EP0063532A1 - Method and process for the instantaneous production of liquid iron - Google Patents
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- EP0063532A1 EP0063532A1 EP82630023A EP82630023A EP0063532A1 EP 0063532 A1 EP0063532 A1 EP 0063532A1 EP 82630023 A EP82630023 A EP 82630023A EP 82630023 A EP82630023 A EP 82630023A EP 0063532 A1 EP0063532 A1 EP 0063532A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
- C21B13/0026—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide in the flame of a burner or a hot gas stream
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for the direct production of liquid iron, starting from oxidic iron compounds
- processes are known in which the raw materials are first converted into sponge iron using suitable gases and then melted in a metallurgical vessel, the thermal energy in the melting vessel being caused by the reaction of oxygen-containing gases with carbon-containing substances, which are primarily blown in under the bath surface , and carbon monoxide are formed.
- the heat is partly used to melt the sponge iron and the exhaust gas is used for the direct reduction of ores.
- the entire exhaust gas must first be treated with coal dust and water vapor in a separate reactor.
- an additional heating is provided in a.
- Combined melting and gas generation reactor by reacting a fuel with oxygen, a reducing gas is produced, which is directed in a subsequent reduction room in counterflow to an ore feed, while the pre-reduced ore obtained at the end of the reduction stage is conveyed into the heated melting and gas generation room, where it is melted and melted is then freshened up - as part of another process that focuses on direct production of pig iron, two separate feed or reaction zones are provided in the smelting and gas generating reactor. In a first zone, a carbon carrier is fed directly to a molten metal in order to maintain a carbon content which is preferably above 2%.
- part of the carbon bound to the melt is burned by means of oxygen, releasing heat and reducing gases.
- a carbon lance supplied is used here on the detour via an intermediate carburization of the iron bath essentially to increase the melting capacity of the bath and to form reducing gases.
- This process provides for saturating an iron bath with carbon by blowing in a carbon carrier using a neutral or reducing carrier gas, forming a cone of iron ore over the surface of the bath and blowing oxygen onto the edge zones of the bath. during which the bath is flushed with a neutral gas from below through at least one blow stone arranged in the bottom of the vessel.
- the latter has the effect that the composition of the gases produced when oxygen is blown onto the carbon-saturated iron bath can be effectively controlled, and if one intends to use the exhaust gases to pre-reduce ore, an exhaust gas which is virtually 100% CO can be used with a high reduction potential through targeted oxygen supply with reduced flushing.
- a hard oxygen blowing method will be preferred and the purging of the bath with inert gas will be limited to 0-0.1 Nm3 / t.hour.
- an intensive purging of the bath with inert gas can promote afterburning of the carbon monoxide formed on the surface of the bath, which takes place under intense heat.
- the amounts of purge gas are then preferably between 0.1-0.3 Nm3 / t.hour.
- the additional heat development occurring on the bath surface can be used to melt the iron ore applied there.
- the aim of the invention was therefore to propose a process for the production of liquid iron which, on the one hand, includes a material supply which allows long-term contact between the substances and which on the other hand has a high degree of flexibility, in particular what the possibility of a rapid change of gaseous and solid material or of mixtures allowed.
- the new process should not require expensive and large-scale devices and should avoid the unnecessary consumption of gases and solids.
- an iron melt is given oxygen on the one hand by inflation from above and on the other hand gases and solids suspended in gases, primarily iron oxides and carbon-containing substances. as required, individually and in combination, feeds from below through one and the same charging unit, the latter essentially consisting of a refractory vessel bottom stone, which is provided with oriented passages such that they are gas-permeable at the same time without permitting the passage of liquid metal and that both the gas supply and the solids supply are switched on as required, controlled in terms of quantity and interrupted.
- the heat supply to the bath itself is controlled by continuous or intermittent inflation of oxygen accomplished.
- the blowing on the bath surface is not hindered by the presence of molten and freshly applied iron ore.
- the ideal solids composition understands around 70% Fe203 and 30% C, where the finely ground substances are preferably stored separately and only mixed when they are actually fed into the bath before they pass through the feed unit.
- This also understands the measure that one takes into account the chemical reactivity of the gases or solids, as well as the thermal conditions within the melt, in that endothermic gases or solids are introduced into the melt with the help of such charging units, those below hotter ones Bath zones are arranged and that if any exothermic gases or solids are used, the procedure is reversed.
- carbon will preferably be introduced into the center of the vessel, since the bath is hotter there.
- the invention offers a decisive advantage, namely that fine-grained iron ore is available in large quantities and at relatively low prices.
- the reason for this is the fact that the cheap transportation of ores by means of pipe services requires that the ores are in the finely ground state, the mean grain size being around 50 u.
- This in turn has the consequence that the ores which have been transported cheaply have to be converted again according to the prior art into a form which permits their further metallurgical processing, which means that the ores have to be pelletized before their further processing. Pelleting is because you have to burn the pellets. a relatively expensive affair, so that the profits made by cheap transport are lost again as a result of the inevitable conversion of the ores into pellets.
- these disadvantages are not only avoided, but are turned into a clear advantage.
- the device required to carry out the method according to the invention essentially understands a converter for fresh iron, which is equipped with an oxygen inflation lance and in the bottom of which several charging units are arranged.
- Each loading unit understands a refractory, gas-permeable structure which consists of at least two on longitudinal surfaces, made of fireproof unbaked, e.g. segments bound with a carbon carrier or chemically bound material is constructed.
- These segments are provided with a wear-resistant support on at least one longitudinal surface and are combined by a common metal housing that lies tightly against the longitudinal surfaces of the segments, possibly with the interposition of a layer of mortar, with at least one connection and a distribution space for the on an end surface of the structure Material supply are arranged and the connection is connected to at least one gas and at least one solid feed device, each of which understands a metering device.
- the dosing device for solids is usefully a per se known cellular wheel blow-through lock as the applicant e.g. in their Luxembourg patent LU 80.-692.
- gas-permeable structures which are provided in accordance with the prior art for supplying gases into liquid metals and as described by the applicant in her Luxembourg patents LU 82.552, 82.553, 82.554 and 82.597 are used for the combined introduction of gases and solids, which is made possible by coupling the building structure to solid feed devices which are also known but are used in other contexts.
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Abstract
Einer Eisenschmelze wurden einerseits Sauerstoff durch Aufblasen von oben und andererseits Gase und in Gasen suspendierte Feststoffe vornehmlich Eisenoxyde und Kohlenstoff je nach Bedarf einzeln und kombiniert, durch ein und dasselbe Beschickungsaggregat zugeführt. Das Beschickungsaggregat besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Gefässbodenstein, den man mit orientierten Durchgängen solcher Art versieht, dass sie gleichzeitig gasdurchlässig sind, ohne den Durchtritt flüssigen Metalls zu gestatten. Sowohl die Gaszufuhr als auch die Feststoffzufuhr wird je nach Bedarf eingeschaltet, mengenmässig gesteuert und unterbrochen. Im Boden des metallurgischen Gefässes werden vorteilhafterweise mehrere Beschickungsaggregate angeordnet, die man in Verlauf des Prozesses je nach Bedarf einzeln bis insgesamt betriebt.On the one hand, oxygen was fed to an iron melt by inflation from above, and on the other hand, gases and solids suspended in gases, primarily iron oxides and carbon, were added individually and combined as required by one and the same feed unit. The loading unit essentially consists of a refractory vessel bottom stone, which is provided with oriented passages such that they are gas-permeable at the same time, without allowing liquid metal to pass through. Both the gas supply and the solids supply are switched on as required, controlled in terms of quantity and interrupted. In the bottom of the metallurgical vessel, several charging units are advantageously arranged, which are operated individually or in total in the course of the process as required.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum direkten Herstellen von flüssigem Eisen, ausgehend von oxydischen EisenverbindungenThe present invention relates to a method and a device for the direct production of liquid iron, starting from oxidic iron compounds
Es hat in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, flüssiges Eisen möglichst im Direktverfahren aus Erzen herzustellen.There has been no shortage of attempts in the past to produce liquid iron from ores as far as possible using the direct process.
So sind Verfahren bekannt, gemäss welchen die Rohstoffe zunächst mit Hilfe von geeigneten Gasen in Eisenschwamm überführt werden und dieser dann in einem metallurgischen Gefäss eingeschmolzen wird, wobei im Schmelzgefäss durch Reaktion von sauerstoffhaltigen Gasen mit kohlenstoffhaltigen Substanzen, die vornehmlich unter die Badoberfläche eingeblasen werden, Wärmeenergie, sowie Kohlenmonoxyd gebildet werden. Die Wärme wird teilweise zum Schmelzen des Eisenschwammes und das Abgas zur Direktreduktion von Erzen eingesetzt. Allerdings muss vorerst das gesamte Abgas in einem separaten Reaktor mit Kohlenstaub und mit Wasserdampf behandelt werden.For example, processes are known in which the raw materials are first converted into sponge iron using suitable gases and then melted in a metallurgical vessel, the thermal energy in the melting vessel being caused by the reaction of oxygen-containing gases with carbon-containing substances, which are primarily blown in under the bath surface , and carbon monoxide are formed. The heat is partly used to melt the sponge iron and the exhaust gas is used for the direct reduction of ores. However, the entire exhaust gas must first be treated with coal dust and water vapor in a separate reactor.
Nach weiteren bekannten Verfahren wird in einem mit einer zusätzlichen Heizung versehenen. kombinierten Schmelz- und Gaserzeugungsreaktor dureh Umsetzten eines Brennstoffes mit Sauerstoff ein reduzierendes Gas hergestellt, das in einem anschliessenden Reduktionsraum im Gegenstrom zu einer Erzbeschickung geleitet wird, wihrend das am Ende der Reduktionsstufe anfallende vorreduzierte Erz in den beheizten Schmelz-und Gaserzeugungsraum befördert und dort geschmolzen und anschliessend gefrischt wird-Im Rahmen eines weiteren Verfahrens, das auf die direkte Herstellung von Roheisen ausgerichtet ist, sind zwei gesonderte Aufgabe- bzw. Reaktionszonen im Schmelz- und Gaserzeugungsreaktor vorgesehen. In einer ersten Zone wird einer Metallschmelze zur Aufrechterhaltung eines vorzugsweise über 2 % liegenden Kohlenstoffgehaltes ein Kohlenstoffträger direkt zugeführt. In der zweiten, angrenzenden Zone wird ein Teil des an die Schmelze gebundenen Kohlenstoffs unter Freisetzung von Wärme und reduzierenden Gasen mittels Sauerstoff verbrannt. Der durch . eine Tauchlanze zugeführte Kohlenstoff wird also hier auf dem Umweg über eine zwischenzeitliche Aufkohlung des Eisenbades im wesentlichen zur Vergrösserung der Einschmelzkapazität des Bades und zur Bildung von Reduktionsgasen ausgenutzt.According to other known methods, an additional heating is provided in a. Combined melting and gas generation reactor by reacting a fuel with oxygen, a reducing gas is produced, which is directed in a subsequent reduction room in counterflow to an ore feed, while the pre-reduced ore obtained at the end of the reduction stage is conveyed into the heated melting and gas generation room, where it is melted and melted is then freshened up - as part of another process that focuses on direct production of pig iron, two separate feed or reaction zones are provided in the smelting and gas generating reactor. In a first zone, a carbon carrier is fed directly to a molten metal in order to maintain a carbon content which is preferably above 2%. In the second, adjacent zone, part of the carbon bound to the melt is burned by means of oxygen, releasing heat and reducing gases. The through. A carbon lance supplied is used here on the detour via an intermediate carburization of the iron bath essentially to increase the melting capacity of the bath and to form reducing gases.
Bei der Anwendung der genannten Verfahren ist man demnach in der Hauptsache auf die Herstellung von Gasen angewiesen, die eine zum Reduzieren oder zumindest Vorreduzieren von Erzen notwendige Zusammensetzung aufweisen.When using the above-mentioned methods, one is therefore primarily dependent on the production of gases which have a composition which is necessary to reduce or at least pre-reduce ores.
Um stark reduzierende Gase im Rahmen eines kombinierten Reduktions-Einschmelzprozesses herzustellen, müssen jedoch teure und komplizierte mess- und regeltechnische Massnahmen und Vorkehrungen getroffen werden, den Prozess in der gewünschten Weise zum Ablaufen zu bringen, falls man es nicht vorzieht, die entstandenen Abgase getrennt zu behandeln um ihnen eine ausreichendes Reduktionspotential zu vermitteln.In order to produce strongly reducing gases in the context of a combined reduction melting process, however, expensive and complicated measurement and control measures and measures have to be taken to make the process run in the desired manner, if one does not prefer to separate the resulting gases treat in order to give them a sufficient reduction potential.
So hat die Anmelderin in ihrem luxemburgischen Patent LU 82.227 ein Verfahren vorgeschlagen, das eine DirekthersteLlung von flüssigem Roheisen in einem einzigen Gefäss gestattet, wobei die genannten Schwierigkeiten vermieden werden.For example, in its Luxembourg patent LU 82.227, the applicant proposed a process which enables liquid pig iron to be produced directly in a single vessel, avoiding the difficulties mentioned.
Dieses Verfahren sicht vor, ein Eisenhad durch Einblasen eines Kohlenstoffträgers mittels eines neutralen oder reduzierenden Trägergases mit Kohlenstoff zu sättigen, wobei man über der Badoberfläche einen Schüttkegel aus Eisenerz bildet und auf die Randzonen des Bades Sauerstoff bläst. während dessen man das Bad von unten durch zumindest einen im Gefässboden angeordneten Blasstein mit einem neutralen Gas durchspült.This process provides for saturating an iron bath with carbon by blowing in a carbon carrier using a neutral or reducing carrier gas, forming a cone of iron ore over the surface of the bath and blowing oxygen onto the edge zones of the bath. during which the bath is flushed with a neutral gas from below through at least one blow stone arranged in the bottom of the vessel.
Letzteres bewirkt, dass die beim Aufblasen von Sauerstoff auf das mit Kohlenstoff gesättigte Eisenbad entstehenden Gase hinsichtlich ihrer Zusammensetzung wirksam gesteuert werden können und zwar kann man, falls beabsichtigt wird die Abgase zum Vorreduzieren von Erz zu verwenden, ein praktisch zu 100 % aus CO bestehendes Abgas mit hohem Reduktionspotential durch gezielte Sauerstoffzufuhr unter verminderter Durchspülung herstellen. In diesem Fall wird man eine harte Sauerstoffblasweise bevorzugen und die Durchspülung des Bades mit Inertgas auf 0-0.1 Nm3/t.Std beschränken. Andererseits kann ein intensives Durchspülen des Bades mit Inertgas eine Nachverbrennung des entstehenden Kohlenmonoxyds an der Badoberfläche begünstigen, die unter starker Wärmeentwicklung vonstatten geht. Die Mengen an Spülgas liegen dann vorzugsweise zwischen 0,1 - 0,3 Nm3/t.Std. Die an der Badoberfläche auftretende zusätzliche Wärmeentwicklung kann man nutzen um das dort aufgebrachte Eisenerz zu schmelzen.The latter has the effect that the composition of the gases produced when oxygen is blown onto the carbon-saturated iron bath can be effectively controlled, and if one intends to use the exhaust gases to pre-reduce ore, an exhaust gas which is virtually 100% CO can be used with a high reduction potential through targeted oxygen supply with reduced flushing. In this case, a hard oxygen blowing method will be preferred and the purging of the bath with inert gas will be limited to 0-0.1 Nm3 / t.hour. On the other hand, an intensive purging of the bath with inert gas can promote afterburning of the carbon monoxide formed on the surface of the bath, which takes place under intense heat. The amounts of purge gas are then preferably between 0.1-0.3 Nm3 / t.hour. The additional heat development occurring on the bath surface can be used to melt the iron ore applied there.
Hierbei besteht selbstverständlich die Gefahr, dass ein Teil des Erzes in die Schlacken integriert wird, ohne dass es zu einer Reduktion kommt. Demzufolge könnte man vorsehen, das Erz sowie den Kohlenstoff durch Tauchlanzen in die Schmelze einzutragen. Tauchlanzen sind jedoch verschleissträchtige, teure und umständlich zu handhabende Hilfsmittel, die obendrein viel Raum beanspruchen.Of course, there is a risk here that part of the ore will be integrated into the slags without being reduced. As a result, one could provide for the ore and the carbon to be introduced into the melt by immersion lances. However, diving lances are weary, expensive and cumbersome to use, and they also take up a lot of space.
Weiter könnte man die Verwendung von Bodendüsen vorsehen durch welche man sowohl Erze als auch Kohlenstoff in die Schmelze eintragen würde.One could also provide the use of floor nozzles through which both ores and carbon would be introduced into the melt.
Nun sind Bodendüsen Aggregate, die ebenso wie Tauchlanzen hohem Verschleiss ausgesetzt sind und die im Hinblick auf ihre Haltbarkeit, welche zumindest einer Ofenreise entsprechen soll, aus entsprechend teurem Material gefertigt werden miissen.Now floor nozzles are aggregates which, like immersion lances, are subject to high wear and tear and which, with regard to their durability, which should at least correspond to an oven trip, must be made of correspondingly expensive material.
Darüber hinaus leuchtet es ein, dass Bodendüsen kontinuierlich mit Gas beliefert werden müssen, um den Eintritt flüssigen Metalls zu verhindern. Dies führt zu erheblichem Mehrverbrauch an zumeist nicht billigen Gasen, wobei es erwünscht sein kann, im Verlauf des Prozesses nur während bestimmter, zum Teil recht kurzer Perioden Feststoffe durch die Düsen zu führen und letztere somit nur diskontinuierlich zu betreiben.In addition, it makes sense that floor nozzles must be continuously supplied with gas to prevent the entry of liquid metal. This leads to considerable additional consumption of mostly not cheap gases, it being desirable to pass solids through the nozzles during the process only during certain, sometimes quite short periods, and thus to operate the latter only discontinuously.
Das Ziel der Erfindung bestand somit darin ein Verfahren zum Herstellen von flüssigem Eisen vorzuschlagen, das einerseits eine Stoffzufuhr einschliesst, die einen Langzeitkontakt zwischen den Stoffen erlaubt und das andererseits eine hohe Flexibilität aufweist, insbesondere was die Möglichkeit eines schnellen Wechsels von gasförmigem sowie festem Material bzw. von Gemischen gestattet. Darüber hinaus soll das neue Verfahren keine teuren und grossräumigen Vorrichtungen benötigen und den unnötigen Verbrauch an Gasen sowie an Feststoffen vermeiden.The aim of the invention was therefore to propose a process for the production of liquid iron which, on the one hand, includes a material supply which allows long-term contact between the substances and which on the other hand has a high degree of flexibility, in particular what the possibility of a rapid change of gaseous and solid material or of mixtures allowed. In addition, the new process should not require expensive and large-scale devices and should avoid the unnecessary consumption of gases and solids.
Dieses Ziel wird erreicht durch das erfindungsgemässe Verfahren, dessen Merkmale darin bestehen, dass man einer Eisenschmelze einerseits Sauerstoff durch Aufblasen von oben und andererseits Gase und in Gasen suspendierte Feststoffe, vornehmlich Eisenoxyde und kohlenstoffhaltige Substanzen. je nach Bedarf einzeln und kombiniert, durch ein und dasselbe Beschickungsaggregat von unten zuführt, wobei letzteres im wesentlichen aus einem feuerfesten Gefässbodenstein besteht, den man mit orientierten Durchgängen solcher Art versieht, dass sie gleichzeitig gasdurchlässig sind, ohne den Durchtritt flüssigen Metalls zu gestatten und dass man sowohl die Gaszufuhr als die Feststoffzufuhr je nach Bedarf einschaltet, mengenmässig steuert und unterbricht.This aim is achieved by the method according to the invention, the characteristics of which are that an iron melt is given oxygen on the one hand by inflation from above and on the other hand gases and solids suspended in gases, primarily iron oxides and carbon-containing substances. as required, individually and in combination, feeds from below through one and the same charging unit, the latter essentially consisting of a refractory vessel bottom stone, which is provided with oriented passages such that they are gas-permeable at the same time without permitting the passage of liquid metal and that both the gas supply and the solids supply are switched on as required, controlled in terms of quantity and interrupted.
Der Grundgedanke, der die Basis für die Entwicklung des erfindungsgemässen Verfahrens bildet, kann wie folgt ausgedrückt werden: Will man Metallschmelzen durch das Zuführen geeigneter Stoffe, im Rahmen üblicherweise komplizierter Verfahren behandeln, so muss man sich von den in der Fachwelt bestehenden Vorurteilen befreien, welche u.a. besagen, dass man Schmelzen mit Feststoffen nur durch Eintragen von oben durch Einblasen mittels Lanzen und durch Eindüsen von unten bewerkstelligen kann, wobei ein genügend starker Trägergasduchfluss durch die Einführvorrichtungen stattfinden muss, um das Eindringen von flüssigem Metall, zu vehindern. Weiter muss man sich von der Ansicht entfernen, dass Gefässbodensteine nur gas-, nicht aber feststoffdurchlässig gestaltet werden können und dass Gefässbodensteine zum Beschicken mit Gasen allein geeignet seien.The basic idea that forms the basis for the development of the process according to the invention can be expressed as follows: If metal melts are to be treated by adding suitable substances, usually in the context of complicated processes, one has to get rid of the prejudices existing in the specialist world, which among others state that melting with solids can only be achieved by introducing from above by blowing in with lances and by injecting from below, whereby a sufficiently strong carrier gas flow through the introducers must take place in order to prevent the penetration of liquid metal. Furthermore, one has to distance oneself from the view that vessel bottom stones can only be made gas-permeable but not permeable to solids and that vessel bottom stones are only suitable for loading with gases.
Die Wärmezufuhr an das Bad selbst wird durch kontinuierliches oder intermittierendes Aufblasen von Sauerstoff bewerkstelligt. Das Aufblasen auf die Badoberfläche wird hierbei im Gegensatz zum Stand der Technik, nicht durch die Anwesenheit von geschmolzenem und von frisch aufgebrachtem Eisenerz behindert.The heat supply to the bath itself is controlled by continuous or intermittent inflation of oxygen accomplished. In contrast to the prior art, the blowing on the bath surface is not hindered by the presence of molten and freshly applied iron ore.
Die Aufnahme von Kohlenstoff durch flüssiges Eisen ist eine im wesentlichen endotherm verlaufende Reaktion. Aus diesem Grunde wird der Anteil an im Eisen gelösten Kohlenstoff pro Menge eingetragenen Kohlenstoffs in umso stärkerem Masse sinken, als man beim Eintragen auf die Zuhilfenahme grössere Mengen an kühlendem Trägergas angewiesen ist. Will man demnach eine Eisenschmelze mit Kohlenstoff sättigen bzw. übersättigen, so müss man Kohlenstoffkonzentrationen anstreben, die oberhalb 3 % C liegen und dies in'Gefässen die rund 200 Tonnen Eisen enthalten können- Das Erreichen dieser Konzentrationen bedingt erfahrungsgemäss das Eintragen hoher Ueberschüsse an Kohlenstoff mit entsprechend hohem Aufwand an kühlendem Trägergas. Selbstverständlich ist auch Erz eine kühlende Substanz und auch die Reduktion des Erzes zu Metall erfordert Energie. Dank dem erfindungsgemässen Verfahren benötigt man verhältnismässig geringe Mengen an Trägergas; ausserdem lassen sich die thermochemischen Verhältnisse im Gefäss verhältnismässig leicht kontrollieren und entsprechend steuern.The absorption of carbon by liquid iron is an essentially endothermic reaction. For this reason, the proportion of carbon dissolved in the iron per amount of carbon introduced will decrease to an even greater extent, since larger amounts of cooling carrier gas are required for the input. If you want to saturate or supersaturate an iron melt with carbon, you have to strive for carbon concentrations that are above 3% C and this can be done in vessels that can contain around 200 tons of iron correspondingly high expenditure of cooling carrier gas. Of course, ore is also a cooling substance and the reduction of the ore to metal also requires energy. Thanks to the method according to the invention, relatively small amounts of carrier gas are required; in addition, the thermochemical conditions in the vessel can be checked relatively easily and controlled accordingly.
Es lassen sich mittels konventionneller Einrichtungen sowohl die Zusammensetzung der Abgase kontinuierlich und die Badtemperatur diskontinuierlich bestimmen- Auf sinkende Badtemperaturen wird man durch erhöhte Mengen an aufgeblasenem Sauerstoff reagieren, wobei man einen harten Sauerstoffstrahl auf die Badoberfläche richten wird; moderne Blaslanzen gestatten es, den Strahl je nach Bedarf zu modulieren. Analog wird man aus einem erniedrigten CO und einem gleichzeitig erhöhten C02-Gehalt im Abgas auf eine ungenügende Konzentration an Kohlenstoff im Bad schliessen und die Feststoff Zuführung ändern, indem man den C-Anteil erhöht.Conventional devices can be used to determine both the composition of the exhaust gases continuously and the bath temperature discontinuously. Falling bath temperatures will be reacted to by increased amounts of inflated oxygen, whereby a hard oxygen jet will be directed onto the bath surface; Modern blowing lances allow the jet to be modulated as required. Analogously, one will conclude from a reduced CO and a simultaneously increased CO 2 content in the exhaust gas that the concentration of carbon in the bath is insufficient and the solids supply is changed by increasing the C content.
Die ideale Feststoffzusammensetzung begreift rund 70 % Fe203 und 30 % C, wohei die feingemahlenen Stoffe vorzugsweise getrennt gelagert und erst bei der eigentlichen Zuführung ins Bad, vor dem Durchgang durch das Beschickungsaggregat vermischt werden. Erfindungsgemäss wird man im Boden des metallurgischen Gefässes mehrere Beschickungsaggregate anordnen, die man im Verlauf des Prozesses je nach Bedarf einzeln bis insgesamt betreibt und mit Erz, Kohlenstoff bzw. einem Gemisch aus beiden Komponenten beschickt. Dies begreift auch die Massnahme, dass man der chemischen Reaktivität der Gase bzw. der Feststoffe, sowie den thermischen Gegebenheiten innerhalb der Schmelze insofern Rechnung trägt, als man endotherm reagierende Gase bzw. Feststoffe mit Hilfe von solchen Beschickungsaggregaten in die Schmelze einleitet, die unterhalb heisserer Badzonen angeordnet sind und dass man beim eventuellen Verwenden exotherm reagierender Gase bzw. Feststoffe entsprechend umgekehrt vorgeht. So wird man Kohlenstoff vorzugsweise in die Gefässmitte eintragen, da das Bad dort heisser ist.The ideal solids composition understands around 70% Fe203 and 30% C, where the finely ground substances are preferably stored separately and only mixed when they are actually fed into the bath before they pass through the feed unit. According to the invention Arrange several charging units in the bottom of the metallurgical vessel, which are operated individually or as a whole as required in the course of the process and loaded with ore, carbon or a mixture of both components. This also understands the measure that one takes into account the chemical reactivity of the gases or solids, as well as the thermal conditions within the melt, in that endothermic gases or solids are introduced into the melt with the help of such charging units, those below hotter ones Bath zones are arranged and that if any exothermic gases or solids are used, the procedure is reversed. For example, carbon will preferably be introduced into the center of the vessel, since the bath is hotter there.
Die Erfindung bietet einen entscheidenden Vorteil und zwar steht feinkörniges Eisenerz in grossen Mengen und zu relativ niedrigen Preisen zur Verfügung. Der Grund hierfür ist die Tatsache, dass der Billigtransport von Erzen mittels Rohrleistungen voraussetzt, dass die Erze in feingemahlenem Zustand vorliegen, wobei die mittlere Korngrösse bei rund 50 u liegt. Dies wiederum hat zur Folge, dass die auf billigem Wege transportierten Erze gemäss dem Stand der Technik erneut in eine Form überführt werden müssen, die ihre metallurgische Weiterverarbeitung gestattet, was bedeutet, dass die Erze vor ihrer Weiterverarbeitung pelletiert werden müssen. Das Pelletieren ist, da man die Pellets brennen muss. eine relativ kostspielige Angelegenheit, so dass die durch den Billigtransport erzielten Gewinne infolge der zwangsläufig notwendigen Ueberführung der Erze in Pellets, wieder verloren gehen. Diese Nachteile werden erfindungsgemäss nicht nur vermieden, sondern in einen eindeutigen Vorteil verwandelt.The invention offers a decisive advantage, namely that fine-grained iron ore is available in large quantities and at relatively low prices. The reason for this is the fact that the cheap transportation of ores by means of pipe services requires that the ores are in the finely ground state, the mean grain size being around 50 u. This in turn has the consequence that the ores which have been transported cheaply have to be converted again according to the prior art into a form which permits their further metallurgical processing, which means that the ores have to be pelletized before their further processing. Pelleting is because you have to burn the pellets. a relatively expensive affair, so that the profits made by cheap transport are lost again as a result of the inevitable conversion of the ores into pellets. According to the invention, these disadvantages are not only avoided, but are turned into a clear advantage.
Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens benötigte Einrichtung begreift im wesentlichen einen Konverter zum Frischen von Roheisen, der mit einer Sauerstoff-Aufblaslanze ausgerüstet ist und in dessen Boden mehrere Beschickungsaggregate angeordnet sind..Jedes Beschickungsaggregat begreift einen feuerfesten,gasdurchlässigen Baukörper, der aus mindetens zwei, an Längsflächen aneinanderliegenden, aus feuerfestem ungebranntem, z-B. mit einem Kohlenstoffträger gebundenem oder chemisch gebundenem Material bestehenden Segmenten aufgebaut ist. Diese Segmente sind an mindestens einer Längsfläche mit einer verschleissfesten Auflage versehen und werden durch ein gemeinsames Metallgehäuse zusammengefasst, das an den Längsflächen der Segmente dicht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Mörtelschicht, anliegt, wobei an einer Stirnfläche des Baukörpers mindestens ein Anschluss und ein Verteilungsraum für die Materialzufuhr angeordnet sind und der Anschluss mit zumindest einer Gas-und mit zumindest einer Feststoffzuführeinrichtung verbunden ist, von denen jede eine Dosiervorrichtung begreift.The device required to carry out the method according to the invention essentially understands a converter for fresh iron, which is equipped with an oxygen inflation lance and in the bottom of which several charging units are arranged. Each loading unit understands a refractory, gas-permeable structure which consists of at least two on longitudinal surfaces, made of fireproof unbaked, e.g. segments bound with a carbon carrier or chemically bound material is constructed. These segments are provided with a wear-resistant support on at least one longitudinal surface and are combined by a common metal housing that lies tightly against the longitudinal surfaces of the segments, possibly with the interposition of a layer of mortar, with at least one connection and a distribution space for the on an end surface of the structure Material supply are arranged and the connection is connected to at least one gas and at least one solid feed device, each of which understands a metering device.
Die Dosiervorrichtung für Feststoffe ist nützlicherweise eine an sich bekannte Zellenrad Durchblasschleuse wie die Anmelderin sie z.B. in ihrem luxemburgischen Patent LU 80.-692 beschrieben hat.The dosing device for solids is usefully a per se known cellular wheel blow-through lock as the applicant e.g. in their Luxembourg patent LU 80.-692.
Somit werden erfindungsgemäss gasdurchlässige Baukörper, die dem Stand der Technik entsprechend zum Zuführen von Gasen in flüssige Metalle vorgesehen werden und wie sie die Anmelderin in ihren luxemburgischen Patenten LU 82.552, 82.553, 82.554 und 82.597 beschrieben hat, zum kombinierten Einführen von Gasen und Feststoffen herangezogen, was durch ein Koppeln des Baukörpers mit ebenfalLs bekannten, jedoch in anderen Zusammenhängen verwendeten Feststoffzufuhreinrichtungen ermöglicht wird.Thus, according to the invention, gas-permeable structures which are provided in accordance with the prior art for supplying gases into liquid metals and as described by the applicant in her Luxembourg patents LU 82.552, 82.553, 82.554 and 82.597 are used for the combined introduction of gases and solids, which is made possible by coupling the building structure to solid feed devices which are also known but are used in other contexts.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU83313A LU83313A1 (en) | 1981-04-22 | 1981-04-22 | METHOD AND DEVICE FOR THE DIRECT PRODUCTION OF LIQUID IRON |
| LU83313 | 1981-04-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0063532A1 true EP0063532A1 (en) | 1982-10-27 |
Family
ID=19729632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP82630023A Withdrawn EP0063532A1 (en) | 1981-04-22 | 1982-03-24 | Method and process for the instantaneous production of liquid iron |
Country Status (4)
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Inventor name: METZ, PAUL Inventor name: SCHLEIMER, FRANCOIS Inventor name: WEINER, ANTOINE Inventor name: LEGILLE, EDOUARD |