DE829302C - Verfahren zur Herstellung von Metallschwamm - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Metallschwamm

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DE829302C
DE829302C DEP38723A DEP0038723A DE829302C DE 829302 C DE829302 C DE 829302C DE P38723 A DEP38723 A DE P38723A DE P0038723 A DEP0038723 A DE P0038723A DE 829302 C DE829302 C DE 829302C
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DE
Germany
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reducing agent
furnace
ore
sponge
gas
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DEP38723A
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English (en)
Inventor
Johann Ottar Lorens Dragge
Bo Michael Sture Kalling
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Stora Enso Oyj
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Stora Kopparbergs Bergslags AB
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/08Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in rotary furnaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von Metallschwamm Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Reduktion von Erzen mit einem Reduktionsmittel ohne Sinterung, insbesondere zur Herstellung von Eisenschwamm.
  • Die Bemühungen zur Auffindung geeigneter Verfahren hierzu sind insofern großen Schwierigkeiten begegnet, als es nicht möglich war, die für den hochendothermischen Prozeß erforderliche Wärme schnell genug zu liefern, ohne Gefahr zu laufen, daß das Schwammetall sintert oder an den Ofenwandungen zum Anhaften kommt.
  • Der zur Ausführung des Prozesses nächstliegende Ofen ist der Drehrohrofen, durch den die Erz-Kohlenstoff-Mischung kontinuierlich hindurchgeführt und gleichzeitig auf Reaktionstemperatur erhitzt wird. Infolge der Drehung des Ofens wird die Mischung zur gleichmäßigen Verteilung der Wärme in ständiger Bewegung gehalten, was notwendig ist, um lokale Überhitzungen und ein Zusammenbacken des Materials zu verhindern.
  • Für die Zufuhr der erforderlichen Wärme sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden. Nach einem bekannten Verfahren wird elektrischer Strom zwischen in geeigneter Weise angeordneten Elektroden durch die Charge geführt. Dieses Verfahren hat sich insbesondere dann als geeignet erwiesen, wenn ein größerer Kohlenüberschuß zur Vermeidung des Sinters angewendet wird. Indessen ist der elektrische Strom häufig eine verhältnismäßig teure Wärmequelle, und auch die Ofenkonstruktion wird in gewissem Grade durch die Stromzuführungsmittel kompliziert, so daß häufig Verfahren bevorzugt werden, welche keine elektrische Energie erfordern. Andere Verfahren sind auch schon vorgeschlagen worden, bei welchen die Wärmezufuhr mit Hilfe von Brennern vorgenommen wird, die oberhalb der Charge, vorzugsweise am Auslaßende des Ofens, angeordnet sind. .
  • In diesen Fällen wird C)1, Kohlenstaub oder ein brennbares Gas als Brennstoff verwendet. Außerdem ist es möglich, für den Prozeß wenigstens einen Teil des Kohlenmonoxyds zu verwenden, das in der Charge erzeugt wird.
  • Die Brennerflamme wurde parallel zur Ofenachse gerichtet und die Abgase durch die Aufgabeöffnung abgezogen. Indessen hatte diese Art der Wärmezufuhr insofern einen schweren Nachteil, als die Ofenwände erheblich höher erhitzt wurden als die Charge, wodurch Materialansätze an den Wandungen und damit Störungen des Prozesses entstanden.
  • Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser :Yachteile und betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Metallschwamm durch Reduzieren von Erzen ohne Schmelzen oder Sintern unter Erhitzen einer Mischung eines Erzes von geeigneter Korngröße mit feinkörnigem kohlenstoffhaltigem Material. Gemäß der Erfindung werden das Erz in stückiger oder fein verteilter Form und ein pulveriges Reduktionsmittel getrennt oder miteinander gemischt in einen horizontalen Drehrohrofen eingeführt und in diesem von einem bis zum anderen Ende hindurchgeführt, während zugleich ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas gegen die freie Oberfläche der vorgeschrittenen Charge geblasen wird, worauf der gebildete Metallschwamm von dem zurückbleibenden Reduktionsmittel geschieden wird.
  • Bei diesem Verfahren wird der Ofen zweckmäßig mit einem Überschuß von feinkörnigen Kbhlenstoff enthaltendem Material beschickt, der den zur Erhitzung und Reduktion erforderlichen Betrag so weit übersteigt, daß infolge der Mengenverhältnisse und der spezifischen Gewichtsunterschiede zwischen Erz und Kohlenstoffmaterial die Charge bei der Rotation eine teilweise Trennung in der Weise erfährt, daß eine Oberflächenschicht von kohlenstoffhaltigem Material sich bildet, welche die Charge bedeckt und die Reoxydation und das Sintern verhindert. Die Hitzeerzeugung erfolgt zu einem 'erheblichen Teil dadurch, daß ein Teil des kohlenstoffhaltigen Materials und des während der Reduktion gebildeten Kohlenmonoxydes mit Hilfe von Luft oder eines anderen freien Sauerstoff enthaltenden Gases verbrannt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird dieses Gas in Gestalt von ein oder mehreren gegen die Oberfläche der Charge in einer Zwischenzone gerichteten Gasstrahlen eingeführt, und zwar so, daß der Sauerstoff über denjenigen Teil der Längsausdehnung der Chargenoberfläche verteilt wird, wo die höchste "Temperatur aufrechtzuerhalten ist.
  • Es war zu erwarten, daß es schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein würde, das Erz dadurch zu reduzieren, daß man freien Sauerstoff direkt auf die Erz-Kohlenstoff-Mischung aufbläst. Indessen hat die Zufuhr von Sauerstoff in dieser Beziehung keinen nachteiligen Erfolg, u. a. deswegen, weil das Erz, weil es schwerer ist als der Kohlenstoff, in der Charge nach unten sinkt und infolgedessen deren Oberfläche im wesentlichen aus Kohlenstoff besteht. Indessen ist es wichtig, daß die Chargentiefe nicht zu gering und daß die Umdrehungsgeschwindigkeit ausreichend hoch ist. Durch entsprechende =Anordnung von zentralen Öffnungen geeigneter Abmessungen zum Einbringen und Ausbringen des Materials können ohne Sclilvierigkeitell ?50!o des inneren Ofenvolumens von der Charge ausgefüllt sein, was erwünscht ist. Auch ist ein gewisser Überschuß an Reduktionsmittel über die zur Temperaturerzeugung und Reduktion der Erze erforderliche Menge anzuwenden, um die Gefahr der Reoxydation und des Sinterns zu \-ermeiclen. Ein Cberschuß, der die verbrauchte Äleilge um 50% übersteigt, hat sich als wüilschenswert herausgestellt. Der Überschuß an Reduktionsmittel kann später vorn Metallschwamm abgetrennt und erneut im Reduktionsprozeß verwendet werden. Als Reduktionsmittel für das Verfahren können Steinkohlen oder Holz, z. B. in Form von Spänen oder Sägemehl, aber auch mineralische Kohle, gegebenenfalls miteinander gemischt, Anwendung finden. Wird mineralische Kohle genommen, so wird der Schwefelgehalt des Endproduktes zu hoch, es sei denn, daß ein schwefelbindender Zuschlag, z. B. Kalk, zugefügt wird.
  • Ein Zusatz von Kalk erhöht aber die Neigung zum Sintern. Indessen kann rnit (lern vorstellend beschriebenen Verfahren der Prozeß störungsfrei mit einem Kalkzuschlag durchgeführt werden, was das Verfahren insbesondere für die .Anwendung von Koks oder mineralischer hohle als Reduktionsmittel geeignet macht. U'in den schwefelhaltigen Kalk später wirksam von Eisenschwamm zu trennen, hat sich die magnetische Scheidung in `'Wassersuspension als brauchbar erwiesen.
  • Unter dem Gesichtspunkt, daß für jedes Teilchen die Reduktionsperiode sehr kurz sein soll, ist ein feingranuliertes Erz vorzuziehen, dessen Korngröße der von l?rzkonzenti-aten ()der anderen fehl verteilten Erzprodukten entspricht. Von anderen Gesichtspunkten aus aber ist es vorteilhaft, wenn das Erz in Form von Stricken oder Aggregaten nicht zu großer Abmessungen Anwendung findet. Im Regelfalle sind die besten Ergebnisse mit Teilchen oder Agglomeraten zu erzielen, welche sich in der Größenordnung von 5 bis 15 mm halten. Wenn bereits reduzierte Erze verwendet werden, können aber noch größere Stücke genommen werden, da die Verlängerung der Reduktionsperiode den Ausstoß des Prozesses nicht wesentlich zu beeinträchtigen braucht.
  • Erz in stückiger Forin kann für den Prozeß in der Weise aufbereitet werden, daß das Erz auf eine geeignete Korngröße zerkleinert oder gemahlen und durch Absieben ein Produkt von einheitlicher Korngröße gewonnen wird. Es ist aber auch möglich, nach bekanntere Methoden gesintertes Material zu nehmen und dieses gesinterte Material auf geeignete Korngröße zu zerkleinern. Ein zerkleinertes und gemahlenes, gegebenenfalls auch konzentriertes Erz kann dadurch in Stückmaterial übergeführt werden, daß man das Erz niederschmilzt und die feste Schmelze auf geeignete Korngröße zerkleinert. Das letztere Verfahren gibt besonders gute Resultate, wenn vollwertige Erze mit hohem Metallgehalt angewendet werden. In den meisten Fällen wird indessen das bestgeeignete Rohmaterial für den Prozeß dadurch gewonnen, daß man ein Sinterverfahren anwendet, mit welchem ein Produkt gewonnen wird, das aus gleichmäßigen sphärischen Stücken besteht, wodurch die Zerkleinerung des Sinters entfällt.
  • Unter den Verfahren dieser Klasse seien die Kugelsinterverfahren erwähnt, mit deren Hilfe ein Produkt von im wesentlichen kugeliger Form der Bestandteile erzielt wird, denen die für den Reduktionsprozeß idealen Abmessungen gegeben werden können.
  • Wenn es erwünscht ist, ein Sinterprodukt in Form von Kugeln oder Briketts zu verwenden, kann das Sintern der Reduktion unmittelbar vorangehen. Das pulverige Material wird in diesem Fall mit einem geeigneten Bindemittel, wie Sulfitlauge o. dgl., gemischt und in Kugeln oder Briketts gepreßt, die nach Trocknung die für die Weiterbehandlung erforderliche Festigkeit besitzen. Die Kugeln oder Briketts werden unmittelbar nach der Trocknung in den Reduktionsofen eingebracht und, in kohlehaltigem Staub eingebettet, nacheinander erhitzt. Auf diese Weise werden sie während der Erhitzung einem gleichmäßig verteilten Druck ausgesetzt, wodurch ein Zerbrechen der kugeligen Aggregate verhindert wird. Im Gegensatz zu der üblichen Praxis wird das Sintern in diesem Falle statt in einer oxydierenden in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt. Beim Erhitzen von Eisenerz in reduzierender Atmosphäre beginnt die Reduktion des metallischen Eisens bei Temperaturen unter 8oo° C, gleichzeitig aber nimmt die Festigkeit der Kugeln zu. Infolgedessen ist es in diesem Falle möglich, bei einer Temperatur zu sintern, die niedriger liegt als diejenige, bei welcher das Sintern in oxydierender Atmospäre stattfindet. Auch ist es möglich, das Sintern direkt vor der Reduktion durchzuführen, wodurch ein Verfahrensschritt eingespart werden kann.
  • Beim Reduzieren von Erz in stückiger Form ist die Gefahr, daß das Erz unerwünschte Aggregate bildet und an den Wandungen des Ofens backt, wesentlich geringer, als wenn das Erz in feiner Körnung reduziert wird.
  • 1)a das Reduktionsmittel zur Erzielung einer ausreichenden Reduktionswirkung vorzugsweise in pulverisierter Form Anwendung findet, wird die Abtrennung des Reduktionsmittelüberschusses erleichtert, wenn das Erz in stückiger Form vorliegt. In diesem Falle kann die Abtrennung durch einfaches Absieben erfolgen, indem das reduzierte Metall über ein Sieb geht, wo das pulverige Reduktionsmittel durchfällt, um danach in den Prozeß wieder eingeführt zu werden. Die Abtrennung wird vorzugsweise durchgeführt, wenn das Produkt noch heiß ist, woraus sich die Möglichkeit ergibt, das Reduktionsmittel ohne erhebliche Wärmeverluste wieder in den Kreislauf einzuführen. Die Trennvorrichtung kann innerhalb des Reduktionsofens so angeordnet sein, daß das Reduktionsmittel ganz oder zum überwiegenden Teil im Ofen zurückgehalten und der Metallschwamm ausgebracht wird. Wird das Reduktionsmittel nur teilweise im Ofen zurückgehalten, dann wird der andere Anteil, der mit dem Metallschwamm ausgebracht wird, von diesem außerhalb des Ofens getrennt und mit Hilfe von Luft oder eines anderen Gases in den Ofen zurückgeblasen.
  • Bei Anwendungvon.schwefelthaltigem Reduktionsmittel empfiehlt es sich, Kalk, Kalkstein, Dolomit oder andere schwefelbindende Zuschläge der Charge beizugeben. Die Korngröße dieses Zuschlages wird ebenfalls zweckmäßig so gewählt, daß es vom Metallschwamm und vom Reduktionsmittelüberschuß durch Absieben getrennt werden kann.
  • Wird reduktionsmittelhaltige Asche verwendet, so hat die während des Reduktionsprozesses sich bildendeAsche dieNeigung, andemMetallschwamm sich anzulagern und dadurch das Endprodukt- zu verunreinigen. Werden aber Sinterkugeln benutzt, dänn kann die Asche verhältnismäßig leicht entfernt werden, indem man die kugeligen Aggregate dazu bringt, sich gegeneinander oder mit anderem geeigneten Material zu reiben, was man durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. eine umlaufende Trommel, erreichen kann.
  • Die an dem den Ofen verlassenden Metallschwamm anhaftenden Aschenmengen, sind nur ein Anteil der Gesamtaschenmenge, die bei der Verbrennung des Reduktionsmittels entsteht. Der größere Teil der Asche wird aus dem Ofen mit den Verbrennungsgasen abgezogen. Der Aschegehalt des zirkulierenden Reduktionsmittels steigt aber nur langsam an, so daß das Reduktionsmittel im 'Kreislauf verwendet werden kann, ohne daß der Aschegehalt in dem Reduktionsmittel unzulässige Werte erreichen könnte.
  • Der Prozeß wird vorzugsweise in einem länglichen Drehrohrofen mit im wesentlichen horizontaler Achse ausgeführt, der in den Stirnwänden zentrale Öffnungen aufweist, die der Ein- und Austragung des Materials dienen. Das Endprodukt wird über eine Schleuse an sich bekannter Art ausgetragen, in der es ohne Luftzutritt abgekühlt wird und durch welche die Ofengase verhindert werden auszutreten. Das Verbrennungsgas wird durch ein Rohr eingeblasen, das von der Aufgabeseite her eingeführt und mit mindestens einer Öffnung versehen ist, um freien Sauerstoff enthaltende Gase auf die Charge zu blasen. Die Gaszufuhrleitung kann auch aus einer Anzahl konzentrischer oder paralleler Rohre oder Leitungen bestehen, von denen jede eine besondere Öffnung hat und mit besonderen Ventilen versehen ist, durch welche die Verteilung des Gases während des Prozesses überwacht wird. Die Öffnung, die dem Auslaßende am nächsten ist, sollte in einem gewissen Abstand hiervon gehalten werden, um die Bildung einer oxydierenden Atmosphäre in dieser Endzone des Ofens, wo die endgültige Reduktion stattfindet, zu verhindern.
  • Um eine ausreichend schnelle Verbrennung des Reduktionsmittels zu erreichen, muß dieses, wenigstens zum Teil, sehr feinkörnig sein. Wenn das gesamte Reduktionsmittel mit der Charge am Aufgabeende eingeführt wird, muß, infolge der Drehung des Ofens, eine große Menge des Reduktionsmittels in den Gasraum hochwirbeln und den Ofenraum zusammen mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten verlassen, ohne am Prozeß teilgenommen zu haben. Deshalb hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese feinsten Bestandteile von der Masse des Redaktionsmittels zu trennen und sie weiter innerhalb des Ofens in der Zone einzuführen, wo sie für den Reduktionseffekt am günstigsten wirken.
  • Indessen ist es nicht notwendig, daß das in der Reduktionszone zugesetzte feinkörnige Reduktionsmittel dasselbe ist wie das zusammen mit dem Erz aufgegebene Reduktionsmittel. Es ist nur notwendig, daß es leicht genug oxydierbar ist, während das in die Charge gemischte Reduktionsmittel unverbraucht durch den Ofen wandern kann, indem es in erster Linie nur dem Zweck dient, die Charge zu lockern und ein Zusammensintern der Erzkörner zu verhindern. Es ist überhaupt nicht immer notwendig, ein Reduktionsmittel in die Charge an der Aufgabestelle des Ofens beizumischen. Die Gesamtmenge des benötigten Reduktionsmittels kann häufig mit Vorteil direkt in den Ofen in einer Zwischenzone eingebracht werden. Auf diesem Wege wird die Möglichkeit der vollständigen Verbrennung des Reduktionsgases vor Verlassen des Ofens erhöht und damit die Wärmeausnutzung verbessert. Manchmal kann es vorteilhaft sein, einen Teil des Reduktionsmittels zusammen mit der Verbrennungsluft durch die Brenner, einzuführen.
  • Ist das Reduktionsmittel ein pulveriges und verhältnismäßig schwer brennbares Material, z. B. Koks oder Graphit, so hat es sich als wünschenswert herausgestellt, gleichzeitig eine gewisse Menge von brennbarem Gas oder ähnlichem leicht brennbaren Stoff beizugeben, um die für die Verbrennung des Reduktionsmittels erforderliche Zündtemperatur sicherzustellen.
  • Wenn ein festes, verhältnismäßig grobkörniges Reduktionsmittel zur Anwendung gelangt, welches durch den Ofen hindurchgeht, ohne an der Reduktion in erheblichem Ausmaß teilzunehmen, und weiter ein leicht brennbarer Stoff, der als Hauptbrennstoff und Reduktionsmittel dient, so kann das ersterwähnte Material ohne Schaden Schwefel enthalten, während der an zweiter Stelle genannte Brennstoff nur wenig Schwefel enthalten darf, wenn ein Metallschwamm mit niedrigem Schwefelgehalt erzielt werden soll.
  • Die Sauerstoff enthaltenden Gase können in den Ofen ganz oder nur zum Teil von der Auslaßseite her eingeblasen werden. In diesem Falle wird der Überschuß an Reduktionsmittel, der von dem den Ofen verlassenden Schwemmaterial getrennt wird, mit Vorteil in die Blasleitung eingeführt und mit den Gasen in den Ofen zurückgeführt. Dadurch wird das zurückgeführte Reduktionsmittel in der Auslaßzone des Ofens nicht angestaut, was der Fall wäre, wenn das zurückgeführte Reduktionsmittel direkt in diesen Teil des Ofens wiedereingeführt würde.
  • Die Wärmeausnutzung des Prozesses kann noch dadurch gesteigert werden, daß durch den Wärmeinhalt des ausgebrachten Metallschwammes in einem Wärmeaustauscher die in den Ofen einzublasenden sauerstoffhaltigen Gase oder daß die Mischung aus Erz und Reduktionsmittel vor ihrer Einbringung in den Ofen vorgewärmt werden.
  • In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele von zur Durchführung des Prozesses geeigneten Ofen gezeigt. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Erfindung natürlich nicht in ihrer Anwendung auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern mit anderen Ofen mit Vorteil durchführbar ist. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Drehrohrofen, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-111 der Fig. i, Fig. 4 einen Teil eines Längsschnittes durch eine andere Ofenausführung, Fig. 5 einen Querschnitt nach Linie V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie VI-VI der F ig. .4.
  • Der in den Fig. i bis 3 dargestellte Drehrohrofen io hat einen Außenstahlmantel i i von zylindrischer Form, der innen mit einer feuerfesten Auskleidung i2 versehen und mit Ringen 13 in genuteten Rollen drehbar gelagert ist. Die Stirnwände 1,4 und 15 des Drehrohrofens sind mit zentralen Öffnungen 16 und 17 ausgestattet. Die Öffnung 16, durch welche die Materialeinbringung erfolgt, erweitert sich nach dem Ofeninnern zu. Die Öffnung 17 in der gegenüberliegenden Stirnwand ist ebenfalls konisch, erweitert sich aber nach außen und ist mit besonderen _1usl)ringungsvorrichtungen verbunden.
  • Die Charge wird durch eine Schurre 18 eingebracht. Die Sauerstoff enthaltenden Gase, z. B. reiner Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherte Luft, werden durch die Leitung i9 in den Ofen eingeblasen, und zwar in einer zwischen den Stirnwänden liegenden "Zone mit Hilfe von Öffnungen oder Düsen 20, durch welche die Gasstrahlen auf die Oberfläche der im Ofen befindlichen Charge geblasen werden. Am Auslaß ist der Ofen mit besonderen Ausbringeinitteln für den Metallschwamm versehen. Diese bestehen aus zwei einander gegenüberstehenden gelochten Platten in Form von Schaufeln 21, die beim Drehen der Trommel in Richtung des Pfeiles 22 einen Teil der Charge aus dem Ofen entnehmen und in ihrer höchsten Stellung die entnommene. Menge zur Auslaßöffnung 17 führen. Infolge der Lochung vollzieht sich bei diesem Transport eine Siebwirkung, so daß ein erheblicher Teil der feinkörnigen Bestandteile der entnommenen Masse in die Charge zurückfallen kann. Da das Reduktionsmittel hauptsächlich die feinen Bestandteile der Ofencharge ausmacht, der Metallschwamm aber die gröberen Bestandteile, so bedeutet dies, däß die ausgebrachte Charge im wesentlichen aus Schwammaterial und nur zu einem verschwindenden Anteil aus Reduktionsmittel besteht.
  • Von der Auslaßöffnung geht das Schwammmaterial in eine Schleuse 23, welche drei senkrechte Trennwände 24 enthält, von denen. jede am Umfang mit einer Öffnung 25 versehen ist. Diese Öffnungen 25- sind. in den drei Trennwänden. gegeneinander versetzt, so daß gasförmige Verbrennungsprodukte von der Schleuse nicht durchgelassen werden, weil immer eine derÜffnungen 25 in dem in der Schleuse enthaltenden Schwammaterial verdeckt liegt.. ..
  • Ist die Kerngröße des Schwammaterials im wesentlichen die gleiche wie die des Reduktionsmittels, dann ist natürlich eine Trennung der beiden Bestandteile durch Absieben unmöglich. Für diesen Fall brauchen dann die Schaufeln 21 natürlich auch nicht gelocht zu sein. Dann wird die Trennung vielmehr durch in der Metallurgie an sich bekannte Mittel, z. B. durch elektromagnetische oder mechanische Scheideapparate, durchgeführt.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig.4 unterscheidet sich von dem nach Fig. i im wesentlichen dadurch, daß das Rohr zur Einführung der sauerstoffhaltigen Gase in den Ofen zentral in den Auslaß eingebaut ist. Die Ausbringevorrichtung besteht in diesem Falle aus einem zylindrischen Sieb 27, das konzentrisch mit Ofenraum und Gasleitung 26 eingebaut ist. Dieses Sieb 27 ist an den Enden offen und hat einen so großen Durchmesser, daß ein Teil seiner Oberfläche immer unterhalb der Chargenoberfläche im- Ofen sich befindet. Am inneren Ende des Siebes 27 befindet sich eine senkrechte Trennwand 28, welche sich vom inneren Durchmesser der Drehrohrofenauskleidung 12 bis zum äußeren Umfang des Siebes erstreckt. Zwischen dieser Trennwand und der konischen Ausnehmung der stirnseitigen Auskleidung des Ofens befindet sich eine Kammer 29, in welcher alle Anteile gesammelt werden, die durch das Sieb 27 ausfallen. Diese Kammer 29 besteht mit dem Rohr 26, welches die sauerstoffhaltigen Gase führt, durch einen Kanal 30 in Verbindung, der in seinem an die Ausmauerung stoßenden Ende eine Einlaßöffnung 31 besitzt. Befindet sich der Kanal in der Stellung gemäß Fig.4 bzw. 5, dann fällt die am Boden der Kammer 29 befindliche Materialmasse in die Öffnung 3 1 ein. Bei der Drehung der Trommel in Richtung des Pfeiles 22, bei welcher der Kanal 30 sich mitdrelrt, wird das äußere Ende des Kanals 30 im Verhältnis zu seinem inneren Ende angehoben, und die Öffnung 31 tritt allmählich aus der unten in der Kammer 29 befindlichen Masse "heraus. Bei weiterer Drehring rx andert der Kanal 3o nach oben, und die in ihm enthaltenen Massen stürzen in das Innere des Rohres 26 und werden von hier durch den Gasstrom mitgenommen und wieder in den Ofen eingeblasen. Die Massen, welche nicht durch das Sieb gefallen sind, wandern nach außen in die Schleuse, ,vo ..sich die bereits mit Bezug auf die Fig. i bis 3 beschriebenen Vorgänge abspielen.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ist nicht notwendigerweise an die 'Verwendung der beschriebenen und dargestellten Ofen gebunden, sofern andere Mittel zur Ausführung- der Erfindung zur Verwendung stehen.
  • Das Verfahren kann auch in all den Fällen Anwendung finden, wo es schwierig ist, ein Produkt zu erhalten, das direkt für die Erzeugung von Stahl- verwendbar ist. Die Einfachheit des Verfahrens und, die "Möglichkeit, ,.billige Reduktionsmittel, z. B. Koksstaub, zu verwenden, gestaltet die Produktion gemäß der Erfindung sehr billig, so daß z. B. durch Schwefel oder andere Gangarten verunreinigter Eisenschwamm vorteilhaft in der Weise raffiniert werden kann, daß man ihn zu Roheisen in einem besonderen Ofen niederschmilzt.
  • Das Verfahren ist nicht auf die Reduktion von Eisenerzen allein beschränkt, sondern kann auch für die Erze anderer Metalle angewendet werden, welche in Gegenwart von Kohlenstoff ohne Schmelzen reduziert werden können.

Claims (13)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Metallschwamm, dadurch gekennzeichnet, daß Erz in stückiger oder fein verteilter Form und ein pulveriges Reduktionsmittel getrennt oder miteinander gemischt in einen horizontalen Drehrohrofen eingeführt und in diesem von einem bis zum anderen Ende hindurchgeführt werden, während zugleich ein freien Sauerstoff enthaltendes Gas gegen die freie Oberfläche der vorgeschrittenen Charge geblasen wird, worauf der gebildete Metallschwamm von dem zurückbleibenden Reduktionsmittel geschieden wird.
  2. 2. Verfahren -nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reduzierende Erz in der Form von Stücken oder Agglomeraten eingeführt wird, deren Größe wesentlich die des Reduktionsmittels übersteigt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz in Kugelform eingeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz in stückiger Form verwendet wird, die dadurch erreicht wird, -daß das Erz geschmolzen und die erstarrte Schmelze in Stücke zerkleinert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erz in Form von Preßlingen verwendet wird, die durch Vermischen des pulverisierten Erzes mit einem Bindemittel und durch Formen der Mischung zu Agglomeraten der gewünschten Größenordnung erhalten werden. t.
  6. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das freien Sauerstoff enthaltende Gas auf der Oberfläche der Charge in einer Zwischenzone des Ofens aufgeblasen wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung des Schwammes vom zurückbleibenden Reduktionsmittel innerhalb des Ofens mit Hilfe von Sieben oder ähnlichen Mitteln durchgeführt wird. B.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgeschiedene Reduktionsmittel in den Ofen zurückgeführt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Reduktionsmittels in den Ofen mit Hilfe des freien Sauerstoff enthaltenden Gases erfolgt. io.
  10. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwamm aus dem Ofen durch eine am Ofenauslaß befindliche"gasdichte Schleuse ausgebracht wird und die gasförmigen Verbrennungsprodukte am Ofeneinlaß abgezogen werden. i i.
  11. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Charge weniger als ein Viertel des inneren Ofenvolumens einnimmt.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel mit einem Überschuß eingeführt wird, der wenigstens 50% der für die Reduktion des Erzes erforderlichen Menge beträgt.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem freien Sauerstoff enthaltenden Gas zusätzlich eine gewisse Menge eines leicht brennbaren Reduktionsmittels zugefügt wird.
DEP38723A 1948-08-25 1949-04-05 Verfahren zur Herstellung von Metallschwamm Expired DE829302C (de)

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