DE743376C - Process for the refining of iron ores - Google Patents

Process for the refining of iron ores

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DE743376C
DE743376C DER105270D DER0105270D DE743376C DE 743376 C DE743376 C DE 743376C DE R105270 D DER105270 D DE R105270D DE R0105270 D DER0105270 D DE R0105270D DE 743376 C DE743376 C DE 743376C
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Dr Otto Johannsen
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Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
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Roechlingsche Eisen und Stahlwerke GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00Making pig-iron in the blast furnace

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  • Materials Engineering (AREA)
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Description

Verfahren zur Verhüttung von Eisenerzen Die Erfindung beschäftigt sich mit der wichtigen Aufgabe, den Koksverbrauch des Hochofens bei der Verhüttung solcher Erze zu senken, deren Wärmebedarf für ihre Vorwärmung im Ofenschacht unverhältnismäßig groß ist, so daß es an Schachtwärme fehlt, da hierzu der Wärmeinhalt der aus dem Gestell aufsteigenden, Gase nicht ausreicht. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn rohes Doggererz verhüttet wird, das nur 2o °J0 Eisen im Feuchten enthält und über aoo °/Q Schlacke liefert. Im allgemeinen wird derartiges Erz nicht roh verhüttet, sondern nur in geröstetem oder gesintertem Zustand.Process for the smelting of iron ores The invention is concerned deal with the important task of reducing the coke consumption of the blast furnace during smelting to reduce such ores whose heat requirement for their preheating in the furnace shaft is disproportionate is large, so that there is a lack of shaft heat, since this is the heat content of the Ascending rack, gases are insufficient. This case occurs, for example, when raw Great Dane ore is smelted, which contains only 20 ° J0 iron in the moisture and supplies about aoo ° / Q slag. In general, such ore is not smelted raw, but only in a roasted or sintered state.

Die bekannte Aufgabe der Verhüttung des Roherzes wird gemäß der Erfindung durch teilweise Nachverbrennung des aus dem Gestell aufsteigenden kohleuoxydreichen Gases durch. Einblasen von Wind, insbesondere Heißwind, in den oberen Teil des Hochofenschachtes gelöst. Zweckmäßig wird dem einzublasenden Wind eine Temperatur verliehen, die oberhalb der Entzündungstemperatur der aufsteigenden Gase liegt, d. h. eine Temperatur von mindestens 550' U.The known task of smelting the raw ore is carried out according to the invention by partial post-combustion of the carbon oxide-rich gas rising from the frame. Blowing in wind, especially hot wind, released into the upper part of the blast furnace shaft. The wind to be blown in is expediently given a temperature which is above the ignition temperature of the rising gases, ie a temperature of at least 550 ' U.

Die Nachverbrennung der aufsteigenden Gase in Koksschachtöfen stößt bekanntlich auf die Schwierigkeit, daß nicht nur die Gase, sondern auch der Koks verbrennen. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß infolge der Oberflächenwirkung derartiger Erze.das aufsteigende Gas bereits bei Temperaturen mit dem Sauerstoff des eingeblasenen Windes reagiert, bei denen der Koks noch nicht angegriffen wird. Dabei scheinen die pyrophoren Staubteilchen, die die Gase mit sich führen, als Zündstoff zu wirken. Maßgebend ist hier also nicht die eigentliche Entzündungstemperatur von Kohlenoxyd und Wasserstoff, sondern die wesentlich niedriger liegende Reaktionstemperatur in Gegenwart der Erze. In den Lehrbfchern wird die Zündtemperatur des Wasserstoffs in Luft mit mindestens 53o° und diejenige von Kohlenoxyd mit mindestens 6=o° angegeben. Danach würde Gichtgas eine höhere Entzündungstemperatur haben als Saarkoks. Wie Laboratoriumsversuche ergeben haben, bewirkt beispielsweise Doggererz schon bei 300' eine lebhafte Reaktion zwischen Gichtgas und Luft, während Saarkoks erst oberhalb 5000 merklich mit Luft reagiert. Der Erfindungsgegenstand bezieht sich also auf ein Verfahren, das auf bisher unbekannten Beobachtungen beruht.The afterburning of the rising gases in coke shaft ovens is known to encounter the difficulty that not only the gases but also the coke burn. It has now been shown, surprisingly, that as a result of the surface effect of such ores, the rising gas reacts with the oxygen of the blown wind at temperatures at which the coke is not yet attacked. The pyrophoric dust particles that the gases carry with them seem to act as an explosive. The decisive factor here is not the actual ignition temperature of carbon oxide and hydrogen, but the considerably lower reaction temperature in the presence of the ores. In the textbooks, the ignition temperature of hydrogen in air is given as at least 53o ° and that of carbon oxide as at least 6 = 0 °. Thereafter, blast furnace gas would have a higher ignition temperature than Saarkoks. Laboratory tests have shown that dogger ore, for example, causes a vigorous reaction between blast furnace gas and air at 300 ' , while Saarkoks only reacts noticeably with air above 5000. The subject matter of the invention thus relates to a method that is based on previously unknown observations.

Auf Grund dieser neuen Erkenntnis wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Wind in einer solchen Zone dem Hochofelischacht zuzuführen, in der der Koks sich noch nicht mit den Gasen umsetzt, also in einer solchen Zone, die etwa der Entzündungstemperatur des Kokses entspricht. Die örtliche Verbrennung des Kokses kann dadurch verhindert werden. daß der Zusatzwind an vielen einzelnen Stellen in den Hochofenschacht eingebla-:eil wird. Das Erz wird zweckmäßig in vorher gebrochenem, kleinstöckigem Zustand aufgegeben. Es ist auch möglich, die Verbrer_-nung des Kokses dadurch zu hemmen, daß die Koksstücke mit Kalk oder, Lehm überzogen werden, indem z. B. der glühende Koks mit Schlamm von tonigen Eisenerzen abgelöscht wird.On the basis of this new finding, it is proposed according to the invention that to feed the wind to the Hochofelischacht in such a zone in which the coke does not yet react with the gases, i.e. in a zone such as the Corresponds to the ignition temperature of the coke. The local combustion of the coke can thereby be prevented. that the additional wind in many individual places the blast furnace shaft is blown in. The ore is expediently in previously broken, abandoned in a small-story state. It is also possible to burn the coke to inhibit by the fact that the coke pieces are coated with lime or clay by z. B. the glowing coke is extinguished with sludge of clayey iron ores.

Es ist bekannt, in einen mit Erzen gefüllten Schachtofen oberhalb der Reduktionszone heiße Luft einzublasen, um den erforderlichen Brennstoff teilweise zu ersetzen. Hierbei handelt es sich aber im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand nicht um einen Kokshochöfen, sondern um einen mit Kohlenstaub beheizten Schachtofen.It is known in a shaft furnace filled with ores above to blow hot air into the reduction zone in order to partially produce the required fuel to replace. However, this is in contrast to the subject matter of the invention not a coke oven, but a shaft oven heated with coal dust.

Die in den Schacht einzublasende Windmenge ergibt sich aus folgendem Beispiel: Es sei ein Erz zu verhütten, das 2o °/o Feuchtigkeit und leicht abspaltbares Hydratwasser enthält. Der Koksbedarf betrage i20 kg/ioo kg Roheisen; der Satz bestehe aus 50o kg selbstgellendem Erz auf ioo kg Roheisen. Dann erfordert die Vorbereitung der Beschickung folgende Wärmemengen: kcal/t Roheisen Erwärmen der Beschickung auf ioo° C 6,2 X iooo .`#, Zoo X o,2 124000 Austreiben des Wassers 5 i< 200 X 530 = 530000 Erwärmen des getrockneten Erzes von Zoo' auf 60o° C Soo X o,2 >< 500 == 400000 Erwärmen des Kokses von ioo° auf 60o° C 12o0 X 0,24 ,< 500 - 144000 Abspalten von 5o kg CO_ je t trockenes Erz 5 X 800 X 50 .`< 0,4 - So 000 Summe 1278000 Die aufsteigende Gasmenge beträgt 1,2 X 3 700 = 4 45o Nm3/t RE Die Verbrennung von 11/0 C O entwickelt bei Verwendung von Wind von 60o= durch Verbrennung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 kcal/Nm3 Wärmeinhalt des Windes . . .. . . .. . . . . .. . . ... ...... . .. . . . . . ... . .. . . 5 - Summe 29 Die Gasmenge von 4450 Nm' entwickelt also bei der Verbrennung von i °% CO: 4.450 X 29 = 129 ooo kcal/t Roheisen. Es sind also zu verbrennen -`- 2 7 8 000 y rd. io"/o 129000 CO entsprechend 445 Nm3 CO/t Roheisen. Die je Tonne Koks zuzusetzende Windmenge ergibt sich wie folgt: 1 t Koks = . . . . . . . . . 3 70o Nina Gas zu verbrennen sind to°./o = - 37o Nin'CO. Die erforderliche Windmenge beträgt 370 X Zoo 90o Nm3/t Koks. 2X21 In vorliegendem Falle sind also goo Nin' Wind je Tonne Koksdurchsatz in den Schacht einzublasen.The amount of wind to be blown into the shaft results from the following example: An ore is to be smelted that contains 20% moisture and easily separable water of hydration. The coke requirement is 20 kg / 100 kg pig iron; the set consists of 50o kg of self-gelatinizing ore per 100 kg of pig iron. Then the preparation of the charging requires the following amounts of heat: kcal / t pig iron Heating the charge to 100 ° C 6.2 X iooo .` #, Zoo X o, 2 124000 Expelling the water 5 i <200 X 530 = 530000 Heating the dried ore from Zoo 'to 60o ° C Soo X o, 2><500 == 400000 Heating the coke from 100 ° to 60 ° C 12o0 X 0.24, <500 - 144000 Separation of 50 kg CO_ per t dry ore 5 X 800 X 50 .` <0.4 - So 000 Total 1,278,000 The increasing amount of gas is 1.2 X 3 700 = 4 45o Nm3 / t RE The combustion of 1 1/0 CO develops when using wind of 60o = by burning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 kcal / Nm3 Heat content of the wind. . ... . ... . . . ... . ... ....... ... . . . . .... ... . 5 - Total 29 The amount of gas of 4450 Nm 'thus develops during the combustion of 1% CO: 4,450 X 29 = 129,000 kcal / t pig iron. So there are to be burned -`- 2 7 8 000 y rd. Io "/ o 129000 CO corresponds to 445 Nm3 CO / t pig iron. The amount of wind to be added per ton of coke is as follows: 1 t of coke =. . . . . . . . . 3 70o Nina Gas to burn are to °. / O = - 37o Nin'CO. The required amount of wind is 3 70 X Zoo 90o Nm3 / t coke. 2X21 In the present case, therefore, goo Nin 'wind per ton of coke throughput must be blown into the shaft.

Es ist auch möglich, eine Mischung von Wind; insbesondere Heißwind, und einem brennbaren Gas, z. B. Gichtgas oder Hochofengas, in den Schacht einzublasen, wobei das Gas in kaltem oder vorgewärmtem Zustande verwendet «=erden kann. Die Entzündung der Mischung kann bereits vor dem Einblasen, also außerhalb des Hochofens, eingeleitet «=erden.It is also possible to have a mix of wind; especially hot wind, and a flammable gas, e.g. B. furnace gas or blast furnace gas to be blown into the shaft, whereby the gas can be used «= grounded in cold or preheated state. The inflammation the mixture can be introduced before it is blown in, i.e. outside the blast furnace «= Earth.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich überraschend einfach in Hochöfen mit länglichem Querschnitt durchführen, da sie eine gleichmäßige Verteilung des eingeblasenen Windes auf den Schachtquerschnitt und damit eine gleichmäßigere Vermischung von Gas und Wind gewährleisten.The method according to the invention can be surprisingly simple in Perform blast furnaces with an elongated cross-section, as they have a uniform distribution of the blown wind on the shaft cross-section and thus a more uniform Ensure mixing of gas and wind.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Die Anwendung von vorgewärmtem, in den oberen Teil des Schachtes eines Hochofens eingeblasenem Wind bei der Verhüttung von Eisenerzen im Kokshochofen, für deren Vorwärmung im Ofenschacht ein unverhältnismäßig großer Wärmebedarf erforderlich ist, der durch die aus dem Gestell aufsteigenden Gase nicht gedeckt werden kann. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte Wind eine Temperatur von mindestens 55o° C besitzt. 3. Verfahren nach Anspruch z und z, dadurch gekennzeichnet, daß der erwärmte Wind in einer solchen Zone in den Hochofenschacht eingeblasen wird, die etwa der Entzündungstemperatur des Kokses entspricht. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hoch-Ofenschacht eine Mischung von kaltem oder erwärmtem Wind mit einem brennbaren Gase, das kalt oder vorgewärmt ist, eingeblasen wird, deren Entzündung bereits außerhalb des Hochofens eingeleitet wird. 5. Hochofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen länglichen Querschnitt aufweist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften ... Nr. 4i3 495, 394 120, 105 144; österreichische Patentschrift - 125 77o.
PATENT CLAIMS: 1. The use of preheated wind blown into the upper part of the shaft of a blast furnace during the smelting of iron ores in the coke furnace, for the preheating of which in the furnace shaft a disproportionately large heat requirement is required, which is not covered by the gases rising from the frame can. z. Method according to claim i, characterized in that the heated wind has a temperature of at least 55o ° C. 3. The method according to claim z and z, characterized in that the heated wind is blown into the blast furnace shaft in such a zone which corresponds approximately to the ignition temperature of the coke. 4. The method according to claim i to 3, characterized in that a mixture of cold or heated wind with a combustible gas, which is cold or preheated, is blown into the upper furnace shaft, the ignition of which is initiated outside the blast furnace. 5. Blast furnace for performing the method according to claim i to 4, characterized in that it has an elongated cross section. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were considered in the granting procedure: German patents ... No. 4i3 495, 394 120, 105 144; Austrian patent specification - 125 77o.
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