NO120876B

NO120876B -

Info

Publication number: NO120876B
Application number: NO2599/69A
Authority: NO
Inventors: P Persson
Original assignee: Nitro Nobel Ab
Priority date: 1968-07-15
Filing date: 1969-06-23
Publication date: 1970-12-14
Also published as: AT299043B; YU36998B; YU168769A; DK134395B; SE356500B; SU373967A3; CS154629B2; DK134395C

Description

Fremgangsmåte ved kontinuerlig reduksjon av metalloksyder. Process for continuous reduction of metal oxides.

Denne oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte ved kontinuerlig reduksjon av metalloksyder ved å innmate findelt oksydmalm ved vertikal ovnssjakts øvre ende og å bringe de frittfallende malmpartikler i kontakt med reduserende gass rik på fritt hydrogen under fallet gjennom ovnssj akten, idet mengden av hydrogengass avpasses slik at malmpartiklene i det vesentlige er fullstendig nedredusert innen de når sjaktens bunn, hvor metallpartiklene oppsamles i en ikke-oksyderende atmosfære. This invention is directed to a method for the continuous reduction of metal oxides by feeding finely divided oxide ore at the upper end of a vertical furnace shaft and bringing the free-falling ore particles into contact with reducing gas rich in free hydrogen during the fall through the furnace shaft, the amount of hydrogen gas being adjusted so that the ore particles are essentially completely reduced by the time they reach the bottom of the shaft, where the metal particles are collected in a non-oxidizing atmosphere.

Hensikten med oppfinnelsen er å fremskaffe en bedret fremgangsmåte til å ut-vinne metaller ut fra deres reduserbare for-bindelser ved hjelp av gasser som er rike på fritt vannstoff. The purpose of the invention is to provide an improved method for extracting metals from their reducible compounds by means of gases which are rich in free hydrogen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen The method according to the invention

er kjennetegnet ved at det i ovnssj akten frembringes følgende adskilte temperatursoner regnet fra ovnens topp, en øvre sone C med temperatur 250—350° C, en etter-følgende sone B med temperatur 350—500° C, en reduksjonssone A med temperatur 850—1000° C samt en kjølesone D, idet det i hver slik temperatursone innføres hydrogen og f orbrenningsluft samt eventuelt kjølegass i individuelt avpassete mengder, så at man kan innstille hver slik sone til en ønsket temperatur og ønsket reduksjonsvirkning i forhold til nabosonene. is characterized by the fact that the following separate temperature zones are produced in the furnace chamber, counted from the top of the furnace, an upper zone C with a temperature of 250—350° C, a subsequent zone B with a temperature of 350—500° C, a reduction zone A with a temperature of 850— 1000° C as well as a cooling zone D, as hydrogen and pre-combustion air as well as possibly cooling gas are introduced in each such temperature zone in individually adjusted quantities, so that each such zone can be set to a desired temperature and desired reduction effect in relation to the neighboring zones.

<y>tterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå klarere av den etterfølgende be-skrivelse som henviser til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et apparat for Further features of the invention will appear more clearly from the following description which refers to the accompanying drawings, where: Fig. 1 schematically shows an apparatus for

utførelse av oppfinnelsen. execution of the invention.

Fig. 2 viser i større målestokk et snitt gjennom apparatet som viser brennerringene og gasstilførselsledningene. Fig. 3 viser i større målestokk et typisk snitt gjennom apparatet og viser gassled-ningene og et kammer for bortførsel av spillgasser like ved apparatets topp og bunn. Fig. 4 viser i større målestokk et typisk tverrsnitt gjennom ovnen ved brennerringene. Fig. 2 shows on a larger scale a section through the apparatus showing the burner rings and the gas supply lines. Fig. 3 shows on a larger scale a typical section through the apparatus and shows the gas lines and a chamber for the removal of waste gases close to the top and bottom of the apparatus. Fig. 4 shows on a larger scale a typical cross-section through the furnace at the burner rings.

Når denne oppfinnelse gjennomføres i praksis, strømmer gasser med høyt innhold av fritt vannstoff i et støkiometrisk overskudd av det som kreves for å redusere den malm som behandles, oppad gjennom en reaksjonssone med malm som faller nedad gjennom sonen. Temperaturen inne i reaksjonssonen holdes under sintringspunktet for det metall som reduseres, og er fortrinsvis høyest i sonens nedre parti. Trykket inne i reaksjonssonen har fortrinnsvis stort sett atmosfæretrykk, og hastigheten for gassene som strømmer gjennom sonen, påvirkes av den mengde malm som befinner seg inne i reaksjonssonen. På grunn av disse forhold vil den mengde malm som behandles pr. tidsenhet kunne variere, når det skal opprettholdes en jevn grad av reduksjon av malmen. When this invention is put into practice, gases with a high free hydrogen content in a stoichiometric excess of that required to reduce the ore being treated flow upward through a reaction zone with ore falling downward through the zone. The temperature inside the reaction zone is kept below the sintering point of the metal being reduced, and is preferably highest in the lower part of the zone. The pressure inside the reaction zone is preferably mostly atmospheric pressure, and the speed of the gases flowing through the zone is affected by the amount of ore that is inside the reaction zone. Due to these conditions, the amount of ore processed per unit of time could vary, when a uniform degree of reduction of the ore is to be maintained.

Temperaturene inne i reaksjonssonen frembringes og opprettholdes ved at man forbrenner vannstoff i den. Hovedandelen av vannstoffet tilføres fortrinnsvis til reaksjonssonens nedre parti med mellomrom langs sonens lengde, og her tilføres også surstoff eller forbrenningsluft for å nå den nødvendige temperatur, som deretter opprettholdes ved selektiv tilførsel av forbrenningsluft eller en kjølegass, for eksempel vannstoff eller kvelstoff. Det midtre parti i reaksjonssonen er utstyrt med et mindre antall gassinntak for vannstoff, forbrenningsgass og kjølegass. Det øvre parti i sonen kan også være utstyrt med noen få slike gassinntak, i all fall like ved dettes nedre ende, for å kontrollere temperaturen. Svake innsnevringer mellom disse sone-partier tjener til å avgrense partiene av forskjellig temperatur, og til å hjelpe til med å kontrollere malmstrømmen, ved å avbøye denne utad fra sonesidene. Under reaksjonssonen er det en sone som de utreduserte metallpartikler i malmen passerer gjennom, og heri omgis de av en kjøle-gass for å nedredusere deres temperatur. Et uttak ved toppen av reaksjonssonen eller under kjølesonen for bortførsel av gassene sørger for sirkulasjon gjennom sonene. The temperatures inside the reaction zone are generated and maintained by burning hydrogen in it. The main part of the water substance is preferably supplied to the lower part of the reaction zone at intervals along the length of the zone, and here oxygen or combustion air is also supplied to reach the required temperature, which is then maintained by selective supply of combustion air or a cooling gas, for example hydrogen or nitrogen. The middle part of the reaction zone is equipped with a smaller number of gas intakes for hydrogen, combustion gas and cooling gas. The upper part of the zone can also be equipped with a few such gas inlets, at least close to its lower end, in order to control the temperature. Slight constrictions between these zone sections serve to delimit the sections of different temperature, and to help control the flow of ore by deflecting it outwards from the zone sides. Below the reaction zone there is a zone through which the reduced metal particles in the ore pass, and here they are surrounded by a cooling gas to lower their temperature. An outlet at the top of the reaction zone or below the cooling zone for the removal of the gases ensures circulation through the zones.

Den hastighet hvormed vannstoffgass tilføres til reaksjonssonen etterat man har nådd reaksjonstemperaturene, er propor-sjonal med malmmengden inne i reaksjonssonen. Det tilføres reaksjonssonen kontinuerlig et støkiometrisk overskudd av vannstoff, slik at man så å si fullstendig får redusert ut metalloksydet inne i sonen. Den naturlige ekspansjon av de gasser som innføres i reaksjonssonen sørger for å skaffe en kontinuerlig og noe turbulent oppadrettet strøm av gassen, slik at hver nedfallende melmpartikkel omsluttes der-av, og at man får en stort sett uniform re-aksjonshastighet for metalloksydet. Fortrinsvis forvarmes gassene innen de inn-føres i reaksjonssonen, for å hindre uønsket temperaturfall inne i sonen. Som følge av gassekspansjonen påvirkes ikke tyngde-krafttilførselen av malmpartlkler gjennom sonen. Når det trenges ytterligere oppvarming av sonen, tilføres det ytterligere mengder vannstoff og forbrenningsgass. Når temperaturen stiger over bestemte grenser, tilføres det kjølegass til de områder hvor dette er nødvendig. The rate at which hydrogen gas is supplied to the reaction zone after the reaction temperatures have been reached is proportional to the amount of ore inside the reaction zone. A stoichiometric excess of water is continuously supplied to the reaction zone, so that the metal oxide inside the zone is, so to speak, completely reduced. The natural expansion of the gases that are introduced into the reaction zone provides a continuous and somewhat turbulent upward flow of the gas, so that each falling dust particle is enveloped there, and that you get a mostly uniform reaction rate for the metal oxide. The gases are preferably preheated before they are introduced into the reaction zone, in order to prevent an unwanted drop in temperature inside the zone. As a result of the gas expansion, the gravity supply of ore particles through the zone is not affected. When additional heating of the zone is needed, additional quantities of hydrogen and combustion gas are added. When the temperature rises above certain limits, cooling gas is supplied to the areas where this is needed.

Når man nedreduserer jernmalmer, er de malmer som brukes, hovedsakelig hematittmalm og magnetittmalm, som inneholder henholdsvis oksydene Fe^O:! og FesO-i. Den kjemiske formel for disse oksyders reaksjon er meget enkel og velkjent. Det er denne enkle formel som har stadig fristet industrien til å anvende direkte reduksjon av malmene til metall, fordi vannstoff rea-gerer direkte med surstoffet i oksydet så at det dannes Fe og H-O. Når det dreier seg om hematittmalm er reaksjonen Fe^Oa + 6H y 3HaO + 2Fe, og når det dreier seg om magnetittmalm er reaksjonen Fe:i0.i + 8H v 4HlO + 3Fe. When reducing iron ores, the ores used are mainly hematite ore and magnetite ore, which respectively contain the oxides Fe^O:! and FesO-i. The chemical formula for the reaction of these oxides is very simple and well known. It is this simple formula that has constantly tempted the industry to use direct reduction of the ores to metal, because hydrogen reacts directly with the oxygen in the oxide so that Fe and H-O are formed. In the case of hematite ore, the reaction is Fe^Oa + 6H y 3HaO + 2Fe, and in the case of magnetite ore the reaction is Fe:i0.i + 8H v 4HlO + 3Fe.

Forvarming av valmene til temperaturer over 200° C driver av absorbert fuktig-het og meget av krystallvannet, hvorved mengden av vanndamp i reaksjonssonen senkes. Det er av denne grunn at det er ønskelig å bruke tørre malmer. De reak-sjoner som er gitt foran, er enkelte gan-ger reverserbare ved høye temperaturer, og av denne grunn holdes temperaturene i den nedre ende av reaksjonssonen høyere, for å drive av vanndamp fra metallpartiklene slik at man derved hindrer reoksydasjon av partiklene. Dene reoksydasjon av metallpartikler er vel illustrert ved likningen Fe + damp < —>• FejtO.» + H. Preheating the vats to temperatures above 200°C removes absorbed moisture and much of the crystal water, thereby lowering the amount of water vapor in the reaction zone. It is for this reason that it is desirable to use dry ores. The reactions given above are sometimes reversible at high temperatures, and for this reason the temperatures at the lower end of the reaction zone are kept higher, in order to drive off water vapor from the metal particles so that reoxidation of the particles is thereby prevented. The reoxidation of metal particles is well illustrated by the equation Fe + steam < —>• FejtO." + H.

Den partikkelstørrelse som malmen nedreduseres til, har en viss betydning for reaksjonssonens kapasitet, fordi det må opprettholdes en balanse mellom fallhastigheten for malmpartiklene og den oppadrettete hastighet for gassene som strømmer gjennom reaksjonssonen. Ifølge oppfinnelsen brukes det fortrinsvis malmpartikkel-størrelser på mellom 25 og 150 mikron. Lengden av reaksjonssonen bør være slik at man tar hensyn til fallhastighetene for de større partikler. Malmpartiklene som trer inn ved sonens topp, oppvarmes til re-aksjonstemperaturen under passasjen gjennom det øvre området, slik at hoveddelen av reduksjonen finner sted i de høyere temperaturområder i de nedre partier i reaksjonssonen. Som følge av at vannstoff - inntakene er plasert ved et flertall punkter langs reaksjonssonen, kan denne gass inn-føres under trykk tversover sonen, slik at man selektivt retarderer gasshastigheten oppad eller fallhastigheten for partiklene. Gasshastigheten oppad tjener på en effek-tiv måte til å fjerne gangarter i malmen innen den passerer gjennom reaksjonssonen. The particle size to which the ore is reduced has some significance for the reaction zone's capacity, because a balance must be maintained between the falling speed of the ore particles and the upward speed of the gases flowing through the reaction zone. According to the invention, ore particle sizes of between 25 and 150 microns are preferably used. The length of the reaction zone should be such that the fall velocities of the larger particles are taken into account. The ore particles entering at the top of the zone are heated to the reaction temperature during the passage through the upper area, so that the main part of the reduction takes place in the higher temperature areas in the lower parts of the reaction zone. As a result of the fact that the hydrogen intakes are located at a number of points along the reaction zone, this gas can be introduced under pressure across the zone, so that one selectively slows down the upward gas velocity or the falling velocity of the particles. The upward gas velocity effectively serves to remove gangues in the ore before it passes through the reaction zone.

Man kan oppnå øket produksjon fra et gitt apparat ved å forvarme malmpartiklene innen de tilføres toppen av produk-sjonssonen. Denne fremgangsmåte reduserer vanndampmengden inne i reduksjonssonen, og reduserer tilsvarende hastigheten for gasstrømmen gjennom sonen. Man kan også blande forvarmet vannstoff med malmen i tilførselsinnretningen, for å aksellerere reaksjonens begynnelse. Disse forhold er tilbøyelige til å redusere den nødvendige oppholdstid for malmen i reaksjonssonen, hvorved man får den mulighet at man kan øke malmtilførselshastigheten til sonen. Ved å trekke ut slike andeler av gassen som er nødvendig fra det nedre av kjølesonen, hvorved de oppadrettete gass-hastigheter i reduksjonssonen senkes, er det mulig å øke tilførselshastigheten av fine partikler til sonen, og å redusere tap som følge av at fine partikler blåses ut ved toppen av reaksjonssonen. Increased production from a given apparatus can be achieved by preheating the ore particles before they are fed to the top of the production zone. This method reduces the amount of water vapor inside the reduction zone, and correspondingly reduces the speed of the gas flow through the zone. You can also mix preheated water with the ore in the feed device, in order to accelerate the start of the reaction. These conditions tend to reduce the necessary residence time for the ore in the reaction zone, thereby giving the opportunity to increase the rate of ore supply to the zone. By extracting such proportions of the gas as are necessary from the lower part of the cooling zone, whereby the upward gas velocities in the reduction zone are lowered, it is possible to increase the supply rate of fine particles to the zone, and to reduce losses as a result of fine particles being blown out at the top of the reaction zone.

Idet det nu skal henvises i detalj til tegningene, dannes reaksjonssonen av- et vertikalt metalltårn 1 som ved sin øvre ende har en malmtilførselsinnretning 2 og ved sin nedre ende et passende kammer 3 for oppsamling av det utreduserte metall. Tårnet 1 har fortrinsvis sirkulært tverrsnitt, og er utstyrt med en isolerende foring 9 som er belagt med passende ildfast ma-teriale 4a som motstår temperaturene inne i tårnet. Foringen 4a er innsnevret ved et flertall punkter langsetter tårnet, som vist ved 5. Ved toppen av tårnet 1 er det et sirkelformet kammer 6 som står i forbindelse med tårnets indre over et flertall spillgassåpninger 7 som ligger rundt tårnets omkrets. Et tilsvarende sirkelformet kammer 8 har spillgassåpninger 9 som står i forbindelse med det indre av tårnet, cg som er plasert like ved dettes bunn. En ledning 10 med et uttak 11 forbinder kam-merne 6 og 8 med hverandre og bortfører spillgasser fra tårnet gjennom åpningene 7 og 9. Inne i tårnets reaksjonssone er det et flertall brennere som er antydet generelt med henvisningsbetegnelsen 12. Hver av brennerne dannes av tre hule sirkelfor-mete ringer 13, 14 og 15. Hver av disse ringer har et flertall dyser langs sin innerom-krets, for tilførsel av gasser inn i det indre av tårnet 1. Dysene 16 i ringene 13 og 15 er fortrinsvis rettet horisontalt innad og dysene 17 i ringen 14 er fortrinsvis skrått oppadrettet. Hver ring har en inntaksåp-ning i sin yttervegg for innførsel av gassene til dysene. Brennerne eller gruppen av disse holdes på plass av foringen 4a, som vist i fig. 2. Like ved det nedre parti i tårnet under reduksjonssonen er brennerne fortrinsvis enkle ringer 18 med horisontalt-løpende dyser 19 og gassinntak 20. Disse ringer kan være plasert i grupper på to eller flere, om ønskes. Referring now to the drawings in detail, the reaction zone is formed by a vertical metal tower 1 which at its upper end has an ore supply device 2 and at its lower end a suitable chamber 3 for collecting the reduced metal. The tower 1 preferably has a circular cross-section, and is equipped with an insulating lining 9 which is coated with suitable refractory material 4a which resists the temperatures inside the tower. The liner 4a is narrowed at a plurality of points along the tower, as shown at 5. At the top of the tower 1 there is a circular chamber 6 which is connected to the interior of the tower over a plurality of waste gas openings 7 located around the perimeter of the tower. A corresponding circular chamber 8 has waste gas openings 9 which are connected to the interior of the tower, cg which is placed close to its bottom. A line 10 with an outlet 11 connects the chambers 6 and 8 to each other and carries off waste gases from the tower through the openings 7 and 9. Inside the reaction zone of the tower there are a plurality of burners indicated generally by the reference designation 12. Each of the burners is formed by three hollow circular rings 13, 14 and 15. Each of these rings has a plurality of nozzles along its inner circumference, for supplying gases into the interior of the tower 1. The nozzles 16 in the rings 13 and 15 are directed horizontally inward and preferably the nozzles 17 in the ring 14 are preferably directed obliquely upwards. Each ring has an intake opening in its outer wall for introducing the gases to the nozzles. The burners or group of these are held in place by the liner 4a, as shown in fig. 2. Close to the lower part of the tower below the reduction zone, the burners are preferably single rings 18 with horizontally-running nozzles 19 and gas inlets 20. These rings can be placed in groups of two or more, if desired.

Malmtilførselsinnretningen som er antydet generelt ved 2, kan være av enhver passende utførelse og inneholder fortrinsvis en skruetransportør som i en ende mot-tar malmen og ved sin annen ende tømmer denne ned i en passende innretning for til-førsel av malmen jevnt over det indre av toppen i tårnet 1. Innen malmen blir til-ført tilførselsinnretningen, blir den på passende måte nedknust og siktet så at det tilføres en stort sett jevn partikkelstørrelse av malm til tilførselen. Fortringsvis forvarmes malmen etter å være nedknust og siktet og innen den tilføres tilførselsanord-ningen. Forvarmeren, som er plasert like ved toppen av tårnet 1, kan være av enhver passende utførelse, og er illustrert konven-sjonelt ved 21. Kammeret 3, som ligger ved bunnen av tårnet 1, kan være av enhver passende utforming. Dettes hensikt er å samle opp metallpartiklene og å hindre at disse blir reoksydert innen de opparbeides videre. TJttaksledningen, forvarmeren og malmtilførselsinnretningen er fortrinsvis opptatt i et passende hus 22. The ore supply device, which is indicated generally at 2, can be of any suitable design and preferably contains a screw conveyor which at one end receives the ore and at its other end empties it into a suitable device for supplying the ore evenly over the interior of the top of the tower 1. Before the ore is fed to the feed device, it is suitably crushed and screened so that a largely uniform particle size of ore is fed to the feed. Preferably, the ore is preheated after being crushed and sieved and before that it is fed to the supply device. The preheater, which is placed near the top of the tower 1, may be of any suitable design, and is illustrated conventionally at 21. The chamber 3, located at the bottom of the tower 1, may be of any suitable design. The purpose of this is to collect the metal particles and to prevent them from being reoxidized before they are processed further. The overhead line, the preheater and the ore supply device are preferably housed in a suitable house 22.

Innsnevringene 5 i tårnet 1 tjener til å avgrense temperaturområdet inne i reaksjonssonen, hvor den høyeste temperatur opprettholdes i området A, mens områdene B og C er av stadig synkende temperatur. Oppvarmingen til og opprettholdelsen av temperaturene inne i områdene A, B<1> og C skjer ved hjelp av brennerne 12. Brennerringen 13 tilføres forbrenningsluft eller kjø-legass, og ringene 14 og 15 tilfører vannstoff. Ringen 13 har et inntak 23 som står i forbindelse med en ledning 24 for til-førsel av forbrenningsluft, og en ledning 28 for tilførsel av kjølegass. Ringen 14 har et inntak 25 som står i forbindelse med en vannstofftilførselsledning 26. Ringen 15 har et inntak 27 som står i forbindelse med inntaket 25. Inntaksforbindelsene 23, 25 og 27 kan være plasert rundt tårnets omkrets. For å illustrere det hele bedre, er bare inntakene 23 og 25 opptegnet med innførsel i fig. 1, men det må understrekes at hver brenner 12 har et inntak 23 som står i forbindelse med ledningene for forbrenningsgass og kjølegass, og inntak 25 og 27 til vannstofftilførselsledningen, som vist i det typiske snitt i fig. 2. Vannstoff-tilførselsledningen 26 løper om tårnet 1 og har et inntak 30 til skruetransportøren i tilførselsinnretningen 2. Kontrollmekanis-men for tilførsel av malm og gasser til tårnet 1 er vist skjematisk til høyre på fig. 1. For å oppnå klarere illustrasjon, er kon-trollmekanismen for gasstilførselen bare vist for en gruppe av brennere 12 i temperaturområdet A; men det må understrekes at hver gruppe av brennere 12 er forbundet med den kontrollmekanisme som er vist, med mindre noe annet er antydet i fig. 1. Kontrollorganene kan være plasert på et passende panel eller flere paneler (ikke vist) ved den ene side av tårnet 1. The narrowings 5 in the tower 1 serve to delimit the temperature range inside the reaction zone, where the highest temperature is maintained in area A, while areas B and C are of constantly decreasing temperature. The heating to and maintenance of the temperatures inside the areas A, B<1> and C takes place with the help of the burners 12. The burner ring 13 is supplied with combustion air or cooling gas, and the rings 14 and 15 supply hydrogen. The ring 13 has an intake 23 which is in connection with a line 24 for the supply of combustion air, and a line 28 for the supply of cooling gas. The ring 14 has an inlet 25 which is connected to a hydrogen supply line 26. The ring 15 has an inlet 27 which is connected to the inlet 25. The inlet connections 23, 25 and 27 can be placed around the circumference of the tower. In order to illustrate the whole thing better, only the intakes 23 and 25 are recorded with introduction in fig. 1, but it must be emphasized that each burner 12 has an inlet 23 which is in connection with the lines for combustion gas and cooling gas, and inlets 25 and 27 for the hydrogen supply line, as shown in the typical section in fig. 2. The hydrogen supply line 26 runs around the tower 1 and has an inlet 30 for the screw conveyor in the supply device 2. The control mechanism for the supply of ore and gases to the tower 1 is shown schematically on the right in fig. 1. To achieve clearer illustration, the control mechanism for the gas supply is only shown for a group of burners 12 in the temperature range A; but it must be emphasized that each group of burners 12 is connected to the control mechanism shown, unless otherwise indicated in fig. 1. The controls may be located on a suitable panel or panels (not shown) on one side of the tower 1.

Reaksjonssonen dannes av temperaturområdene A, B og C, som avgrenses av innsnevringene 5, og temperaturene inne i de respektive områder kontrolleres fortrinsvis temmelig nøyaktig for å oppnå de beste og mest jevne resultater. Fig. 1 viser skjematisk utførelsen av et system av kontroller over både temperaturen og vannstoffvolu-met som tilføres for reduksjonsprosessen. The reaction zone is formed by the temperature areas A, B and C, which are delimited by the narrowings 5, and the temperatures inside the respective areas are preferably controlled quite precisely in order to achieve the best and most even results. Fig. 1 schematically shows the implementation of a system of controls over both the temperature and the volume of hydrogen supplied for the reduction process.

Tilførselsledningene 26, 28 og 24 for henholdsvis vannstoff, kjølegass og forbrenningsluft, løper oppad langs siden på tårnet 1, stort sett i hele reduksjonssonens høyde. Vannstofftilførselsiedningen 26 lø-per oppover tårnet 1 like i nærheten av malmtilførselsinnretningen 2 og har en forbindelse 31 med skruetransportøren i denne. En foreslått utførelse av et elektrisk drevet kontinuerlig kontrollsystem er vist i detalj i samband med brennerne utelukkende i temperaturområdene A og D. Men det må understrekes at kontrollene for områdene B og C kan være utført på samme måte som kontrollen for området A. The supply lines 26, 28 and 24 for hydrogen, cooling gas and combustion air, respectively, run upwards along the side of the tower 1, mostly in the entire height of the reduction zone. The hydrogen supply sieve 26 runs up the tower 1 close to the ore supply device 2 and has a connection 31 with the screw conveyor therein. A proposed design of an electrically driven continuous control system is shown in detail in connection with the burners exclusively in temperature areas A and D. But it must be emphasized that the controls for areas B and C can be carried out in the same way as the control for area A.

De elektrisk drevne kontrollere for brennerne 12, som er vist i området A i reduksjonssonen, inneholder en temperatur-kontroller 32 som er koblet i serie med vel-gerbrytere 33 og 34 samt en malmvekt-registrator og overfører 35. Disse velgerbryterne kan påvirkes på passende måte slik at man kontrollerer strømmen av-vannstoff fra ledningen 26 til brennerne i samsvar med den vektsmengde malm som tilføres tårnet 1, eller i samsvar med temperaturen i området som brenneren er plasert i. I begge tilfelle er en vannstoffstrøm-måler og kontroller 36 forbundet med velgerbryteren 34 og en elektrisk påvirket ventil 37, således at vannstoffgass tilføres fra ledningen 26 til brennerne 12 over en ledning 38 og gjennom en dyse 39 som styres av en vannstoffstrømmåler 40. En kontroller 41, som er forbundet med temperaturstyrte organer i området for brennerne 12, åpner automatisk en ventil 42 for tilførsel av forbrenningsluft fra ledningen 24 til brennerne 12 gjennom ledninger 43 og 44, når temperaturen vender tilbake til det valgte punkt. En forbrenningsluft-strøm-måler 45 og strømningsregistrator 46 registrerer den luftmengde som tilføres brennerne 12. En kontroller 47 som er forbundet med temperaturstyrte organer i området for brennerne 12, påvirker en ventil 48 for tilførsel av kjølegass gjennom ledninger 49 og 44 til brennerne 12, når temperaturen stiger over et bestemt punkt, hvorved ventilen 48 lukkes, når temperaturen faller under et valgt punkt. En kjølegasstransmitter The electrically operated controllers for the burners 12, which are shown in area A of the reduction zone, contain a temperature controller 32 which is connected in series with selector switches 33 and 34 and an ore weight recorder and transmitter 35. These selector switches can be actuated as appropriate way so that the flow of hydrogen from the line 26 to the burners is controlled in accordance with the weight of ore supplied to the tower 1, or in accordance with the temperature in the area in which the burner is placed. In both cases, a hydrogen flow meter and controller 36 are connected with the selector switch 34 and an electrically operated valve 37, so that hydrogen gas is supplied from the line 26 to the burners 12 via a line 38 and through a nozzle 39 which is controlled by a hydrogen flow meter 40. A controller 41, which is connected to temperature-controlled devices in the area of the burners 12, automatically opens a valve 42 for the supply of combustion air from line 24 to the burners 12 through lines 43 and 44, when the temperature returns to the selected point. A combustion air flow meter 45 and flow recorder 46 register the amount of air supplied to the burners 12. A controller 47 which is connected to temperature-controlled devices in the area of the burners 12, affects a valve 48 for the supply of cooling gas through lines 49 and 44 to the burners 12, when the temperature rises above a certain point, whereby the valve 48 closes, when the temperature falls below a selected point. A refrigerant gas transmitter

.50 og registrator 51 registrerer mengden av kjølegass som tilføres brennerne 12. Led- .50 and recorder 51 register the amount of cooling gas supplied to the burners 12. Led-

ningen 44 danner en felles forbindelse mellom ledningene 43 og 48 med brennerne 12, men tilfører bare en gass ad gangen, fordi ventilene 42 og 48 aldri er åpne samtidig. Når vannstoff tilføres malmen inne i skrue-transportøren i tilførselsretningen 2, påvirker en vannstoffstrømmåler og kontroller 54 som er forbundet med malmvektregistratoren 35 over velgerbryteren 33 ventilen 55 i tilførselsledningen 26, således at vannstoff mates til skruetransportøren gjennom ledningen 31. Strømmen av vannstoff gjennom ventilen 55 registreres i kontrollen 54 gjenom overføreren 56. the valve 44 forms a common connection between the lines 43 and 48 with the burners 12, but supplies only one gas at a time, because the valves 42 and 48 are never open at the same time. When hydrogen is supplied to the ore inside the screw conveyor in the feed direction 2, a hydrogen flow meter and controller 54 which is connected to the ore weight register 35 above the selector switch 33 affects the valve 55 in the supply line 26, so that hydrogen is fed to the screw conveyor through the line 31. The flow of hydrogen through the valve 55 is registered in the control 54 through the transmitter 56.

Brennerne 18 som er plasert i kjøleso-nen D er fortrinsvis enkle ringer og kan være plasert i enhver ønsket gruppering på to eller en eller flere. Brennerringen 18 tilfører bare kjølegass til sonen D og kan på alle måter ha samme konstruksjon som brenerringene 13. Hver av brennerringene 18 eller hver gruppe av ringer 18 kontrolleres av en registreringskontroll 55 for kjø-lesonetemperaturen, som kan være av enhver passende utførelse og er forbundet med temperaturregistreringsorganer for temperaturen i sonen D, hvorved en ventil 58 i en ledning 59 som fører fra tilfør-selsledningen 28, åpnes, hvorved kjølegass tilføres sonen D, når sonetemperaturen stiger over den valgte temperatur, mens ventilen 58 lukkes, når temperaturen senkes til et bestemt punkt. En strømningsmåler 60 for kjølegass og gasstrømningsregistra-tor 61 av passende utforming registrerer den mengde av kjølegass som brukes. The burners 18 which are placed in the cooling zone D are preferably simple rings and can be placed in any desired grouping of two or one or more. The burner ring 18 only supplies cooling gas to the zone D and may in all respects be of the same construction as the burner rings 13. Each of the burner rings 18 or each group of rings 18 is controlled by a register control 55 for the cooling zone temperature, which may be of any suitable design and is connected with temperature recording means for the temperature in the zone D, whereby a valve 58 in a line 59 leading from the supply line 28 is opened, whereby cooling gas is supplied to the zone D, when the zone temperature rises above the selected temperature, while the valve 58 is closed, when the temperature is lowered to a specific point. A flow meter 60 for cooling gas and gas flow recorder 61 of suitable design registers the amount of cooling gas used.

Til venstre for tårnet 1, som opptegnet i fig. 1 på tegningen, er det vist et arran-gementsutstyr for generering og resirkula-sjon av de forskjellige gasser i tilførsels-ledningene 24, 26 og 28. Deri er det også vist tilførsler for kjølevann til transpor-tørene og gassgeneratorene. Transportø-rene er i og for seg ikke vist i tegningene, fordi disse er av den vanlige handelsvare-type av den art som brukes til å transportere malm til malmknuserne (ikke vist) og å transportere knust malm til tilførsels-innretningen 2 og forvarmeren 21. Inne i huset 22 og om tårnet 1 er det plattformer 62 og trapper 63 for ettersyn av de forskjellige ventiler i det kontrollsystem som nettopp er blitt beskrevet. To the left of tower 1, as shown in fig. 1 in the drawing, there is shown an arrangement device for generating and recirculating the various gases in the supply lines 24, 26 and 28. It also shows supplies for cooling water to the transporters and gas generators. The conveyors are not shown per se in the drawings, because these are of the usual commodity type of the kind used to transport ore to the ore crushers (not shown) and to transport crushed ore to the supply device 2 and the preheater 21 Inside the house 22 and around the tower 1 there are platforms 62 and stairs 63 for inspecting the various valves in the control system that has just been described.

Varme spillgasser som trekkes av tårnet 1 gjennom ledningen 11 kan føres gjennom en syklonutskiller 64 for å fjerne faste stoffer og deretter føres gjennom en ledning 65 til en varmeutveksler 66, hvor de kan brukes til å oppvarme fersk generert vannstoff fra en generator 67 med en ut-taksledning 68 som fører til varmeveksleren 66. Det ferske vannstoff løper fra varmeveksleren gjennom en ledning 69 inn i en naturgassoppvarmet forvarmer 70 og derfra gjennom en ledning 71 til gasstilførsels-ledningen 26. Kjølevann fra vanlig vanled-ning 72 kan føres gjennom en rekke kjøle-vannspumper 73 og pumpes inn i et kjøle-tårn 74, hvorfra vannet kan føres til kjøle-vannspumper som er antydet generelt med henvisningsbetegnelsen 15. Slikt kjølevann kan deretter føres gjennom en ledning 76 til transportørene, og kjølevann fra tran-sportørene kan opptas i en ledning 76 som er forbundet med en returledning 77 som fører til kjølevannspumpe. En naturgassoppvarmet dampgenerator 78 kan forefinnes for å tilføre damp gjennom ledninger 79 til vannstoffgeneratoranlegget 67, og kjølevann for vannstoffgeneratoranlegget kan tilføres gjennom en ledning 80 fra kjølevannspumpene. En luftvifte 81 kan forefinnes for tilførsel av forbrenningsluft som kan føres gjennom en ledning 82 inn i en naturgassoppvarmet forvarmer 83 og derfra ut gjennom en ledning 84 til ledningen 24 for forbrenningslufttilførsel. I slike tilfelle hvor vannstoff brukes som kjøle-gass, kan det resirkulerte vannstoff fra varmeveksleren passere ut gjennom en ledning 85 til en resirkulasjons-vannstof f kjø-ler 86 og derfra inn i en vannutskiller 87 for å fjerne vanndamp. Det resirkulerte vannstoff kan deretter føres gjennom en ledning 88 inn i en vannstoffkompressor som er antydet generelt med henvisningsbetegnelsen 89, og deretter inn i en etterkjøler 90, hvor det avkjøles til en temperatur på omlag 15° C. Den nedkjølte gass kan deretter føres gjennom en ledning 21 og over passende ventiler inn i tilførselsledningen 28 for kjølegass. Den resirkulerte vannstoff-spillgass er som regel utilstrekkelig til å fremskaffe det ønskete volum kjøle-gass, og i såfall kan det uttas et grenuttak 92 fra vannstoffgreneratoranlegget 60 over en ventil 92 som er forbundet med en vannstoffregistrator og kontroller 94, hvorfra vannstoff deretter kan føres inn i til-førselsledningen 28 for kjølegass. I slike tilfeller hvor kvelstoff brukes som kjøle-gass, vil det resirkulerte vannstoff også inneholde vesentlige mengder kvelstoff, som atter kan føres gjennom ledningen 91 til tilførselsledningen 28 for kjølegass, og ytterligere kvelstoff tilføres fra et kvel-stoffgeneratoranlegg 95 som over en passende ledning 96 er forbundet med en ventil 97 og deretter gjennom ledningen 91 til tilførselsledningen 28 for kjølegass. Både vannstoffgeneratoranlegget og kvelstoff-generatoranlegget kan tilføres passende gass og elektrisitet ved de tilførselslednin-ger som er antydet generelt med henvisningsbetegnelsen 98. Hot waste gases withdrawn from the tower 1 through line 11 can be passed through a cyclone separator 64 to remove solids and then passed through a line 65 to a heat exchanger 66, where they can be used to heat freshly generated water from a generator 67 with an out - roof line 68 which leads to the heat exchanger 66. The fresh water runs from the heat exchanger through a line 69 into a natural gas-heated preheater 70 and from there through a line 71 to the gas supply line 26. Cooling water from a regular water line 72 can be led through a series of cooling -water pumps 73 and pumped into a cooling tower 74, from which the water can be fed to cooling water pumps which are indicated generally with the reference designation 15. Such cooling water can then be fed through a line 76 to the conveyors, and cooling water from the conveyors can be collected in a line 76 which is connected to a return line 77 leading to the cooling water pump. A natural gas heated steam generator 78 can be provided to supply steam through lines 79 to the hydrogen generator plant 67, and cooling water for the hydrogen generator plant can be supplied through a line 80 from the cooling water pumps. An air fan 81 can be provided for the supply of combustion air which can be led through a line 82 into a natural gas-heated preheater 83 and from there out through a line 84 to the line 24 for the supply of combustion air. In such cases where hydrogen is used as cooling gas, the recycled hydrogen from the heat exchanger can pass out through a line 85 to a recirculating hydrogen f cooler 86 and from there into a water separator 87 to remove water vapor. The recycled hydrogen can then be passed through a line 88 into a hydrogen compressor indicated generally by the reference numeral 89, and then into an aftercooler 90, where it is cooled to a temperature of about 15° C. The cooled gas can then be passed through a line 21 and over suitable valves into supply line 28 for cooling gas. The recycled hydrogen waste gas is usually insufficient to provide the desired volume of cooling gas, and in that case a branch outlet 92 can be taken from the hydrogen generator plant 60 via a valve 92 which is connected to a hydrogen recorder and controller 94, from which hydrogen can then be fed into the supply line 28 for cooling gas. In such cases where nitrogen is used as cooling gas, the recycled water will also contain significant amounts of nitrogen, which can again be fed through line 91 to supply line 28 for cooling gas, and further nitrogen is supplied from a nitrogen generator plant 95 via a suitable line 96 is connected with a valve 97 and then through the line 91 to the supply line 28 for cooling gas. Both the hydrogen generator system and the nitrogen generator system can be supplied with suitable gas and electricity via the supply lines indicated in general with the reference designation 98.

De betingelser hvorunder det heri be-skrevne apparat kan drives for å oppnå reduksjon av metalloksyder i de malmer som brukes, er underkastet et flertall vari-able faktorer, hvorav noen er: hvilket metall som reduseres, oksydinnholdet i malmen, malmens partikkelstørrelse, temperaturen inne i reaksjonssonen, den tid som kreves for å føre malmen gjennom ap-raratet, forvarming av malmen, den oppadrettete hastighet av de gasser som strøm-mer gjennom apparatet, og tilførselshas-tigheten for malm til apparatet. De maksi-male temperaturer inne i reaksjonssonen holdes fortrinsvis under metallets sint-ringspunkt, og kan være så lavt som 850 til 1000° C. Jo mindre partikkelstørrelsen er og jo lavere fallhastigheten gjennom reaksjonssonen er, desto lavere bør temperaturen være. The conditions under which the apparatus described herein can be operated to achieve reduction of metal oxides in the ores used are subject to a number of variable factors, some of which are: which metal is being reduced, the oxide content in the ore, the particle size of the ore, the temperature inside in the reaction zone, the time required to pass the ore through the apparatus, preheating of the ore, the upward velocity of the gases flowing through the apparatus, and the rate of supply of ore to the apparatus. The maximum temperatures inside the reaction zone are preferably kept below the metal's sintering point, and can be as low as 850 to 1000° C. The smaller the particle size and the lower the rate of fall through the reaction zone, the lower the temperature should be.

Når oppfinnelsen brukes i praksis under anvendelse av jernoksyd, oppvarmes sonene A, B og C i tårnet 1 ved forbrenning av vannstoff og luft i brennerne 12, for å oppnå temperaturer på henholdsvis 850 til 1000° C, 350 til 500° C, og 250 til 350° C, i disse. Disse gasser forvarmes fortrinsvis til omlag 650° C innen de tilføres brennerne 12. Når sonene har nådd de ønskete temperaturer, blir velgerbryterne 33 og 34 innstillet til å tilføre vannstoff til brennerne 12 i et støkiometrisk overskudd gjennom vanstoffstrømningsmåleren og kontrollen 36 i samsvar med vekten av malm som tilføres tårnet, etter det som angis av malmvektregistratoren og transmitteren 35. Malmen, som har partikkelstørrelse på When the invention is used in practice using iron oxide, zones A, B and C in the tower 1 are heated by burning water and air in the burners 12, to achieve temperatures of 850 to 1000° C, 350 to 500° C, and 250 to 350° C, in these. These gases are preferably preheated to about 650° C before being fed to the burners 12. When the zones have reached the desired temperatures, the selector switches 33 and 34 are set to feed hydrogen to the burners 12 in a stoichiometric excess through the hydrogen flow meter and control 36 in accordance with the weight of ore fed to the tower, as indicated by the ore weight recorder and transmitter 35. The ore, which has a particle size of

150 til 25 mikron fordeles jevnt over tverr-snittet ved toppen av tårnet 1 inn i sonen C. Hastigheten for malmtilførselen til sonen C reguleres for å opnå den ønskete produk-sjonsmengde av metall i forhold til kapasi-teten for tårnet 1. De respektive temperaturer i sonene A, B, C, holdes nu under kontroll av kontrollerne 47 og 41, som til-fører henholdsvis kjølegass eller forbrenningsluft til brennerne 12 for å opprettholde de passende temperaturer inne i disse sonene. 150 to 25 microns are distributed evenly across the cross-section at the top of tower 1 into zone C. The rate of ore supply to zone C is regulated to achieve the desired production amount of metal in relation to the capacity of tower 1. The respective temperatures in zones A, B, C, are now kept under the control of controllers 47 and 41, which respectively supply cooling gas or combustion air to the burners 12 to maintain the appropriate temperatures within these zones.

Når malmpartiklene begynner deres fall nedad gjenom sonene A, B og C, møtes de av de oppadstrømmende gasser som blander seg med partiklene og gir disse en viss turbulens. Idet partiklene passerer den første innsnevring 5 i tårnet, blir de av-ledet inn i sentret for sonen C og oppvarmes. De mindre oksydpartikler i malmen kan reduseres her og gangarten blir blåst ut av tårnet gjennom spillgassåpningene 7 inn i delen 6. De større partikler, redusert malm og fine malmpartikler løper gjennom den neste innsnevring 5 inn i sonen B, hvor deres temperaturer ytterligere økes og reduksjonen fortsetter. Idet de passerer ut av sonen B og gjennom innsnevringen 5, trer partiklene inn i sonen A, hvor reduksjonen fullføres. Metallpartiklene passerer nu gjennom sonen D, hvor de kjøles ned og går inn i lagerbeholderen 3. When the ore particles begin their downward descent through zones A, B and C, they are met by the upward flowing gases which mix with the particles and give them a certain turbulence. As the particles pass the first constriction 5 in the tower, they are diverted into the center of zone C and heated. The smaller oxide particles in the ore can be reduced here and the gangue is blown out of the tower through the waste gas openings 7 into section 6. The larger particles, reduced ore and fine ore particles run through the next constriction 5 into zone B, where their temperatures are further increased and the reduction continues. As they pass out of zone B and through constriction 5, the particles enter zone A, where the reduction is completed. The metal particles now pass through zone D, where they cool down and enter the storage container 3.

Tørt jernoksyd i nærvær av støkiome-trisk overskudd av vannstoff er tilbøyelig til å danne metallpartikler av omtrent samme størrelse og form som de opprinnelige partikler, når de reduseres ved temperaturer på omlag 900° C. Metallet kalles gjer-ne for svampjern. I den foreliggende pro-sess blir reduksjonen som følge av partik-lenes lave størrelse, fullført innen partiklene forlater området A i reduksjonssonen. På grunn av den lave temperatur inne i reaksjonssonen og den korte oppholdstid for partiklene inne i denne sone, vil ikke partiklene bli oppvarmet tilstrekkelig til å bli klebende. Når de derfor etterpå nedkjø-les i sonen D, hvor det tilføres gass som for eksempel vannstoff eller kvelstoff ved omlag 15° C, vil partiklene stort sett beholde sin partikkelform. Det produkt som derved oppnås, er i det vesentlige svampjernpar-tikler blandet med noe gangarter og andre metaller som kan ha vært tilstede i malmen. Som følge av den temperatur som det arbeides ved, er mange forurensninger i malmen tilbøyelige til å forgasses og passere ut sammen med spillgassene. De lave temperaturer for metallpartiklene og deres korte oppholdstid i tårnet, hindrer at de forurenses av de forgassete forurensninger. Dry iron oxide in the presence of a stoichiometric excess of hydrogen tends to form metal particles of roughly the same size and shape as the original particles, when they are reduced at temperatures of around 900° C. The metal is often called sponge iron. In the present process, the reduction, as a result of the particles' small size, is completed before the particles leave area A in the reduction zone. Due to the low temperature inside the reaction zone and the short residence time for the particles inside this zone, the particles will not be heated sufficiently to become sticky. When they are therefore subsequently cooled in zone D, where gas such as hydrogen or nitrogen is supplied at around 15° C, the particles will largely retain their particle shape. The product thus obtained is essentially sponge iron particles mixed with some gangue species and other metals that may have been present in the ore. As a result of the temperature at which it is worked, many contaminants in the ore tend to gasify and pass out together with the waste gases. The low temperatures for the metal particles and their short residence time in the tower prevent them from being contaminated by the gasified pollutants.

Malmpartiklene kan med fordel være forvarmet til omlag 600° C eller høyere innen de føres inn i tårnet 1, hvorved vanndampmengden inne i tårnet reduseres, og malmens oppvarming til reduksjonstempe-raturen påskynnes. Når det dreier seg om større malmpartikler, vil dette sikre fullstendig reduksjon innen disse kommer inn i sonen D, og når det dreier seg om mindre partikler vil dette kunne øke apparatets kapasitet, fordi malmpartiklene er mindre tette enn metallpartiklene. Ytterligere for-deler kan oppnås ved å blåse inn forvarmet vannstoff i den pulveriserte malm som tilføres skruetransportøren til malmtilfør-selsinnretningen. Dersom temperaturene er tilstrekkelig høye, kan reduksjonen på-begynnes i tilførselsinnretningen innen malmen trer inn i tårnet 1. I enkelte tilfelle, når den pulveriserte malm har ten-dens til å falle gjennom tårnet innen den er tilstrekkelig nedredusert til metall, vil det være mulig å øke oppholdstiden for partiklene inne i tårnet ved tilførsel av vannstoff under tilstrekkelig trykk ved utvalgte punkter langs tårnet 1, for å bremse de fallende partikler. I slike tilfeller oppnås de beste resultater ved å bruke brennerringer 15 i denne hensikt, fordi dysene i disse gir en trykkflate. The ore particles can advantageously be preheated to around 600° C or higher before they are introduced into the tower 1, whereby the amount of water vapor inside the tower is reduced, and the heating of the ore to the reduction temperature is accelerated. When it comes to larger ore particles, this will ensure complete reduction before these enter zone D, and when it comes to smaller particles, this will increase the device's capacity, because the ore particles are less dense than the metal particles. Additional benefits can be obtained by blowing preheated hydrogen into the pulverized ore fed to the screw conveyor of the ore feeder. If the temperatures are sufficiently high, the reduction can begin in the feed device before the ore enters the tower 1. In some cases, when the pulverized ore tends to fall through the tower before it is sufficiently reduced to metal, it will be possible to increase the residence time for the particles inside the tower by supplying water under sufficient pressure at selected points along the tower 1, in order to slow down the falling particles. In such cases, the best results are obtained by using burner rings 15 for this purpose, because the nozzles in these provide a pressure surface.

Det apparat som er vist, har stor flek-sibilitet ved gjennomføring av den heri be-skrevne fremgangsmåte. Det kan innmon-teres dempere i ledningen 10 for å kontrollere gasstrykket inne i tårnet 1. Når et vesentlig volum finpartikler føres nedad inne i tårnet 1, kan demperne reguleres for å redusere utblåsningen av finstoffer. Uan-sett partikkelstørrelsen for den malm som tilføres reaksjonssonen, bør tilførselsan-ordningen være innrettet til alltid å spre malmen jevnt over toppen på tårnet og tillate fri adkomst av vannstoffgass til partiklene. Dersom det tilføres store volumer finstoffer til reaksjonssonen, og demperne ved å innstilles til å redusere uønsket ut-blåsning av malmen, frembringer uønsket høye trykk inne i sonen, kan alle eller endel av spillgassene trekkes ut gjennom bunnen av tårnet 1. Det er følgelig mulig ved å re-gulere demperne og/eller kontroll av gas-senes strømningsretning gjennom tårnet, å oppnå så å si ethvert ønsket trykk eller enhver ønsket oppholdstid for partiklene inne i tårnet. The apparatus shown has great flexibility when carrying out the method described here. Dampers can be installed in the line 10 to control the gas pressure inside the tower 1. When a significant volume of fine particles is fed downwards inside the tower 1, the dampers can be regulated to reduce the blow-out of fines. Regardless of the particle size of the ore supplied to the reaction zone, the supply device should be designed to always spread the ore evenly over the top of the tower and allow free access of hydrogen gas to the particles. If large volumes of fines are supplied to the reaction zone, and the dampers, by being set to reduce unwanted blowing out of the ore, produce unwanted high pressures inside the zone, all or part of the waste gases can be extracted through the bottom of the tower 1. It is therefore possible by regulating the dampers and/or controlling the flow direction of the gases through the tower, to achieve, so to speak, any desired pressure or any desired residence time for the particles inside the tower.

Når man opprinnelig oppvarmer reak-sjonssonene A, B og C til reduksjonstem-peraturene, må man sørge for å unngå en When initially heating the reaction zones A, B and C to the reduction temperatures, care must be taken to avoid a

eksplosiv blanding av luft og vannstoff. Det er følgelig å anbefale at en blanding av omlag 75 pst. vannstoff og 25 pst. kvelstoff brukes, og at luften tilføres med en hastighet av 5 til 10 pst. av vannstoffinnholdet i explosive mixture of air and water. It is therefore recommended that a mixture of about 75 per cent hydrogen and 25 per cent nitrogen be used, and that the air be supplied at a rate of 5 to 10 per cent of the hydrogen content of

blandingen. Etterat apparatet er blitt oppvarmet til arbeidstemperaturene, vil det forefinnes tilstrekkelig kvelstoff i reaksjonssonen fra området D til at man kan bruke ublandet vannstoff til reduksjon, og til å opprettholde de ønskete reduksjons-temperaturer i områdene A, B og C i reduksjonssonen. Det er å anbefale at vannstoffet som skal brukes til reduksjonen, tilføres utelukkende til områdene A og B, fordi det vil bli tilført tilstrekkelig vannstoff fra disse områder til området C. the mixture. After the apparatus has been heated to the working temperatures, there will be sufficient nitrogen in the reaction zone from area D so that unmixed hydrogen can be used for reduction, and to maintain the desired reduction temperatures in areas A, B and C in the reduction zone. It is recommended that the water to be used for the reduction is supplied exclusively to areas A and B, because sufficient water will be supplied from these areas to area C.

Det apparat som er vist heri, er utelukkende opptegnet når det gjelder kon-struksjonsdetaljene, i illustrerende og ikke The apparatus shown herein is solely recorded as regards the construction details, in illustrative and not

begrensende hensikt, bortsett fra den be-grensning som ligger i omfanget av de limiting intent, except for the limitation that lies in the scope of those

medfølgende påstander. accompanying claims.

Claims

1. Procedure for continuous reduction of metal oxides by feeding finely divided oxide ore at the upper end of the vertical furnace shaft and bringing the free-falling

ore particles in contact with reducing gas rich in free hydrogen during the fall through the furnace shaft, the amount of hydrogen gas being adjusted so that the ore particles are essentially completely reduced by the time they reach the bottom of the shaft, where the metal particles are collected in a non-oxidizing atmosphere, characterized in that the in the furnace shaft, the following separate temperature zones are created, counted from the top of the furnace, an upper zone C with a temperature of 250-350° C, a subsequent zone B with a temperature of 350-500° C, a reduction zone A with a temperature of 850-1000° C and a cooling zone D , since in each such tempera tour zone, hydrogen and combustion air as well as possibly cooling gas are introduced in individually adjusted amounts, so that each such zone can be set to a desired temperature and desired reduction effect in relation to the neighboring zones.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the ore particles are mixed with free hydrogen gas before they are introduced into the upper end of the reaction zone.

3. Method in accordance with claim 1, characterized in that at least part of the exhaust gases from the reaction zone are withdrawn near the lower end of this zone at such a controlled speed that the gas speed in this zone is thereby regulated.

4. Method in accordance with claim 1, characterized in that gases are withdrawn from the upper end of the reaction zone at such a suitable speed that the residence time of the ore particles in the zone is that required for complete reduction.