DE970471C

DE970471C - Process for the refining of marly ores, in particular marly iron ores

Info

Publication number: DE970471C
Application number: DEP3555A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Otto Diettrich
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1958-09-25

Description

Verfahren zur Verhüttung mergeliger Erze, insbesondere mergeliger Eisenerze Die Erfindung bezieht :sich auf ein Verfahren zur Verhüttung mergeliger Erze, insbesondere mergeliger Eisenerze.Process for the smelting of marly ores, especially marly ones Iron ores The invention relates to a method for smelting marly Ores, especially marbled iron ores.

Bei dem augenblicklichen Stand des Eisenhüttenwesens verwendet man Schachtöfen, deren Beschikkung eine Höhe von 2o bis 30 m besitzt. Man ist hierbei von der Erwägung ausgegangen, eine möglichst weitgehende, indirekte Reduktion der Eisenoxyde zu erreichen und die Wärme der Ofengase, die aus der Reduktions- und Schmelzzone stammt, so gut wie möglich auszunutzen. Die große Höhe der Beschickung hat aber andererseits zur Folge, daß ein sehr großer Druck auf die unteren Teile der Beschickung ausgeübt wird, daß diese also sehr fest sein muß; daneben ist zu fordern, daß der Möller genügend grobstöckig ist, um den Wind gut und gleichmäßig durchzulassen. Bei Feinerz kann man dieser Forderung dadurch entsprechen, daß man dieses sintert: bei den Brennstoffen ist man gezwungen, soggenannten Hüttenkoks, d. h. einen sehr grobkörnigen und sehr festen Koks zu verwenden. Es ist aber bekannt, daß Steinkohle, die zur Herstellung eines solchen Kokses geeignet ist, nur an einzelnen Lagerstätten vorkommt und ,daß es weite Striche der Erde gibt, wo eine derartige Kohle fehlt.In the current state of the iron and steel industry, shaft furnaces are used, the loading of which has a height of 20 to 30 m. The assumption here was to achieve as extensive an indirect reduction of the iron oxides as possible and to utilize the heat of the furnace gases, which originate from the reduction and melting zone, as well as possible. On the other hand, the great height of the load has the consequence that a very high pressure is exerted on the lower parts of the load, so that it must be very firm; In addition, it is required that the Möller is sufficiently large to allow the wind to pass through well and evenly. In the case of fine ore, this requirement can be met by sintering it: in the case of fuels, one is forced to use so-called metallurgical coke, ie a very coarse-grained and very firm coke. However, it is known that hard coal, which is suitable for the production of such coke, occurs only in individual deposits and that there are large stretches of the earth where such coal is lacking.

Die Erfindung bringt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dadurch, daß Briketts mit einem Rauminhalt von höchstens etwa roo cm3 aus dem Erz und der Gesamtmenge eines festen, schwelbaren Brennstoffes, z. B. einer Steinkohle, die zur Herstellung von Hüttenkoks ungeeignet ist, in einem Schachtofen mit rechteckigem Ouerschnitt, bei dem der Abstand einer Reihe gegenüberliegender Düsen höchstens a m beträgt, unter Einhaltung einer Beschickungshöhe von etwa 1,5 bis 3 m über der Düsenebene heruntergeschmolzen werden..The invention brings a substantial advance over that State of the art in that briquettes with a volume of at most about roo cm3 from the ore and the total amount of solid, smoldering fuel, z. B. a coal, which is used for the production of metallurgical coke not suitable is, in a shaft furnace with a rectangular Ou section, in which the distance one Row of opposing nozzles is at most a m, while maintaining a loading height melted down from about 1.5 to 3 m above the nozzle level ..

Es ist gemäß der Erfindung möglich, sowohl eine Schwelurig als auch eine Verhüttung in einem Schachtofen mit ganz ungewöhnlich niedrigen Beschickungssäulen durchzuführen. Datei halten sich die Gichtgastemperaturen immer noch in erträglichen Grenzen. Die geringe Höhe der Beschik kungssäule hat zur Folge, daß der Schachtofen entsprechend niedrig und demgemäß auch billig in der Anschaffung ist. Desgleichen brauchen die zu verhüttenden Stoffe nicht mehr so hoch gefördert zu werden wie sonst. Schließlich ist auch der Winddruck wesentlich niedriger als bisher, so, daß@ sich nach allem aus diesem Verfahren eine fühlbare Verbilligung des bekannten Hochofenverfahrens ergibt.It is possible according to the invention, both a Schwelurig and smelting in a shaft furnace with unusually low charging columns perform. The furnace gas temperatures are still bearable Limits. The low height of the Beschik kungssäule has the consequence that the shaft furnace is correspondingly low and therefore cheap to buy. Likewise The substances to be smelted no longer need to be extracted as high as they normally would. Finally, the wind pressure is also much lower than before, so that @ after all, from this process, a noticeable reduction in the price of the known blast furnace process results.

Weiter liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, daß man bei Erzen mit mergeliger Gangart kein besonderes Bindemittel für die Brikette benötigt, sondern daß der Mergel, der dem Erz von Natur aus angehört, zum Binden genügt. Ein solches Erz ist z. B. unter dem Namen Doggererz bekannt und wird bei Donauschingen (Süddeutschland) gefunden. Wenn man Erze verarbeiten muß, die Mergel nicht in der Gangart besitzen, diese z. B. nur aus Quarz besteht, wählt man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Zuschlag bei der Brikettierung gemahlenen Mergel als Bindemittel und kann dabei auch feste Brikette erzeugen. Bei der Mischung von Erz, Brennstoff und gegebenenfalls Mergel muß man erforderlichenfalls noch Wasser zusetzen, so daß die fertigen Briketts einen Wassergehalt von etwa 5 bis 8% besitzen.The invention is also based on the knowledge that in ores with marbled gangue, no special binding agent is required for the briquette, but that the marl, which naturally belongs to the ore, is sufficient for binding. One such Ore is z. B. known under the name Doggererz and is near Donauschingen (southern Germany) found. If you have to process ores that do not have marl in the gangue, this z. B. only consists of quartz, one chooses in a further embodiment of the invention as a supplement in the briquetting of ground marl as a binding agent and can thereby also produce solid briquettes. When mixing ore, fuel and possibly If necessary, marl must be added to water, so that the finished briquettes have a water content of about 5 to 8%.

Sowohl bei mergeligen Erzen als auch bei solchen, die Mergel nicht als Gangart besitzen, kann man als weiteres Bindemittel für die Brikettierung gelöschten Kalk zuschlagen.Both with marly ores and those that do not as a gangue can be used as a further binding agent for the briquetting Beat lime.

Reduktion und Schmelzung bei dem Verfahren nach der Erfindung werden sehr leicht und wirksam durchgeführt, da der Schwelkoks sehr reaktionsfähig ist. Die hat auch zur Folge, daß man in vielen Fällen nicht, wie bei dem Hochofen, gezwungen ist, den Wind vorzuwärmen. Man kann vielmehr bei der Erfindung äuch mit Kaltwind arbeiten.Reduction and melting in the method according to the invention are carried out very easily and effectively because the smoldering coke is very reactive. This also has the consequence that in many cases one is not forced, as is the case with the blast furnace is to preheat the wind. Rather, one can also use a cold wind with the invention work.

Als Brennstoff kann man bei diesem Verfahren vor allem Steinkohlen verwenden, die zur Herstellung von Hüttenkoks nicht geeignet sind, d. h. also solche, die schlecht kokbar sind (schlecht backende Kohlen). Hierzu zählen beispielsweise die Saarkohle, auch viele französische Kohlen, insbesondere lothringische Kohlen.The main fuel that can be used in this process is hard coal use which are not suitable for the production of metallurgical coke, d. H. so those which are difficult to coke (badly baked coals). These include, for example the Saar coal, also many French coals, especially Lorraine coals.

Ein weiterer Vorteil bei der Erfindung liegt darin, daß man nicht, wie bei der Herstellung von Hüttenkoks, gezwungen ist, eine hochaufbereitete Steinkohle mit einem Aschengehalt von höchstens 6 bis 8% zu verwenden. Man kann in vielen Fällen sogar uriaufbereitete Steinkohle verarbeiten. Es ist auch nicht erforderlich, die Zerkleinerung als Vorbereitung der Brikettieru.ng sehr weit zu betreiben. Man kann vielmehr noch eine gute Zusammensetzung und Bindung der Brikette erreichen, wenn der Brennstoff, z. B. Steinkohle, in einer Stückgröße von o bis 5 mm vorliegt. Bei Erz kann man sogar ein etwas größeres Korn zulassen, nämlich o bis etwa io min. Die Brikette werden zweckmäßig in Eiform auf Walzenpressen hergestellt; auch wenn man andere Formen verwendet, ist es vorteilhaft, die Kanten und Ecken, gegebenenfalls auch die Außenflächen der Brikette abzurunden.Another advantage of the invention is that you do not as in the production of metallurgical coke, is forced to use a highly processed hard coal to be used with an ash content of no more than 6 to 8%. One can in many cases even process uria-treated coal. It also doesn't require that Comminution as preparation for briquetting to operate very far. One can rather still achieve a good composition and binding of the briquette, if the fuel, e.g. B. coal, in a piece size of o to 5 mm. at Ore can even be allowed to have a slightly larger grain, namely o to about 10 min. The briquettes are expediently produced in egg shape on roller presses; even if if other shapes are used, it is advantageous to use the edges and corners, if necessary also round off the outer surfaces of the briquette.

Die geringe Beschickungshöhe des Schachtofenshat zur Folge, daß die Erhitzung der eingebrachten Briketts .sehr schnell erfolgt. Dies ist besonders bei Verwendung von ;schlecht backenden Steinkohlen. die also für die Herstellung von Hüttenkoks ungeeignet sind, von großer Bedeutung. Bei der schnellen Erwärmung bleibt nämlich das an sich geringe Backvermögen erhalten; bis die Steinkohle verkokt ist und sich damit .ein festes Gerüst gebildet hat.The low loading height of the shaft furnace has the consequence that the The introduced briquettes are heated very quickly. This is especially true for Use of poorly baked coal. that is for the production of Metallurgical coke unsuitable is of great importance. In the case of rapid heating, remains namely get the inherently low baking capacity; until the coal is coked and thus. a solid framework has formed.

Da nach der Erfindung Steinkohle in ungeschNveltem oder uriverkoktem Zustand benutzt wird, enthalten die Gichtgase unter anderem Schweldämpfe und Schwelgase. Besonders die Schweldämpfe kann man in einer Kondensationseinrichtung aus den Gichtgasen entfernen und gewinnt so Schwelstoffe, die bekanntlich sehr gesucht sind.Since, according to the invention, hard coal in ungeschNveltem or uriverkoktem State is used, the blast furnace gases contain, among other things, smoldering vapors and smoldering gases. The smoldering vapors in particular can be extracted from the furnace gases in a condensation device remove and thus gain carbon dioxide, which is known to be very sought after.

Die gute Wirkungsweise des neuen Verfahrens beruht unter anderem auf der gleichmäßigen Stückform des Einsatzgutes. Je kleiner und gleichmäßiger die Form ist, desto besser geht der Reduktionsvorgang vonstatten. Man darf andererseits aus allgemein praktischen Gründen eine bestimmte Größe nicht unterschreiten. Es würde sonst auch leicht eine Verstopfung des Ofens eintreten. Die beste Größe der Brikette liegt bei etwa 40 ccm.The good effectiveness of the new method is based, among other things, on the uniform piece shape of the input material. The smaller and more even the shape is, the better the reduction process will take place. On the other hand, one is allowed to go out for general practical reasons, do not fall below a certain size. It would Otherwise the oven can easily become clogged. The best size of the briquette is around 40 ccm.

Es ist auch von Nutzen, daß man dem Ofenwind Sauerstoff zufügt, und zwar zwecks größerer Wirtschaftlichkeit Sauerstoff, der etwa einen 02 Gehalt von 95 % besitzt. Der Vorteil eines hochsauerstoffhaltigen Windes besteht bekanntlich darin, daß die Gichtgase einen wesentlich geringeren Stickstoffgehalt als bisher besitzen, damit heizkräftiger werden und so unter anderem als Ausgangsstoff für eine Treibstoffsynthese nach Fischer-Tropsch geeignet sind. Man kann auch, um den Stickstoffballast noch mehr herabzusetzen, Sauerstoff für sich verwenden, wird aber dann zweckmäßig technisch reinen Sauerstoff benutzen, d. h. einen solchen, der einen 02 Gehalt von etwa 8o bis 95 % besitzt. Zwar hat die Verwendung von Sauerstoff die Folge, .daß die Ofentemperaturen sehr stark ansteigen, was z. B. bei einem reinen Generatorverfahren starke Abwärmeverluste zur Folge hat. Die hohen Temperaturen werden aber bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft für den 7weiten Zweck dieses Verfahrens, nämlich für die Reduktion und Schmelzung des Metalls ausgenutzt. Deshalb ist es möglich, auf diesem Wege das Synthesegas wesentlich wirtschaftlicher herzustellen als im Gaserzeuger.It is also useful to add oxygen to the furnace wind, and although for the sake of greater economy oxygen, which has about an 02 content of 95% owns. The advantage of a high-oxygen wind is known to exist in the fact that the blast furnace gases have a much lower nitrogen content than before own, so that they become more heated and so, among other things, as a raw material for a fuel synthesis according to Fischer-Tropsch are suitable. You can also order the Reduce nitrogen ballast even more, but will use oxygen for yourself then expediently use technically pure oxygen, d. H. such, the one 02 content of around 8o to 95%. True, the use of oxygen has the Consequence, .that the furnace temperatures rise very sharply, which z. B. with a pure Generator process results in heavy waste heat losses. The high temperatures but are advantageous in the method according to the invention for the 7th purpose this process, namely used for the reduction and melting of the metal. It is therefore possible to make the synthesis gas much more economical in this way than in the gas generator.

Das Verfahren ist nicht allein bei der Verhüttung von Eisenerzen, sondern auch bei der Verhüttung von Nichteisenerzen anwendbar.The process is not unique to the smelting of iron ores, but can also be used in the smelting of non-ferrous ores.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for smelting marly ores, in particular marly iron ores, characterized in that briquettes with a volume of at most about 100 cmg from the ore and the total amount of a solid, smolderable fuel, e.g. B. a coal, which is unsuitable for the production of metallurgical coke, melted down in a shaft furnace with a rectangular cross-section, in which the distance between a row of opposing nozzles is at most 2 m, while maintaining a loading height of about 1.5 to 3 m above the nozzle level will. Application of the method according to claim i to the smelting of ores which do not contain any marly gangue, with the proviso that marl is added as a binding agent in the production of briquettes. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that slaked lime is added as a further binder in the briquette production. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaft furnace is operated with hot wind or a mixture of hot wind and oxygen or a mixture of cold wind and oxygen or with technically pure oxygen. 5. The method according to any one of the preceding claims,. Characterized in that the furnace gases are passed through a condensation device for the purpose of extracting the carbon dioxide. Documents considered: German Patent No. 717498; British Patent Nos. 342 (1863), 2614 (1857) 1970 (1865), 1411 (1867), 1885 (1868), 3252 (1872), 2297 (1873) 3356 (1874) 410 (1882), 2387 (1883) .