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Publication number: DEST006046MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag.der Anmeldung: 28. Februar 1953 Bekanntgemacht am 20. Dezember 1956Date of registration: February 28, 1953 Advertised on December 20, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft eine Schmelzfeuerung mit Gewinnung von flüssigem Eisen aus der Brennstoffschlacke. The invention relates to a melting furnace with Extraction of liquid iron from the fuel slag.

Es ist bekannt, daß bei einem längeren Betrieb von Schmelzfeuerungen das in der Kohle vorhandene Eisen am Boden der Schmelzkammer ausgeschieden wird und dort zu Störungen Anlaß gibt. Man hat versucht, dieses Eisen nutzbar zu gewinnen, indem man einen Dampferzeuger mit zweistufiger, aus Reduktions- und Oxydationskammer bestehender Feuerung betreibt und die sich in einem stehenden Schlackenbad sammelnden Bestandteile diskontinuierlich und in verschiedener Höhe abzieht. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei diesem Vorgang die Reduktions zeit zu kurz ist.It is known that when melt furnaces are operated for a long time, that which is present in the coal Iron is precipitated at the bottom of the melting chamber and gives rise to disturbances there. Attempts have been made to make this iron usable by using a steam generator two-stage furnace consisting of reduction and oxidation chambers operates and which components collecting in a standing slag bath withdraws discontinuously and at different levels. However, it has been shown that with the reduction time is too short for this process.

Es ist weiterhin bekannt, unterhalb der Schmelzkammer Schlackensammelbehälter anzuordnen, die mit der Schmelzkammer durch einen kurzen Kanal in Verbindung stehen. Auch bei Anwendung dieser VoTrichtung reicht jedoch die zur Verfügung stehende Zeit nicht aus, um eine Reduktion in dem gewünschten Maße durchzuführen.It is also known to arrange slag collecting tanks below the melting chamber, which communicate with the melting chamber through a short channel. Even when using this However, the time available is insufficient to achieve a reduction in the to carry out the desired dimensions.

Gemäß der Erfindung sollen diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß eine Schmelzkammer mit zwei oder mehreren übereinanderliegenden Brennerreihen ausgestattet wird und die untere Brennerreihe mit Luftmangel, die darüberliegende'n Brenneirreihen hingegen mit einem solchen! Luftüberschuß betrieben werden, daß der für die Gesamtverbrennung notwendige Luftüberschüß zurAccording to the invention, these disadvantages are to be avoided in that a melting chamber is equipped with two or more rows of burners one above the other and the lower one Burner row with lack of air, the one above Distillery rows, on the other hand, have one! Excess air be operated that the excess air necessary for the overall combustion

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Verfügung steht. Zum Auffangen der flüssigen Schlackenmenge dient dabei ein feuerfest ausgekleideter Schlackensammelbehälter, der genügend groß ist, um die flüssige Schlackenmenge über einen längeren Zeitraum aufzunehmen, und der Einrichtungen enthält für eine weitere Behandlung der anfallenden. Schlacke zur Gewinnung des Eisenanteils. Mit der Schmelzkammer steht dieser Schlackensammelbehälter durch eine verhältnis- - ίο mäßig lange, schräg abwärts verläufende, geschlossene Schlackenabflußrinne in Verbindung. Zur Erzielung einer einwandfreien Verbrennung ist die Brennkammer oberhalb der oberen Brenner reihe so scharf eingeschnürt, daß durch die dadurch entstehende Verwirbelung eine Mischung der die Brennkammer verlassenden Gase herbeigeführt wird. Ferner kann in unmittelbarer Nähe der Eimschnürung sowohl weitere Verbrennungsluft als auch hochgespannter Dampf zugeführt werden. Der obenerwähnte Schlackensammelbehälter wird zusätzlich durch eine mit Luftmangel betriebene Kohlenstaubflamme beheizt, die entstehenden Verbrennungsgase werden durch die Schlackenabflußrinne der Schmelzfeuerung zugeführt, Da die mit Luftmangel betriebene zusätzliche Beheizung des Schlackensammelbehälters für die Reduzierung des Eisens nicht immer ausreicht, muß gegebenenfalls weiterer Kohlenstaub, z. B. in an sich bekannter Weise durch Einblasen des Staübes duireh den Boden des Schladkenbehälters, eingeführt werden. Der Übergang der Schlackenabflußrinne in die Schmelzkammer hat so zu erfolgen:, daß die aus dem Schlackenbehälter durch die Schlackenabflußrinne in die Schmelzkammer überströmenden Verbreninung'Sgase möglichst in dteren Bodenmitte eintreten. Der Schlackenbehälter weist für das Abziehen des Eisens und der Schlacke Abflußöffnungen in verschiedener Höhe auf, wie dies beispielsweise für den Hochofenbetrieb bekannt' ist. Er kann jedoch¹ auch so gestaltet sein;, daß innerhalb des Behälters ein Raum für das Sammeln, der gesamten Schlacke angeordnet ist und die leicht flüssige Schlacke über einen — durch die zusätzliche Heizung besonders erwärmten — Überlauf abläuft.Available. A refractory lined slag collecting tank is used to collect the liquid slag, which is large enough to hold the liquid slag over a longer period of time and which contains facilities for further treatment of the accumulating slag. Slag to extract the iron content. This slag collecting container is connected to the melting chamber by a relatively long, sloping downwardly sloping, closed slag drainage channel. To achieve perfect combustion, the combustion chamber above the upper row of burners is so sharply constricted that the resulting turbulence causes a mixture of the gases leaving the combustion chamber. Furthermore, both additional combustion air and high-pressure steam can be supplied in the immediate vicinity of the constriction. The above-mentioned slag collecting container is additionally heated by a pulverized coal flame operated with a lack of air, the resulting combustion gases are fed through the slag discharge channel of the smelting furnace B. be introduced in a known manner by blowing in the dust duireh the bottom of the Schladken container. The transition of the slag drainage channel into the melting chamber must take place in such a way that the combustion gases flowing over from the slag container through the slag drainage channel into the melting chamber enter the middle of the floor as far as possible. The slag container has drainage openings at different heights for removing the iron and the slag, as is known, for example, for blast furnace operation. However, it may be ¹ also designed so ;, that a space for the collection, the entire slag is disposed within the container and the light liquid slag via a - particularly heated by the additional heating - overflow expires.

Zweckmäßig wird die Kühlung der Ausmauerung des Sohlackenbehälters und der Schlackenr abflußrinne entweder durch den natürlichen Wasserumlauf des Kessels oder durch ein besonders angeordnetes Zwang] auf sy stem vorgenommen. Der Eigenart der entstehenden Schlacke entsprechend muß die Ausmauerung des Schmelzkammerbodens, der Schlackenabflußrinne und des Sehlackembehälters gewählt werden, je nach Art der Schlacke basisch oder sauer.The cooling of the lining of the slag container and the slag no drainage channel either through the natural water circulation of the boiler or through a specially arranged compulsion] on the system. The lining of the melting chamber floor must correspond to the nature of the slag produced, the slag drainage channel and the varnish container can be selected, depending on the type the slag is basic or acidic.

Um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten, erscheint es erforderlich, die Abmessungen der Schlackenabflußrinne so zu wählen., daß die aus dem Schlackenbehälter austretenden Verbrennungsgase mit mindestens 40 m/Sek. die Rinne durchs strömen, was etwa einem Überdruck von 50 bis 100 mm WS entspricht. Zur Verstärkung der Ein- \virkung der Gasatmosphäre auf die fließende Schlacke wird, der Boden der Schlackenabfluß'rinne stark profiliert und der Ansatz dieser Rillen unter Umständen über die ganze Länge der Rinne fortgeführt. Weiter kann es sich empfehlen, zur Steigerung der Reaktion Kaskaden¹ in der Schlackenabflußrinne anzuordnen, da die Reduktion des Eisens sowohl eine Funktion der Zeit als auch der Oberfläche ist.In order to ensure proper operation, it appears necessary to choose the dimensions of the slag drainage channel so that the combustion gases emerging from the slag container with at least 40 m / sec. flow through the channel, which corresponds to an overpressure of 50 to 100 mm water column. In order to intensify the effect of the gas atmosphere on the flowing slag, the bottom of the slag discharge channel is strongly profiled and the attachment of these grooves may be continued over the entire length of the channel. It may also be advisable to ^{arrange cascades 1} in the slag trough to increase the reaction, since the reduction in iron is a function of both time and surface area.

Beisondere Vorteile der Erfindung bestehen, darin, daß insbesondere bei eisenreicher Kohle eine wirtschaftliche Gewinnung des* Eisens ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand gewährleistet ist. . In der Zeichnung ist ein Ausfübrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematiseh dargestellt:Special advantages of the invention are that, especially in the case of iron-rich coal, an economic one Extraction of the * iron is guaranteed without significant additional effort. . An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing:

Die Schmelzkammer 1 hat drei übereimanderliegende Brennerreihen 2, 3 und 4, von denen die Brenner reihe 2 mit z. B. 0,9, 3 mit 1 und 4 mit 1,4 Luftüberschuß gefahren werden. In unmittelbarer Nähe der Einschnürung 5 wird zusätzliche Verbrennungsluft und/oder hochgespannter Dampf zur Unterstützung der Verbrennung und Verwirbelung der Verbrennungsgase einigeblasen. Die einzelnen Brenner ragen so weit im den Feuerraum hinein, daß die aus ihnen abtropfende Schlacke frei fallen kann, ohne die Wände zu berühren; sie sind gegenreinanider versetzt, so daß auch dadurch der Schlackenabfluß ungestört erfolgt.The melting chamber 1 has three superimposed Burner rows 2, 3 and 4, of which the Burner row 2 with z. B. 0.9, 3 with 1 and 4 with 1.4 Excess air can be driven. In the immediate vicinity of the constriction 5, additional combustion air is generated and / or high-pressure steam to aid combustion and swirling of the combustion gases. The single ones Burners protrude so far into the furnace that the slag that drips off from them falls freely can without touching the walls; they are against each other offset so that the slag drainage takes place undisturbed.

In dem Boden ist eine Schlackenabflußrimneö angeordnet, die zu einem Schlackenbehälter 7 führt, in dem die Schlacke über einen längerem Zeitraum gesammelt werden kann. Durch entsprechende Gestaltung des Einkaufs der Schlackenabflußrinne in den Behälter 7 kann erreicht werden, daß die Schlacke sich in dem Teilbehälter 8 sammelt und die leicht flüssige Schlacke einen Überlauf 9 überfällt, der durch die Brenner 10, die mit 0,5 bis 0,7 Luftüberschuß gefahren' werden, besonders beheizt wird. In diesem Falle kann das Eisen aus der Abflu-ßöffnung 11, die Schlacke aus der Öffnung 12 abgezogen werden. Es ist jedoch auch möglich, ohne diesen Überlauf zu arbeiten und die Abflußöffnungen in. verschiedenen Höhen anzuordnen. Die Einschnürung 13 bewirkt, daß die aus diem Behälter 7 durch die Schlackenabflußrinne in die Schmelzkammer eintretenden Verbrenmungsgase möglichst in deren Mitte die Rinne verlassen.In the bottom there is a slag drainage rim, which leads to a slag container 7, in which the slag over a longer period of time can be collected. By appropriately designing the purchase of the slag drainage channel in the container 7 can be achieved that the slag collects in the partial container 8 and the slightly liquid slag overflows an overflow 9, which by the burner 10, which is 0.5 to 0.7 Excess air is driven ', especially heated. In this case the iron can come out of the drainage opening 11, the slag is withdrawn from opening 12 will. However, it is also possible to work without this overflow and the drainage openings to be arranged in different heights. The constriction 13 causes the out of the container 7 combustion gases entering the melting chamber through the slag drainage channel If possible, leave the channel in the middle.

In. Abb. 2 ist angedeutet, wie durch starke Profilierung des Bodens der Schlackenabflußrinine eine vergrößerte Oberfläche und; damit eine verstärkte Einwirkungsmögliehkeit der Gasatmosphäre geschaffen werden kann.In. Fig. 2 is indicated how a strong profiling of the bottom of the slag drainage channel increased surface and; thus an increased possibility of influence of the gas atmosphere created can be.

Claims

PATENT CLAIMS: _lle

i. Melt firing with the production of liquid iron from the fuel plate which the melting chamber with two or more superimposed rows of burners equipped and with a slag collecting container located below the melting chamber is connected, characterized in that the lower row of burners with a lack of air, the overlying rows of burners, however, operated with such an excess of air Averden that the necessary excess of air

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for the total combustion is achieved, and that the melt flow through a proportionately long, preferably sloping downward, closed slag drainage channel in the refractory lined slag collecting tank is diverted, which is sufficiently large, the amount of liquid slag over a record a longer period of time, and the facilities for further treatment of the resulting Contains slag to extract the iron content.

2. Melt furnace according to claim i, characterized in that to reduce the Reduction time and to increase the output of iron in addition coal dust in on is introduced into the slag container in a known manner.

3. Melt firing according to claims 1 and 2, characterized in that the supply of the additional coal dust is per se takes place in a known manner by blowing through the bottom of the slag container.

4. Melt firing according to claims 1 to 3, characterized in that the Slag collecting container in a known manner at different heights drainage openings for the reduced iron and the slag floating over it.

5. Schmelzfeuerunig according to claims 1 · ■ to 4, characterized in that the lining of the bottom of the melting chamber, the The slag drainage channel and the slag collecting container are made of one material, which corresponds to the peculiarity of the resulting slag and depending on the type; the slag is basic or is angry.

6. Melt firing according to claims 1 to 5, characterized in that the horizontally or obliquely arranged burner muffles so extend far into the firebox so that they come out slag dripping off them falls off without touching the walls of the combustion chamber.

7. Melt firing make claims 1 to 6, characterized in that the cross-section of the slag drainage channel is so dimensioned that the overflowing from the slag collecting tank into the smelting furnace Gases at least a speed of 40 m / sec. to have.

8. melting furnace according to claims 1 to 7, characterized in that the Slag drainage channel for the purpose of enlarging the effective surface for an increased impact the reducing atmosphere is provided with a strong profile.

9. Melt firing according to claims 1 to 8, characterized in that the profiling of the slag drainage channel on the , extends the entire length of the gutter.

10. Melt firing according to claims: 1 to 9, characterized in that the slag drainage channel in addition to the profiling Has cascades.

11. Melt firing according to claims 1 to 10, characterized in that in the Slag collecting tank an overflow (9) is provided through which a separation of the Iron is made possible by the slag floating on it.

12. Melt firing according to claims 1 to 11, characterized in that above of the upper row of burners, the combustion chamber is so sharply constricted that the resulting Turbulence creates an increased mixture of the gases leaving the combustion chamber.

13. Schrnelzfeuerung according to claims 1 to 12, characterized in that; characterized, d'ass in a manner known per se in the immediate vicinity of the constriction more combustion air
to be led.

14. Melt firing according to claims 1 to 13, characterized in that, for better turbulence, the combustion gas high-pressure steam is supplied in the immediate vicinity of the constriction.

Considered publications:
German Patent No. 733,515;
British Patent No. 394 119;
U.S. Patent No. 1,452,045;
German patent application ρ 23800 V / 24e D (Pat. No. 897310);

VGB-Mitteilungen, 1948, pp. 40 and 43.

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1 sheet of drawings