DE4007835A1 - Schwebeschmelzofen - Google Patents
SchwebeschmelzofenInfo
- Publication number
- DE4007835A1 DE4007835A1 DE19904007835 DE4007835A DE4007835A1 DE 4007835 A1 DE4007835 A1 DE 4007835A1 DE 19904007835 DE19904007835 DE 19904007835 DE 4007835 A DE4007835 A DE 4007835A DE 4007835 A1 DE4007835 A1 DE 4007835A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reaction
- shaft
- injection nozzles
- injection
- reaction shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 108
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 55
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 55
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 32
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 32
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 40
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 40
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 6
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 206010024769 Local reaction Diseases 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 239000012813 ignitable substance Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N iodoimino(oxo)methane Chemical compound IN=C=O NPURPEXKKDAKIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0026—Pyrometallurgy
- C22B15/0028—Smelting or converting
- C22B15/003—Bath smelting or converting
- C22B15/0045—Bath smelting or converting in muffles, crucibles, or closed vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/001—Calcining
- B01J6/004—Calcining using hot gas streams in which the material is moved
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/12—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
- C22B5/14—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
- F27B15/02—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B15/10—Arrangements of air or gas supply devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwebeschmelzofen
bzw. einen Flash-Smelting-Ofen zum Einblasen eines Teils des
Reaktionsgases von der Reaktionsschacht-Seitenwand in einen
Turm, um die Effizienz der Reaktion zwischen den zu
schmelzenden Erzen und dem Reaktionsgas zu verbessern, sowie
ein Betriebsverfahren.
Ein Schmelzofen, bei dem man sulfidisches Konzentrat als Rohstoff
verwendet, wird als Schwebeschmelzofen bezeichnet.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht ein üblicher
Schwebeschmelzofen 1 aus einem Reaktionsschacht 3, der mit
einem Konzentrat-Brenner 2 an seinem oberen Ende und einem
Vorherd 6 ausgestattet ist, dessen eines Ende mit dem unteren
Ende des Reaktionsschachts 3 verbunden ist und der mit einem
Schlackenausgang 4, einem Steinloch 5, das an der Seitenwand
angebracht ist, und einem Zugkanal 7 versehen ist. Das
Schmelzverfahren in diesem Ofen verläuft so, daß ein
Schmelzmaterial 8 wie z. B. sulfidische Konzentrate,
Fließmittel und zusätzlicher Brennstoff zunächst durch den
Konzentrat-Brenner 2 in den Reaktionsschacht 3 des Ofens
zusammen mit vorgeheizter Reaktionsluft 9 eingeblasen werden.
Dann reagieren Teile von Schwefel und Eisen als brennbare
Bestandteile des Schmelzmaterials 8 mit der heißen
Reaktionsluft 9 innerhalb des Reaktionsschachts 3, wobei
gasförmiges SO₂, Eisenoxide und Reaktionswärme entstehen. Das
oxidierte Material wird aufgrund der Reaktionswärme
geschmolzen, fällt durch den Reaktionsschacht 3 und wird
anschließend im Vorherd 6 gesammelt. Im Vorherd 6 wird das
geschmolzene oxidierte Material 8 in einen Stein 10, bei dem
sich um ein Gemisch von Cu₂S und FeS handelt, und eine
Schlacke 11, die hauptsächlich aus 2FeO · SiO₂ besteht,
aufgetrennt. Die Schlacke 11 wird durch den Schlackenausgang
4 entnommen und in einen elektrischen Schlackenreinigungsofen
12 eingebracht, während der Stein 10 vom Steinloch 5 gemäß
dem Betriebszyklus des Konverters abgestochen wird.
Weiterhin wird heißes Abgas 13, das im Reaktionsschacht 3
erzeugt wird, durch einen Boiler 14 nach Leiten durch den
Vorherd 6 und den Zugkanal 7 abgekühlt. Die Schlacke im
elektrischen Schlackenreinigungsofen 12 wird durch Elektroden
15 erhitzt gehalten. Da die in der Schlacke enthaltenen
Steinteilchen sich am Boden des Ofens durch natürliche
Absatzprozesse ablagern, werden sie dem Festerz oder
Fließmittel beigemengt. Daher wird nur die Schlacke, die
einen geringen Kupferanteil enthält, durch einen Ausgang 16
aus dem Ofen entnommen.
Verwendet man einen Schwebeschmelzofen, so ist es
erforderlich, daß die Oxidationsreaktion beendet wird,
während das Schmelzmaterial den Reaktionsschacht hinabfällt.
Ist die Reaktion nicht vollständig, so ist ein Teil des nicht
umgesetzten Materials im heißen Abgas 13 enthalten und wird
zu Flugasche, die sich im Boiler 14 ansammelt. Der andere
Teil davon sammelt sich auf der Oberfläche der Schmelze
unterhalb des Reaktionsschachts 3. Die im Boiler 14
abgelagerte Flugasche wird gesammelt, um wieder in den
Schwebeofen oder den Konverter eingebracht zu werden. Wenn
jedoch die Menge an Flugasche zunimmt, muß man auch die Menge
des zusätzlichen Brennstoffs zum Schmelzen erhöhen, was einen
wirtschaftlichen Nachteil bedingt. Weiterhin wächst die Menge
der Flugasche, die sich auf der Innenwand des Boilers 14
anlagert, schrittweise an, so daß sie nicht nur Nachteile
bezüglich einer Verringerung der Wärmeübertragungseffizienz
des Boilers, sondern auch eine Gefahr der Zerstörung des
Boilers 14 hervorruft, wenn sie von der Innenwand abfällt.
Der ungelöste Teil des Materials, das sich auf der Oberfläche
der Schmelze ansammelt, verhindert das Entstehen des Steins
10 und bewirkt dadurch große Schwankungen bei der Temperatur
oder beim Gehalt des Steins, so daß beim Betrieb des Ofens
Schwierigkeiten entstehen.
Um eine solche Situation zu vermeiden ist es erforderlich,
das Schmelzmaterial und die Reaktionsluft innerhalb des
Reaktionsschachts gleichförmig zu vermischen, so daß das
Gemisch ausreichend lange innerhalb des Reaktionsschachts
verbleiben kann, um die Oxidationsreaktion zu
vervollständigen. Mit üblichen Schmelzöfen war es jedoch
nicht möglich, diese Anforderungen zu erfüllen. Der Grund
dafür ist, daß man, um ein gleichförmiges Gemisch des
Schmelzmaterials und der Reaktionsluft zu erhalten, die
Reaktionsluft in Gegenrichtung zum Schmelzmaterial, das von
der Konzentrat-Zufuhrvorrichtung herabfällt, mit einer
Einblasgeschwindigkeit einblasen muß, die höher als ein
vorbestimmter Wert ist. Dadurch wird das Schmelzmaterial nur
in einem Strahlstrom verteilt, der durch den Konzentrat-
Brenner erzeugt wird, so daß die Verweildauer des
Schmelzmaterials im Reaktionsschacht ausschließlich von der
Höhe des Reaktionsschachts und der Einblasgeschwindigkeit der
Reaktionsluft bestimmt wird. Demzufolge ist es nicht möglich,
die Einblasgeschwindigkeit der Reaktionsluft und die
Verweildauer des Schmelzmaterials gleichzeitig zu regulieren
und es war bisher üblich, daß nur die Einblasgeschwindigkeit
der Reaktionsluft durch eine Kontrollvorrichtung gesteuert
wird. Man kann daher nicht sagen, daß immer das notwendige
Augenmerk auf die Verweildauer des Schmelzmaterials im
Reaktionsschacht gerichtet wurde.
Sofern man mit Sauerstoff angereicherte Luft zur Erhöhung der
Schmelzrate oder zur Energiekostenersparnis verwendet, ist
der übliche Schmelzofen noch weit mehr unbefriedigend.
Um das Schmelzmaterial und die Reaktionsluft gleichförmig zu
vermischen, erachtet man es als notwendig, die
Einblasgeschwindigkeit der Reaktionsluft auf über 120 m/s zu
erhöhen, wobei ein Rauchstab von über 9% erzeugt wird.
In einem üblichen INCO-Ofen, einem Schwebeschmelzofen, ist es
einfach, Erze mit Hilfe von industriellem Sauerstoff mit
einer Reinheit von 90 bis 98% als Reaktionsgas zum Schmelzen
zu entzünden, so daß eine Reaktion mit den Erzen
hervorgerufen wird, um die Schmelzreaktion der Erze im Ofen
zu vervollständigen. Dieser Ofen verschafft einerseits die
Vorteile bezüglich einer Verringerung der Menge an
evakuiertem Gas und der Rate der Rauchstab-Erzeugung auf
ungefähr 3%, aber andererseits auch die Nachteile einer
Erschwernis des Ofenbetriebs, aufgrund der Erfordernis, daß
die Erze vorab geröstet werden oder eine nicht selbstentzündbare
Substanz zum Einstellen der Azidität der Erze
zugegeben werden muß, da der Ofen industriellen Sauerstoff
annimmt und kein zusätzlicher Brennstoff verwendet wird.
In einem weiter verbesserten Ofen des Schwebeschmelzofen-
Typs, der als Zyklon-Ofen bezeichnet wird und im U.S. Patent
40 17 307 offenbart ist, wird mit Sauerstoff angereicherte
Luft oder industrieller Sauerstoff vom oberen Ende der
Seitenwand des Reaktionsschachts entlang des Umfangs der
Innenwand des Reaktionsschachts eingeblasen, und geschmolzene
Erze werden nahe des Einblas-Eingangs eingebracht, um einen
Zyklonfluß im Reaktionsschacht zu erzeugen, wobei die
Verweildauer der geschmolzenen Erze verlängert wird, um die
Schmelzreaktion im Reaktionsschacht zu vervollständigen und
eine geringere Menge an Rauchstaub zu erzeugen. In einem
solchen Ofen werden jedoch die aus üblichen feuerfesten
Materialien bestehenden Innenwand-Bestandteile bei Verwendung
üblicher feuerfester Materialien sogar mit Umlaufkühlern an
der Innenwand-Oberfläche beschädigt, so daß Nachteile
auftreten, da man häufig die Innenwand ausbessern und
erneuern muß. Dadurch entstehen Probleme bei der Anwendung.
Daher haben die Erfinder einen Schwebeschmelzofen mit einer
Einblasdüse am mittleren Bereich der Seitenwand im
Reaktionsschacht vorgeschlagen, um das Reaktionsgas zur Mitte
des Reaktionsschachts zu blasen, um eine Beschädigung der
Ofenteile und eine Verschlechterung des Betriebs zu vermeiden
und eine gleichförmige Vermischung der geschmolzenen Erze und
des Reaktionsgases im Reaktionsschacht zu erreichen und die
Verweildauer der Erze im Schacht zu verlängern, so daß die
Schmelzreaktion verbessert wird. Weiterhin ist auch ein
Verfahren vorgeschlagen (Japanische Offenlegungsschrift Nr.
1-2 52 734).
Bei nachfolgenden Versuchen wurde jedoch festgestellt, daß
das Einblasen des Reaktionsgases in den Reaktionsschacht
bezüglich Position, Winkel und anderen Bedingungen abhängig
von der Art der Erze und der Bedingungen der Schmelzreaktion
verändert werden muß. Diese Veränderungen sind je nach Art
der Erze und Betriebsbedingungen kompliziert. Auch eine
Änderung des Unterhaltszustands des feuerfesten Materials im
Ofen und ein normales Einblasen des Reaktionsgases gemäß der
Offenlegungsschrift versprechen keine zufriedenstellenden
Ergebnisse.
Demnach war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Verbesserung eines Schwebeschmelzofens bzw. eines Flash-
Smelting-Ofens und des Betriebsverfahrens gegenüber der
Japanischen Offenlegungsschrift 1-2 52 734 zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung kann die oben beschriebenen
Probleme beseitigen. Ein erfindungsgemäßer Ofen enthält einen
Reaktionsschacht mit einem Konzentrat-Brenner an seinem
oberen Ende, einen Vorherd und einen Zugkanal und ein Paar
oder mehrere Düsen zum Einblasen an symmetrischen Positionen
an den Seitenwänden des Schachts bezüglich einer senkrechten
Linie, welche durch den Mittelpunkt des Reaktionsschachts
verläuft, worin jede axiale Düsen-Einblasrichtung als
senkrechte Richtung gleich ist, und die Düsen in der
senkrechten Fläche, welche die axiale Düsen-Einblasrichtung
enthält, um die Befestigungsposition nach Erfordernis drehbar
sind, wodurch das Reaktionsgas in den Reaktionsofen so
eingeblasen wird, daß die axiale Düsen-Einblasrichtung
oberhalb eines 45° Winkels nach unten bezüglich der Ebene
liegt und die axiale Düsen-Einblasrichtung des Paares von
gegenüberliegenden Düsen in einem gleichen Winkel ist.
Gemäß vorliegender Erfindung kann ein üblicher Konzentrat-
Brenner verwendet werden, der oben am Reaktionsschacht
angebracht ist. Andererseits kann auch ein verbesserter
Konzentrat-Brenner, wie in der Japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 1-2 52 734 beschrieben, verwendet
werden, worin ein Brenner für zusätzlichen Brennstoff in
einer konzentrischen Anordnung mit Zugang für Reaktionsluft
und Konzentrat angebracht ist, um eine verbesserte Wirkung zu
erzielen.
Man kann Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft als
Reaktionsluft verwenden, die aus dem Brenner und der
Einblasdüse in den Reaktionsschacht geblasen wird.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht (teilweise geschnitten), die
eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schwebeschmelzofens
zeigt,
Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht eines in Fig. 1 gezeigten
Reaktionsschachts auf Höhe der Einblasdüsen,
Fig. 3 ist eine Darstellung eines üblichen
Schwebeschmelzofens.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im
folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen
verdeutlicht.
Die Figuren zeigen einen Konzentrat-Brenner 2, einen
Reaktionsschacht 3 und einen Seitenteil des Vorherds 6,
Reaktionsgas 9 und Einblasdüsen 19. Das Reaktionsgas wird
durch ein Gassystem geleitet, das als durchgezogene Linie
gezeichnet ist und wird in einem Strahl aus dem Konzentrat-
Brenner 2 und den Einblasdüsen 19 in den Reaktionsschacht
eingeblasen. 17 ist ein Mittelpunkt des Reaktionsschachts 3,
18 ist eine senkrechte Linie, die durch den Mittelpunkt
verläuft. 20 bedeutet die Seitenwand-Innenfläche des
Reaktionsschachts 3.
Die Symbole a und a′ bedeuten jeweils den Schnittpunkt einer
axialen Lufteinblaslinie X-X′ aus einem Paar von
Einblasdüsen, die einander und einer senkrechten Linie 18
gegenüberliegend angeordnet sind. Die Symbole b und b′
bedeuten jeweils einen Punkt auf der Seitenwand-Innenfläche
des Reaktionsschachts 3, an dem die Achsenlinie X-X′ endet.
Im folgenden soll ausführlich die Betriebsweise des
erfindungsgemäßen Schwebeschmelzofens diskutiert werden.
Gemäß vorliegender Erfindung wird ein Teil des Reaktionsgases
9, das in den Reaktionsschacht 3 geblasen wird, aus
mindestens einem Paar von Einblasdüsen an der Seitenwand in
den Reaktionsschacht mit einer gegebenen Geschwindigkeit
eingeblasen. Beim Einblasen ist es erforderlich, daß die
axialen Einblaslinien X, X′ der gegenüberliegenden Düsen 19,
in anderen Worten die Einblasrichtung des Reaktionsgases 9,
oberhalb eines 45° Winkels nach unten liegen, welcher die
Ebene der Befestigungsfläche der Düsen 9 und die axialen
Einblaslinien X, X′ einschließt, wobei die Schmelzpunkte a
und a′ auf der senkrechten Linie 18 identisch sein sollten,
und weiterhin sollten sich die Schnittpunkte b und b′, welche
die Enden der axialen Einblaslinien X, X′ einschließt, wobei die Schnittpunkte a
und a′ auf der senkrechten Linie 18 identisch sein sollten,
und weiterhin sollten sich die Schnittpunkte b und b′, welche
die Enden der axialen Einblaslinien X, X′ an der Seitenwand-
Innenfläche 20 des Reaktionsschachts darstellen, oberhalb des
untersten Punktes C befinden.
Im Schwebeschmelzofen und beim Betriebsverfahren gemäß
vorliegender Erfindung trifft ein Teil des Reaktionsgases aus
den Einblasdüsen auf einen Strahlstrom auf, der durch den
Konzentrat-Brenner erzeugt wird. Dies geschieht, indem ein
turbulenter bzw. ungeordneter Strom sich im Gesamtbereich des
Reaktionsschachts ausbreitet und die geschmolzenen Erze aus
dem Schmelzbrenner, die zusammen mit Zusatz-Brennstoff und
Reaktionsgas in den Reaktionsschacht geblasen werden, gleichförmig
im Reaktionsgas diffundiert werden und längere Zeit im
Reaktionsschacht verbleiben, so daß die Schmelzerze mit dem
Reaktionsgas ausreichend reagieren, um die Nutzung des
Sauerstoffs im Reaktionsgas stark zu verbessern. Als Ergebnis
findet man, daß sich die Rauchstaubrate verringert und das
Entstehen von nicht geschmolzenem Material verhindert wird.
Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die
Verwendung von Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft
als Reaktionsgas möglich. Zusatz-Brennstoff kann nach
Erfordernis verwendet werden, so daß der Oxidationsgrad der
Konzentrate und die Temperatur der Reaktionsprodukte, wie
z. B. Stein, Schlacke oder Abgas unabhängig reguliert werden
können. Daher kann man verschiedene Erzarten schmelzen,
während eine hervorragende Betriebsfähigkeit beibehalten
wird.
Im erfindungsgemäßen Schwebeschmelzofen sind die
Befestigungspositionen der Düsen feststehend oder beweglich
und nach oben und unten drehbar. Die Ursache ist, daß es
schwierig ist, einen ungeordneten Gasfluß im Gesamtbereich
des Reaktionsschachts zu erzeugen, sogar wenn das
Reaktionsgas, das aus den Düsen in den Turm geblasen wird, an
einen ziemlich weit oben liegenden Teil des konischen
Strahlstroms, der durch den Konzentrat-Brenner erzeugt wird,
oder an einem unteren Teil eingeblasen wird. Auch ist die
Form des Strahlstroms, der durch den Konzentrat-Brenner
erzeugt wird aufgrund der Betriebsbedingungen unterschiedlich.
Um daher kontinuierlich einen stabilen Betrieb
durchführen zu können, ist es wünschenswert, eine Position zu
fixieren, in der sich die Einblasdüse befindet, um den
Einblaswinkel der Düse konstant zu machen. Andererseits ist
es bei einem Schmelzprozeß, wo ein häufiger Wechsel der
Betriebsbedingungen erforderlich ist, wünschenswert, Position
und Einblaswinkel der Düse veränderbar zu machen. Sogar wenn
kontinuierlich ein stabiler Betrieb durchgeführt wird, ist es
wünschenswert den Einblaswinkel der Einblasdüse zu
verstellen, falls eine Beschädigung der Oberflächenwand des
Reaktionsschachts erfolgt, um die Haltbarkeit der Wand des
Reaktionsschachts zu verlängern. Das Verstellen der
Düsenposition kann erfolgen, indem man die Düse in eine
gewünschte Position von mehreren möglichen Positionen bringt,
die bereits im Reaktionsschacht vorgesehen sind oder indem
man die Düse entlang eines Spaltes verstellt, der nahe dem
Endteil der zu befestigenden Düse verläuft.
Im folgenden sollen die Teilchen des Schmelzmaterials
erläutert werden, die man aus dem Konzentrat-Brenner in den
Reaktionsschacht einbringt. Es gibt hochreaktive Teilchen,
die beim Einbringen in den Reaktionsschacht mit dem
vorhandenen Sauerstoff ganz reagieren und zu Metall oxidiert
werden und um schwachreaktive Teilchen, die niemals in der
Nähe des Konzentrat-Brenners reagieren, abhängig vom
Teilchendurchmesser des Schmelzmaterials, der Zusammensetzung
und dem unterschiedlichen Diffusionszustand des Strahlstroms.
Der Großteil des Sauerstoffs im Gas, das man zur Reaktion in
den Schacht aus dem Konzentrat-Brenner am oberen Ende des
Schachts einbläst, wird fast vollständig durch eine
Oxidationsreaktion der hochreaktiven Teilchen und eine
Verbrennung des zusammen mit ihnen eingeblasenen Zusatz-
Brennstoffs verbraucht. Das Ergebnis ist, daß die
schwachreaktiven Teilchen nicht reagieren und nicht erwärmt
werden, bis auf solche, die innerhalb kurzer Verweildauer im
Reaktionsschacht geschmolzen sind, oder mit geschmolzenem
Material zusammenstoßen, das durch Reaktion der hochreaktiven
Teilchen während des Herabfallens erzeugt wird, und aus dem
Ofen als Rauchstab, als nicht reagiertes Material anders als
die geschmolzenen Teilchen entfernt werden und/oder auf den
Vorherd fallen und sich dort ansammeln, wodurch ein Haufen
entsteht. Die durch Reaktion der hochreaktiven Teilchen
erzeugte Schmelze stößt mit den nicht reagierten Teilchen
zusammen, um sie weiter zu verschmelzen, während die Qualität
von pO₂ und Metall abnimmt, so daß dabei eine Agglomeration
der durch den Reaktionsschacht fallenden Teilchen erfolgt.
Wenn die Schmelze auf den Vorherd herabfällt, solange sie
noch nicht ausreichend mit den nicht reagierten Teilchen
zusammenstoßen und mit ihnen verschmolzen ist, häuft sich
die herabfallende Schmelze wegen des hohen Anteils an
Magnetit oder ähnlichem Material in der herabgefallenen
Schmelze auf dem Ofenbett an. Daher ist es zur effektiven
Durchführung des Schwebeschmelzofen-Betriebs unbedingt
erforderlich, ein aktives Zusammenstoßen der Schmelze mit den
nicht reagierten Teilchen im Reaktionsschacht zu bewirken.
Zur Verbesserung des Zusammenstoßens von Schmelze und nicht
reagierten Teilchen im Reaktionsschacht wird das Reaktionsgas
aus den Einblasdüsen an der Seitenwand des Reaktionsschachts
auf den Strahlstrom geblasen, der durch den Konzentrat-
Brenner am oberen Ende des Reaktionsschachts erzeugt wird, um
den Strahlstrom zu diffundieren, so daß ein ungeordneter
Strom entsteht. Jedoch bewirkt das Einblasen von frischem
Reaktionsgas nicht nur eine Verringerung der Nutzungseffizienz
von Sauerstoff, sondern auch eine Abnahme der
Temperatur im Ofen, so daß das Verbrennungsvolumen des
Zusatz-Brennstoffs erhöht werden muß, um die
Schmelztemperatur aufrecht zu erhalten. Dadurch erhöht sich
das Abgasvolumen, was wiederum eine Verringerung der
Verweildauer der Schmelzerz-Teilchen im Reaktionsschacht
bewirkt und außerdem eine Zunahme der Betriebskapazität der
Abgasanlagen erfordert.
Gemäß vorliegender Erfindung wird daher ein Teil des
Reaktionsgases, das üblicherweise im Konzentrat-Brenner
verwendet wird, für die Einblasdüsen an der Ofenwand
eingesetzt. Da jedoch das Reaktionsgas-Volumen, das aus dem
Konzentrat-Brenner eingeblasen wird, für das Schmelzmaterial
zu gering ist, liegen die Teilchen, die zuvor als
hochreaktive Teilchen bezeichnet wurden, in einer teilweise
nicht reagierten Form vor. Daher sollte man nicht nur dafür
sorgen, daß der Strahl in Form eines ungeordneten Stroms
vorliegt, sondern daß die Verweildauer ausreichend ist, so
daß der Sauerstoff im Gas, das aus den Düsen eingeblasen
wird, und die noch nicht reagierten Teilchen ausreichend
reagieren können.
Als Ergebnis von Versuchen der Erfinder, die Verweildauer der
Erzteilchen im Reaktionsschacht zu verlängern, wurden gute
Ergebnisse erzielt, wenn man ein Paar oder mehrere der
einander gegenüberliegenden Einblasdüsen an der Seitenwand
des Reaktionsschachts anbringt, die in senkrechter Richtung
beweglich sind, und worin die axialen Düsen-Einblaslinien
sich an der symmetrischen Position mit einer senkrechten
Linie kreuzen, die durch den Mittelpunkt des
Reaktionsschachts verläuft, wobei die Düsen einen Teil des
einzubringenden Reaktionsgases oberhalb einer gegebenen
Geschwindigkeit in den Reaktionsschacht einblasen, und deren
Einblaswinkel oberhalb 45° nach unten, vorzugsweise zwischen
45° nach oben und nach unten bezüglich einer Ebene
eingestellt ist, in der die Befestigungsposition der Düsen
liegt, und der Schnittpunkt der axialen Einblaslinie und der
senkrechten Linie zusammenfällt.
Vorzugsweise befindet sich ein Punkt, an dem eine
Verlängerung der axialen Einblaslinie aus den Einblasdüsen
auf die Innenwand-Seitenfläche des Reaktionsschachts trifft,
oberhalb des untersten Punkts der Seitenwand. In anderen
Worten, der Grund für das Anbringen der Düsen in der Mitte
der Seitenwand und nicht an der Decke ist, daß es bei einem
Anbringen der Düsen an der Decke schwierig wäre, den
Strahlstrom, der durch den Konzentrat-Brenner erzeugt wird,
ausreichend zu diffundieren, so daß ein ungeordneter Strom
entsteht, der eine Diffusion im Gesamtbereich des
Reaktionsschachts bewirkt. Bei einem Anbringen der Düsen an
einem unteren Teil der Seitenwand würde das Reaktionsgas
gegen einen erheblich tiefer liegenden Teil des Strahlstroms
geblasen werden, und ein Teil oder der Hauptteil des
ungeordneten Stroms wurde im Vorherd entstehen, wobei sich
die Möglichkeit des Zusammenstoßens der herabfallenden
Teilchen miteinander oder der herabfallenden Schmelze mit den
Teilchen verringern würde und der Kontakt der Teilchen
miteinander oder der Teilchen mit dem Sauerstoff nicht mehr
ausreichend ist, so daß sie als Rauchstab vor Beendigung der
Schmelzreaktion aus dem Vorherd abgezogen würden oder das
Volumen des Stapelhaufens auf dem Vorherd erhöhen würden.
Gemäß vorliegender Erfindung sind die Einblasdüsen
symmetrisch im Hinblick auf eine senkrechte Linie angeordnet,
die durch die Mitte des Reaktionsschachts verläuft. Der
Einblaswinkel dieser Düsen wird innerhalb eines vorbestimmten
Winkelbereichs eingestellt, so daß die Schnittpunkte der
Einblasachsen und der senkrechten Linie miteinander
zusammenfallen. Trifft das Reaktionsgas, das aus den
Einblasdüsen in den Reaktionsschacht geblasen wird, auf den
Strahlstrom im Reaktionsschacht, wird nämlich der Gasstrom
von der Mitte des Reaktionsschachts abgelenkt, so daß dadurch
die Innenfläche der Wand des Reaktionsschachts örtlich durch
die geschmolzenen Teilchen beschädigt wird.
Weiterhin sind auch die Geschwindigkeit des Reaktionsgases,
das durch die Düse eingeblasen wird, und die Einstellung des
Einblaswinkels bedeutsame Faktoren für die Verteilung des im
Reaktionsschacht erzeugten ungeordneten Stroms über den
gesamten Schachtbereich.
Bezüglich der Einblasgeschwindigkeit des Reaktionsgases ist
die Durchführung von Vorversuchen bevorzugt, da sie wegen der
Einblasgeschwindigkeit des Reaktionsgases aus dem Konzentrat-
Brenner und den Elementen des verwendeten Schwebeschmelzofens
unterschiedlich ist. So ist es z. B. erforderlich, das Gas
durch die Düsen mit einer Geschwindigkeit von über 50 m/s
einzublasen, wenn die Einblasgeschwindigkeit des
Reaktionsgases aus dem Konzentrat-Brenner ungefähr 60 bis 120
m/s beträgt.
Bezüglich des Einblaswinkels ist eine Einstellung von 45°
nach unten bis 45° nach oben von der Horizontalen aufgrund
der Aufpralldynamik bevorzugt.
Um eine möglichst schnelle Reaktion der hochreaktiven
Teilchen zu bewirken und ein möglichst häufiges Zusammenstoßen
von ihnen mit den schwachreaktiven Teilchen während
des Herabfallens durch den Reaktionsschacht nach dem
Schmelzen zu erzielen, ist ein möglichst hoher Sauerstoffgehalt
des Reaktionsgases bevorzugt, das durch den
Konzentrat-Brenner eingeblasen wird. Wenn man mit Sauerstoff
angereicherte Luft als Reaktionsgas verwendet, wird
vorzugsweise ein Großteil des Sauerstoffs für die Sauerstoff-
angereicherte Luft durch den Konzentrat-Brenner als
Reaktionsgas für den Brenner eingeblasen.
Zur Durchführung des Versuchs wurde ein experimenteller
Kompakt-Schwebeschmelzofen verwendet, der mit einem
Schmelzbrenner am oberen Ende, einem Reaktionsschacht mit
einem Paar von Düsen nahe der Mitte der Seitenwand, einem
Innendurchmesser von 1,5 m und 4 m Höhe von der heißen
Schmelzfläche eines Vorherds bis zur Decke, und einem Vorherd
mit 5,25 m Länge und 1,5 m Innendurchmessser ausgestattet war.
Es wurde ein 5tägiger Betrieb durchgeführt. Die Bedingungen
des Schmelzbetriebs waren 0,8 Tonnen/Stunde (t/h), der
Zielgehalt des Steins war 65% und die Positionen der
Einblasdüsen waren bei 0,265 und 0,548 bezogen auf das
Verhältnis der Entfernung zwischen der Decke und der Düse zur
Höhe von der Decke bis zur heißen Schmelzfläche des Vorherds
(im folgenden als I/L bezeichnet). Die sonstigen Bedingungen
und das Ergebnis sind in Tabelle I dargestellt.
Gemäß den Ergebnissen von Tabelle I kann bei I/L = 0,265 der
Zielgehalt des Steins erreicht werden und die
Sauerstoffeffizienz besitzt den hohen Wert von 94,9%. Ist
hingegen I/L = 0,548, so liegt der Steingehalt unter dem
Zielwert und die Sauerstoffeffizienz besitzt einen geringen
Wert von 89,0%.
Das Ergebnis zeigt kein Zurückhalten einer ausreichenden
Verweildauer, obgleich die Rate der Rauchstauberzeugung
aufgrund des ungeordneten Stroms verbessert wird, der beim
Auftreffen eines Teils der Reaktionsluft an einer Position im
unteren Teil des Strahlstroms entsteht, der durch den
Konzentrat-Brenner erzeugt wird.
Es wurde ein 4tägiger Betrieb mit einem Zielgehalt des Steins
von 75% durchgeführt, wobei die in Tabelle II gezeigten
Bedingungen herrschten und ein kompakter Test-Schwebeschmelzofen
ähnlich wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Das Ziel dieses Versuchs war es, den Effekt der Einblasgeschwindigkeit
zu ermitteln. Die Ergebnisse sind in Tabelle
II dargestellt.
Wie aus Tabelle II ersichtlich ist, werden der Steingehalt
und die Sauerstoffeffizienz durch Erhöhung der Einblasluft-
Geschwindigkeit verbessert.
Weiterhin ist aus Tabelle II ersichtlich, daß die Erfinder
feststellen konnten, daß eine ausreichende Reaktion nicht
aufrechterhalten wird, wenn die Einblasgeschwindigkeit des
Reaktionsgases, das aus den Einblasdüsen eingeblasen wird,
nicht mehr als 50 m/s beträgt.
Es wurde bei den in Tabelle III gezeigten Betriebsbedingungen
ein 4tägiger Betrieb mit einem Zielgehalt des Steins von 70%
durchgeführt, wobei ein kompakter Test-Schwebeschmelzofen
ähnlich wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Das Ziel dieses Experiments war es, den Effekt des
Einblaswinkels des Reaktionsgases aus den Einblasdüsen
bei den verwendeten Betriebsbedingungen zu ermitteln.
Das Ergebnis ist in Tabelle III dargestellt.
Wie aus Tabelle III ersichtlich ist, sind der Steingehalt und
die Sauerstoffeffizienz bei einem horizontalen Einblaswinkel
höher als bei einem 45° Winkel nach unten.
Die Erfinder konnten bestätigen, daß sich der ungeordnete
Strom während des Betriebs in den Tests Nr. 5 und 6 nicht im
Vorherd, sondern im Reaktionsschacht bildete.
Es wurde jedoch während des Betriebs bei Test Nr. 5 eine
zeitweilige Beeinträchtigung der Schmelzoberfläche im Vorherd
gefunden. Aufgrund dieses Befunds liegt die unterste Grenze
des Einblaswinkels des Reaktionsgases bei 45° nach unten, von
der Ebene aus betrachtet, welche durch die Befestigungsstellen
der Düsen entsteht.
Obgleich kein spezieller Test für eine Aufwärtsrichtung der
Düsen durchgeführt wurde, ist anzunehmen, daß entsprechend
diesem Ergebnis die obere Grenze auch bei 45° liegt.
Es wurde bei den in Tabelle IV gezeigten Betriebsbedingungen
ein 3tägiger Betrieb mit einem Zielgehalt des Steins von 70%
durchgeführt, wobei ein kompakter Test-Schwebeschmelzofen
ähnlich wie in Beispiel 1 verwendet wurde.
Das Ziel dieses Experiments war es, den Effekt einer Änderung
des Sauerstof-Verteilungsverhältnisses im Reaktionsgas aus
dem Konzentrat-Brenner bei den verwendeten Betriebsbedingungen
zu ermitteln.
In Test Nr. 7 wurde der gesamte zugeführte industrielle
Sauerstoff aus dem Konzentrat eingeblasen. In Test Nr. 8
wurde der Sauerstoff, welcher dem zum Verbrennen des
Schweröls, das als Zusatz-Brennstoff aus dem Konzentrat-
Brenner eingeblasen wird, erforderlichen Sauerstoffvolumen
entspricht, durch industriellen Sauerstoff mit einem Gehalt
von 90% kompensiert. Der Sauerstoff, der zur Reaktion der
Schmelzerze erforderlich ist, wird durch die mit Sauerstoff
angereicherte Luft kompensiert, die aus den Einblasdüsen
eingeblasen wird. In Test Nr. 9 wurde der Sauerstoff, welcher
dem zur Verbrennung des Schweröls erforderlichen Sauerstoff
entspricht, durch Luft kondensiert. Das Sauerstoffvolumen,
welches zur Reaktion der Erze erforderlich ist, wird durch
die mit Sauerstoff angereicherte Luft kompensiert, die aus
den Düsen eingeblasen wird. Das Ergebnis ist in Tabelle IV
dargestellt.
Aus Tabelle IV erkennt man, daß es bevorzugt ist, den für die
mit Sauerstoff angereicherte Luft verwendeten industriellen
Sauerstoff so weit wie möglich durch den Konzentrat-Brenner
einzublasen, wenn man eine mit Sauerstoff angereicherte Luft
als Reaktionsgas verwendet.
Es wurde ein üblicher kompakter Test-Schwebeschmelzofen
verwendet, der einen 4 m von der Decke bis zur heißen
Schmelzfläche des Vorherds reichenden Reaktionsschacht mit
1,5 m Durchmesser und einem Konzentrat-Brenner an seinem
oberen Ende, sowie einen Vorherd mit 5,25 m Länge und 1,5 m
Innendurchmesser enthält. Es wurde ein 8tägiger Betrieb mit
einem Zielgehalt des Steins von 75% bei den Tabelle V
gezeigten Bedingungen durchgeführt. Das Ergebnis ist in
Tabelle V gezeigt.
Tabelle V | ||
Test Nr. 10 | ||
Konzentrat-Brenner-Bedingungen | ||
Kupferkonzentrat t/h | 0,80 | |
Silikasand t/h | 0,11 | |
Schweröl l/h | 23 | |
Einblasluft Nm³/h | 487 | |
Industrieller Sauerstoff (90%) Nm³/h | 118 | |
Ergebnis @ | Steingehalt % | 66,2 |
Schlackentemperatur °C | 1244 | |
Rate der Rauchstauberzeugung % | 15,6 | |
Sauerstoffeffizienz % | 83 |
Vergleicht man das Ergebnis von Tabelle V mit den Ergebnissen
der Beispiele gemäß vorliegender Erfindung, findet man eine
erheblich bessere Effizienz der Sauerstoffnutzung, Rate der
Rauchstauberzeugung, etc. beim erfindungsgemäßen Verfahren.
Zur Durchführung des Versuchs wurde ein kompakter Test-
Schwebeschmelzofen verwendet, der mit einem Schmelzbrenner am
oberen Ende, einem Reaktionsschacht mit einer Düse an der
Mitte der Seitenwand, einem Innendurchmesser von 1,5 m und 4
m Höhe von der heißen Schmelzfläche eines Vorherds bis zur
Decke, und einem Vorherd mit 5,25 m Länge und 1,5 m Innendurchmesser
ausgestattet war. Es wurde ein 4tägiger Betrieb
durchgeführt. Die Bedingungen des Schmelzbetriebs waren
ungefähr 0,8 t/h Schmelzerz, die Zielqualität des Steins war
75%. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI dargestellt.
Tabelle VI | ||
Test Nr. 11 | ||
Betriebsbedingungen der Einblasdüsen | ||
Einblasluft Nm³/h | 485 | |
Industrieller Sauerstoff (90%) Nm³/h | 0 | |
Einblasgeschwindigkeit m/s | 136 | |
I/L | 0,265 | |
Anzahl der Düsen | 1 | |
Einblaswinkel | horizontal | |
Konzentrat-Brenner-Bedingungen @ | Kupferkonzentrat t/h | 0,78 |
Silikasand t/h | 0,11 | |
Schweröl l/h | 23 | |
Einblasluft Nm³/h | 0 | |
industrieller Sauerstoff (90%) Nm³/h | 118 | |
Ergebnis @ | Steingehalt % | 75,0 |
Schlackentemperatur °C | 1244 | |
Rate der Rauchstauberzeugung % | 4,7 | |
Sauerstoffeffizienz % | 97,0 |
Die in Tabelle VI gezeigten Ergebnisse dieses Vergleichsbeispiels
erscheinen beim Durchlesen ausreichend zu sein. Als
jedoch der Reaktionsschacht nach Beendigung des Betriebs
überprüft wurde, zeigt die mit der Düse korrespondierende
Innenwandfläche schwere Schäden. Die Oberfläche der
feuerfesten Ziele war innen freigelegt und teilweise
beschädigt. Im Gegensatz dazu zeigte eine Überprüfung des
Reaktionsschachts nach einem Betrieb gemäß den Beispielen der
vorliegenden Erfindung keine Beschädigung der Beschichtung
der Innenwandfläche.
Dies zeigt an, daß der ungeordnete Strom, der durch das
Einblasen von Luft aus einer Düse entsteht, exzentrisch in
eine Richtung orientiert ist, so daß Mikroteilchen der
geschmolzenen Erze auf der gegenüberliegenden Seite gegen die
Innenwand des Reaktionsschachts prallen, was eine
Beschädigung der Innenwand zur Folge hat. Demnach findet man,
daß die Einblasdüsen, die paarweise in symmetrischen
Positionen bezüglich der axialen Linie der Mitte des
Reaktionsschachts angeordnet sind, ein gleichförmiges
Einblasen des Gases von beiden Seiten bewirken, so daß eine
Exzentrität des aus dem Strahlstrom erzeugten ungeordneten
Stroms verhindert wird, um örtliche Beschädigungen der
Reaktionsschacht-Beschichtung und Ziegel zu vermeiden. Auf
diese Weise wird die Lebensdauer des Schachts verlängert und
ein langfristiger kontinuierlicher Betrieb des
Schwebeschmelzofens ermöglicht.
Claims (6)
1. Schwebeschmelzofen, umfassend einen Reaktionsschacht, der
in seinem oberen Bereich mit einem Konzentrat-Brenner
versehen ist, einen Vorherd und einen Zugkanal, wobei der
Reaktionsschacht nahe dem Mittelpunkt seiner Seitenwand mit
mindestens einem Paar von Einblasdüsen versehen ist, die
symmetrisch im Hinblick auf eine senkrechte Linie angebracht
sind, die durch den Mittelpunkt des Reaktionsschachts
verläuft, um eine Einblasachse der Einblasdüsen auf die
senkrechte Linie zu richten, wobei jede der Einblasdüsen um
eine Stelle schwenkbar ist, an der die Düse angebracht ist,
so daß ihre Einblasachse auf die senkrechte Linie gerichtet
ist.
2. Verfahren zum Schmelzen von Konzentraten wie etwa
Sulfiderzen im Schwebeschmelzofen nach Anspruch 1, worin das
Verfahren die Schritte umfaßt:
Einblasen eines Teils des Reaktionsgases aus Einblasdüsen in einen Reaktionsschacht bei einer vorbestimmten Einblasgeschwindigkeit mit einem Winkel der Einblasrichtung, der mit einer horizontalen Linie oder einer Linie, welche die Einblasdüsen verbindet, gebildet wird, wobei der Winkel innerhalb 45° nach unten im Hinblick auf die Horizontale begrenzt wird, so daß das Einblasen des Reaktionsgases aus einem Paar von Einblasdüsen in den Reaktionsschacht mit dem gleichen Winkel geschieht.
Einblasen eines Teils des Reaktionsgases aus Einblasdüsen in einen Reaktionsschacht bei einer vorbestimmten Einblasgeschwindigkeit mit einem Winkel der Einblasrichtung, der mit einer horizontalen Linie oder einer Linie, welche die Einblasdüsen verbindet, gebildet wird, wobei der Winkel innerhalb 45° nach unten im Hinblick auf die Horizontale begrenzt wird, so daß das Einblasen des Reaktionsgases aus einem Paar von Einblasdüsen in den Reaktionsschacht mit dem gleichen Winkel geschieht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, worin der Einblaswinkel des
Reaktionsgases aus den Einblasdüsen auf innerhalb 45° nach
oben und unten im Hinblick auf die horizontale Linie begrenzt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, worin axiale Linien des
eingeblasenen Reaktionsgases aus den Einblasdüsen miteinander
an einem Schnittpunkt zusammentreffen, der durch die axialen
Linien und eine senkrechte Linie gebildet wird, die durch den
Mittelpunkt des Reaktionsschachts verläuft.
5. Verfahren nach Anspruch 2, worin ein Punkt auf der
Seitenwand-Innenfläche des Reaktionsschachts, an dem eine
Verlängerung der axialen Linien endet, sich oberhalb des
untersten Teils der Seitenwand befindet.
6. Verfahren nach Anspruch 2, worin ein Konzentrat-Brenner
das Reaktionsgas mit einer Einblasgeschwindigkeit von 60 bis
120 m/s einbläst und die Einblasdüsen das Reaktionsgas mit
einer Einblasgeschwindigkeit von mindestens 50 m/s einblasen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5603289A JPH02236234A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 自熔製錬炉およびその操業方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4007835A1 true DE4007835A1 (de) | 1990-09-13 |
DE4007835C2 DE4007835C2 (de) | 1994-06-23 |
Family
ID=13015736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904007835 Expired - Fee Related DE4007835C2 (de) | 1989-03-10 | 1990-03-12 | Schwebeschmelzofen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02236234A (de) |
DE (1) | DE4007835C2 (de) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5174746A (en) * | 1990-05-11 | 1992-12-29 | Sumitomo Metal Mining Company Limited | Method of operation of flash smelting furnace |
DE4115348C2 (de) * | 1991-05-10 | 2000-08-10 | Deutz Ag | Verfahren zur Hochtemperaturbehandlung von feinkörnigen Feststoffen in einem Schmelzzyklon |
FI20106156A (fi) * | 2010-11-04 | 2012-05-05 | Outotec Oyj | Menetelmä suspensiosulatusuunin lämpötaseen hallitsemiseksi ja suspensiosulatusuuni |
JP5500116B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2014-05-21 | 住友金属鉱山株式会社 | 自熔製錬炉の操業方法 |
JP5500115B2 (ja) * | 2011-04-15 | 2014-05-21 | 住友金属鉱山株式会社 | 自熔製錬炉の操業方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3347099A1 (de) * | 1983-12-27 | 1985-07-04 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Schmelzzyklon zum reaktionsschmelzen von erzkonzentraten |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP5603289A patent/JPH02236234A/ja active Granted
-
1990
- 1990-03-12 DE DE19904007835 patent/DE4007835C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3347099A1 (de) * | 1983-12-27 | 1985-07-04 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Schmelzzyklon zum reaktionsschmelzen von erzkonzentraten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4007835C2 (de) | 1994-06-23 |
JPH0563531B2 (de) | 1993-09-10 |
JPH02236234A (ja) | 1990-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10118880C2 (de) | Verfahren und Anordnungen zum Beheizen von Glasschmelzöfen mit fossilen Brennstoffen | |
DE3216019C3 (de) | Verfahren zum Erzeugen von Roheisen und Nutzgas und Verwendung eines Schmelz/Vergasungs-Ofens zu dessen Durchführung | |
DE4234974C2 (de) | Verfahren zur Verstärkung der Stoffumsätze in metallurgischen Reaktionsgefäßen | |
DE3720886C2 (de) | ||
DD243716A5 (de) | Verfahren und einrichtung zur herstellung von fluessigem roheisen oder stahlvorprodukten | |
DE3013042A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum einfuehren einer suspension festen partikelfoermigen materials in einem gas in einen reaktor | |
DE1961336C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von sulfidischen Erzen | |
EP0118412A2 (de) | Verfahren zur Durchführung von Schmelz-, schmelzmetallurgischen und/oder reduktionsmetallurgischen Prozessen in einem Plasmaschmelzofen sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP1476405A1 (de) | Einrichtung zum schmelzen von st uben | |
EP2118565B1 (de) | Brenner | |
DE4007835C2 (de) | Schwebeschmelzofen | |
DE4238020C2 (de) | Verfahren für den Betrieb einer Multimediendüse und das Düsensystem | |
DE60204221T2 (de) | Verfahren zum herstellen von flüssigem roheisen in einem elektrischen ofen | |
WO2003068995A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen stahlherstellung unter einsatz von metallischen einsatzmaterialien | |
DE2534438B2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Brennen von pulverförmigem Zementrohmehl | |
DE3650328T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Aufheizen von geschmolzenem Metall. | |
EP1637823A1 (de) | Metallschmelzofen und Verfahren sowie Verwendung zum Schmelzen von Metallen | |
EP2853610B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Elektroschlacke-Umschmelzen | |
DE10333764B3 (de) | Verfahren zum Chargieren von feinkörnigen Metallen in einen Elektrolichtbogenofen | |
DE2729983B2 (de) | Verfahren zur Stahlerzeugung | |
DE4115348A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur hochtemperaturbehandlung von feinkoernigen feststoffen in einem schmelzzyklon | |
WO1991014791A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum einblasen von kohlenstaub und sauerstoff in einen hochofen | |
DE4301911C2 (de) | Vergasungsbrenner für pulverisierten Festbrennstoff und Verbrennungsverfahren | |
US5174746A (en) | Method of operation of flash smelting furnace | |
EP0115247A1 (de) | Brennereinrichtung für Glasschmelzöfen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: F27B 15/10 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |