird über einen Auslaß 23 abgestochen. Schachtdurchmesser von etwa 45,7 cm und einenfail. Nozzles 21 for supplying an acidic The mixture is pelletized,
Substance-containing gas (e.g. air) are at the bottom of the furnace 10, which was used as an experiment, has a geOfens. The melt collects in a complete inner shaft height of about 2.4 m, a frame 22 and is tapped via an outlet 23. Shaft diameter of about 18 inches and one
Die Ausführungsformen gemäß 2 und 3 sind ähnlich Herddurchmesser von etwa 30,5 cm. Die vertikalenThe embodiments of Figures 2 and 3 are similar to hearth diameters of about 30.5 cm. The vertical
der gemäß F i g. 1. sveisen jedoch gewisse Abweichun- geschlitzten Verkokungsstahlsäulen 11 bis 13 sind etwaaccording to FIG. 1. However, certain deviating coking steel columns 11 to 13 are approximately
gen auf. die besonders für Schmelz- und Verhüttungs- 90 cm lang. Die Betthöhe in dem Schachtteil 10 be-gen on. the especially for smelting and smelting 90 cm long. The bed height in the shaft part 10 is
prozesse geeignet sind, bei denen sich leicht flüchtige 55 trägt etwa 1,36 m.Processes are suitable in which volatile 55 wears about 1.36 m.
Metallprodukte bilden. Demzufolge sind Vorkehrun- Die Blasluft wird auf 380 bis 400° C vorgewärmt
gen für die Kondensation dieser Metalldämpfe ge- und über sechs Düsen 21 eingeblasen. Die mit niedritroffen.
indem ein Dampfkondensator 24 mit der gerem Druck über die Öffnungen 16 und 17 einge-Haupt-
und Sammelleitung des Ofens 10 verbunden blasene Luft wird nur auf 200° C vorgewärmt,
ist. Die Verbrennungskammern 19 sind als getrennte, 6o Die chemische Zusammensetzung des periodisch
entfernbare Einheiten dargestellt, wobei gemäß F i g. 2 aus dem Gestell des Ofens bei 23 abgestochenen Rohein
in etwa rechteckiger vertikaler Querschnitt vorge- eisens ist im Durchschnitt folgende:Form metal products. Accordingly, precautionary measures must be taken. The blown air is preheated to 380 to 400 ° C for the condensation of these metal vapors and blown in through six nozzles 21. The ones with low. by connecting a steam condenser 24 to the lower pressure via the openings 16 and 17, the main and collecting line of the furnace 10 is blown air is only preheated to 200 ° C,
is. The combustion chambers 19 are shown as separate, 6o The chemical composition of the periodically removable units, wherein according to FIG. 2 Rohein cut off from the frame of the furnace at 23 in an approximately rectangular vertical cross-section is on average the following:
sehen ist. Zusätzliche Einlasse 17 für die Sauerstoff C 3,25 %see is. Additional inlets 17 for the oxygen C 3.25%
enthaltenden Gase sind unterhalb der Kammer 19 Si 1,8%containing gases are below the chamber 19 Si 1.8%
angeordnet. 65 Mn 0,3 %arranged. 65 Mn 0.3%
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ist eine P 0,04 %In the embodiment according to FIG. 3 is a P 0.04%
Einschnürung 25 unterhalb der Kammer 19 vorge- S 0,05 %Constriction 25 below the chamber 19 before S 0.05%
sehen, die den Fluß des leicht flüchtigen Metall- Fe Restsee the flow of the volatile metal Fe remainder
Die Schlackenzusammensetzungen sind typisch für eisengeblasene Ofenschlacke mit einem Basizitätsverhältnis von 1,2 (CaO + MgO)/(SiOa -(- AI2O3).The slag compositions are typical for iron-blown furnace slag with a basicity ratio of 1.2 (CaO + MgO) / (SiO a - (- Al 2 O 3 ).
Beispiel 2
Schmelzen von Zinkkonzentraten niedriger Qualität.Example 2
Melting of low quality zinc concentrates.
Zusammengesetzte Pellets werden aus nachstehenden Bestandteilen hergestellt:Composite pellets are made from the following ingredients:
a) Zinnkonzentrate (hauptsächlich Flotation) von sehr geringer Qualität, wobei 68% durch ein Sieb mit 200 Maschen hindurch gehen und folgende Zusammensetzung (in %) vorliegt.a) Tin concentrates (mainly flotation) of very low quality, with 68% passing through a sieve go through with 200 meshes and the following composition (in%) is present.
23,823.8
Sn
FeSn
Fe
SiO2 .SiO 2 .
AUO3
CaO .
MnO .
S AUO 3
CaO.
MnO.
S.
15,8 (hauptsächlich15.8 (mainly
Magneteisenstei n) 17,0Magnetic iron stones) 17.0
7,17.1
5,05.0
1,01.0
1,71.7
Glühverlust bei 90O0C 11,5 (einschließlichLoss on ignition at 90O 0 C 11.5 (including
H2O und CO2)H 2 O and CO 2 )
Rest 17,1 (hauptsächlichRemainder 17.1 (mainly
Sauerstoff)Oxygen)
b) stark backende Kohle (wie im Beispiel 1) folgende Zusammensetzung (in %):b) strongly baked coal (as in example 1) the following composition (in%):
Fester Kohlenstoff 50,5Fixed carbon 50.5
leicht flüchtige Bestandteile 43,9highly volatile constituents 43.9
Asche 5,1Ash 5.1
Schwefel 0,5Sulfur 0.5
c) trocken gelöschter Kalk [96 % Ca(OH)2, als Bindemittel und Flußmittel]c) dry slaked lime [96% Ca (OH) 2 , as binding agent and flux]
d) Portlandzement (als Binde- und Flußmittel).d) Portland cement (as binding agent and flux).
Die vorstehenden Bestandteile a) bis d) werden in folgenden Anteilen sorgfältig gemischt:The above components a) to d) are carefully mixed in the following proportions:
a) Konzentrate 57%a) concentrates 57%
b) Kohle 33%b) coal 33%
c) Kalk 8%c) lime 8%
d) Zement 2%d) cement 2%
Die Mischung wird pelletisiert.The mixture is pelletized.
Der benutzte Ofen 10 ist derselbe wie gemäß Beispiel 1. Die Vorwärmblastemperatur bei 21 ist ebenfalls dieselbe, nämlich 380 bis 4000C. Die durch die Einlasse 16 und 17 eingeblasene Luft hat jedoch nur eine Temperatur von etwa 1000C. Dies ist erf order-Hch, um die Temperatur am oberen Teil der Gicht des Schachtes unterhalb 700° C zu halten, da sonst zu starke Dampfverluste auftreten würden. Die teilweise verkokten und carbonisierten Pellets haben am Ausgang der Carbonisierungskolonnen 11 bis 13 Vorzugsweise eine Dunkelrotglut (550 bis 65O0C).The furnace used 10 is the same as in Example 1. The Vorwärmblastemperatur at 21 is also the same, namely 380 to 400 0 C. The air blown through the inlets 16 and 17. Air, however, only has a temperature of about 100 0 C. This is erf order -High to keep the temperature at the upper part of the gout of the shaft below 700 ° C, otherwise excessive steam losses would occur. The partially carbonized and the carbonized pellets have at the output of Carbonisierungskolonnen 11 to 13 Preferably, a red heat (550 to 65O 0 C).
Das Verhütten und Schmelzen geht unter Herstellung einer Zinn-Eisen-Legierung der folgenden durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung weiter:The smelting and smelting goes to produce a tin-iron alloy of the following average chemical composition further:
Sn 62%Sn 62%
Fe 37,8%Fe 37.8%
andere Elemente 0,2 %other elements 0.2%
Diese geschmolzene Legierung ist geeignet für ein kontinuierliches Frischen.This molten alloy is suitable for continuous refining.
Wie Versuche ergeben, haben die Kalzium-Alumi-■ium-Kieselsäure-Schlacken einen Gehalt von 0,5 bis 0,8 % Sn und von 5 bis 8 % Fe in der Form von FeO.As tests have shown, the calcium-aluminum ■ ium-silicic acid slag a content of 0.5 to 0.8% Sn and from 5 to 8% Fe in the form of FeO.
Metalldampf, der in einem heißen Zyklon mit einen nachgeschalteten Kühler und Sackfilter gesammel wird, hat einen versuchsmäßig ermittelten Gehalt vor Sn (als Oxyd) von 45 bis 55%.Metal vapor that is collected in a hot cyclone with a downstream cooler and bag filter has an experimentally determined Sn content (as oxide) of 45 to 55%.
Schmelzen und Verhütten einer 50: 50-MischungMelting and smelting a 50:50 mixture
aus nickelhaltigem Laterit und
garnieritischem, verwittertem Serpentinerzmade of nickel-containing laterite and
garnieritic, weathered serpentine ore
Die Prozentsätze der Hauptbestandteile (auf trocke· ner Basis) der Erzmischung sind die folgenden:The percentages of the major components (on a dry basis) of the ore mix are as follows:
Ni 1,7Ni 1.7
Fe 35,3Fe 35.3
Cr 1,7Cr 1.7
SiO2 17,0SiO 2 17.0
M|,0 7,0M |, 0 7.0
Al2O3 5,5Al 2 O 3 5.5
MnO 1,25MnO 1.25
Rest hauptsächlich Sauerstoff und H2OThe remainder is mainly oxygen and H 2 O
Die Erze werden bei etwa 2000C in einem Drehofen getrocknet, um das nicht gebundene Wassei auszutreiben. Die getrockneten Stoffe werden in einer Hammermühle so weit gemahlen, daß 100% durch ein 60-Maschen-BS-Sieb und etwa 68% durch ein 300-Maschen-BS-Sieb hindurchgehen. Die Feinerzmischungen werden sodann mit in einer Hammermühle gemahlener Back- und Fettkohle (dieselbe wie im Beispiel 1 und 2) und mit trockenem, gelöschtem Kalk in folgenden Verhältnissen (in Prozent) gemischt:The ores are cast out at about 200 0 C in a rotary kiln dried to the unbound Wassei. The dried materials are ground in a hammer mill to such an extent that 100% passes through a 60-mesh BS screen and about 68% passes through a 300-mesh BS screen. The fine ore mixtures are then mixed with baked and fatty coal ground in a hammer mill (the same as in Examples 1 and 2) and with dry, slaked lime in the following proportions (in percent):
Erzmischung 52Ore Mix 52
Kohle 40Coal 40
Kalk 5Lime 5
Kalkstein 3Limestone 3
Diese Mischung wird pelletisiert.This mixture is pelletized.
Die Vorwärmblastemperatur bei 21 beträgt 375 bis 400° C. Die durch die Einlasse 16 und 17 eingeblasene Luft hat eine Temperatur von etwa 250° C. Die in bestimmten Abständen über das Abstichloch 23 abgestochene Legierung hat die folgende durchschnittliche chemische Zusammensetzung:The preheat blow temperature at 21 is 375 to 400 ° C. That blown through inlets 16 and 17 Air has a temperature of about 250 ° C. The tapped hole 23 at certain intervals Alloy has the following average chemical composition:
6,2%6.2%
3,1%3.1%
0,3%0.3%
2,2%2.2%
3.5%3.5%
0,3%0.3%
0,2%0.2%
P 0,11%P 0.11%
Ni .
Cr .
CO
C ..Ni.
Cr.
CO
C ..
Si ..
Mn
S ..Si ..
Mn
S ..
FeFe
Restrest
Die Kalzium-Magnesium-Eisen-AIuminium-Kieselsäure-Salzschlacke enthält 0,06% Ni und 0,15% Cr.The calcium-magnesium-iron-aluminum-silicic acid salt slag contains 0.06% Ni and 0.15% Cr.
Über 95% des Nickels und etwa 80% des Eisens werden in der Legierungsphase gewonnen.Over 95% of the nickel and around 80% of the iron are obtained in the alloy phase.
Schmelzen von gerösteten Zinkerzen
Zusammengesetzte Pellets werden aus folgenden Bestandteilen hergestellt:Melting of roasted zinc ores
Composite pellets are made from the following components:
a) Zinkrösterze, hergestellt durch Zinksulfidkonzentrate in einem Wirbelschichtbett. Die Zusammensetzung der Rösterze ergibt sich auf der Basis von Versuchen wie folgt:a) Roasted zinc ores produced by zinc sulfide concentrates in a fluidized bed. The composition the roast ore results on the basis of tests as follows:
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