DE3735807A1 - Verfahren und vorrichtung zur korrosionsverminderung in feuerfesten auskleidungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Verminderung der Korrosion in feuerfesten porösen Aus­ kleidungen und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verfahren und Vorrichtungen zur Reduzierung der Korrosion in feuerfesten Auskleidungen, die Chromoxid enthalten.

Eisenlegierungen einschließlich Stahl können durch eine An­ zahl von unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden, und zwar einschließlich des direkten Stahlherstellungsverfah­ rens. Bei dem direkten Stahlherstellungsverfahren wird kon­ zentriertes Erz in einem Ofen angeordnet, der bei Temperatu­ ren in der Größenordnung zwischen ungefähr 1600°C und unge­ fähr 1800°C arbeitet, d. h. beträchlich oberhalb des Schmelzpunktes des Erzes. Das geschmolzene Metall ist in einem Gefäß enthalten, welches eine feuerfeste Auskleidung an der Innenseite der Gefäßwände besitzt. Wenn das geschmol­ zene Metall verarbeitet wird, so steigt unerwünschtes Mate­ rial zur Oberseite des geschmolzenen Metalls hin an und bil­ det Schlacke. Die Schlacke enthält auch Material, welches absichtlich zur Entfernung von Verunreinigungen aus dem Erz hinzugegeben wurde. Die Schlacke verhindert das Oxidieren des brauchbaren Produktes unterhalb der Schlacke, aber die Schlacke selbst ist ein unerwünschtes Nebenprodukt des Ver­ fahrens und wird schließlich entfernt und weggeworfen.

Bei direkten Stahlherstellungsverfahren wird konzentriertes Eisenerz in Form von Hematit (Fe₂O₃), Magnetit (Fe₃O₄) oder dgl. durch chemische Reaktionen in Wustit (FeO) transfor­ miert. Das FeO wird durch weitere Verarbeitung im wesentli­ chen reines Eisen (Fe). Die direkten Stahlherstellungsver­ fahren haben Vorteile hinsichtlich einiger anderer Stahlher­ stellungsverfahren, weil die Kapitalkosten für die Produk­ tion relativ niedrig liegen. Das FeO ist jedoch hochkorrosiv und löst die meisten Materialien auf, die üblicherweise bei feuerfesten Auskleidungen verwendet werden.

Bei direkten Stahlherstellungsverfahren erfährt ein Teil des FeO keine weitere Reaktionen, sondern steigt zur Oberseite des geschmolzenen Metalls und verbleibt in der Schlacke. Im allgemeinen enthält bei direkten Stahlherstellungsverfahren die Schlacke ungefähr 25 bis 35% FeO. Temperaturen von zwi­ schen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C und derart hohe Eisenoxidniveaus erzeugen ernst zu nehmende Zustände, die sehr korrodierend sind und die feuerfesten Auskleidungsma­ terialien zerstören. Es besteht daher ein Bedürfnis nach feuerfesten Auskleidungen für in direktem Stahlherstellungs­ verfahren verwendete Gefäße, wobei diese feuerfesten Aus­ kleidungen gegenüber Korrosion beständig sein sollen, wenn der Kontakt mit FeO bei hohen Temperaturen erfolgt, oder aber es sind Prozesse erwünscht, die die feuerfesten Aus­ kleidungen unter solchen Bedingungen schützen.

Einige Kohlenvergasungsvorrichtungen arbeiten bei niedrige­ ren Temperaturen und niedrigeren FeO-Konzentrationen als die direkten Stahlherstellungsverfahren der oben genannten Art. Um der Chromoxid-Magnesiumoxid-Korrosion zu widerstehen, werden Spinells verwendet, die ungefähr 80% Chromoxid (Cr₂O₃) enthalten und die in feuerfesten Auskleidungsmate­ rialien der Kohlevergasungsvorrichtungen verwendet wurden.

Chrom ist ein mehrwertiges Metall. Chrom im +3-wertigen Zu­ stand (Cr⁺³) ist nur etwas durch korrodierende Materialien, wie beispielsweise FeO, löslich, wohingegen Chrom im +2-Wer­ tigkeitszustand (Cr⁺²) wesentlich löslicher ist und daher verletzlich gegenüber korropdierenden Chemikalien. Der Wer­ tigkeitzustand des Chroms in feuerfesten Auskleidungen wird durch die Temperatur und den Sauerstoffpartialdruck an der Auskleidung bestimmt.

Der Sauerstoffpartialdruck steht mit sowohl dem gesamten Gasdruck an einer Oberfläche und der Konzentration des Sauerstoffs an der Oberfläche in Beziehung. In der Atmosphä­ re enthält beispielsweise Luft ungefähr 80% Stickstoff und ungefähr 19% Sauerstoff, und zwar natürlich mit Spuren von anderen Elementen. Der Gesamtdruck der Luft beträgt 1 Atmos­ phäre und der umgebende Sauerstoffpartialdruck beträgt annä­ hernd 0,2 Atmosphären.

Der Sauerstoffpartialdruck in Kohlevergasungsvorrichtungen liegt zwischen ungefähr 10^-10 und 10^-8 Atmosphären. Bei die­ sen Drücken wird das Chrom in der feuerfesten Auskleidung im +3-Wertigkeitszustand gehalten, der nur etwas löslich ist und gegenüber der Korrosion durch FeO recht beständig ist.

Die in den Kohlevergasungsvorrichtungen verwendeten feuerfe­ sten Auskleidungsmaterialien könnten in den oben genannten direkten Stahlherstellungsverfahren verwendet werden, aber der Sauerstoffpartialdruck ist bei den direkten Stahlher­ stellungsverfahren um mehrere Größenordnungen niedriger als in Kohlevergasungsanlagen, und das Chrom in den Spinells wird sich in einem +2-Wertigkeitszustand umwandeln. Eine solche Änderung des Wertigkeitszustands ist unerwünscht, weil sich eine höhere Korrosionsrate der Auskleidung ergibt. Es besteht somit ein Bedürfnis nach Verfahren und Vorrich­ tungen zur Aufrechterhaltung multivalenter oder mehrwertiger Metallkationen, verwendet in feuerfesten Auskleidungen in dem chemisch am beständigsten Wertigkeitszustand. Es besteht ferner eine Notwendigkeit für Verfahren und Vorrichtungen, um das in feuerfesten Auskleidungen verwendete Chrom für Metallherstellungsverfahren mit Eisenoxid als Nebenprodukt im +3-Wertigkeitszustand zu halten.

Es ist somit ein Ziel der vorliegenden Erfindung, neue und verbesserte Verfahren sowie Vorrichtungen anzugeben, um der Korrosion in feuerfesten Auskleidungen zu widerstehen, und zwar Auskleidungen, wie sie in Metallherstellungsverfahren verwendet werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, um mehrwertige in feuerfesten Auskleidungen verwendete Metallkationen in dem chemisch am meisten beständigen Wertigkeitszustand zu halten. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Ver­ fahren und Vorrichtungen anzugeben, um Chrom in dem +3-Wer­ tigkeitszustand dann zu halten, wenn das Chrom in feuerfe­ sten Auskleidungen in direkten StahlhersteIlungsverfahren verwendet wird, und zwar Verfahren, die zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C arbeiten und die FeO als ein Nebenprodukt aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der Erfin­ dung werden Verfahren und Vorrichtungen vorgesehen, um die Korrosion in einer feuerfesten Auskleidung in einem ge­ schmolzenen Metall enthaltenen Gefäß zu reduzieren, einem Gefäß, welches bei Temperaturen zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C arbeitet. Die feuerfeste Auskleidung weist ein signifikantes Niveau an Chromoxid (Cr₂O₃) auf und enthält kleine miteinander in Verbindung stehende Poren, die mit einer leicht oxidierenden Gasmischung gefüllt sein kön­ nen, und zwar mit einem höheren Gesamtdruck und Sauerstoff­ partialdruck als der Gesamtdruck und der Sauerstoffpartial­ druck, assoziiert mit dem geschmolzenen Metall, welches an der Auskleidung des Gefäßes vorhanden ist. Die Gasmischung könnte irgendeine Verschiedenheit von Kombinationen von Gasen enthalten, wie beispielsweise Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂), Wasserstoff (H₂) oder Wasserdampf (H₂O). Solche Mischungen können ohne Einschränkung die folgenden Kombinationen aufweisen:

CO/CO₂; H₂/H₂O; H₂/CO₂.

Im allgemeinen wird ein Reduzier­ agens in Kombination mit einer Sauerstoffquelle verwendet, so daß ein Gleichgewicht zwischen den beiden Gasen in situ hergestellt wird und der gewünschte Sauerstoffpartialdruck wird erzeugt.

Die Gasmischung wird durch die Poren der Auskleidung gezwun­ gen, so daß die Poren kontinuierlich gespült oder mit Gas gefüllt sind und ein partieller Sauerstoffdruck von ungefähr 10^-10 Atmosphären wird an der Zwischenfläche oder Interface der feuerfesten Auskleidung und der Schlacke geschaffen. Auf diese Weise erzeugt das im Gleichgewicht befindliche Gas eine Decke oder Schicht, welche den Sauerstoffpartialdruck an der Auskleidung genug erhöht, um zu verhindern, daß das Chrom in der Auskleidung in den +2-Wertigkeitszustand ein­ tritt. Zudem kann die Gasdecke mindestens teilweise körper­ lich die Auskleidung gegenüber der Schlacke isolieren.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung erge­ ben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an­ hand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt.

Fig. 1 eine aufgeschnittene Ansicht eines gemäß der Erfin­ dung hergestellten Ofens;

Fig. 2 eine detaillierte Ansicht eines vergrößerten Teils des Ofens der Fig. 1, identifiziert durch Bezugs­ zeichen 3.

In Fig. 1 erkennt man einen Ofen 10 mit einer Wärmequelle 12 (beispielsweise einer elektrischen Bogenheizung) und einem Gefäß 14, welches geschmolzenes Metall, wie beispielsweise Eisenerz oder Stahlmaterialien enthält. Das gewünschte End­ produkt, welches verarbeitetes geschmolzenes Eisen oder Stahl 16 ist, befindet sich am unteren Teil des Gefäßes 14. Eine Schicht aus unerwünschten Nebenprodukten 17, im allge­ meinen als Schlacke bekannt, bildet die Oberfläche des Me­ talls 16. Bei den ins Auge gefaßten Anwendungsfällen ist das verarbeitete geschmolzene Metall 16 Eisen, Stahl oder dgl., und die Schlacke 17 enthält einen beträchtlichen Prozentsatz an Eisenoxid in der Form von FeO. Die Temperatur innerhalb des Ofens liegt zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800 °C, und der Eisengehalt der Schlacke 17 kann in der Größen­ ordnung von ungefähr 25 bis 35% liegen, was die Schlacke 17 sehr korrodierend macht. Der Sauerstoffpartialdruck in der Schlacke 17 beträgt ungefähr 10^-12 Atmosphären.

Das Gefäß 14 weist einen Außenmantel 18 auf, einen Gasein­ laßdurchlaß 20 und eine feuerfeste Auskleidung 22 an der Innenoberfläche des Mantels 18. Der Einlaßdurchlaß 20 liegt zwischen dem Mantel 18 und der Auskleidung 22. Die feuerfe­ ste Auskleidung 22 ist mindestens über den Teil hinweg po­ rös, der in Berührung mit der Schlacke steht und die Poren werden derart gebildet, daß Gas durch die feuerfeste Aus­ kleidung 22 fließen kann.

Der Einlaßdurchlaß 20 erstreckt sich über irgendeinen geeig­ neten Abstand längs der feuerfesten Auskleidung 22, aber mindestens unterhalb der Grenzschicht von Metall 16 und Schlacke 17. Der Durchlaß 20 wird durch eine Vielzahl von Abstandsstücken 23 oder irgendwelchen anderen geeigneten Strukturen aufrechterhalten.

Die feuerfeste Auskleidung 22 enthält ein signifikantes Ni­ veau an Chromoxid (Cr₂O₃). Reines Chromoxid kann verwendet werden, oder irgendein Chromoxidmagnesiumoxid (MgO) oder Chromoxid-Aluminiumoxid (Al₂O₃), feuerfestes Material, wel­ ches mindestens ungefähr 60% Chromoxid enthält. Chromoxid­ magnesiumoxid-Spinells, die ungefähr 80% Cr₂O₃ enthalten, werden bevorzugt.

Die feuerfeste Auskleidung 22 kann auf irgendeine Anzahl von bekannten Wegen hergestellt werden. Eine bekannte Möglich­ keit besteht darin, daß man eine gesteuerte Menge und Grö­ ßenverteilung an Porenbildnern (diskrete Teilchen aus Poly­ meren oder anderen organischen Materialien) in das grüne (nicht gebrannte) feuerfeste Material vor dem Brennen ein­ gibt. Während des Brennens des grünen feuerfesten Materials verbrennen die Teilchen oder verdampfen, was eine poröse Mi­ krostruktur in dem feuerfesten Material zurückläßt. Die po­ röse Mikrostruktur gestattet, daß Gas durch die feuerfeste Auskleidung 22 fließt, und zwar von dem Gaseinlaßdurchlaß 20 zu einer Zwischenschicht 24 zwischen feuerfestem Material 22 und der Schlacke 17.

Eine Gasquelle 26 ist vorgesehen, um eine gewünschte Gasmi­ schung in den Gaseinlaßdurchlaß 20 in Richtung der Pfeile 27 in Fig. 1 und 2 einzuführen. Die Gasmischung steht unter einem hinreichenden Gesamt- oder Totaldruck, so daß sie durch das poröse feuerfeste Material 22 zur Grenzfläche 24 mit dem Metall 16 und der Schlacke 17 gezwungen wird, und zwar unter Bildung von Gasblasen 28 an der Grenzschicht oder Grenzfläche 24. Die Gase werden an der Oberfläche 30 der Schlacke 17 freigesetzt.

Die durch die Gasquellen 26 gelieferte Schutzgasmischung schafft eine Gleichgewichtsreaktionsmischung, welche Sauer­ stoff in gewünschten Mengen freigibt, um einen Sauerstoff­ partialdruck von zwischen ungefähr 10^-8 bis 10^-10 Atmosphä­ ren an der Grenzfläche 24 zu erzeugen. Die relativen Mengen der Gasmischungsbestandteile können so eingestellt werden, daß das gewünschte Niveau des Sauerstoffpartialdrucks vorge­ sehen wird. Verschiedene Gasmischungen können verwendet wer­ den, und zwar in relativen Mengen, welche eine Mischung er­ zeugen mit leicht oxidierenden Eigenschaften, wobei die oben diskutierten Sauerstoffpartialdrücke erzeugt werden, und zwar kommen Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂), Wasserstoff (H₂) oder Wasser (H₂O) in Verbindung. Bei Temperaturen zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C können die Sauerstoffpartialdruckerfordernisse erfüllt werden, entweder durch Verwendung einer CO₂/CO-Gasmischung, die von ungefähr 0,5 bis ungefähr 17% CO₂ enthält, eine H₂O/H₂-Gasmischung, die von ungefähr 2 bis ungefähr 50% H₂O enthält, oder einer CO₂/H₂-Gasmischung, die von ungefähr 3 bis ungefähr 36% CO₂ enthält. Die Verwendung anderer Gasmischungen wird ebenfalls ins Auge gefaßt.

Die Löslichkeit des Chroms in der Schlacke, welche FeO ent­ hält, ist stark abhängig von dem Wertigkeitszustand des Chroms. Cr⁺³ ist nur leicht in der Schlacke löslich, wohin­ gegen Cr⁺² sehr löslich ist. Bei Temperaturen von zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C befindet sich Chrom im allgemeinen im +2-Wertigkeitszustand bei einem Sauerstoff­ partialdruck von ungefähr 10-12 Atmosphären, und das Chrom befindet sich in dem +3-Wertigkeitszustand bei diesen Tempe­ raturen und Partialsauerstoffdrücken von ungefähr 10^-10 bis 10^-8 Atmosphären. Da man erwartet, daß die direkten eben diskutierten Stahlherstellungsverfahren Sauerstoffpartial­ drücke in der Größenordnung von 10^-12 Atmosphären erzeugen, tritt das Chrom in den +2-Wertigkeitszustand während der Verarbeitung des Eisenerzes und es wird in der korrodieren­ den FeO-Schlacke aufgezehrt. Durch Aufbau eines Sauerstoff­ partialdrucks von ungefdähr 10^-10 bis 10^-8 Atmosphären an der Grenzfläche 24 kann das Chrom im +3-Wertigkeitszustand gehalten werden. Dies wird dadurch erreicht, daß man eine ausgewählte Gasmischung, wie zuvor diskutiert, mit einem geeigneten Druck durch die feuerfeste Auskleidung 22 lie­ fert. Die Gasmischung besitzt einen Gesamtdruck, der dazu ausreicht, den ferrostatischen Druck der Schlacke 17 an der Auskleidung 22 zu überwinden und schafft einen Sauerstoff­ partialdruck von ungefähr 10^-10 bis 10^-8 Atmosphären an der Grenzfläche 24. Die Gasmischung sieht einen höheren Sauer­ stoffpartialdruck an der Auskleidung 22 vor, wodurch das Chrom in den gewünschten +3-Wertigkeitszustand chemisch gehalten wird. In einem gewissen Ausmaß kann das Gas auch die feuerfeste Auskleidung 22 gegenüber der Schlacke 17 körperlich oder physikalisch isolieren. Zudem besitzt der Gasfluß einen kleinen Kühleffekt, der die Korrosionsge­ schwindigkeit weiter reduziert. Die Massenströmungsrate des Gases soll jedoch nicht so hoch sein, daß die Rate der Eisen- oder Stahlproduktion in signifikanter Weise reduziert wird.

Die Erfindung kann für viele Anwendungsfälle verwendet wer­ den, obwohl die bevorzugten Anwendungsfälle die Stahlher­ stellung umfassen und insbesondere die Herstellung von Stahl durch direkte Stahlherstellungsverfahren, welche Schlacke erzeugen, die einen relativ hohen Prozentsatz an FeO enthal­ ten. Solche Schlacke erzeugt sehr ernst zu nehmende Be­ triebsbedingungen, welche die feuerfeste Auskleidung 22 des Gefäßes 14 mit einer beschleunigten Geschwindigkeit hervor­ rufen können, wenn sich das Chrom in den +2-Wertigkeitszu­ stand befindet.

Beispiel

Ein durch feuerfestes Material ausgekleideter Ofen besaß eine 60% Chromoxid feuerfeste Auskleidung. Die feuerfeste Auskleidung ist porös und gestattet, den Durchgang von Gasen von dem Einlaßdurchlaß zu der Grenzfläche von feuerfestem Material/Schlacke. Der Ofen wird mit Eisenerzmaterialien gefüllt und auf eine Temperatur zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C erhitzt. Die Erzmaterialien schmelzen und separieren sich in einen oberen Schlackenteil, der FeO enthält und einen unteren verarbeiteten Eisenteil. Der Sau­ erstoffpartialdruck an der Oberfläche der Schlacke beträgt annähernd 10^-12 Atmosphären.

Eine Quelle von unter Druck stehendem Gas ist mit der feuer­ festen Auskleidung verbunden, um den gesteuerten Durchgang von Gasen gleichförmig zu der Grenzfläche von Schlacke und Auskleidung zu gestatten. Die Gasquelle zwingt eine Gasmi­ schung durch die Poren der Auskleidung zur Grenzfläche von Auskleidung und Schlacke. Eine Serie von Gasmischungen wird in der Auswertung der Erfindung verwendet. Es handelt sich dabei um die folgenden Gasmischungen:

• 1) CO₂/CO-Mischung mit annähernd 3% CO₂.
• 2) H₂O/H₂-Mischung mit annähernd 11% H₂O.
• 3) CO₂/H₂-Mischung mit annähernd 12% CO₂.

Ein Partialdruck von Sauerstoff von annähernd 10^-9 Atmos­ phären wird bei 1700°C an der Grenzfläche der Auskleidung mit der Schlacke für jede der obengenannten Mischungen be­ obachtet. Die Lebenszeiten der feuerfesten Auskleidung ober­ halb von 100 Erhitzungen werden antizipiert unter Verwendung irgendeiner der oben genannten drei Gasmischungen, vorausge­ setzt, daß der Partialdruck des Sauerstoffs, wie oben ange­ geben, aufrechterhalten wird. Eine minimale Erosion des Aus­ kleidungsmaterials wird beobachtet, wenn diese Sauerstoff­ partialdrücke aufrechterhalten werden, wobei die Dicke des Auskleidungsmaterials minimale Änderungen erfährt.

Der Vorteil der Erfindung ist nun offenbar. Die Korrosion der feuerfesten Auskleidung wird in signifikanter Weise reduziert, weil der Sauerstoffpartialdruck durch die Gas­ mischung an der Auskleidung/Schlacke-Interface oder -Zwi­ schenschicht erhöht wird und das Chrom im +3-Wertigkeits­ zustand gehalten wird. Die Korrosion kann weiter durch den Kühleffekt des Gases an der Oberfläche vermindert werden. Diese Vorteile werden realisiert, ohne daß dabei die Rate der Herstellung von Eisen oder Stahl vermindert wird.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Verfahren und Vorrichtungen werden vorgesehen zur Vermin­ derung der Korrosion in einer feuerfesten Auskleidung eines Flüssigkeit enthaltenden Gefäßes, verwendet bei der direkten Stahlherstellung. Das Gefäß arbeitet bei Temperaturen zwi­ schen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C und einem Sauer­ stoffpartialdruck von ungefähr 10^-12 Atmosphären, wobei an FeO reiche Schlacke erzeugt wird. Die feuerfeste Auskleidung enthält ein signifikantes Niveau an Chromoxid (Cr₂O₃) und besitzt kleine miteinander verbundene Poren, die mit einer Gasmischung gefüllt sein können, die einen höheren Gesamt­ druck und Sauerstoffpartialdruck besitzt als der Gesamtdruck und Sauerstoffpartialdruck, der mit der Flüssigkeit an der Auskleidung des Gefäßes assoziiert ist.

Die Gasmischung wird durch die Poren der Auskleidung gezwun­ gen, so daß die Poren kontinuierlich mit der Mischung ge­ füllt sind. Auf diese Weise erzeugt die Gasmischung eine Schicht oder Decke, welche den Sauerstoffpartialdruck an der Auskleidung hinreichend erhöht, um das Chrom in der Ausklei­ dung in einem ausgewählten Wertigkeitszustand zu halten, indem das Chrom eine verminderte Löslichkeit in der FeO- Schlacke besitzt, wodurch die Korrosion durch FeO vermindert wird und die brauchbare Lebensdauer der feuerfesten Ausklei­ dung erhöht wird.

Claims (9)

1. Verfahren zur Aufrechterhaltung mehrwertiger Metallka­ tionen in einem ausgewählten Valenzzustand, wobei der Valenzzustand der Metallkationen durch die Temperatur und den Sauerstoffpartialdruck an den Metallkationen bestimmt ist und wobei folgende Schritte vorgesehen sind:
Halten der Metallkationen auf einer ausgewählten Tempe­ ratur, und
Einführen einer Gasmischung, welche einen vorbestimmten Sauerstoffpartialdruck an den Metallkationen aufrechter­ hält, wobei das Gas die Metallkationen chemisch schützt, um den Valenz- oder Wertigkeitzustand der Metallkationen zu steuern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkationen Chrom sind, daß die ausgewählte Tem­ peratur zwischen ungefähr 1600°C und 1800°C liegt, und daß der ausgewählte Sauerstoffpartialdruck zwischen ungefähr 10^-10 und 10^-8 Atmosphären liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas eine Mischung von Gasen ist, und zwar ausgewählt aus der aus Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff bestehenden Gruppe.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ins­ besondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung Wasserdampf umfaßt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Chrom in einer Vielzahl von Chromoxid enthaltenden Spinells vorliegt, daß die Spinells eine poröse feuerfeste Auskleidung in einem feuerfesten Be­ hälter sind, daß der feuerfeste Behälter geschmolzenes Metall enthält und daß das geschmolzene Metall FeO auf­ weist.

6. Verfahren zur Herstellung von Stahl durch ein direktes Stahlherstellungsverfahren in einem Gefäß mit einer po­ rösen feuerfesten Auskleidung, die Chrom enthält zum Zwecke des Widerstandes gegenüber Korrosion und wobei die folgenden Schritte vorgesehen sind: Anordnung der Eisenerzmaterialien im Gefäß, wobei die Erzmaterialien die Auskleidung berühren,
Erhitzung der Materialien und der Auskleidung auf eine Temperatur zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C, wobei diese Temperatur das Schmelzen der Erzma­ terialien bewirkt und reagiert zur Bildung eines ge­ wünschten Endproduktes, wie beispielsweise geschmolzenem Eisen oder Stahl und einer Schicht von unerwünschten Endprodukten über dem geschmolzenen Eisen oder Stahl und benachbart zur Auskleidung, wobei die unerwünschten End­ produkte FeO enthalten, und
Einführung einer Gasmischung durch die Poren der Aus­ kleidung, wobei die Gasmischung einen Sauerstoffpar­ tialdruck von zwischen ungefähr 10^-10 und 10^-8 Atmos­ phären erzeugt, wo das Erz die Auskleidung kontaktiert.

7. Verfahren nach Anspsruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung Gase enthält, die aus der aus Kohlenmo­ noxid, Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasserdampf beste­ henden Gruppe ausgewählt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß FeO typischerweise zwischen ungefähr 25 bis 35% der unerwünschten Endprodukte ausmacht.

9. Vorrichtung zur Raffinierung von Eisenlegierungen, wobei folgendes vorgesehen ist:
ein Gefäß, welches die Eisenerzmaterialien enthält, wo­ bei das Gefäß einen Außenmantel aufweist und eine poröse feuerfeste Auskleidung an der Innenoberfläche des Man­ tels, wobei die Auskleidung Chrom besitzt,
Mittel zum Erhitzen der Auskleidung und der Erzmateria­ lien auf eine Temperatur zwischen ungefähr 1600°C und ungefähr 1800°C, wodurch das Schmelzen der Erzmateria­ lien hervorgerufen wird und die Reaktion derselben zur Bildung eines gewünschten Endprodukts und einer Schicht aus unerwünschten Endprodukten, wobei die unerwünschten Endprodukte typischerweise zwischen ungefähr 25 bis 35% FeO enthalten, und
Mittel zum Einführen einer Gasmischung zu einem Teil der feuerfesten Auskleidung, wobei der Teil der feuerfesten Auskleidung sich längs der Schicht der unerwünschten Endprodukte erstreckt und wobei die Gasmischung einen partiellen Sauerstoffdruck an der Auskleidung von zwi­ schen ungefähr 10^-10 und ungefähr 10^-8 Atmosphären auf­ rechterhält,
wodurch die Gasmischung das Chrom chemisch in einem +3- Wertigkeitszustand hält.