EP0115756A1 - A method and arrangement for producing metals, in particular molten pig iron, steel pre-material or ferroalloys - Google Patents

A method and arrangement for producing metals, in particular molten pig iron, steel pre-material or ferroalloys Download PDF

Info

Publication number
EP0115756A1
EP0115756A1 EP83890215A EP83890215A EP0115756A1 EP 0115756 A1 EP0115756 A1 EP 0115756A1 EP 83890215 A EP83890215 A EP 83890215A EP 83890215 A EP83890215 A EP 83890215A EP 0115756 A1 EP0115756 A1 EP 0115756A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
raw material
vessel
plasma torch
carbon
peripherally
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83890215A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0115756B1 (en
Inventor
Aktiengesellschaf Voest-Alpine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Voestalpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=3564106&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0115756(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Voestalpine AG filed Critical Voestalpine AG
Publication of EP0115756A1 publication Critical patent/EP0115756A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0115756B1 publication Critical patent/EP0115756B1/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces
    • C21B13/125By using plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B4/00Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys
    • C22B4/005Electrothermal treatment of ores or metallurgical products for obtaining metals or alloys using plasma jets

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Metallen, insbesondere von flüssigem Roheisen, Stahlvormaterial oder Ferrolegierungen aus metalloxidhaltigem Rohstoff wird der Rohstoff in einem metallurgischem Gefäß (2) mittels mindestens eines, von oben nach unten gerichteten Plasmabrenners (9) erschmolzen. Um die vom Plasmabrenner zugeführte Energie in möglichst großem Ausmaß dem Feinerz zu dessen Erschmelzung und Reduzierung zur Verfügung stellen zu können und um die Ofenausmauerung vor einer zu großen Wärmebelastung wirksam zu schützen, - wird der Rohstoff in Form von feinteiligen Partikeln parallel zum Plasmastrahl (19) und diesen peripher umgebend von oben in das metallurgische Gefäß (2) zugegeben, - werden in das Gefäß (2) von unten durch die Schmelze (18) hindurch sauerstoffhaltige Gase und Kohlenstoff eingeblasen und - wird in dem Gefäß (2) eine, den Plasmastrahl (19) in seiner gesamten Höhe und den Zuflußstrom (20) der Rohstoffpartikel peripher umgebende Schaumschlacke (17) gebildet.In a method for producing metals, in particular liquid pig iron, steel raw material or ferroalloys from raw material containing metal oxide, the raw material is melted in a metallurgical vessel (2) by means of at least one plasma torch (9) directed from top to bottom. In order to be able to make the energy supplied by the plasma torch as large as possible available to the fine ore for melting and reducing it and to effectively protect the furnace lining from excessive heat, the raw material is made in the form of fine particles parallel to the plasma jet (19). and this peripherally added from above into the metallurgical vessel (2), - oxygen-containing gases and carbon are blown into the vessel (2) from below through the melt (18) and - in the vessel (2) one, the plasma jet (19) in its entire height and the inflow stream (20) of the raw material particles peripherally surrounding foam slag (17).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallen, insbesondere von flüssigem Roheisen, Stahlvormaterial oder Ferrolegierungen.aus metalloxidhältigem Rohstoff, wobei der Rohstoff in einem metallurgischen Gefäß mittels mindestens eines, von oben nach unten gerichteten Plasmabrenners erschmolzen wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a process for the production of metals, in particular liquid pig iron, steel raw material or ferroalloys, from metal oxide-containing raw material, the raw material being melted in a metallurgical vessel by means of at least one plasma torch, directed from top to bottom, and a device for carrying out the process .

Die Verarbeitung von Feinerzen zu Flüssigmetall erfordert bei den heute in Verwendung stehenden Reduktionsaggregaten eine vorhergehende Agglomerierung. Sollen z.B. feinkörnige Eisenerze reduziert und zu Flüssigmetall erschmolzen werden, was üblicherweise in einem Hochofen oder in einem Elektroreduktionsofen erfolgt, ist es zur Erzielung einer möglichst wirtschaftlichen Ausbringung und einer guten Reduktionsleistung bei möglichst geringem Brennstoffverbrauch erforderlich, das Erz durch Sintern, Pelletieren oder Brikettieren stückig zu machen.The processing of fine ores into liquid metal requires a previous agglomeration in the reduction units in use today. Should e.g. fine-grained iron ores are reduced and smelted into liquid metal, which is usually done in a blast furnace or in an electric reduction furnace, to achieve the most economical possible output and good reduction performance with the lowest possible fuel consumption, it is necessary to make the ore lumpy by sintering, pelleting or briquetting.

Dies gilt auch für die Herstellung von Ferrolegierungen (FeCr, FeMn, FeW, FeNi, FeSi, ...), die vorwiegend in Elektroreduktionsöfen erschmolzen werden.This also applies to the production of ferroalloys (FeCr, FeMn, FeW, FeNi, FeSi, ...), which are mainly melted in electric reduction furnaces.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren sind unter anderem im hohen technischen und wirtschaftlichen Aufwand für die Aufbereitung der Erze vor dem eigentlichen Einschmelz- bzw. Reduktionsprozeß und in der relativ langen Prozeßdauer zu sehen.The disadvantages of these known processes can be seen, inter alia, in the high technical and economic outlay for the preparation of the ores before the actual melting or reduction process and in the relatively long process time.

Aus der AT-B - 257 964 ist ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zum Reduzieren metallischer Oxide mittels eines Lichtbogenplasmas bekannt. Der Plasmabogen wird zwischen einem im Deckel vertikal angeordneten Plasmabrenner und einer im Boden eines Schmelzgefäßes angeordneten Bodenelektrode gezündet.From AT-B - 257 964 a method of the type described at the outset for reducing metallic oxides by means of an arc plasma is known. The plasma arc is ignited between a plasma torch arranged vertically in the lid and a bottom electrode arranged in the bottom of a melting vessel.

Die Reduktion der Metalloxide findet in der Schlackenschicht statt, indem das schmelzflüssige Oxid dem Lichtbogenplasmastrahl ausgesetzt wird, der ein Kohlenwasserstoffgas enthält, und dieses schmelzflüssige Oxid durch die Zerfallsprodukte des Kohlenwasserstoffgases reduziert wird.The reduction of the metal oxides takes place in the slag layer by exposing the molten oxide to the arc plasma jet containing a hydrocarbon gas and reducing this molten oxide by the decomposition products of the hydrocarbon gas.

Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß die vom Plasmastrahl abgestrahlte Wärmeenergie eine große Belastung für die Ofenauskleidung darstellt, da die stärkste Wärmestrahlung senkrecht zur Achse des Plasmastrahles auftritt. Dies bedingt einerseits eine Verkürzung der Ofenreise, d.h. der Betriebsdauer des Ofens von einer Ausmauerung bis zur nächsten Ausmauerung der feuerfesten Auskleidung,und andererseits eine schlechte Ausnützung der zugeführten Energie, da ein Großteil der Wärme, ohne am Erschmelzungsprozeß beteiligt zu sein, von der Ofenausmauerung aufgenommen werden muß.This known method has the disadvantage that the thermal energy radiated by the plasma jet is a great burden for the furnace lining, since the strongest heat radiation occurs perpendicular to the axis of the plasma jet. On the one hand, this means a shortening of the furnace journey, i.e. the operating time of the furnace from one lining to the next lining of the refractory lining, and on the other hand poor use of the energy supplied, since a large part of the heat has to be absorbed by the furnace lining without being involved in the melting process.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche es ermöglichen, sowohl Roheisen und roheisenähnliche Flüssigmetalle als auch Ferrolegierungen herzustellen, wobei nicht nur die Ofenausmauerung vor einer zu großen Wärmebelastung durch den Plasmastrahl geschützt ist, sondern die vom Plasmabrenner zugeführte Energie in möglichst großem Ausmaß dem Feinerz zu dessen Erschmelzung und Reduzierung zur Verfügung steht. Weiters soll ein vorhergehendes Agglomerieren des einzusetzenden Rohstoffes, d.h. des einzusetzenden Feinerzes vermieden werden, so daß der diesbezügliche Aufwand entfallen kann.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for performing the method, which make it possible to produce both pig iron and pig iron-like liquid metals as well as ferro-alloys, not only the furnace lining is protected from excessive heat load by the plasma jet, but the energy supplied by the plasma torch is available to the fine ore for melting and reducing it as much as possible stands. Furthermore, a previous agglomeration of the raw material to be used, ie the fine ore to be used, should be avoided, so that the effort involved in this can be dispensed with.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

  • - daß der Rohstoff in Form von feinteiligen Partikeln parallel zum Plasmastrahl und diesen peripher umgebend von oben in das metallurgische Gefäß zugegeben wird,
  • - daß in das Gefäß von unten durch die Schmelze hindurch sauerstoffhältige Gase und Kohlenstoff eingeblasen werden und
  • - daß in dem Gefäß eine, den Plasmastrahl in seiner gesamten Höhe und den Zuflußstrom der Rohstoffpartikel peripher umgebende Schaumschlacke gebildet wird.
This object is achieved according to the invention by combining the following features:
  • that the raw material is added in the form of finely divided particles parallel to the plasma jet and peripherally surrounding it from above into the metallurgical vessel,
  • - That oxygen-containing gases and carbon are blown into the vessel from below through the melt and
  • - That in the vessel one, the plasma jet in its entire height and the inflow flow of the raw material particles peripherally surrounding foam slag is formed.

Die Schaumschlacke bewirkt einen effektvollen Schutz der Ofenausmauerung vor der vom Plasmastrahl ausgehenden Wärmestrahlung. Die Ummantelung des Plasmastrahles durch die eingesetzten feinteiligen Rohstoffpartikel läßt eine optimale Nutzung der Wärmestrahlung des Plasmastrahles zu. Das Einblasen von Kohlenstoff von unten bewirkt, daß ein Austragen des Kohlenstoffes vermieden wird. Die Zuführung des sauerstoffhältigen Gases von unten vermeidet eine vorzeitige Zerstörung der Kathode durch den Sauerstoff.The foam slag effectively protects the furnace lining against the heat radiation emitted by the plasma jet. The sheathing of the plasma jet by the finely divided raw material particles used allows optimal use of the thermal radiation of the plasma jet. The blowing in of carbon from below prevents the carbon from being carried away. The supply of the oxygen-containing gas from below avoids premature destruction of the cathode by the oxygen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Einschmelzen der Rohstoffpartikel die Zufuhr der Rohstoffpartikel eingestellt und lediglich sauerstoffhältiges Gas und/oder Kohlenstoff von unten durch die Schmelze hindurch eingeblasen.According to a preferred embodiment, after the raw material particles have melted, the supply of the raw material particles is stopped and only oxygen-containing gas and / or carbon is blown in from below through the melt.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein feuerfest ausgekleidetes metallurgisches Gefäß und einen von oben nach unten gerichteten Plasmabrenner auf, wobei im Boden des Gefäßes eine Gegenelektrode angeordnet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmabrenner peripher von einem Mantel zur Bildung eines den Plasmabrenner peripher umgebenden Zuführraumes für die feinteiligen Rohstoffpartikel umgeben ist und daß im Boden des metallurgischen Gefäßes Düsen, vorzugsweise Manteldüsen,zur Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas und Kohlenstoff vorgesehen sind.A device for performing the invention The method has a refractory-lined metallurgical vessel and a plasma torch directed from top to bottom, a counterelectrode being arranged in the bottom of the vessel, and is characterized in that the plasma torch is peripheral to a jacket for forming a feed space for the finely divided particles surrounding the plasma torch Raw material particles are surrounded and that nozzles, preferably jacket nozzles, are provided in the bottom of the metallurgical vessel for supplying oxygen-containing gas and carbon.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei die Zeichnung ein metallurgisches Gefäß im Vertikalschnitt zeigt.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing using an exemplary embodiment, the drawing showing a metallurgical vessel in vertical section.

Der metallische Außenmantel 1 des metallurgischen Gefäßes 2 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 3 versehen. Das Gefäß 2 ist mit einem Deckel 4, der ebenfalls feuerfest ausgekleidet ist, geschlossen. An den Deckel 4 schließt eine Abgasleitung 5 an. An den Gefäßunterteil 6 schließt nach oben hin ein im wesentlichen vertikaler zylindrischer Gefäßteil 7 an. Durch den Deckel 4 des Gefäßes 2 ragt in dessen Innenraum 8 ein vertikaler, zentrisch im Gefäß 2 angeordneter Plasmabrenner 9. Im Boden 10 des Gefäßes 2 ist ebenfalls zentral die Bodenelektrode 11 für den Plasmabrenner 9 eingesetzt.The metallic outer jacket 1 of the metallurgical vessel 2 is provided with a refractory lining 3. The vessel 2 is closed with a lid 4, which is also fireproof. An exhaust pipe 5 connects to the cover 4. A substantially vertical cylindrical vessel part 7 adjoins the vessel bottom part 6 at the top. A vertical plasma torch 9, which is arranged centrally in the vessel 2, projects through the lid 4 of the vessel 2 in the interior 8 thereof. The base electrode 11 for the plasma torch 9 is also inserted centrally in the bottom 10 of the vessel 2.

Der Plasmabrenner 9 ist peripher von einem Mantel 12 umgeben, durch den ein den Plasmabrenner 9 umgebender Ringraum 13 gebildet wird, der zum Gefäßboden 10 hin offen ist. Dieser Ringraum 13 kann auch von mehreren, den Plasmabrenner peripher umgebenden Aufblaslanzen für die Rohstoffpartikel gebildet sein. Im Boden 10 des Gefäßes 2 sind Bodendüsen14, die vorzugsweise als Manteldüsen ausgebildet sind, angeordnet, durch die Sauerstoff und/oder Kohlenstoff in den Innenraum 8 des Gefäßes 2 eingeblasen wird.The plasma torch 9 is peripherally surrounded by a jacket 12, through which an annular space 13 is formed which surrounds the plasma torch 9 and which is open to the vessel bottom 10. This annular space 13 can also be formed by a plurality of inflation lances for the raw material particles surrounding the plasma torch. In the bottom 10 of the Ge Barrel 2 are bottom nozzles 14, which are preferably designed as jacket nozzles, through which oxygen and / or carbon is blown into the interior 8 of the vessel 2.

Im Gefäßunterteil 6 sind ein Schlackenabstichloch 15 und ein Metallabstichloch 16 vorgesehen. Die im Gefäß befindliche Schlacke ist mit 17, das erschmolzene Metall mit 18 und der Plasmastrahl mit 19 bezeichnet. Der den Plasmastrahl umgebende Rohstoffmantel trägt das Bezugszeichen 20.A slag tap hole 15 and a metal tap hole 16 are provided in the lower part 6 of the vessel. The slag in the vessel is designated 17, the molten metal 18 and the plasma jet 19. The raw material jacket surrounding the plasma jet bears the reference number 20.

Nachfolgend ist die Funktion der Einrichtung beim Herstellen von Roheisen näher erläutert:

  • Eine erste Chargierung mit Feinerz und Schlackenbildnern erfolgt durch den Ringraum (oder die eventuell statt ihm vorgesehenen Aufblaslanzen). Danach wird ein Plasmabogen 19 zwischen dem in vertikaler Richtung beweglichen (zur optimalen Einstellung der Plasmabogenlänge) Plasmabrenner 9 und der wassergekühlten Bodenelektrode 11 gezündet und der gegebenenfalls mit Feinkohle vermischte Einsatz durch die vom Plasmabogen 19 abgestrahlte Wärme aufgeschmolzen sowie mittels des mit ihm eingeblasenen Reduktionsgases reduziert.
The function of the device in the production of pig iron is explained in more detail below:
  • A first batch with fine ore and slag formers takes place through the annular space (or the inflation lances that may be provided instead of it). Thereafter, a plasma arc 19 is ignited between the plasma torch 9, which is movable in the vertical direction (for optimum adjustment of the plasma arc length), and the water-cooled bottom electrode 11, and the insert mixed with fine coal, if necessary, is melted by the heat radiated by the plasma arc 19 and reduced by means of the reducing gas blown in with it.

Nach Bildung eines Metallsumpfes 18 und einer Schlackenschicht 17 wird sowohl von oben durch den Ringraum 13 (bzw. die Aufblaslanzen) zusätzlich zum Einsatz und Reduktionsgas als auch von unten durch die Bodendüsen Sauerstoff und/oder Kohlenstoff eingedüst, um eine Schaumschlacke aufzubauen.After formation of a metal sump 18 and a slag layer 17, oxygen and / or carbon is injected both from above through the annular space 13 (or the inflation lances) in addition to the insert and reducing gas and from below through the floor nozzles in order to build up a foam slag.

Ein Schäumen der Schlacke ist nur möglich, wenn in der Schlacke ein ausreichender Fe0-Gehalt und Kohlenstoffgehalt, in Form von elementarem Kohlenstoff bzw. kohlenstoffgesättigten Metallspritzern, vorliegt. In diesem Fall reagiert der Kohlenstoff und der Sauerstoff des Eisenoxides unter Bildung von Kohlenmonoxid. Diese Gasbildung führt zu einem Aufblähen bzw. Schäumen der Schlacke. Darüber hinaus ist für das Schäumen der Schlacke eine hinreichende Schlackenhöhe und entsprechende Schlackenviskosität erforderlich.Foaming of the slag is only possible if there is sufficient Fe0 and carbon content in the slag in the form of elemental carbon or carbon-saturated metal splashes. In this In this case, the carbon and oxygen of the iron oxide react to form carbon monoxide. This gas formation leads to an expansion or foaming of the slag. In addition, an adequate slag height and corresponding slag viscosity are required for the foaming of the slag.

Der Kohlenstoff dient somit zur Reduktion, zur Heizung (durch Verbrennung mit Sauerstoff) und zur Schäumung.The carbon thus serves for reduction, for heating (through combustion with oxygen) and for foaming.

Ist die Einschmelzphase beendet, so wird die Feinerzzufuhr eingestellt, jedoch Sauerstoff und/oder Kohlenstoff weiterhin durch die Bodendüsen 14 eingedüst. Der Prozeß in der folgenden Fertigreduktionsphase wird nun so geführt, daß einerseits die gewünschte Abstichtemperatur und andererseits ein geringer Metalloxidgehalt durch einen relativ hohen Kohlenstoffüberschuß in der Schlacke 17 erreicht wird. Anschließend wird durch das Schlackenabstichloch 15 abgeschlackt und durch das Metallabstichloch 16 abgestochen.When the melting phase has ended, the fine ore supply is discontinued, but oxygen and / or carbon continue to be injected through the floor nozzles 14. The process in the subsequent final reduction phase is now carried out in such a way that on the one hand the desired tapping temperature and on the other hand a low metal oxide content is achieved by a relatively high excess of carbon in the slag 17. The slag tapping hole 15 is then used for slagging and the metal tapping hole 16 is used for tapping.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwischen einer Einschmelz- und Fertigreduktionsphase unterschieden. Dementsprechend verändern sich auch die Schlackenzusammensetzungen. Im folgenden sind Richtwerte der Schlackenanalyse für die Einschmelz- und Fertigschmelzphase bei der Herstellung von roheisenähnlichem Flüssigmetall mit ca. 2 % Kohlenstoff in einem basisch zugestellten Reduktionsreaktor angegeben.In the method according to the invention, a distinction is made between a melting phase and a finished reduction phase. The slag compositions change accordingly. In the following, guideline values of the slag analysis for the smelting and finished melting phases in the production of pig iron-like liquid metal with approx. 2% carbon are given in a reduction reactor supplied with a base.

Schlackenzusammensetzung in der Einschmelzphase:

  • 30 bis 35 % FeO + Fe3O4
  • 40 bis 45 % Ca0 + MnO
  • 15 bis 20 % Si02
  • Rest P205, A1203, MgO u.a.
Slag composition in the melting phase:
  • 30 to 35% FeO + Fe 3 O 4
  • 40 to 45% Ca0 + MnO
  • 15 to 20% Si0 2
  • Balance P205, A1203, MgO and others

Schlackenzusammensetzung in der Fertigschmelzphase:

  • 10 bis 15 % Gesamteisengehalt der Schlacke (das Eisen ist großteils in Form von FeO an den Sauerstoff gebunden)
  • 50 bis 55 % Ca0 + MnO
  • 20 bis 25 % Si02
  • Rest P205, A1203, MgO u.a.
Slag composition in the final melting phase:
  • 10 to 15% total iron content of the slag (the iron is largely bound to the oxygen in the form of FeO)
  • 50 to 55% Ca0 + MnO
  • 20 to 25% Si0 2
  • Balance P 2 0 5 , A1203, MgO and others

Neben der Zufuhr von elektrischer Energie durch den Plasmabrenner 9 wird ein Großteil der benötigten Energie in Form von Kohlenstoff und Sauerstoff zugeführt (- es verbrennt der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff, wobei Energie frei wird -), wodurch es möglich ist, auch hochschmelzende Legierungen, insbesondere hochschmelzende Ferrolegierungen, kostengünstig herzustellen. Die oben dargelegten grundsätzlichen Überlegungen für die Schlackenbildung gelten auch bei der Erzeugung von Ferrolegierungen. Dabei nimmt jedoch der Eisenoxidgehalt ab, wogegen die Gehalte an Mn-, Cr-, W-Oxid u.a. zunehmen.In addition to the supply of electrical energy by the plasma torch 9, a large part of the required energy is supplied in the form of carbon and oxygen (- the carbon burns with the oxygen, whereby energy is released -), which makes it possible to also use high-melting alloys, in particular high-melting ferro alloys, inexpensive to manufacture. The basic considerations for slag formation set out above also apply to the production of ferroalloys. However, the iron oxide content decreases, whereas the contents of Mn, Cr, W oxide, etc. increase.

Die hohe, vom Plasmabrenner 9 erzeugte Temperatur ist vorwiegend in der Einschmelzphase von besonderem Vorteil. Für einen möglichst wirtschaftlichen Ofenbetrieb ist es zweckmäßig, daß nach dem Abstich ein Metallsumpf 18 im Schmelzgefäß 2 verbleibt; bei einer erneuten Chargierung kann dann sofort mit dem Einblasen von Kohlenstoff und/oder Sauerstoff (sowohl von unten als auch von oben) - als zusätzlicher Energieträger zum Plasmabrenner 9 - begonnen werden.The high temperature generated by the plasma torch 9 is of particular advantage primarily in the melting phase. For the most economical furnace operation, it is expedient that a metal sump 18 remains in the melting vessel 2 after tapping; when charging again, the blowing in of carbon and / or oxygen (both from below and from above) - as an additional energy source to the plasma torch 9 - can then be started immediately.

Neben den Vorteilen der optimalen Ausnutzung der vom Plasmastrahl 19 abgegebenen Energie und der weitgehenden Schonung der Ofenauskleidung bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch die Möglichkeit, die Abgasmengen durch gezielte Prozeßführung (durch geeignete Energiezufuhr durch den Plasmabrenner 9 sowie dosiertes Einblasen von Heiz-, Reduktions- und Schäumgas) möglichst gering zu halten. Die heißen Abgase können zweckmäßig zur Vorwärmung und/oder teilweisen Vorreduktion des eingesetzten Erzes verwendet werden.In addition to the advantages of optimally utilizing the energy emitted by the plasma jet 19 and largely protecting the furnace lining, the method according to the invention also offers the possibility of reducing the exhaust gas quantities by means of targeted process control (by means of suitable energy) supply by the plasma torch 9 and metered blowing of heating, reducing and foaming gas) to be kept as low as possible. The hot exhaust gases can expediently be used for preheating and / or partial pre-reduction of the ore used.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Metallen, insbesondere von flüssigem Roheisen, Stahlvormaterial oder Ferrolegierungen, aus metalloxidhältigem Rohstoff, wobei der Rohstoff in einem metallurgischen Gefäß (2) mittels mindestens eines, von oben nach unten gerichteten Plasmabrenners (9) erschmolzen wird, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: - daß der Rohstoff in Form von feinteiligen Partikeln parallel zum Plasmastrahl (19) und diesen peripher umgebend von oben in das metallurgische Gefäß (2) zugegeben wird, - daß in das Gefäß (2) von unten durch die Schmelze (18) hindurch sauerstoffhältige Gase und Kohlenstoff eingeblasen werden und - daß in dem Gefäß (2) eine, den Plasmastrahl (19) in seiner gesamten Höhe und den Zuflußstrom (20) der Rohstoffpartikel peripher umgebende Schaumschlacke (17) gebildet wird. 1. A process for the production of metals, in particular liquid pig iron, steel raw material or ferroalloys, from metal oxide-containing raw material, the raw material being melted in a metallurgical vessel (2) by means of at least one plasma torch (9) directed from top to bottom, characterized by the Combination of the following features: - That the raw material is added in the form of fine particles parallel to the plasma jet (19) and surrounding it peripherally from above into the metallurgical vessel (2), - That in the vessel (2) from below through the melt (18) are blown through oxygen-containing gases and carbon and - That in the vessel (2) one, the plasma jet (19) in its entire height and the inflow stream (20) of the raw material particles peripherally surrounding foam slag (17) is formed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschmelzen der Rohstoffpartikel die Zufuhr der Rohstoffpartikel eingestellt und lediglich sauerstoffhältiges Gas und/oder Kohlenstoff von unten durch die Schmelze (18) hindurch eingeblasen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that after the melting of the raw material particles, the supply of the raw material particles is stopped and only oxygen-containing gas and / or carbon is blown in from below through the melt (18). 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, mit einem feuerfest ausgekleideten metallurgischen Gefäß (2) und einem von oben nach unten gerichteten Plasmabrenner (9), wobei im Boden (10) des Gefäßes (2) eine Gegenelektrode (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmabrenner (9) peripher von einem Mantel zur Bildung eines den Plasmabrenner (9) peripher umgebenden Zuführraumes (13) für die feinteiligen Rohstoffpartikel umgeben ist und daß im Boden des metallurgischen Gefäßes Düsen (14), vorzugsweise Manteldüsen, zur Zufuhr von sauerstoffhältigem Gas und Kohlenstoff vorgesehen sind.3. Device for performing the method according to claims 1 or 2, with a refractory lined metallurgical vessel (2) and a plasma torch (9) directed from top to bottom, wherein in the bottom (10) of the vessel (2) a counter electrode (11 ) is arranged, characterized in that the plasma torch (9) peripherally from a jacket to Formation of a feed chamber (13) surrounding the plasma torch (9) peripherally for the finely divided raw material particles and that nozzles (14), preferably jacket nozzles, are provided in the bottom of the metallurgical vessel for supplying oxygen-containing gas and carbon. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführraum (13) von mehreren, den Plasmabrenner (9) peripher umgebenden Aufblaslanzen gebildet ist.4. Device according to claim 3, characterized in that the feed space (13) is formed by several, surrounding the plasma torch (9) peripheral inflation lances.
EP83890215A 1982-12-07 1983-11-24 A method and arrangement for producing metals, in particular molten pig iron, steel pre-material or ferroalloys Expired EP0115756B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0444582A AT375960B (en) 1982-12-07 1982-12-07 METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING METALS, ESPECIALLY LIQUID PIPE IRON, STEEL PRE-MATERIAL OR REMOTE ALLOYS
AT4445/82 1982-12-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0115756A1 true EP0115756A1 (en) 1984-08-15
EP0115756B1 EP0115756B1 (en) 1986-09-17

Family

ID=3564106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83890215A Expired EP0115756B1 (en) 1982-12-07 1983-11-24 A method and arrangement for producing metals, in particular molten pig iron, steel pre-material or ferroalloys

Country Status (12)

Country Link
US (2) US4533385A (en)
EP (1) EP0115756B1 (en)
JP (1) JPS59113111A (en)
AT (1) AT375960B (en)
AU (1) AU2210283A (en)
DD (1) DD215583A5 (en)
DE (1) DE3366331D1 (en)
ES (1) ES8506101A1 (en)
FI (1) FI834416A (en)
NO (1) NO834484L (en)
PT (1) PT77770B (en)
ZA (1) ZA839054B (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0292469A1 (en) * 1987-05-18 1988-11-23 K.H.T. Know-How-Trading Patentverwertung Gesellschaft m.b.H. Process and apparatus for high-temperature chemical operations
EP0657549A1 (en) * 1993-12-10 1995-06-14 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for producing an iron melt

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654076A (en) * 1986-01-30 1987-03-31 Plasma Energy Corporation Apparatus and method for treating metallic fines
US5017754A (en) * 1989-08-29 1991-05-21 Hydro Quebec Plasma reactor used to treat powder material at very high temperatures
US5177763A (en) * 1990-03-28 1993-01-05 Kawasaki Steel Corporation Furnace bottom structure of direct current electric furnace
DE4130397A1 (en) * 1991-09-12 1993-03-18 Kortec Ag DC ELECTRIC OVEN WITH A STOVE ELECTRODE, STOVE ELECTRODE AND ELECTRODE BLOCK AND OPERATING METHOD FOR THIS OVEN
US5375139A (en) * 1993-02-26 1994-12-20 Bender; Manfred Electric arc furnace insitu scrap preheating process
US5528012A (en) * 1994-03-28 1996-06-18 Retech, Inc. Apparatus and method for starting a plasma arc treatment system
SE536291C2 (en) 2012-03-08 2013-08-06 Valeas Recycling Ab Iron reduction process and device therefore

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT257964B (en) * 1963-10-01 1967-11-10 Union Carbide Corp Process for the reduction of metal oxides
FR1545464A (en) * 1967-11-28 1968-11-08 Exxon Research Engineering Co Process for melting ferrous materials in an electric arc furnace
US3472650A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
US3736358A (en) * 1971-07-30 1973-05-29 Westinghouse Electric Corp Process for iron ore reduction and electric furnace for iron ore reduction having at least one nonconsumable electrode
DE2733790A1 (en) * 1976-07-28 1978-02-02 Stora Kopparbergs Bergslags Ab METHOD FOR PRODUCING BIG IRON BY MELT REDUCTION
DE2710377B1 (en) * 1977-03-10 1978-08-24 Krupp Gmbh Process for the production of steel from metal sponge using glass plasmas as energy carriers
GB2085480A (en) * 1980-10-15 1982-04-28 Stora Kopparbergs Bergslags Ab A process for the manufacture of crude iron and energy-rich gases

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1458797A1 (en) * 1964-05-06 1969-02-27 Enn Vallak Process and device for smelting reduction of metals
DE1252336B (en) * 1964-08-13 1967-10-19 The Battelle Development Corporation, Columbus, Ohio (V St A) Plasma arc torch and method of operating such a torch
US3708599A (en) * 1971-04-22 1973-01-02 Thermal Transfer Corp High temperature apparatus
US3843351A (en) * 1973-05-24 1974-10-22 Boeing Co Method and apparatus for separating a constituent of a compound,such as a metal from an ore,by chemical reaction and physical separation using a plasma in the presence of a magnetic field
GB1511832A (en) * 1974-05-07 1978-05-24 Tetronics Res & Dev Co Ltd Arc furnaces and to methods of treating materials in such furnaces
AT372110B (en) * 1981-12-23 1983-09-12 Voest Alpine Ag DEVICE FOR PRODUCING STEEL

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT257964B (en) * 1963-10-01 1967-11-10 Union Carbide Corp Process for the reduction of metal oxides
US3472650A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
FR1545464A (en) * 1967-11-28 1968-11-08 Exxon Research Engineering Co Process for melting ferrous materials in an electric arc furnace
US3736358A (en) * 1971-07-30 1973-05-29 Westinghouse Electric Corp Process for iron ore reduction and electric furnace for iron ore reduction having at least one nonconsumable electrode
DE2733790A1 (en) * 1976-07-28 1978-02-02 Stora Kopparbergs Bergslags Ab METHOD FOR PRODUCING BIG IRON BY MELT REDUCTION
DE2710377B1 (en) * 1977-03-10 1978-08-24 Krupp Gmbh Process for the production of steel from metal sponge using glass plasmas as energy carriers
GB2085480A (en) * 1980-10-15 1982-04-28 Stora Kopparbergs Bergslags Ab A process for the manufacture of crude iron and energy-rich gases

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0292469A1 (en) * 1987-05-18 1988-11-23 K.H.T. Know-How-Trading Patentverwertung Gesellschaft m.b.H. Process and apparatus for high-temperature chemical operations
WO1988009390A1 (en) * 1987-05-18 1988-12-01 K.H.T.Know-How-Trading Patentverwertung Gesellscha Process and device for implementing hot chemical processes
EP0657549A1 (en) * 1993-12-10 1995-06-14 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for producing an iron melt
US5611838A (en) * 1993-12-10 1997-03-18 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for producing an iron melt

Also Published As

Publication number Publication date
ZA839054B (en) 1984-08-29
PT77770A (en) 1984-01-01
US4617671A (en) 1986-10-14
AT375960B (en) 1984-09-25
US4533385A (en) 1985-08-06
EP0115756B1 (en) 1986-09-17
DE3366331D1 (en) 1986-10-23
FI834416A0 (en) 1983-12-02
NO834484L (en) 1984-06-08
JPS59113111A (en) 1984-06-29
DD215583A5 (en) 1984-11-14
ATA444582A (en) 1984-02-15
FI834416A (en) 1984-06-08
JPH0256407B2 (en) 1990-11-30
ES527834A0 (en) 1985-06-01
PT77770B (en) 1986-03-19
ES8506101A1 (en) 1985-06-01
AU2210283A (en) 1984-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0657549B1 (en) Process for producing an iron melt
DE69932357T2 (en) PROCESS FOR PRODUCING IRON MELTS IN DUPLEX OVEN
AT404942B (en) PLANT AND METHOD FOR PRODUCING METAL MELT
DE2723857A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR STEEL PRODUCTION
EP0721990B1 (en) Method of producing alloyed steels and arc furnace installation with positionable blowing lances therefor
DE3042239A1 (en) METHOD FOR PRODUCING STAINLESS STEEL
EP0115756B1 (en) A method and arrangement for producing metals, in particular molten pig iron, steel pre-material or ferroalloys
US3198624A (en) Process for the manufacture of stainless steel
US5395420A (en) Process for using foamed slag in stainless steel production
DE3306910C2 (en) Manufacture of ferrosilicon
EP0087405A1 (en) Process and device for the reduction of particle-sized ores containing oxide
EP0313547B1 (en) Continuous steel melting process
DE2939859C2 (en) Steel making process
IT8050269A1 (en) PROCEDURE FOR PRODUCING STEEL WITH A HIGH CHROME CONTENT.
EP0118655B1 (en) Method of carrying out metallurgical or chemical processes, and a low-shaft furnace
US4198229A (en) Method of dephosphorization of metal or alloy
US4971622A (en) Sulphur and silicon control in ferrochromium production
CA1311618C (en) Process for melting scrap iron, sponge iron and/or solid pig iron or the like
WO2000015855A1 (en) Method for reprocessing steel slags and ferriferous materials
EP0470067B1 (en) Process and installation for melting steel
US1844598A (en) Manufacture of metallic alloys
US1428057A (en) Production of low-carbon ferro alloys
DE2356924C3 (en) Method and device for melting steels in an electric furnace
AT389898B (en) Process for the continuous melting of steel
JPS62167808A (en) Production of molten chromium iron

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): BE DE FR GB IT LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19850131

17Q First examination report despatched

Effective date: 19860304

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): BE DE FR GB IT LU NL SE

ET Fr: translation filed
REF Corresponds to:

Ref document number: 3366331

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19861023

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: SOCIETA' ITALIANA BREVETTI S.P.A.

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

26 Opposition filed

Opponent name: FRIED. KRUPP GMBH

Effective date: 19870616

NLR1 Nl: opposition has been filed with the epo

Opponent name: FRIED. KRUPP GMBH

PLAB Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299OPPO

R26 Opposition filed (corrected)

Opponent name: FRIED. KRUPP GMBH, ESSEN

Effective date: 19870616

PLBN Opposition rejected

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009273

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: OPPOSITION REJECTED

27O Opposition rejected

Effective date: 19881015

NLR2 Nl: decision of opposition
ITPR It: changes in ownership of a european patent

Owner name: CESSIONE;VOEST - ALPINE INDUSTRIEANLAGENBAU GMBH

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732

NLS Nl: assignments of ep-patents

Owner name: VOEST-ALPINE INDUSTRIEANLAGENBAU GESELLSCHAFT M.B.

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: TP

ITTA It: last paid annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19931014

Year of fee payment: 11

Ref country code: DE

Payment date: 19931014

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 19931015

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19931018

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19931021

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19931029

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19931130

Year of fee payment: 11

EPTA Lu: last paid annual fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19941124

Ref country code: GB

Effective date: 19941124

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19941125

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Effective date: 19941130

EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 83890215.3

BERE Be: lapsed

Owner name: VOEST-ALPINE INDUSTRIEANLAGENBAU G.M.B.H.

Effective date: 19941130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19950601

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19941124

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19950731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19950801

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 83890215.3

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST