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Diskontinuierliches Verfahren zur unmittelbaren Erzeugung von flüssigem
Eisen oder Stahl Das Patent 651 163 betrifft ein diskontinuierliches Verfahren
zur unmittelbaren Erzeugung von flüssigem Eisen oder Stahl durch Reduktion von Eisenerzen
mit Kohlenstoff im bewegten Ofen, insbesondere Drehofen. Es besteht darin, daß das
Gemisch von Erz und Reduktionskohle satzweise in den Drehofen eingebracht und darin
durch unmittelbare Beheizung mittels Feuergasen ständig ansteigend bis zum Schmelzen
des erzeugten Eisens erhitzt wird. Dabei wird ein Teil des Eisens schon bei verhältnismäßig
niedriger Temperatur reduziert. Mit der Steigerung der Temperatur schreitet die
Reduktion fort und es wird der Rest der oxydischen Eisenverbindungen durch in der
Beschickung vorhandenen Kali: für die Reduktion frei gemacht.
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Durch das Arbeiten im Trommelofen und die satzweise Beschickung des
Trommelofens wird bedingt, daß die eingebrachte Beschikkun; nur den kleineren Teil
des Ofenraumes ausfüllen darf, da sonst infolge der Drehbewegung Erz aus dem Ofen
herausrieseln würde. Der Ofenraum wird also verhältnismäßig schlecht ausgenutzt.
Da die Beschikkung im Laufe der Erhitzung zusammensackt, könnte man nun die Ausnutzung
des Ofenraumes dadurch erhöhen, daß man ein-oder mehrmals während der Erhitzung
weitere Beschickungsmengen in den Ofen nachsetzt. Praktisch wird aber dadurch nichts
gewonnen, da die Chargendauer sich dann in entsprechender Weise verlängert, so daß
der durch die größere Beschickungsmenge erzielte Vorteil wieder aufgehoben wird.
Die tägliche Durchsatzleistung des Ofens wird also nicht erhöht.
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Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß dieses Ziel bei dem erwähnten
und ähnlichen Verfahren zur unmittelbaren Gewinnung von Eisen oder Stahl, die thargenweise
in Drehöfen. o. dgl. durchgeführt werden,
durch Nachsetzen doch
erreicht werden kann. Dies gelingt dadurch, daß erfindungsgemäß mit Beginn der Charge
nur eine,, zweckmäßig vorgewärmte Mischung von EA9und Redu4.. tionskohle in den
Ofen gebracht wird, uzt'. zwar in solcher Menge, daß der nutzbaE= Ofenraum voll
in Anspruch genommen ist. Nach einer verhältnismäßig kurzen Erhitzungsdauer, z.
B. nach etwa i bis 2 Stunden. ist dann diese Mischung so stark zusammengeschrumpft,
daß der für das Verfahren benötigte Kalk nachgesetzt werden kann. Das Nachsetzen
des Kalkes erfolgt zweckmäßig nach und nach, so daß die benötigte Kalkmenge in der
Zeit von etwa % bis 2 Stunden in den Ofen gelangt. Die einzelnen Teilmengen können
dabei in an. sich bekannter Weise, z. B. mittels einer geeigneten Beschikkungsvorrichtung,
auf die Länge des Drehofens verteilt werden. Ein Teil des benötigten Kalkzuschlages
kann gegebenenfalls auch schon mit der Mischung von Erz und Reduktionskohle in den
Ofen eingesetzt werden.
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Diese Art des Kalkeinbringens in den Ofen hat keinerlei Nachteile.
Der Kalk mischt sich gut mit der übrigen Beschickung und es wird der Gang des Ofens
in keiner Weise gestört. Die Chargendauer bleibt dieselbe. Insbesondere aber findet
eine ausgezeichnete Entschwefelung des Eisens selbst bei Verwendung von Ausgangsstoffen
mit hohem Schwefelgehalt statt, und es wird- möglich, die tägliche Eisenerzeugung
erheblich zu steigern.
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Außer der gesamten Menge oder der Hauptmenge des Kalkzuschlages kann
auch ein Teil der Reduktionskohle erst während des Verfahrens in den Ofen eingeführt
«-erden. Selbst noch etwas Erz kann in manchen Fällen nachgesetzt werden, insbesondere
wenn es gut vorgewärmt und frei von verflüchtigungsfähigen Stoffen, wie Zinkoxyd,
zur Anwendung gelangt.
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Durch die Erfindung gelingt es also, die tägliche Durchsatzleistung
des Ofens um die Erzmenge zu erhöhen, die etwa dem gesamten Kalkzuschlag bzw. diesem
und einem Teil der Reduktionsmittelmenge entspricht. Dieser Vorteil ist erheblich,
wenn, wie dies vorzugsweise geschieht, mit hohem Kalkzuschlag gearbeitet wird, der
etwa 2o bis 6o°/0 Nom Erz beträgt.
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Ausführungsbeispiele i. Ein Drehrohrofen von ii in Länge und 3 m Durchmesser
wurde mit einer Mischung beschickt, die aus I245 t gesintertem Meggener Kiesabbrand
und 4.,3 t Kokslösche bestand. Die Mischung gelangte vorgewärmt in den Reduktionsofen,
dessen Kohlenstaubbrenner mit neutraler bis schwach reduzie-,.render Flamme betrieben
wurde. Nach einer E-hitzungsdauer von etwa 2 Stunden wurde mit dem Nachsetzen des
Kalkzuschlages begonnen. Insgesamt wurden 4,4t gebrannter Kalk in Korngrößen unter
30m111 zugesetzt. Das Einbringen des Kalks erfolgte nach und nach und nahm bei den
verschiedenen Chargen i bis 2 Stunden in Anspruch. Nach einer üblichen Chargendauer
von etwa 6 Stunden war die Reduktion beendet, und es wurde durch Schrägstellung
des Ofens zunächst das geschmolzene Eisen und darauf die Schlacke aus dem Ofen entfernt.
Dabei wurden pro Charge durchschnittlich 5,5 bis 5,8 t hochwertiges Sondereisen
mit einem Kohlenstoffgehalt von. über 4% und einem Schwefelgehalt unter o,oi °/o
gewonnen.
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2. Zwecks weiterer Erhöhung des Einsatzes wurde bei einer folgenden
Charge auch ein Teil des Reduktionsmittels erst im Laufe der Erhitzung nachgesetzt.
Der Gesamtaufwand an Reduktionskohle, die ebenfalls in Form von Kokslösche angewendet
wurde, betrug 35 % auf das Erzgewicht gerechnet. Davon wurden 201/0 mit dem
Erz aufgegeben. Der Rest von 150/0 wurde während des Kalkzuschlages nachgesetzt.
" Das Kalk- und Koksnachsetzen und der sonstige Betrieb des Ofens gestaltete sich
wie in Beispiel i angegeben. Infolge des N achsetzens eines Teiles der Reduktionskohle
war es möglich geworden, den Erzeinsatz um ungefähr 2,5 t, also von 12,5 t auf 15
t pro Charge, zu erhöhen. Das Eisenausbringen steigt demgemäß von etwa 5,5 auf etwa
6,5 t. Die Chargendauer und die Güte des gewonnenen Eisens waren die gleichen wie
im ersten Beispiel.