DE3042276C2

DE3042276C2 - Anwendung eines Verfahrens zur Gewinnung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff auf die Gewinnung der Chrom/Eisen-Legierung aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub

Info

Publication number: DE3042276C2
Application number: DE3042276A
Authority: DE
Inventors: Sven Hofors Santen
Original assignee: SKF Steel Engineering AB
Current assignee: SKF Steel Engineering AB
Priority date: 1980-06-10
Filing date: 1980-11-08
Publication date: 1985-07-04
Also published as: JPS6055574B2; OA06825A; ES8107322A1; AU6456480A; AR223256A1; ES496766A0; ZW10481A1; AT373628B; FR2483955A1; IT8026770A0; FR2483955B1; CH647552A5; FI69115C; MX155702A; PL135368B1; JPS5713130A; KR830004441A; AU532706B2; IT1141144B; PL229282A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem bekannten Verfahren (US-PS 40 72 504) zur GewMiung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff, wobei die Ausgangsstoffe mit Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffen gemischt in eine Reaktionszone eines Schachtofens eingeblasen werden, weleher Schachtofen mit einer Schüttung aus Koks gefüllt ist, in die im unteren Teil ein Plasmabrenner oder mehrere Plasmabrenner hineinbrennen und eine Reojktionszone bilden, wobei das Reaktionsgas nach oben durch die Koksschüttung abgezogen wird und von dem Reaktionsgas mitgeführte Bestandteile der staubförmigen Ausgangsstoffe im unteren Teil der Koksschüttung aufgefangen werden. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen müssen die Ausgangsstoffe vorreduziert in den Schachtofen eingeblasen werden. Das Einblasen erfolgt mit Hilfe von Düsen, denen gleichzeitig Sauerstoff und gasförmige Kohlenwasserstoffe zugeführt werden können. Die Vorreduktion ist aufwendig. Sie muß in einer besonderen Vorreduktionsanlage erfolgen, die für die Reduktion von staubförmigen Ausgangsstoffen funktionssicher ist. z. B. in einem Wirbelbett. Andere Vorreduktionsmaßnahmen, die bei stückigen Ausgangsstoffen üblich sind (FRPS 14 52 850, DE-OS 25 07 140). arbeiten nicht hinreichend funktionssicher, wenn es sich um den beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub als Ausgangsstoff handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß unter Verzicht auf eine Vorreduktion aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung unmittelbar gewonnen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung die Anwendung eines Verfahrens /ur Gewinnung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff, wobei die Ausgangsstoffe mit Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffen gemischt in eine Reaktionszone eines Schachtofens eingeblasen werden, welcher Schachtofen mit einer Schüttung aus Koks gefüllt ist, in die im unteren Teil ein Plasmabrenner odei· mehrere Plasmabrenner hineinbrennen und eine Reduktionszone bilden, wobei das Reaktionsgas nach oben durch die Koksschüttung abgezogen wird und von dem Reaktionsgas mitgeführte Bestandteile der staubförmigen Ausgangsstoffe im unteren Teil der Koksschüttung aufgefangen werden, auf die Herstellung der Chrom/Eisen-Legierung aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub mit der Maßgabe, daß der Staub ohne Vorreduzierung in die Reduktionszone eingeblasen wird und mit der weiteren Maßgabe, daß die Reduktionszone mit einer Temperatur zwischen 1500 und 1600" C betrieben wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das geschmolzene Produkt im Schachtofen auf einer Temperatur von etwa 1500 bis 165O⁰C gehalten. - Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß im Rahmen der Erfindung ohne Vorreduktion aus den an sich schwierig zu handhabenden Ausgangsstoffen, nämlich aus dem beim Refining anfallenden Staub, Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung gewonnen werden kann, wie im folgenden anhand einer Zeichnung und anhand von Ausführungsbeispielen ausführlicher erläutert wird. Es verr.teht sich, daß dem staubförmigen Einsatzmaterial zusätzlich ein Schlackenbildner beigemischt werden kann. Das staubförmige Einsatzmaierial wird mit Hilfe von aus dem Reaktor abgezogenem Reaktionsgas (Gichtgas) in die Reduktionszone eingeblasen. Dieses Reaktionsgas oder Gichtgas kann auch dem Plasmabrenner als Plasmagas zugeführt werden.

Die einzige Figur zeigt ein Verfahrensschema.

Gemäß dem Verfahrensschema ist ein Schachtofen oder Reaktor 1 vorgesehen, welche, über einen gasdichten Gichtverschluß 2 mit einem festen Reduktionsmittel, nämlich Koks, beschickt wird. Die Temperatur im Reaktor wird mittels eines oder mehrerer Plasmabrenner 3 gesteuert.

Der zu verarbeitende Staub, d. h. das staubförmige Einsatzmaterial wird in den unteren Teil des Reaktors 1 unmittelbar vor dem Plasmabrenner bzw. den Plasmabrennern mit Hilfe eines Trägergases durch die Leitung 4 eingeblasen. Der bzw. die Plasmabrenner ist bzw. sind dabei an eine Speiseleitung 5 für das durch den Plasmabrenner geführte Gas angesc. jssen. Dazu wird ein Tei¹ des im Reaktor 1 erzeugten Reaktionsgases aufgefangen und als Plasmagas verwendet. Dieses Reaktionsgas verläßt den Reaktor 1 über einen Auslaß 6 und wird dann durch einen Wärmetauscher 7 geleitet, um seine Temperatur zu steuern. Bei dem dargestellten Verfahrensschema werden etwa 20% des durch den Wärmetauscher 7 hindurchströmenden Reaktionsgases als Plasmagas über eine Gasreinigungseinnchtung 8. ein anschließendes Gebläse und evtl. einen Kompressor 9 wieder dem Kreislauf zugeführt. Die restlichen 80% des den Wärmetauscher verlassenden Reaktionsgases, welches Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält, kann für andere Zwecke, beispielsweise zur Erzeugung von Elektrizität, verwendet werden.

Die Trägergasleitung 4 ist derart angeordnet, daß sie mit einer Beschickungsvorrichtung 10 wie beispielsweise einer pneumatisch betätigbaren Beschickungsvor-

richtung zusammenwirkt, welche an eine Beschickungsrinne 11 angeschlossen ist, die ihrerseits mit drei Speicherbehältern 12,13 und 14 zusammenwirkt, welche das staubförmige Einsatzmaterial bzw. Kohlepuiver und Schlackebildner enthalten.

Wenn der Staub in den Reaktor eingeblasen wird, wird er dort im wesentlichen augenblicklich reduziert und es erfolgt im unteren Teil des Reaktors die Schmelzung. Die Schmelze läuft zum Boden des Reaktors und wird von dort üLcr einen Abstichkanal 15 entfernt, während die Schlacke kontinuierlich oder intermittierend über einen Abstichkanal 16 entfernt wird.

Die gewünschte Temperatur in der Reduktionszone des Reaktors, welche zwischen 1500 und 1600⁰C liegt, kann ohne Schwierigkeiten über den oder die Plasmabrenner gesteuert werden. Der Reaktor und das Koksbett sind derart dimensioniert, da3 das Metalloxide enthaltende staubförmige Einsatzmaterial im unteren Teil des heißen Koksbettes 17 festgehalten wird. Das den Reaktor verlassende Gas besteht aus einer Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff.

Beispiel

1 Tonne Filterstaub, der Metalloxide, insbes. Chromoxide, enthielt, wurde von den Wandungen von Abgasfiltern bei der Herstellung von rostfreiem Stahl abgekratzt und gesammelt Die ursprüngliche Teilchengröße des Staubs betrug 2 bis 6 μπι und der Staub hatte folgende Zusammensetzung:

13% Cr₂O₃

38% Fe₂O₃

6% Ni

1.2% MoO₃

Der Rest war Schlacke wie CaO, SiO₂ u. dgl. Dieser Staub wurde mit 320 kg Kohlepulver und 12 kg SiO₂ (Schlackebildner) gemischt und das Gemisch dann kontinuierlich in die Reduktionszone eines Reaktors geblasen. Der Energieverbrauch zur Einstellung einer Temperatur von etwa 1550⁰C in der Reduktionszone betrug etwa 2600 kWh, wobei die Temperatur mittels eines Plasmabrenners erzeugt wurde.

Man erhielt:

475 kg Roheisen mit

2i% Chromgehalt,
11% Nickel und
2,3% Molybdän.

Ferner:
620 Nm³ Reaktionsgas, bestehend aus

70% CO, 20% H₂.

10% einer Mischung aus Stickstoff, Kohlenstoff und Wasser.

Der Wärmewert des Reaktionsgases betrug etwa 2700KCaIZNm¹.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung eines Verfahrens zur Gewinnung von Chrom in Form einer Chrom/Eisen-Legierung aus dem Chromoxid enthaltenden Staub metallurgischer Prozesse als Ausgangsstoff,

wobei die Ausgangsstoffe mit Kohlenstoff oder Kohlenwasserstoffen gemischt in eine Reaktionszone eines Schachtofens eingeblasen werden, welcher Schachtofen mit einer Schüttung aus Koks gefüllt ist, in die im unteren Teil ein Plasmabrenner oder mehrere Plasmabrenner hineinbrennen und eine Reduktionszone bilden, wobei das Reaktionsgas nach oben durch die Koksschüttung abgezogen wird und von dem Reaktionsgas mitgeführte Bestandteile der staubförmigen Ausgangsstoffe im unteren Teil der Koksschüttung aufgefangen werden,
auf die Herstellung der Chrom/Eisen-Legierung aus dem beim Refining von Stahlschmelzen anfallenden Staub mn der Maßgabe, daß der Staub ohne Vorreduzierung in die Redukiioiiszone eingebiasen wird und mit der weiteren Maßgabe, daß die Reduktionszone mit einer Temperatur zwischen 1500 und 1600° C betrieben wird.

2. Anwendung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß das geschmolzene Produkt im Schachtofen auf einer Temperatur von etwa 1500 bis 1650⁰C gehalten wird.

30