DE847807C

DE847807C - Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Reduktionsbehaeltern bei Trockenreduktion von Metalloxyden

Info

Publication number: DE847807C
Application number: DEH1172A
Authority: DE
Inventors: Edvin Verner Olsson; Sven Emil Sieurin
Original assignee: Hoganas AB
Current assignee: Hoganas AB
Priority date: 1946-05-11
Filing date: 1950-01-10
Publication date: 1952-08-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung von Reduktionsbehältern bei Trockenreduktion von Metalloxyden Bei der Reduktion von Metalloxyden zu Metallschwamm gemäß der Methode, bei welcher die Reduktionskomponenten, Metalloxyd und Reduktionsmittel, schichtweise in keramischen Behältern angeordnet werden, die dann auf die Reaktionstemperatur, z. B. gemäß dem sog. Höganäsprozeß, erhitzt werden, hat man bisher die Reduktion mit hauptsächlich horizontalen Schichten ausgeführt. Der gewonnene Metallschwamm ist jedoch nicht von so gleichmäßiger Qualität geworden, wie erwünscht wäre, da die Reduktion in verschiedenen Teilen der Schichten verschieden weit fortgeschritten ist. Es hat sich gezeigt, daß dies darauf beruht, daß man bei der Beschickung der Behälter mit horizontalen Schichten diese nicht hat vollkommen gleich dick erhalten können, sondern die Schichten von Metalloxyd bzw. Reduktionsmittel ungleichmäßig geworden sind, so daß genügende Mengen von Reduktionsmittel zwecks gleichförmiger Reduktion der Metalloxyde nicht in allen Teilen der Beschickung vorhanden gewesen sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschickung dieser Behälter, wodurch der genannte Nachteil vermieden wird und außerdem andere erhebliche Vorteile erzielt werden. Das Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich in der Hauptsache dadurch, daß das Metalloxyd in pulveriger Form in dem Behälter als Schichten oder als Stränge mit in der Hauptsache vertikaler Ausrichtung in direkter Berührung mit umgebendem Reduktionsmittel in pulveriger Form angeordnet wird. Den Schichten oder Strängen wird hierbei zweckmäßi- eine Form mit hauptsächlich planen oder konvexen Begrenzungsflächen unter Vermeidung von scharfen Ecken oder Kanten gegeben. Die Beschickung kann beispielsweise derart vor sich gehen, daß in den Behälter Blechhülsen von derselben Form wie die beabsichtigten Oxydschichten versenkt werden, wonach Reduktionsmittel in den Behälter rings um die Hülsen gefüllt und pulverförmiges Metalloxyd in die Hülsen geschüttet wird und diese aus dem Behälter entfernt werden. Während der Füllung kann das Reduktionsmittel verdichtet werden, z. B. dadurch, daß es Vibrationen ausgesetzt wird, wobei es auch veranlaßt wird, eine Schicht unter dem unteren Ende der Blechhülsen zu bilden, so daß ein Zusammensintern zwischen den Metalloxydschichten und dem Boden des Behälters während der Reduktion verhindert wird.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kennzeichnet sich in der Hauptsache durch zwei Trichter, der eine innerhalb des anderen angebracht, wobei der äußere, der für Reduktionsmittel bestimmt ist, unten mit einer Mündung versehen ist, die der oberen Öffnung des keramischen Behälters angepaßt ist, und der innere, der für Metalloxyd bestimmt ist, unten in eine Anzahl Blechhülsen mündet, welche ebenso viele sind wie die beabsichtigten Metalloxydschichten. Diese Hülsen erstrecken sich so weit bis unter die Mündung des äußeren Trichters, wie die 1letalloxydschichten unter den oberen Rand des Behälters reichen sollen. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind anwendbar sowohl bei Behältern in Form von losen Kapseln, die außerhalb des Reduktionsofens beschickt werden, wie auch bei in den Ofen eingebauten, festen Behältern. Bei losen Kapseln werden entweder die Beschickungsvorrichtung fest und die Kapseln heb-und senkbar oder auch die Beschickungsvorrichtung lieb- und senkbar und die Kapseln fest angeordnet. Vor der Beschickung werden die Hülsen in die Kapseln eingeführt, wonach Reduktionsmittel und Metalloxyd in der oben angegebenen Weise zugeführt werden. Bei festen Reduktionsbehältern werden vorzugsweise sowohl die Beschickungsvorrichtung als auch ihre Zufuhrvorrichtungen sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung beweglich gemacht, so daß die Hülsen in die festen Behälter im Ofen versenkt werden können.
In der Zeichnung zeigt Fig. i als Beispiel im vertikalen Schnitt eine Ausführungsform einer Beschickungsvorrichtung nach der Erfindung und Fig. a einen horizontalen Schnitt nach der Linie II-I I in Fig. i.
Die Vorrichtung nach Fig. i besteht aus einem äußeren Trichter i für Reduktionsmittel und einem inneren Trichter 2 für Metalloxvd. Der Trichter i endet unten in einem Falz 3, der auf den oberen Rand des keramischen Behälters 4 paßt. Der Trichter 2 ist unten zu im Boden offenen Hülsen 5 ausgezogen, die sich nach unten am Falz 3 vorbei um ein Stück erstrecken, das der Tiefe des Behälters 4, reduziert um die Dicke der Reduktionsmittelschicht am Boden des Behälters, entspricht.
Die Beschickung geht in der folgenden Weise vor sich: Der leere Behälter 4 wird unter die Trichter eingepaßt, und die Hülsen 5 werden in denselben eingeführt, bis der Falz 3 gegen den oberen Rand des Behälters anliegt. Dann wird eine abgepaßte Menge von Reduktionsmittel durch den Trichter i dem Raum im Behälter 4 außerhalb der Hülsen 5 zugeführt. Hierbei wird zweckmäßig der Behälter 4 vibriert, so daß das Reduktionsmittel sich dicht packt und auch eine Schicht unter der Mündung der Hülsen 3 bildet. Dann wird eine abgemessene Menge von pulverförmigem Metalloxyd dem Trichter 2 zugeführt und fließt in den Hülsen 5 hinunter, wonach diese aus dem Behälter 4 entweder dadurch entfernt werden, daß dieser gesenkt oder der Trichter 2 gegebenenfalls zusammen mit der Beschickungsvorrichtung im übrigen gehoben wird. Wenn der Behälter von den Hülsen frei ist, kann man von Hand oder auf andere geeignete Weise Reduktionsmittel über die oberen Flächen der Metalloxydsträ nge 7 ausbreiten, so daß auch diese mit Reduktionsmittel bedeckt werden. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegen die Metalloxydstränge 7 vom Reduktionsmittel 6 umgeben, so daß sie an keiner Stelle mit den Wänden des Behälters in Berührung kommen, sondern mit einer genügenden Menge Reduktionsmittel ganz umgeben sind, damit das Metalloxyd während der Reduktion gleichförmig zu Metallschwamm reduziert werden kann. Die Vorrichtung nach der Erfindung kann natürlich auch bei der Beschickung von fest in einem Ofen angebrachten Behältern verwendet werden. In diesem Falle werden die Trichter i und 2 mit ihren Zufuhrvorrichtungen in der horizontalen Richtung bewegbar, so daß die ganze Vorrichtung nach dem Behälter, der beschickt «erden soll, versetzt werden kann. Durch Senken bzw. Heben der Vorrichtung kann dann die Beschickung des Behälters in einer Weise ausgeführt werden, die der oben beschriebenen Weise bei losen Behältern entspricht.

Da es unvermeidlich ist, daß Reduktionsmittel und Asche nach der Reduktion an den gebildeten stückförmigen Schichten von Metallschwamm haften, werden diese gewöhnlich einer Putzung unterzogen, die vorzugsweise derart vor sich geht, daß der Inhalt des Behälters in eine rotierende Putztrommel mit gitterförmigen Wänden geleert wird. Hierbei werden die Stücke gegeneinander und gegen die Wände der Trommel gerieben, wobei Asche, Reduktionsmittel und kleinere Stücke von Metallschwamm abgetrennt werden. Diese Mischung wird dann zwecks Gewinnung des wertvollen Schwammes einer Anreicherung, unterzogen. Da die Metalloxydschichten vor der Reduktion eine Form erhalten haben, die von dem bei der Reduktion gebildeten Schwamm beibehalten wird, mit in der Hauptsache planen oder konvexen Begrenzungsflächen unter Vermeidung von scharfen Ecken und Kanten, wird das Abreiben von Metalloxyd vermindert und die Putzprozedur erleichtert, so daß diese gekürzt werden kann. Hierdurch wird gleichzeitig der Gehalt an Metallschwamm

in der Mischung von Reduktionsmittel und Asche

vermindert und der Anreicherungsprozeß verbilligt.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren, bei dem in

der Hauptsache vertikale Stränge von Metalloxyd

und Reduktionsmittel in einem Behälter angebracht

werden, der dann erhitzt wird, kann die Verbrennung

des Reduktionsmittels und sein darauffolgendes

Zusammensinken so groß werden, daß die oberen

Teile der Oxydstränge der oxydierenden `'Wirkung

der Luft und der Rauchgase ausgesetzt werden.

Dieser Nachteil wird vermieden, wenn die oberen

Flächen der Stränge, wie vorher beschrieben, in der

I?ndstiife der Beschickung mit einer Lage von Reduk-

tionsmittel bedeckt werden. Ilt das Zusammensinken

sich fortsetzt, auch nachdem die Reduktion beendet

worden ist, braucht diese Lage nicht nur aus Reduk-

tionsmittel zu bestehen, sondern sie kann auch mit

anderen nicht sinternden Pulvern, wie Sand oder

Asche, gemischt sein.

Claims

YAIuxrAxsPP,Ccnn- r. Verfahren zur Beschickung von Reduktions- beh:iltern bei Trockenreduktion von Metalloxyden, dadurch gekennzeichnet, daß die :Metalloxyde in pulveriger Form in den Behältern als Schichten oder Stränge (7) mit in der Hauptsache vertikaler :\usricütung in direkter Berührung mit um- gebendem Reduktionsmittel in pulveriger Form angeordnet werden. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Beschickung der Metall- @@xyi@e zii Schichten oder Strängen (7) mit haupt-

sächlich planen oder konvexen Begrenzungsflächen unter Vermeidung von scharfen Ecken und Kanten geformt wird. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter Blechhülsen (5) von derselben Form wie die beabsichtigten Metalloxydschichten eingeführt werden, wonach zuerst Reduktionsmittel in den Behälter rings um die Hülsen gefüllt und dann pulverförmiges Metalloxyd in die Hülsen gegossen wird und diese aus dem Behälter entfernt werden. .f. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel während der Füllung, z. B. durch Rütteln, verdichtet wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis d, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbringen des Reduktionsmittels der Boden des Reaktionsbehälters damit bedeckt wird. 6. Beschickungsvorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Trichter für Reduktionsmittel (i), dessen untere Offnung der Mündung des Reaktionsbehälters (.f) angepaßt ist, und durch einen in diesem Trichter angeordneten Trichter (2) für Metalloxyde, der unten in eine oder mehrere im Boden offene Hülsen (5) zweckmäßig mit abgerundetem Querschnitt mündet. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Unterlage für den Reaktionsbehälter (4) oder die Beschickungstrichter (1, 2) heb- und senkbar ausgebildet sind.