DE1951567C

DE1951567C - Schachtofen zum Schmelzen und Verfahren zum Betreiben desselben

Info

Publication number: DE1951567C
Authority: DE
Inventors: Howard Know North Balwyn Victoria Worner (Australien)
Original assignee: Conzinc Riotinto of Australia Ltd , Melbourne, Victoria (Australien)
Publication date: 1972-08-03

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen .zum können. Die öffnungen oder Schlitze erstrecken sich

Schmelzen von oxydischen Erzen, Konzentraten oder zumindest längs der Länge der Bodenhälfte einer jeden

gerösteten Ejzen sowie ein Verfahren zum Betreiben Säule oder Kolonne. Die Kolonnen ermöglichen die

desselben. '., . Übertragung von Wärme an die nach unten gleitenden

In letzter*2eit sind verschiedene Versuche bei By- 5 Pellets oder Briketts, und zwar aus dem Umgebungspass-Koksöfen und anderen Verkokungsvorrichtungen raum, ia dem die Teere und gasförmigen Kohlenvorgenommen worden, die darauf abzielen, den Wasserstoffe sowie etwaiges von dem Schacht ausSchachtöfen zusammengesetzte Pellets oder Briketls gehendes CO oder H₂ derart verbrannt werden, daß direkt zuzuführen, die Kohle als Hauptbestandteil ein sauerstoffhaltiges 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 RegeJ 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 750⁰C und (beim Verhütten von Zink) 700 bis wendig ist. 800⁰C. Die Pellets oder Briketts werden auf die vor-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe genannten Temperaturen vor dem Verlassen der

zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vor- ao Säulen erwärmt.

zuschlagen, die eine direkte Zufuhr von zusammen- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann

gesetzten Pellets oder Briketts, die Backkohle enthal- die Verbrennungskammer von dem Hauptschachtofen

ten, zu ermöglichen, wobei gewährleistet sein soll, daß entfernt werden.

Das sauerstoffhallige Gas, welches in die Verbren-

a) die Pellets oder Briketts während des Zuführens _a5 nungskammer oder in den Verbrennungsraum, der die und während des Durchganges durch die Ver- Verkokungskolonnen umgibt, eingeblasen wird, tritt kokungsstufe fest bleiben und _mj_{t e}j_nem solchen Druck und mit einer solchen Ge-

b) die teerartigen 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 des Ofens verbrannt 3° gewährleistet ist. Leitwände oder andere Mittel könwerden, so daß der obere Teil des Ofens und die ^nen innerhalb des Verbrennungsrauines benutzt werden, Gasabzügenichtverstopftundvcrschmutztwerden. ^{um eine} gleichförmige Erwärmung einer jeden der

Kolonnen zu unterstützen. Andernfalls könnte der

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 kokungskolonncn, die oberhalb eines Hauptschacht- Verbrennungsraum, der die Verkokungssäulen umgibt, ofens angeordnet sind, eine Verbrennungskammer, verlassen, sind mit Heißgassammelleitungen verbundie ganz oder teilweise die Verkokungskolonne um- 4" den, die die heißen Gase zu Wärmeauslauschern, 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 pelletisierten oder brikettierten Verbrennungsraum, der die Verkokungs- und Carbo-Mischting von 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 vori den sam unter Schwerkrafteinwirkung 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 sauerstoffhaltigen Gases in 50 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 Backkohle benutzt werden kann. Die benutzte Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist Kohle muß vor allem ein ausreichend hohes Fließeine Vorrichtung vorgesehen, die zum leilweiscn Ver- 55 vermögen beim Durchgang durch die ersten Stufen koken der Kohlenkomponente in den zusammen- der thermischen Zersetzung aufweisen. Wenn die vergesetzlen Pellets oder Briketts aus oxydischen Erzen, fügbarc Kohle diese Eigenschaft nicht in ausreichender Konzentraten oder genisteten 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 andehergeslellt 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 auszuines oder der Kammer oberhalb des Hauptschaehles breiten und die einzelnen kleinen oxydischen Kompoiles Schachtofens angeordnet. Der Raum oder die nenlen der Pellets oder Briketts während der Erwär-Kammer sind, abgesehen von einem oder mehreren miing auf eine Temperatur von 320 bis 480"C zu Gasabzügen, abgeschlossen und abgedichtet. Jede 65 »benetzen«, gesteigert wird.

Kolonne ist mit öffnungen oder Schlitzen versehen, Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß

die eine solche GmIk haben oder derart ausgebildet eine kontinuierliche Zuführung von Pellets oder Bri-

, dalt die Pellets oder Briketts nicht hindurchfallcn kctts in den Hochofen derart möglich ist, daß kompli-

fr

zierte Abschlußmittel, Doppel- oder Dreifachglocken- Briketts in einem halbverkokten Zustand, und sie

und Trichtersysteme nicht erforderlich sind. gleiten in dem Hochofen weiter nach unten, bis das

Die Erfindung kann grundsätzlich bei einem direk- Schmelzen und Verhütten beendet sind,
ten Schachtofenschmelzen von Oxyderzen und Kon- Ein sauerstoffhaltiges Gas wird Ober eine oder mehzentraten, z. B. lateritischen Erzen (mit Eisen, Zinn 5 rere öffnungen oder Düsen ic die Kammer oder dön und Nickel) und Konzentraten benutzt werden. Die Raum eingeblasen, der die Kolonnen umgibt. Hier-Erfindimg ist auch für 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 Metal! oder eine Legierung sein, die vom Gestell io entweichen, sowie eines Teiles zumindest des Kohlendes Hochofens abgestochen wird,, oder ein Metal!- 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 Wärmestrahlung, -leitung und ofens gewonnen. ao -kenvektion innerhalb der Kolonnen erwärmt, und sie

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 750" C und — bei dem Schmelzen von Zink — net, daß eine pellelisierte oder brikettierte Mischung 700 bis 80O⁰C. Die heißen Verbrennungsgase verlassen von Erz oder Konzentrat oder Rösterzen mit Kohle 25 den Raum oder die Kammer, die die hohlen Kolonnen unter Schwerkrafteinwirkung langsam nach unten umgibt, über einen oder mehrere geeignet angeordnete zuerst durch die eine oder mehrere Verkokungs- Abzüge und werden über Wärmeaustauscher und Gaskolonnen mit öffnungen oder Schlitzen an den Wan- 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 sauerstoffhaltigen Gases verbrannt werden, daß der Erlindung werden die Teere und die anderen leicht die Verbrennungsprodukte 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 Kolonnen

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungs- umgibt, und weiche oberhalb — aber getrennt — von gemäßen Verfahrens besteht aus einem kontinuier- dem Schmelzofen angeordnet ist. Die von den leicht liehen integrierten Zuführen, Carbonisieren (Verkoken) 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 nachstehenden Arbeitsgänge durchgeführt Schmelzofen geleitet, wo ein schnelles Schmelzen zu werden. Metalldampf, Schlacke und gegebenenfalls anderen,

Die oxydischen Feinerze oder Konzentrate oder ge- weniger leicht flüchtigen, mit Metall angereicherten rösteten Erze werden zuerst mit einer feingemahlenen 50 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- N_ateniperaturen 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 rohrfürmige Kolonnen eingeführt, die 60 sind, verschmutzen nicht den oberen Teil des Ofens mit öffnungen oder Schlitzen in den Wänden versehen und die Gasabzüge und beeinträchtigen auch nicht sind, so dall 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 Uriketts freigegeben Hochofens ausgeht:
werden, wenn letztere beim langsamen Nachunten- 65 ^_n | CO -> ZnO -I- CO
gleiten durch die Kolonnen durch den Temperatur- „ ,. * 7 η u H
bereich mit thermischer Zersetzung hindurchgehen. ^Cn ' ^M*^u "*"^ZnU '^V * ²
Am Ausgang der Kolonnen sind die Pellets oder Wenn die Pellets oder Briketts jedoch eine Tempe-

5 6

ratur von etwa 70O⁰C beim Eintreten in die Hochofen- produktes in den Dampfkondensator 24 unterstützt

schmelzzone nicht erreicht haben, können zuviel leicht und ferner dazu dient, die somit entgasten, verkokten

flüchtige Bestandteile in der halb verkokten Kompo- Pellets oder Briketts auf die Mitte des Ofens zu leiten,

nentc der heißen Pellets oder Briketts enthalten sein. Falls gewünscht, können nicht dargestellte Mittel

Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe und gegebenen- 5 zur Drehung oder für eine andere Betätigung der

falls HjO, die hiervon ausgehen, können unerwünschte hohlen Verkokungssäulen 11 bis 13 bei jeder der

Rückreaktionen mit dem Zinkdampf in dem Kondcn- erfindungsgemäßen Ausführungsformen vorgesehen

sator eingehen. Wenn andererseits die Pellets oder sein, um die Nachuntenbewegung der Pellets oder

Briketts eine Temperatur von mehr als 800⁰C er- Briketts in den Säulen zu beschleunigen oder zu fördern,

reichen, während sie noch in der Verkokungskolonne io Nachstehend sind einige Beispiele für die praktische oder den Verkokungskolonnen sind, kann der Zink-. Anwendung der Erfindung aufgeführt, dampf anfangen, hiervon auszudestillieren. Das Zink-

oxyd, das aus diesem Dampf in den Ausgangsgasen Beispiel 1

gebildet wird, muß sodann von der benutzten Anord- Schmelzen von weichen Hämatitfeinerzen

nung gesammelt und rückzirkuliert werden, um den i_{5 Erzzusammenselzung in Prozent:},

Abzug der Verbrennungsgase zu reinigen. ^, Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der ein *'? "°»jj

oxydisches Dampfnebenprodukt gewonnen wird, sind ~~J* ;f»j*

zum Sammeln desselben entsprechende Mittel vorge- ^r-L³ 7 η λ

sehen, wie Zyklone, Sackfilter, elektrostatische Gas- ao Oluhverlust 0,4

reiniger oder andere Anordnungen zum Sammeln des ^Rest ²⁷>⁶ (hauptsächlich

Dampfes. Sauerstoff) Bevorzugte Ausführungsformen sind aus den Zeich- Das Erz der vorstehenden Zusammensetzung wird

nungen ersichtlich. F i g. 1 bis 3 betreffen schemati- in einer Kugelmühle gemahlen, bis 78 % durch ein

sehe Darstellungen, wobei für gleiche Teile jeweils die as 320-Maschen-BS-Sieb hindurchgehen,

gleichen Bezugszeichen benutzt sind _{Die Fd werden} ^_{ündlich ischt mit}

In F ι g. 1 ist em Schachtofen 10 dargestellt, in Z, . .

dessen oberem Teil perforierte Carbonisierungs- bzw. ^a) ^^ner,^Ba^." .^un.^{d Fe}«^kohle _f ™* einem hohen

Verkokungskolonnen oder Säulen 11,12 und 13 ange- G^ieseler Fließindex und nut folgender chemischer

ordnet sind. Der Querschnitt der Kolonnen 11,12 und 3» Zusammensetzung (auf trockener Basis):

13 erweitert sich vorzugsweise leicht und allmählich f?*"r°!^l.^leil"^loff ·' ⁵^'⁵ '·

von oben nach unten. Zusammengesetzte Pellets oder leicnttluclitige

Briketts 14 werden den oberen Enden der Säulen 11 _A Bestandteile 43,9%

bis 13 über Trichter 15 zugeführt. Zwei Einlasse 16a ^Asche ^s"l· (hauptsächlich

und 166 iiir Sauerstoff enthaltende Gase und ein 35 „ . _r. _n<._0/ ⁵^O* und Al₈O₉)

.Abzug 18 für die Verbrennungsprodukte sind vorge- ,. »cnwerei ·........... υ,5 /„,

sehen. Die Einlasse 16a und 166 sind längs der Seiten 1^ie _n ^do^^{rt 1}U ^eil?^er ?«»™«™»*» g™*^ »*·

eines Verbrennungsraumes bzw. einer Verbrenmings- f^ß _h ⁹ ?' ^{durch em 72}-^Ma**en-BS-Sieb hin-

kammer 19 angeordnet, die die Verkokungssäulen 11 durchgehen,

bis 13 derart umgibt, daß eine optimale Bewegung und 40 b) mit trockenem, gelöschtem Kalk und

Verteilung der heißen, Sauerstoff enthaltenden Gase c) mit feingemahlenem Portlandzement,

gewährleistet ist. Der Abzug 18 ist mit dem oberen _{Die Mischu wdst folgcnde} Bestandteile auf: Ende der Verbrennungskammer 19 verbunden.

Schlitze oder öffnungen 20 sind in den Wänden der „?,^erze ⁵^ '· Säulen 11 bis 13 angeordnet. Diese Schlitze oder öff- 45 £^omc -~/0

nungen 20 haben eine solche Größe oder sind derart ^ ^κ γ ^/·

angeordnet, daß die Pellets oder Briketts nicht hin- _."J¹??"* :·:··"*.:·'.'. ¹Ze

durchfallen können. Düsen 21 zur Zufuhr eines sauer- ^Die Mischung wird pelletisiert. stoffhaltigen Gases (z. B. Luft) sind am Boden des Der versuchsmäßig benutzte Ofen 10 hat eine geOfens vorgesehen. Die Schmelze sammelt sich in einem 5° 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 einen

Die Ausführungsformen gemäß 2 und 3 sind ähnlich Herddurchmesser von etwa 30,5 cm. Die vertikalen

der gemäß F i g. 1, weisen jedoch gewisse Abweichun- geschlitzten Verkokungsstahlsäulen 11 bis 13 sind etwa

gen auf, die besonders für Schmelz- und Verhüttungs- 90 cm lang. Die Betthöhe in dem Schachtteil 10 be-

prozesse geeignet sind, bei denen sich leicht flüchtige 55 trägt etwa 1,36 m.

Metallprodukte bilden. Demzufolge sind Vorkehrun- Die Blasluft wird auf 3S0 bis 400° C vorgewärmt

gen für die Kondensation dieser Metalldämpfe ge- und über sechs Düsen 21 eingeblasen. Die mit niedri-

troffen, 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 200⁰C vorgewärmt,

ist. Die Verbrennungskammern 19 sind als getrennte, ^6o Die chemische Zusammensetzung des periodisct entfernbare Einheiten dargestellt, wobei gemäß F i g. 2 aus dem Gestell des Ofens bei 23 abgestochenen Roh

«in in etwa rechteckiger vertikaler Querschnitt vorge- eisens ist im Durchschnitt folgende:

sehen ist Zusätzliche Einlasse 17 für die Sauerstoff C 3,25%

enthaltenden Gase sind unterhalb der Kammer 19 Si l»8^e/o

angeordnet. 65 Mn 0,3%

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist eine P 0,04% Einschnürung25 unterhalb der Kammer 19 vorge- S 0*05%

sehen, die den Fluß des leicht flüchtigen Metall- Fe Rest

Schmelzen von Zinkkonzentraten niedriger Qualität. Zusammengesetzte Pellets werden aus nachstehenden Bestandteilen hergestellt:

IO

a) Zinnkonzenlrate (hauptsächlich Flotation) von sehr geringer Qualität, wobei 68% durch ein Sieb mit 200 Maschen hindurch gehen und folgende Zusammensetzung (in °/o) vorliegt.

sn 23,8 »5

p_c 15,8 (hauptsächlich

Magneteisenstein)

".J

5,0

Beispiels

. _5O._Misdumg

_aus nickelhaltigem Laterit und garnicritischem, verwittertem Serpentinerz

_Die p_rozentsätze der Hauptbestandteile (auf trocke_{ner Bas}j_s) der Erzmischung sind die folgenden:

xr 17

™ ^

_SiO *

17^0 _?)0

5,5 1.25

Al₈O₃

MnO

_Rest hauptsächlich Sauerstoff und H₈O

Die Erze werden bei etwa 200⁰C in einem Drehofen getrocknet, um das nicht gebundene Wasser auszutreiben. Die getrockneten Stoffe werden in einer Hammermühle so weit gemahlen, daß 100% durch ein 60-Maschcn-BS-Sieb und etwa 68% durch ein 300-Maschen-BS-Sieb hindurchgellen. Die Feinerz-

Al₂O₃

CaO

^Mn0 Y^

OlOhwriurtbdKXFC 11,'s (einschließlich ülunveriusi d« *uvi v, ' \_{λ q md} _CCg

171 (hauptsächlich

^Kesl Sauerstoff)

300-Maschen-BS-Sieb hindurchgellen. Die Feinerz

b) stark backende Kohle (wie im Beispiel 1) folgende _mj_sci_iungen werden sodann mit in einer Hammer-Zusammensetzung (in %): mühle gemahlener Back- und Fettkohle (dieselbe wie

im Beispiel 1 und 2) und mit trockenem, gelöschtem Kalk in folgenden Verhältnissen (in Prozent) gemischt:

Erzmischung 52

_Kohle 40

_Kalk 5

Kalkstein 3

Diese Mischung wird pelletisiert.

Die Vorwärmblastemperatur bei 21 beträgt 375 bis 400⁰C. Die durch die Einlasse 16 und 17 eingeblascne

Fester Kohlenstoff 50,5

leicht flüchtige Bestandteile 43,9

Asche 5,1

Schwefel ^υ>⁵

c) trocken gelöschter Kalk [96% Ca(OH)₈, als Bindemittel und Flußmittel]

d) Portlandzement (als Binde- und Flußmittel).

Die vorstehenden Bestandteile a) bis d) werden in

r i^« Anteilen sorgfältig gemischt: folgenden Anteilen sorgtaitig germs

^l ^/o

a) Konzentrate fi /0

b) Kohle

c) Kalk

d) Zement ·■··.:"■;

Die Mischung wird peiieusien. _<5

Der benutzte Ofen 10 ist derselbe wie gemäß Beisniel 1 Die Vorwärmblastemperatur bei 21 ist eben-Ss Leibe, nämlich 380 bis 400°C. Die durch d^e Einlasse 16 und 17 eingeblasene Luft hai jedoch nur eine Temperatur von etwa IWG D« .st erfortoj 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 Aus-" iiklonncn 11 bis 13 Vorzugs

^ _dne Temperatur von etwa 250⁰C. Die in bestimmten Abständen über das Abslichloch 23 abgestochene Legierung hat die folgende durchschnittliche chemische Zusammensetzung:

Ni

0,3

_{0 30/}

„ „ _t/ _Rcs,

Kalzium-Magnesium-Eiscn-Aluminium-Kiesel-

kten und carbon g

„ _der carbonisierungskolonncn 11 bis 13 Vorzugs- 55 säure-Salzschlacke enthält 0,06% Ni und 0,15% Cr. i i Dnkelrotglut (550 bis 650°Q. Über 95% des Nickels und etwa 80% des Eisens.

ih

carbonisieg
weise eine Dunkelrotglut (550 bis 650°Q.

Das Verhütten und Schmelzen geht unter Herstellung einer Zinn-Eisen-Legierung der folgenden durchschnittlichen chemischen Zusammensetzung weiter:

,7 go/ n'2⁰/⁰ ist geeignet für ein

Sn
Fc
andere Elemente

Diese gcsch-okene _n

S CA" haben die Kalzium-Alumi-Sdilackcn einen Gehalt von 0,5 bis 5 bis 8% Fe in der I-orm von IWX %
werden in der Legierungsphase gewonnen.

B e i s ρ i e 1 4

Schmelzen von gerösteten Zinkerzen Zusammengesetzte Pellets werden aus folgenden Bcstandtcilcn hergestellt:

„i,™
0 5"

_{durch zinksu!fidkon2Cn}.

lialc in einem WirbcLscWchtbctt. Die Zusammcnset/ung der RoMcrye ergibt s,ch auf der Basis xon Versuchen « folgt:

2096Ώ/390

2478

Claims

9 10

Zn 59,3ⁿ/₀ (H, 12, 13) umgibt, Öffnungen oder Schlitze (20),

Fe ....'. 9,9"/o die in den Wänden einer jeden Verkokungskolonne

S (gesamt) 1,0% ("> 12, 13) angeordnet sind, Aufgaben zum Zu-

Pb 1.0"/,I führen einer pelletisieren oder brikettierten Mi-

SiC)₂ 2,9% ^s schung von Erz oder Konzentrat oder Rösterz mit

CaO (',9% Kohle zu den oberen Enden der Verkokungsandere Oxyde 3,5% kolonne(n) (H, 12, 13), wobei die Pellets oder

Rest 21,5 % (hauptsächlich Briketts langsam unter Schwerkrafteinwirkung zuSauerstoff) erst durch die Verkokungskolonne(n) (11, 12, 13)

b) In einer Hammermühle gemahlene Kohle mit fol- " und sodann durch den Hauptschachtofen i 10) nach gender durch Versuche ermittelten Zusammen- unten gleiten, durch Düsen zum Zuführen eines setzung (in Prozent): sauerstoff haltigen Gases in die Verbrennungs-

,.„.,.„ ς ι r kammer (19) und durch Mittel zum Abziehen des

tester ivoniensioii .j ι, j »» . ,, j ι ι · ι _Μ

leicht flüchtige Bestandteile 42,4 ^M«^a"» _f ^ode,^r _lft ^{der Le}B'^erung ^{aus dem} Haupt-

Asche 4 6 ^IS schachtofen (10).

F-irhtiekeit 1*5 ^{2- Vorrichtun}g 8^emäß Anspruch 1, dadurch ge-

Schw f 1 0 8 kennzeichnet, daß Abzugsvorrichtungen für das

■'■, .'', .'.' ' ', . geschmolzene Metall oder die geschmolzene Le-

(hierbe. handelt es sich um eine stark backende _{ier aus dem Geste}„ _{J2) _{des Schachtofens (10)}

Kohle mit einer Gieseler-Plastometerablesung von _J0 vorgesehen sind

2730 Teilstrichen (Rundskala) pro Minute bei 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch ge-

404 C). kennzeichnet, daß Abzüge für Metalldampf vom

c) Trocken gelöschter Kalk [plus 95% Ca(OH)₂I. oberen Ende des Hauptschachtes des Schacht-

d) Portlandzement. . ofens (10) vorgesehen sind.

Die vorgenannten Stoffe a) bis d) werden in einer as 4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3, da-

Flügelmischmaschine in folgenden Anteilen gemischt: durch gekennzeichnet, daß die Schlitze oder Öffnungen (20) sich zumindest längs der unteren

a) Rösterze 55 /„ _Hä,_{fte einer jeden} Verkokungskolonne (11, 12, 13)

W Kohle ·■■··· ⁴VJ? erstrecken.

c) Kalk 4/o _3o /j Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

d) Portlandzement i/o· vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-

Es folgt sodann eine Pelletisierung. zeichnet, daß die Schlitze oder Öffnungen (20) eine

Der benutzte Versuchsofen hat eine gesamte Schacht- solche Größe haben oder derart ausgebildet sind,

höhe von etwa 2,4 m und einen Durchmesser von daß die Pellets oder Briketts nicht hindurchfallen

45,7 cm, wobei der Gestelldurchmesser 30,5 cm be- 35 können.

trägt. Die Carbonisierungskolonnen 11 bis 13 sind 6. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

etwa 1,06 m lang. Die wärmebeständige Legierungs- vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn-

einschnürung 25 richtet die heißen, entgasten Pellets zeichnet, daß die Querschnittsfläche einer jeden

nach unten in den Schacht 10. Die Pellets haben beim Verkokungskolonne (11, 12, 13) allmählich von

Ausgang aus dem Boden der geschlitzten Säulen 11 40 dem oberen zu dem unteren Ende zunimmt,

bis 13 eine Temperatur von 650 bis 700⁰C und sind 7. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

etwas heißer — 700 bis 750⁰C —, wenn sie in den vorsteiier den Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn-

nachfo'genden Ofenteil eintreten. zeichnet, daß die Carbonisierungskolonnen (11,12,

Der Zinkdampf, der oben von der Gicht ausgeht, 13) aus einer wärmebeständigen Legierung oder

wird in einen Blei-Spritzkondensator -weitergeleitet. 45 aus feuerbeständiger Keramik hergestellt sind.

Die CO — CO₂-Verhältnisse an der Oberseite der 8. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

Gicht ändern sich zwischen 3: 1 und 4: 1. Es ergeben vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn-

sich insbesondere folgende Analysewerts: zeichnet, daß ein mit der Verbrennungskammer (19)

_nr. „,„, olio/ Ii-[O/ verbundener Gasabzug vorgesehen ist.

^cu ^^AO _o'° ^ZJ'^z _o'° J? so. 9. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

CO₂ 7,2% 6,2% 5,5/o vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn-

Die Kalzium-Eisen-Aluminium-Kieselsäure-Schiak- zeichnet, daß ein Trichter (15) am oberen Ende

ken, die vom Gestell abgestochen werden, enthalten einer jeden Carbonisierungskolonne (11, 12, 13)

5 bis 9,6% Zink. vorgesehen ist.

Etwas Bleilegierung (Gold- und Silbergehalt) wird 55 10. Vorrichtnng gemäß einem oder mehreren der

"ebenfalls in dem Gestell gesammelt und in bestimmten vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn-

Abständen mit der Schlacke abgestochen. Dieses Blei zeichnet, daß mehrere Verkokungskolonnen {11,

setzt sich sodann von der Schlacke in einem Vorherd 12,13) vorgesehen sind und daß die Verbrennungs-

außerhalb des Ofens ab. kammer (19) jede einzelne Verkokungskolonne (11,

60 12, 13) allseitig umgibt.

Patentansprüche: H Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der

1. Schachtofen zum direkten Schmerzen und Ver- vorstehenden Anspräche 1 bis 10, dadurch gekenn-

hütten von oxydischen Erzen, oder Konzentraten ^!l" zeichnet, daß die Verbrennungskammer (19) lösbar

oder Rösterzen, gekennzeichnet durch mit dem Hauptschachtofen (10) verbunden ist.

eine oder mehrere hohle Verkoktmgskolonnen (11, 65 ^: 12. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren-der

i2, 13), die oberhalb eines Hauptschachlcfens (10) vorstehenden Ansprüche 3 bis U, dadurch gekenn-

angeordnet sind, eine Verbrennungskammer (10), zeichnet, daß «in Kondensator mit dem Metall-

dic ganz oder teilweise die Verkokungskolonne(n) dampfauslafl des Schachtofens (10) verbunden ist.

2478

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (19) mit einer Einschnürung (25) versehen ist, die das Abziehen des Metalldampfes in den Kondensator fördert und die Pellets in Richtung auf die Mitte des Hauptschachtes des Schachtofens (10) leitet.

14. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Saugvorrichtungen vorgesehen sind, die einen leicht negativen Druck in der Verbrennungskammer (19) bewirken.

15. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen zur Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases zum Boden des Schachtofens (10) vorgesehen sind.

16. Verfahren zum direkten Schachtofenschmelzen von oxydischen Erzen oder Konzentraten oder Rösterzen, insbesondere mit einer Vorrichtung ao gemäß Anspruch 1 mit 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine pelletisierte oder brikettierte Mischung von Erz oder Konzentrat oder Rösterzen mit Kohle unter Schwerkrafteinwirkung langsam nach unten zuerst durch die eine oder mehrere Verkokungs- as kolonnen mit öffnungen oder Schlitzen an den Wänden und sodann durch den darunter angeordneten Hauptschachtofen geleitet wird, daß ein Sauerstoff enthaltendes Gas in die Verbrennungskammer eingeleitet wird, die ganz oder teilweise die Verkokungskolonne oder -kolonnen umgibt, daß Teere und brennbare Gase, die durch die Öffnungen oder Schlitze aus der nach unten sich bewegenden Füllung der Verkokungskolonne oder kolonnen- entweichen, mittels des sauerstoffhaltigen Gases verbrannt werden, daß die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer abgezogen werden und daß das Metall oder die Legierung, die '' in dem Hauptschachtofen hergestellt wird, abgezogen wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 1.6, dadurch gekennzeichnet, daß geschmolzenes Metall oder eine geschmolzene Legierung vom Gestell des Schachtofens abgezogen wird.

18. Verfahren gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Metalldampf vom oberen Ende des Hauptschachtes des Schachtofens abgezogen wird.

19. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sauerstoff enthaltendes Gas über die Düsen im Bereich des Bodens des Schachtofens zugeführt wird.

20. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungskammer ein leicht negativer Druck aufrechterhalten wird.

21. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets oder Briketts während des Durchganges durch die Verkokungssäule oder -kolonnen durch eine thermische Zersetzungszone geleitet werden.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Pellets oder Briketts, die von den unteren Enden der Verkokungskolonne oder -kolonnen der Schachtofengicht geleitet werden, 450 bis 800⁰C beträgt.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Pellets oder Briketts, die von den unteren Enden der Verkokungskolonne oder -kolonnen zu der Schachtofengicht geleitet werden, vorzugsweise 500 bis 75O°C beträgt.

24. Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Pellets oder Briketts, die von den unteren Enden der Verkokungskolonne oder -kolonnen zu der Schachtofengicht geleitet werden, beim Schmelzen von Zink 700 bis 800°C beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

2478