DE3603948A1 - Arc reduction furnace or arc residue-reduction furnace, in particular for the INRED process - Google Patents

Arc reduction furnace or arc residue-reduction furnace, in particular for the INRED process

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Abstract

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Description

Die Erfindung betrifft einen Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen- Restreduktionsofen, insbesondere für das INRED-Verfahren, bestehend aus einer unteren, topfförmigen Kammer zur Aufnahme des schmelzflüssigen Materials und einer oberen zylinderförmigen und im Vergleich zur unteren im Durchmesser kleineren Kammer mit einem Kragen, der Öffnungen für das Durchführen von Lanzen aufweist, mittels denen in den Ofenraum Medien, wie Kohlenstaub und Sauerstoff, einblasbar sind, wobei die obere Kammer mit der unteren Kammer über einen ringförmigen Deckel verbunden ist, der Öffnungen aufweist, durch die Elektroden durchführbar sind. Das sogenannte INRED-Verfahren (Intensive Reduktion) läuft in zwei Verfahrensschritten in zwei Ebenen einer Ofeneinheit ab. Der Aufbau einer INRED-Ofenanlage ist der Schrift "Skillings Mining Review" vom 22. 05. 82 zu entnehmen.The invention relates to an arc reduction or arc Residual reduction furnace, in particular for the INRED process from a lower, pot-shaped chamber to hold the molten liquid Material and an upper cylindrical and in comparison to the lower chamber with a collar that is smaller in diameter Has openings for the passage of lances, by means of which in media such as coal dust and oxygen can be blown in, the upper chamber with the lower chamber via an annular Lid is connected, which has openings through the electrodes are feasible. The so-called INRED process (intensive reduction) runs in two process steps on two levels of a furnace unit from. The structure of an INRED furnace system is the script "Skillings Mining Review" dated May 22, 82.

In dem oberen Teil des Ofens, der Flammen- Schnell-Schmelzkammer, werden Eisenpartikel bei einer Temperatur von etwa 1900°C eingeschmolzen, wobei über Lanzen staubförmige Kohle sowie Kalk und Sauerstoff in die Kammer eingeblasen wird. Der untere Teil des Ofens ist mit einem üblichen Reduktionsofen vergleichbar. Bei diesem bekannten Direktreduktionsofen wird der wesentliche Teil der Reduktionsarbeit im über dem Ofengefäß angeordneten Reduktionsschacht im Sauerstoff-Gegenstrom geleistet. Restreaktionen werden im Herd durchgeführt, wobei ein Schlackenbad der Energieträger ist. Die Energie wird dem Schlackenbad mittels Elektroden zugeführt. Die Elektroden sind dabei derart angeordnet, daß sie in den freien Raum zwischen Deckelunterkante und Schlackenoberfläche der agressiven Atmosphäre des Herdinnenraumes ausgesetzt sind.In the top Part of the furnace, the rapid flame melting chamber, becomes iron particles melted at a temperature of about 1900 ° C, wherein through lances of dusty coal as well as lime and oxygen into the Chamber is blown. The lower part of the oven is with a comparable reduction furnace comparable. In this known direct reduction furnace becomes the essential part of the reduction work in the the reduction chamber arranged in the counter-current of oxygen in the furnace vessel accomplished. Residual reactions are carried out in the oven, with a Slag bath is the energy source. The energy becomes the slag bath supplied by electrodes. The electrodes are arranged in such a way that they are in the free space between the lower edge of the lid and Slag surface of the aggressive atmosphere of the stove interior are exposed.

Die aggressive Ofenatmosphäre des Herdinnenraumes führt zum massiven radialen Abbrand der Elektroden, einem großen Elektrodenverbrauch, bevor die Elektrode ihre Aufgabe erfüllt, dem Rest-Reduktions-Prozeß die erforderliche Wärme zuzuführen. Der Querschnittsverlust der Elektroden hat eine verminderte elektrische Belastbarkeit der Elektroden zur Folge, wodurch einerseits die elektrischen Verluste in den Elektroden steigen, andererseits dem Prozeß zu wenig Leistung zur Verfügung gestellt werden kann.The aggressive furnace atmosphere of the interior of the stove leads to a massive one radial erosion of the electrodes, a large consumption of electrodes, before the electrode does its job, the residual reduction process  to supply the required heat. The loss of cross section of the Electrodes have a reduced electrical resistance of the electrodes result, on the one hand, the electrical losses in the Electrodes rise, on the other hand too little power for the process Can be made available.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lichtbogenreduktionsofen oben genannter Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln das radiale Verzehren der Elektroden minimiert wird. Die Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. In den Ansprüchen 2 bis 12 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dargelegt.The object of the invention is an arc reduction furnace above to create the above-mentioned type in which the radial Eating the electrodes is minimized. The task is solved through the characterizing part of the main claim. In the claims 2 to 12 advantageous developments of the invention are set out.

Durch die erfindungsgemäßen Schilde wird die sauerstoff- und staubhaltige Atmosphäre von den Elektroden ferngehalten. Dies hat zur Folge, daß die Elektroden zum einen nicht mehr dem starken radialen Abbrand ausgesetzt sind, zum anderen nicht mehr den durch den Staub bedingten Erosionen unterliegen. Die Folge ist eine deutlich höhere Zuverlässigkeit der eingesetzten Elektroden. Die Schilde haben dabei entweder die Form eines Schirmes, der in etwa dem zylindrischen Mantel der oberen Kammer entspricht oder sie sind Hülsen, die die einzelnen Elektroden umgeben.The shields according to the invention make them oxygen and dust-containing Keep atmosphere away from electrodes. This has to Consequence that the electrodes on the one hand no longer the strong radial Burns are exposed, on the other hand no longer those due to the dust conditional erosions. The result is a much higher one Reliability of the electrodes used. The shields are there either the shape of an umbrella, roughly the cylindrical shell corresponds to the upper chamber or they are pods that hold the individual Surround electrodes.

Die Schilde bestehen dabei aus thermisch und mechanisch hochbelastbaren Werkstoffen, z. B. aus keramischem Werkstoff, oder die Schilde setzen sich aus parallelen Mänteln, metallischen und keramischen Aufbauten zusammen. Schilde sind auf der der Elektrode abgewandten Manteloberfläche aus einem Material mit hohem Temperaturwiderstand, beispielsweise aus Feuerfestmaterial, und der innere Mantel besteht aus metallischem Werkstoff, der mit flüssigen oder gasförmigen Medien kühlbar ist. Die Schilde müssen gegebenenfalls voneinander elektrisch getrennt sein, damit nicht der Strom von der einen Elektrode über die Schilde zur nächsten Elektrode fließen kann. The shields consist of thermally and mechanically heavy-duty Materials, e.g. B. made of ceramic material, or the shields consist of parallel coats, metallic and ceramic Constructions together. Shields are on the side facing away from the electrode Jacket surface made of a material with high temperature resistance, for example made of refractory material, and the inner jacket is made Made of metallic material with liquid or gaseous media is coolable. The shields may need to be electrical from one another be separated so that the current does not flow from one electrode to the other Shields can flow to the next electrode.  

Es wurde jedoch auch berücksichtigt, daß ein metallischer intensiv geregelt gekühlter Schildaufbau eine Bewehrung thermischer und elektrischer Art im Kontakt mit der schmelzflüssigen Produktschlacke durch Anbackung selbst bildet.However, it was also considered that a metallic intense controlled cooled shield structure a reinforcement thermal and electrical Kind in contact with the molten product slag by caking itself.

Die erfindungsgemäßen Schilde in Form einer Hülse besitzen darüber hinaus noch den Vorteil, daß an ihnen Höhenverstellungen vorgesehen werden können, durch die eine Anpassung der Hülsen an die unterschiedlichen Schlackenhöhen vorgenommen werden kann.The shields according to the invention in the form of a sleeve have it above furthermore the advantage that height adjustments are provided on them by adapting the sleeves to the different Slag heights can be made.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargelegt. Dabei zeigt die Figur zwei Teilschnitte durch einen INRED-Ofen, soweit es zur Erläuterung der Erfindung notwendig ist.An example of the invention is shown in the drawing. Here show the Figure two partial sections through an INRED furnace, insofar as it is used Explanation of the invention is necessary.

In der Fig. 1 ist der Lichtbogenreduktionsofen 10 mit der topfförmigen Kammer 11 und der darüber angeordneten zylinderförmigen Kammer 14 dargestellt. Zwischen den Kammer 11 und 14 ist der Deckel 12 angeordnet, durch dessen Öffnungen 13 die Elektroden 30 geführt sind. Durch die Öffnungen 16 des Kragens 15 der zylinderförmigen Kammer 14 sind die Lanzen 20 führbar. Durch die Lanzen 20 werden die Medien (Eisenpartikel, staubförmige Kohle, Kalk und Sauerstoff) eingeblasen.In FIG. 1, the arc reduction furnace 10 with the cup-shaped chamber 11 and the overlying cylindrical chamber 14 is shown. Between the chambers 11 and 14 , the cover 12 is arranged, through the openings 13 of which the electrodes 30 are guided. The lances 20 can be guided through the openings 16 of the collar 15 of the cylindrical chamber 14 . The media (iron particles, dust-like coal, lime and oxygen) are blown in through the lances 20 .

In der rechten Bildhäfte der Figur sind die Schilde 40 in Form eines Schirms 42 ausgebildet. In der linken Bildhälfte der Figur sind die Schilde 40 als Hülsen 43 ausgebildet. Die Schilde 40fragen jeweils in die Schlacke B, die sich auf der Schmelze A des Lichtbogenreduktionsofens 10 befindet. Durch das Eintauchen der Schilde 42 oder 43 in die Schlacke B wird der untere Teil 31 der Elektroden 30 gegen die Medien 21 geschützt. Die der Elektrode abgewandte Mantelfläche 41 besteht dabei aus thermisch resistentem Material.In the right image of the figure, the shields 40 are in the form of a screen 42 . In the left half of the figure, the shields 40 are designed as sleeves 43 . The shields 40 each ask into the slag B , which is located on the melt A of the arc reduction furnace 10 . By immersing the shields 42 or 43 in the slag B , the lower part 31 of the electrodes 30 is protected against the media 21 . The outer surface 41 facing away from the electrode consists of thermally resistant material.

Claims (12)

1. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen, insbesondere für das INRED-Verfahren, bestehend aus einer unteren, topfförmigen Kammer zur Aufnahme des schmelzflüssigen Materials (A, B) und einer oberen zylinderförmigen und im Vergleich zur unteren im Durchmesser kleineren Kammer mit einem Kragen, der Öffnungen für das Durchführen von Lanzen aufweist, mittels denen in den Inneraum Medien, wie Kohlenstaub und Sauerstoff, einblasbar sind, wobei die obere Kammer mit der unteren Kammer über einen ringförmigen Deckel verbunden ist, der Öffnungen aufweist, durch den Elektroden durchführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Schilde (40) zum Schutz des in den Innenraum der topfförmigen Kammer (11) hineinragenden Teiles (31) der Elektroden (30) gegen die in den Ofeninnenraum einblasbaren Medien (21) vorgesehen sind.1. arc reduction or arc residual reduction furnace, in particular for the INRED process, consisting of a lower, pot-shaped chamber for receiving the molten material ( A, B ) and an upper cylindrical and, compared to the lower, smaller chamber with a collar, which has openings for the passage of lances, by means of which media such as coal dust and oxygen can be blown into the interior, the upper chamber being connected to the lower chamber via an annular cover which has openings through which electrodes can be passed characterized in that shields ( 40 ) are provided to protect the part ( 31 ) of the electrodes ( 30 ) projecting into the interior of the pot-shaped chamber ( 11 ) against the media ( 21 ) which can be blown into the interior of the furnace. 2. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schilde (40) aus einem keramischen Werkstoff sind. 2. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 1, characterized in that the shields ( 40 ) are made of a ceramic material. 3. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schilde (40) aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind und von einem Kühlmittel durchströmt werden.3. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 1, characterized in that the shields ( 40 ) are made of a metallic material and are flowed through by a coolant. 4. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die der Elektrode (30) abgewandte Mantelfläche (41) der Schilde (40) aus einem Material mit hohem Temperaturwiderstand besteht.4. arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 1, characterized in that at least the electrode ( 30 ) facing away from the outer surface ( 41 ) of the shields ( 40 ) consists of a material with high temperature resistance. 5. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (41) aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff besteht, z. B. Feuerfestmasse.5. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claims 2, 3 or 4, characterized in that the outer surface ( 41 ) consists of an electrically non-conductive material, for. B. refractory. 6. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schilde (40) mindestens in ihrem Berührungsbereich mit dem schmelzflüssigen Ofenprodukt (A, B) mit einer keramischen Schutzschicht bewehrt sind.6. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 1 and 3, characterized in that the shields ( 40 ) are reinforced at least in their contact area with the molten furnace product ( A, B ) with a ceramic protective layer. 7. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schilde (40) in Form eines Schirmes ( 42 ) ausgebildet sind, der konzentrisch zur Ofenmittenachse angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Abstand der zur Ofenmitte hinweisenden Außenhülle der einzelnen Elektrode zur Ofenachse. 7. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to one of the above claims, characterized in that the shields ( 40 ) are designed in the form of a screen ( 42 ) which is arranged concentrically to the furnace center axis and has a diameter which is smaller than the distance the outer shell of the individual electrode facing the center of the furnace facing the furnace axis. 8. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß, mit dem die Schilde (40)/das Schild (42) in den Ofenraum (11) hineinragen, mit geeigneten Mitteln (44) der Höhe des schmelzflüssigen Ofenproduktes (A, B) anpaßbar ist.8. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 7, characterized in that the extent to which the shields ( 40 ) / the shield ( 42 ) protrude into the furnace chamber ( 11 ) with suitable means ( 44 ) the height of the molten Furnace product ( A, B ) is adaptable. 9. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm ( 42 ) mit der Außenwandlung (17) der zylinderförmigen Kammer (14) eine Einheit bildet.9. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 5, characterized in that the screen ( 42 ) with the outer conversion ( 17 ) of the cylindrical chamber ( 14 ) forms a unit. 10. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (40) eine die Einzelelektrode (31) umgebende Hülse ( 43 ) ist.10. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to one of claims 1 to 4, characterized in that the screen ( 40 ) is a sleeve ( 43 ) surrounding the individual electrode ( 31 ). 11. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse ( 43 ) durch die Öffnung (13) des Deckels (12) führbar ist.11. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 7, characterized in that the sleeve ( 43 ) through the opening ( 13 ) of the lid ( 12 ) can be guided. 12. Lichtbogenreduktions- oder Lichtbogen-Restreduktionsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (44) vorgesehen sind, mit denen die Länge des in den Ofenraum ragenden Teils der Hülse ( 43 ) einstellbar ist.12. Arc reduction or arc residual reduction furnace according to claim 8, characterized in that means ( 44 ) are provided with which the length of the part of the sleeve ( 43 ) projecting into the furnace space is adjustable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3905486B4 (en) * 1988-02-22 2005-07-07 Outokumpu Oy Melting furnace and charging process for the same

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