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Verfahren zur unmittelbaren Erzeugung von Eisen im Drehrohrofen. Die
bekannten Verfahren zur Herstellung von Eisen sehen zum Teil schon die Verwendung
des Drehrohrofens für die Reduktion der Eisenerze vor. Man beschickte bisher den
Drehrohrofen z. B. mit den Erzen, Reduktionskohle und Zuschlagsstoffen, wenn solche
erforderlich waren, und setzte diese Gemische der Hitzewirkung einer mittels eingeblasener
Brennstoffe erzeugten Flamme aus. Im Anschluß daran wurde das reduzierte Gut der
Läuterung unterworfen.
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Die Erfindung bezweckt die unmittelbare Erzeugung von Eisen und Stahl
im der in bekannter Weise mit Eisenerz, Reduktionskohle und gegebenenfalls Zuschlagsstoffen
beschickt und mittels eingeblasener Brennstoffe erhitzt wird. Sie gestattet, die
Metalle sogleich im verwertbaren Zustande zu erhalten, da in gewissen Fällen die
Reduktion des Erzes und die Läuterung des erhaltenen Metall-es in einem Arbeitsgang
vereinigt werden können. Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß das aufgegebene
Gemisch einer hauptsächlich Kohlenoxyd liefernden Flamme ausgesetzt und durch Verwendung
nicht völlig ausreichender Mengen Reduktionskohle oder eines den Reduktionsvorgang
nicht hindernden geringen LTberschusses an Verbrennungsluft eine unvollkommene Reduktion
des Erzes bewirkt wird.
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Die Eisenerze werden also der Erfindung gemäß mittels Kohle, die dem
Erz zugemischt wird, reduziert, und durch entsprechende Einstellung der Schlacke
bildenden Zuschläge, durch entsprechende Bemessung der Menge Reduktionskohle sowie
durch Regelung des Reduktionsvorganges vermittels der Heizgase wird dafür Sorge
getragen, daß in der Schlacke ein gewisser Anteil Eisenoxyd verbleibt, der die Einführung
von Kohle, Mangan, Silizium, Phosphor usw. in das Metall verhindert, so daß also
ein unmittelbar verwendbares Eisen anfällt.
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Man verwendet z. B. zur Reduktion nicht völlig ausreichende Mengen
Reduktionskohle und erhitzt mit einer Flamme, die hauptsächlich nur Kohlenoxyd bzw.
Kohlenoxyd und. Wasserstoff liefert. Eine solche Flamme kann man durch Verbrennung
mehlfeiner Kohle in entsprechend abgemessenen Mengen' Verbrennungsluft erzeugen,
oder man bringt Kohlenwasserstoffe in genau berechneten Mengen Verbrennungsluft
zur Entzündung und bewirkt dabei die Zerteilung durch Einblasen mittels der Verbrennungsluft.
Letzte gelangt im überhitzten Zustande zur Anwendung, damit die zum Schmelzen des
Metalls erforderliche Temperatur erreicht wird.
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Ein anderer Weg, Reduktion und Läuterung in einem Arbeitsgange durchzuführen,
besteht darin, daß die Reduktionskohle in solchen Mengen den Eisenerzen zugemischt
wird,
daß eine völlige Reduktion erfolgen müßte. Durch Benutzung überschüssi-er Mengen
Verbrennungsluft ward aber die Verbrennung derart geleitet, daß die Heizflamme Kohlensäure
in solchen Mengen enthält, die eine teilweise Reoxydation des reduzierten Gutes
herbeizuführen vermögen, ohne aber dem wirtschaftlichen Reduktionsvorgang hinderlich
zu sein. Auf diesem Wege wird ebenfalls erreicht, daß die Schlacke einen gewissen
Gehalt an Eisenoxyd aufweist. Das Wesen der Erfindung ist eben, eine stets eine
kleine Menge Eisenoxyd -enthaltende Schlacke zu bilden.
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Der Eisenoxydgehalt der zweckmäßig basiscb eingestellten Schlacke,
der nach Wunsch verändert «erden kann, verhindert durch seine oxydierende Wirkung
die Phosphoraufnahme durch das Metall, die Reduktion der Kieselsäure und des Manganoxyds,
und dabei bewahrt, wenn auf die Bildung einer Kalkschlacke hingearbeitet wird, diese
die ihr innewohnende entschwefelnde Wirkung. Man kann also alle Verunreinigungen
der Minerale: Schwefel, Phosphor usw. an die Schlacke binden, bevor sie durch das
Metall adsorbiert werden können.
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Auf dem Wege der Reoxydation können Silizium, Mangan und die Kohle
ohne Schwierigkeiten aus dem Eisen abgesondert werden, selbst wenn die Schlacke
kieselsäurehaltig ist, da eben für die Gegenwart bestimmter Mengen Eisenoxyd in
der Schlacke Sorge getragen ist. Man wird in dieser Weise vorgehen, wenn es sich
um die Verarbeitung eines von Phosphor befreiten Minerals handelt oder aber, wenn
man ,absichtlich Phosphor in dem Metall lassen will. Man ist also in der Lage, nach
dem neuen Verfahren. gleichzeitig mit der Reduktion der Erze die Läuterung in dem
jeweils gewünschten Umfange durchzuführen.
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Vorteilhaft geht man in der Weise vor, daß durch die unvollkommene
Reduktion des Erzes oder teilweise Reoxydation des Eisens die basisch eingestellte
Schlacke einen geringen Gehalt an Eisenoxyd aufweist, welcher in direktem Verhältnis
zum Phosphorgehalt des Erzes und im umgekehrten Verhältnis zur Kalkbasizität der
Schlacke steht. Im allgemeinen wird eine gewöhnliche basische Kalkschlacke erhalten,
die etwa 5 Prozent Eisenoxyd enthält. Eine solche Schlacke genügt hinlänglich, um
alle Minerale vom Phosphor zu befreien. Die nichtreduzierten Mengen Eisenoxyd werden
von der Schlacke eingeschlossen, und dieser Metallanteil schmilzt in der heißesten
Zone des Ofens in der Schlacke und wird mit dieser zusammen aus dem Ofen entfernt.
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Die Reduktion erfolgt nach der Erfindung stets vermittels der dem
Mineral beigemengten Kohle. Daher ist es ohne Schwierigkeiten möglich,- den Anteil
an nichtreduziertem Eisenoxyd nach Belieben zu verändern. Das Verfahren gestattet
auch, den Kohlenstoffgehalt des Metalls, so wie es im Einzelfalle gewünscht wird,
zu beeinflussen. Will man einen größeren Kohlenstoffgehalt herbeiführen, fügt man
von der Reduktionskohle einen, kleinen Ü berschuß bei-und sorgt durch entsprechende
Einstellung des Kohlendioxydgehaltes in .den Verbrennungsgasen für eine nicht vollständige
Reduktion.