Verfahren zur Verarbeitung von eisenhaltigen Stoffen auf Luppen Die
Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Verarbeitung von Stoffen, die Eisen und
daneben gegebenenfalls Nickel, Kupfer und Edelmetalle enthalten, unter Zusatz von
festen Brennstoffen im Drehrohrofen auf Luppen. Bei Verfahren fieser Art erfolgt
in der Hauptzone des Ofens eine Reduktion der lletalloxvde zu Metallschwamm, während
im letzten Teil des Ofens, der Luppzone. der gebildete Metallschwamm bei erhöhter
Temperatur durch einen Schweißvorgang in kompakte Luppen überführt wird. Dabei wird
der Prozeß so geführt, daß in der Luppzone des Ofens eine direkte Berührung von
Luft oder oxydischen Heizgasen mit der Oberfläche der Beschickung stattfindet, wobei
ein Teil der reduzierten Metalle verbrennt und mit der Gangart eine halbweiche Schlacke
bildet. Im Innern der Beschikkung dieser Zone wird dann anschließend bei der weiteren
Drehung des Ofens eine Wiederreduktion der gebildeten Metalloxyde durch den noch
vorhandenen festen Brennstoff bewirkt. Die Schwierigkeit der Betriebsführung dieser
Verfahren liegt in der Einhaltung des Gleichgewichts zwischen dem Sauerstoffgehalt
der Ofengase und dem vorhandenen Brennstoff. Ist zuviel Brennstoff vorhanden, so
bewirken die auf die Oberfläche treffenden oxydierenden Gase nur eine Verbrennung
des dort reichlich vorhandenen Brennstoffs, während die Verbrennung des Eisens unterdrückt
wird und daher eine Schlackenbildung bei .den üblichen Ofentemperaturen nicht eintreten
kann. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Eisenschwamm zu stark aufgekohlt wird
und flüssiges Roheisen bildet, das die Durcharbeit der Schlacke hindert und das
sich nicht vollkommen von ihr trennen läßt. Ist der Brennstoff-
-ehalt
im Verhältnis zur zugeführten Luft zu gering, so findet eine übermäßige Verbrennung
der Metalle an der Beschickungsoberfläche statt, und die Wiederreduktion dieser
Metalloxyde im Innern der Beschickung bleibt infolge des hohen FeO-Gehalts der Schlacke
und des nur geringen Brennstoffgehalts unvollkommen. Das bedeutet nicht nur ein
schlechtes Metallausbringen, sondern hat zur weiteren Folge, daß die sich bildende
Fe0-reiche Schlacke sehr dünnflüssig ist, das Ofenfutter angreift und außerdem nicht
mehr in der Lage ist, die in ihr entlialtenen Luppen zu tragen, so daß diese zu
Boden sinken und Eisenansätze im Ofen bilden.Process for processing ferrous substances on Luppen Die
Invention relates to methods of processing substances containing iron and
possibly also contain nickel, copper and precious metals, with the addition of
solid fuels in the rotary kiln on racks. In the case of proceedings of a nasty kind
in the main zone of the furnace a reduction of the lletalloxvde to metal sponge while
in the last part of the furnace, the Luppzone. the formed metal sponge at increased
Temperature is converted into compact blanks by a welding process. It will
the process is carried out in such a way that in the Lupp zone of the furnace there is direct contact of
Air or oxidic heating gases takes place with the surface of the charge, whereby
some of the reduced metals burns and with the gait a semi-soft slag
forms. Inside the loading area of this zone, the next
Rotation of the furnace results in a re-reduction of the metal oxides formed by the still
causes existing solid fuel. The difficulty of running this
Procedure lies in maintaining the equilibrium between the oxygen content
the furnace gases and the fuel available. If there is too much fuel, so
the oxidizing gases hitting the surface only cause a combustion
of the abundant fuel there while suppressing the combustion of iron
and therefore slag formation does not occur at the usual furnace temperatures
can. There is also the risk that the sponge iron will be carburized too much
and forms molten cast iron, which prevents the slag from working properly and which
cannot be completely separated from it. Is the fuel
- content
Too little in relation to the air supplied, there is excessive combustion
of the metals take place on the loading surface, and the re-reduction of these
Metal oxides remain inside the feed due to the high FeO content of the slag
and the low fuel content imperfect. That doesn't just mean one
poor metal yield, but has the further consequence that the forming
Fe0-rich slag is very thin, attacks the furnace lining and, moreover, does not
is more able to carry the dolls released in it, so that they too
The bottom sinks and deposits of iron form in the oven.
Gemäß vorliegender Erfindung wird ein gleichmäßiger und gut regulierbarer
Ablauf dieses Verfahrens dadurch erzielt, daß der zugegebene Brennstoff in kleiner
und nach Möglichkeit gleichmäßiger Körnung zugegeben wird. Versuche haben ergeben,
daß die Korngröße des für die Reduktion zugegebenen festen Brennstoffs für den Ablauf
des Prozesses in der Luppzone von ausschlaggebender Bedeutung ist. Bei den üblichen
feinkörnigen Brennstoffen, z. B. Koksgrus, Anthrazitfein usw., liegt das Material
teilweise sehr fein, zum Teil aber auch in einer Korngröße von 8 bis 15 mm vor,
wobei es sich nicht vermeiden läßt, daß auf den Lagerplätzen und in den Bunkern
eine weitgehende Entmischung stattfindet, so daß der Gehalt des jeweils aufgegebenen
Brennstoffs an grobem Korn in sehr weiten Grenzen schwankt. Es ist festgestellt
worden, daß das Brennstoffkorn von einer Größe von über etwa .4 mm nur unvollkommen
im Prozeß ausgenutzt werden kann. Diese groben Brennstoffteile finden sich daher
zum großen Teil im Austrag des Ofens wieder und bedeuten einen zusätzlichen und
überflüssigen Brennstoffverbrauch. Dazu kommt, daß bei einem wechselnden Gehalt
an grobem Korn der im Betrieb verwendete Brennstoffzuschlag wesentlich höher gehalten
werden muß, als dem tatsächlichen Bedarf entspricht, damit auch bei Vorliegen hoher
Anteile an grobem Gut noch genügend Brennstoff vorhanden ist. Bei Verwendung eines
solchen Brennstoffüberschusses wird aber andererseits bei Vorliegen feiner Brennstoffteile
der Luppvorgang durch Verhinderung der Eisenverbrennung an der Oberfläche der Beschickung
unnötig erschwert, was das Ausbringen :in l.uppen verringert und die Bildung nur
kleiner l.uppen zur Folge hat. Die Wiederreduktion der Metalloxyde im Innern der
Beschickung wird bei Verwendung von nur groben Brennstoffen ebenfalls ungünstig
beeinflußt, da die groben Teile weniger f;ut in der Mischung verteilt sind und eine
wesentlich geringere aktive Oberfläche haben als eine entsprechende Menge fein zerkleinerten
Brennstoffs.According to the present invention, it becomes more uniform and easily controllable
This process is achieved in that the added fuel is smaller
and if possible a uniform grain size is added. Tests have shown
that the grain size of the solid fuel added for the reduction for the drain
of the process in the Luppzone is of crucial importance. With the usual
fine-grain fuels, e.g. B. coke breeze, anthracite fine, etc., is the material
sometimes very fine, but sometimes also with a grain size of 8 to 15 mm,
whereby it cannot be avoided that in the storage areas and in the bunkers
an extensive segregation takes place, so that the content of each abandoned
Coarse grain fuel fluctuates within very wide limits. It is established
that the fuel grain of a size of about .4 mm is only imperfect
can be exploited in the process. These coarse fuel parts are therefore found
for the most part in the discharge of the furnace and mean an additional and
unnecessary fuel consumption. In addition, with a changing salary
the fuel surcharge used in the operation of coarse grain is kept much higher
must be than corresponds to the actual need, so even if higher
Proportion of coarse material there is still enough fuel available. When using a
On the other hand, however, such excess fuel will occur in the presence of fine fuel particles
the honing process by preventing the iron from burning on the surface of the load
unnecessarily complicates what the spreading: in 1 soups reduces and the formation only
small l.uppen has the consequence. The re-reduction of the metal oxides inside the
Charging is also unfavorable when using only coarse fuels
affects, since the coarse parts are less f; ut distributed in the mixture and one
have a much smaller active surface area than a corresponding amount of finely crushed ones
Fuel.
Andererseits hat sich herausgestellt, daß ein insgesamt sehr fein
zerkleinerter Brennstoff von einer Korngröße von unter etwa 0,5 mm den Oxydationsvorgang
in der Luppzone wesentlich erschwert, da bei so feiner Verteilung des Brennstoffs
keine brennstofffreien Teile der Oberfläche vorhanden sind, an denen statt einer
Verbrennung von Brennstoff eine solche des Metallschwamms stattfinden kann. Der
Anteil :in feinkörnigem Brennstoff von einer Korngröße von unter o,5 mm darf insgesamt
nur etwa 30010 der Gesamtbrennstoffmenge ausmachen, da ein Anteil bis zu
dieser Höhe in der Reduktionszone aufgezehrt wird und daher praktisch nicht mehr
in die Luppzone kommt. Gemäß der Erfindung soll daher der Brennstoff zu mindestens
70 % der Menge aus Korn von 0,5 bis 4 mm Größe bestehen, um die günstigsten
Bedingungen für die Luppzone zu schaffen. Diese Zerkleinerung und Klassierung des
Gutes verlangt im allgemeinen eine Trocknung des Brennstoffs vor der Zerkleinerung.
Auf diese und damit auf die Einhaltung eines maximalen :Korns von 4 mm kann nur
dann verzichtet werden, wenn der Brennstoffpreis sehr niedrig ist und daher ein
kleinerer Anteil von überschüssig vorhandenem grobem Korn, das mit den Abgängen
verlorengeht, wirtschaftlich tragbar ist.On the other hand, it has been found that an overall very finely comminuted fuel with a grain size of less than about 0.5 mm makes the oxidation process in the Lupp zone much more difficult, since with such a fine distribution of the fuel there are no fuel-free parts of the surface where instead of combustion of fuel such a metal sponge can take place. The proportion: in fine-grain fuel with a grain size of less than 0.5 mm, a total of only about 30,010 of the total amount of fuel is allowed, since a proportion up to this level is consumed in the reduction zone and therefore practically does not get into the Lupp zone. According to the invention, the fuel should therefore consist of at least 70% of the amount of grain from 0.5 to 4 mm in size in order to create the most favorable conditions for the Lupp zone. This comminution and classification of the material generally requires the fuel to be dried before comminution. This, and thus compliance with a maximum: grain of 4 mm, can only be dispensed with if the fuel price is very low and therefore a smaller proportion of excess coarse grain that is lost with the waste is economically viable.
In vielen Fällen ist es zweckmäßig, den Brennstoffinhalt der Beschickung
in der Luppzone dem stets schwankenden Oxydationsverhältnis dadurch besonders genau
anzupassen, daß der in der Luppzone benötigte Brennstoff ganz oder zum Teil vom
Austragende aus, z. B. mit der Oxydationsluft, eingeblasen wird. Dabei kann es zweckmäßig
sein, zum Einblasen ein noch enger klassiertes Gut zu verwenden, z. B. ein 'Korn
von 0,5 bis a mm, während der feine Brennstoff von einer Korngröße von unter
o,5 mm und das gröbere Korn von a bis 4 mm der Beschickung zur Durchführung des
Reduktionspro-. zesses zugemischt wird. Beim Einblasen des Brennstoffs mit Oxydationsluft
oder mit den oxydierenden Heizgasen kann man durch die Wahl der Korngröße, durch
die Einstellung des Drucks und durch Veränderung der Blaserichtung den Brennstoffinhalt
der einzelnen Ofenabschnitte innerhalb der Luppzone gesondert regulieren.In many cases it is advisable to adapt the fuel content of the charge in the Lupp zone particularly precisely to the constantly fluctuating oxidation ratio, in that the fuel required in the Lupp zone is wholly or partly from the discharge end, e.g. B. with the oxidizing air is blown. It can be useful to use an even more narrowly classified material for blowing in, e.g. B. a 'grain of 0.5 to a mm, while the fine fuel of a grain size of less than 0.5 mm and the coarser grain of a to 4 mm of the charge to carry out the reduction process. process is added. When blowing in the fuel with oxidizing air or with the oxidizing heating gases, the fuel content of the individual furnace sections within the Lupp zone can be regulated separately by selecting the grain size, adjusting the pressure and changing the blowing direction.
Die direkte Einführung eines Teils des Brennstoffs, z. B. durch Einblasen,
ist besonders dann zweckmäßig, wenn als fester Reduktionsstoff billige gashaltige
Brennstoffe zur Verfügung stehen, wie Steinkohle, Lignite oder Braunkohle. Gibt
man die Gesamtmenge des Brennstoffs dieser Art der Charge zu, so werden die gasförmigen
Produkte in der Reduktionszone abgeschwelt und verlassen, da sie in dieser Zone
keinen freien Sauerstoff mehr vorfinden, den Ofen ungenutzt mit den Abgasen. Wird
dagegen ein Teil des Brennstoffs der Luppzone direkt zugeführt, so werden die Schwelprodukte
in dieser Zone verbrannt und tragen zur Erhöhung der Temperatur dieser Zone unmittelbar
bei. Ein weiterer Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß der Schwefelgehalt
des nachträglich zugegebenen Brennstoffs in wesentlich geringerem Maße in die Luppen
übergeht als hei Zugabe des Gesamtbrennstoffs zur Beschikkung, da die Luppen dann
schon weitgehend gebildet sind und die Zeit nicht ausreicht, um eine nachträgliche
Einwanderung des Schwefels dieses Brennstoffanteils durchzuführen.The direct introduction of part of the fuel, e.g. B. by blowing in,
is particularly useful when the solid reducing agent used is cheap gas-containing ones
Fuels are available, such as hard coal, lignite or brown coal. Gives
if you add the total amount of fuel to this type of charge, the gaseous ones
Products in the reduction zone sloughed off and left as they are in this zone
find no more free oxygen, the furnace unused with the exhaust gases. Will
on the other hand, part of the fuel is fed directly to the Lupp zone, so the carbonization products are produced
burned in this zone and contribute directly to increasing the temperature of this zone
at. Another advantage of this measure is that the sulfur content
of the subsequently added fuel into the lobes to a much lesser extent
passes over as hot addition of the total fuel to the loading, since the lobes then
are already largely formed and there is not enough time for a subsequent
Immigration of sulfur to carry out this fuel fraction.