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Verfahren zur Behandlung flüssigen Roheisens bzw. Rohstahls, welche
durch ein hoch erhitztes Koksbett hindurch filtriert werden Es sind Verfahren für
die Herstellung von Rohe eisen in Schachtofenprozessen bekannt, bei denen flüssiges
Roheisen anfällt, dessen Zusammensetzung aber für eine unmittelbare Verwendung nicht
gler eignet ist. So gibt es z. B. saure oder hochsaure Schmelzverfahren, bei denen
das Roheisen. bei An# fall einer kieselsäurereiche:n Schlacke gewonnen wird, die
eine wirksame Entschwefelung des Eisens im Schachtofen verhindert. Es wurden daher
eine größere Anzahl von Vorschlägen gemacht und teilweise großtechnisch verwirklicht,
die der Entschwefelung eines derartigen Roheisens -dienen. Diese Verfahren sind
aber außerordentlich, teuer, we-il sie entweder ein sehr teueres Reagenz für die
Bindung des Schwefels oder aber eine kostspielige Appa,ratur, benötigen.
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Der Erfinder hat sich nun die Aufgabe gestellt, flüssiges Roheisen
oder Rohstahl auf einfache Weise und im organischen Zusammenhang mit dem Gewinnungsprozeß
derart zu behandeln, daß sie unmittelbar verwendet werden können.
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Es ist an sich bekannt, flüssiges Roheisen bzw. Rohstahl durch ein
hoch erhitztes Koksbett hindurch zti filtrieren, z. B. aus der deutschen Patentsrhrift
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538. Diese Verfahren unterliegen je-
doch dem Mangel, daß das Eisen
infolge seines hohen spezifischen Gewichtes verhältnismäßig schnell durch das Koksbett
hindurchfließt, so, daß nur begrenzte Reaktiensmöglichkeiten mit dem Koksbett bzw.
mit den darin enthaltenen weiteren Komponenten gegeben sind.
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Ef-findungsgemäß wird nun vorgeschlagen, das Eisen feinverteilt der
Oberfläche- eines Koksbettes zuzuführen, das durch Einblasen eines gasförmigen Mediums
eine Wirbelschicht bildet. Durch diese FiltrieTung findet eine feineVerteilung des
flüssigen Roheisens bzw. Rohstahls über das Koksbett statt, so daß diese innerhalb
des Koksbettes nach unten tropfen und dabei günstigere Bedingungen für die Reaktionen
mit der Gasphase und den Bestandteilen der festen Komponenten vorfinden. Ohne weitere
Zusätze ist ein solches hoch erhitztes Koksbett beispielsweise geeignet, Eisen zu
einem gewünschten Endkohlenstoffgehalt aufzukohlen, oder zu Rohstahl zu desoxydieren,
was durch die Stärke des Koksbettes erzielt werden kann.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken enthält das Reaktionsbett außer
Koks noch weitere feste Reaktionskomponenten, insbesondere Kalk. Fester Kalk ist
für die Entschwefelung viel wirksamer als flüssige Schlacken und dies um so. mehr,
als er in, der Wirbelsehicht zur Reaktion gebracht wird.
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Eine erfindungsgernäße Weiterausgestaltung des Verfahrens besteht
darin, daß das Koksbett zusätzlich durch Verbrennung eines Teiles des Kokses mittels
eines satierstoffhaltigen Mittels bzw. konzentrierten Sauerstoffs, vorzugsweise
mit sauerstoffangereicherter Luft, erhitzt wird.
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Mit besonderemVorteil werden erfindungsgemäß die dem Reaktionsbett
entweichenden Gase dem Gewinnungsprozeß des Roheisens bzw. Robstahls zugeführt.
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Schließlich wird noch vorgeschlagen, das Roheisen ständig aus dem
Hochofen. abfließen. zu lassen und einem räumlich tiefer angeordneten Reaktionsbett
zuzuleiten.
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In der Zeichnung ist das Wesen der Erfindung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht. Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen- Verfahrens
besteht aus einem schachtartigen wärmeisolierten ' Reaktionsgef äß i) welches
im unteren Teil Öffnungen oder Düse" 2 zum Einblasen eines Verbrennungsmittels besitzt;
die Düsen sind zweckmäßigerweise mit Wasser gekühlt. Im Deckel dfes Reaktionsgefäße,-s
befindet sich eine größere öffnung 3 für die Einführung des festen Reaktionsgutes
sowie eine kleinere, nach oben trichterartig erweiterte Öffnung 4 für das Eingießen
des flüssigen Eisens. Im oberen Teil des Reaktionsgefäßes ist ferner ein Auslaß
5 für die gasförmigen Reaktionsprodukte vorgesehen. Dicht unterhalb des Eingießtrichters
4 ist ein Rohrkranz 6
mit kleinen Austrittsöffnungen für ein Zerstäubungsmittel
des Roheisens angeordnet. Die Austrittsüffnungen sind zweckmäßig auf die Adhse des
Gießstrahles gerichtet, und zwar so, daß jeder einzelne Strahl des Zerstäubungsmittels
um etwa-451 nach unten geneigt ist, Statt des Rohrkranzes 6
kann auch eine
ringartige Zerstäuberdüse verwendeit werden.
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Das flüssige Eisen fließt dem Eingießtrichter4 mittels einer Rinne
7 zu. Das feste, Reaktionsgut (Koks, Kalk oder sonstige Zuschläge) wird dem
Reaktionsgefäß mittels eines Zuteilapparates 8, der die Form eines Zellenrades
hat, zugeführt. Am Boden des Reaktionsgefäßes befindet sich eine Auslaßöffnung
9 für das raffinierte Eisen und et-,vas höher eine Schlackenauslaßöffnung
io.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird in folgender Weise durchgeführt:
Das flüssige, Eisen ii wird in verhältnismäßig dünnem Strahl durch den Trichter4
in das Reaktionsgefäß i eingegossen. Der Eisenstrahl trifft hierbei auf das vom
Zerstäuber 6 eingeblasene Zerstätibtingsmittel i?-, das z. B. hochgespannt#er
Dampf sein kann, und, wird hierdurch fein. zerstäubt, so daß das Eisen in Form kleinerTröpfchen
13 auf die Oberfläche des Reaktionsbettes 15 niederfällt, das aus
Koks und v'e'rschiedeneil Zuschlägen besteht. Durch die Düsen 2 wird in das Reaktionsbett
ein gasförmiges Mittel 18 eingeblasen, dessen Menge und Druck mit der Korngröße
des Reaktionsbettes so abgestimmt sind, daß dieses in an sich bekannter Weise ein
Schwebebett bildet.
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Das Roheisen fließt durch das Reaktionsbett nach unten und reagiert
hierbei mit dem im Koksbett fest oder flüssig vorhandenen Kalk oder sonstigem Reaktionsstoff.
Unterhalb des Reaktionsbettes kann sich in Abhängigkeit von der Höhe der Schlackenform
noch eine dickere Schlackenschicht oder Schicht des sonstigen Reaktionsstoffes befinden,
die von dem flüssigen Roheisen in feinverteilter Form durchströnit wird.
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Am Boden des Reaktionsgefäßes sammelt sich das raffinierte flüssige
Eisen 16 und wird durch die Öffnung 9 kontinuierlich oder diskontinuierlich
aus dem Reaktionsgefäß entfernt. über dem flüssigen Eisen sammelt sich die flüssige
Schlacke 17, die durch die Öffnung io aus dem Reaktionsgefäß kontinuierlich oder
diskontinuierlich abgezogen wird.
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Zum Aufheizen des Reaktionsbettes wird durch die Düsen:2 kontinuierlich
oder diskontinuierlich ein sauerstoffhaltiges Mittel 18 eingehlasen, das mit dem
Koks des Reaktionsbettes verbrennt, so daß die Temperatur in dem Reaktionsbett
je nach den Erfordernissen auf etwa i6oo his 2ooo' C eingestellt werden
kann.
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Die Verbrennungsprodukte verlassen das Reaktionsgefäß durch die Öffnung
5, unter Umständen vermischt mit gasfÖrmigen oder dampfförmigen Reaktionsprodukten,
und bilden das Abgas ig des Prozesses.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, Re# aktionen, die einen hohen
Wärmeaufwand erfordern, wie z. B. die Siliciumreduktion, aus dem mit Normalwind
betriebenen Hochofen. herauszunehmen und in dem mit an Sauerstoff angereichertem
Wind betriebenen Reaktionsbett durchzuführen. Diese Vexfahrensweise wird vorteilhaft
so
durchgeführt, daß man das Roheisen ständig aus dem Hochofen ausfließen läßt und
kontinuierlich dem räumlich tiefer angeordneten Reaktionsbett fein zerstäubt zuleitet.