NO136114B

NO136114B -

Info

Publication number: NO136114B
Application number: NO2430/73A
Authority: NO
Inventors: K Kasschau; J W Ward
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1972-06-12
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1977-04-12
Also published as: US3805518A; DE2329003A1; ES415791A1; SE385240B; GB1389997A; IT989063B; JPS538006B2; NO136114C; JPS4956012A

Description

Fremgangsmåte for reduksjon av finkornet til pulverformet jernmalm. Process for reducing the fine-grained to powdered iron ore.

Til smelting av finkornet til pulverformet jernmalm på elektrisk vei er det For smelting the fine-grained into powdered iron ore electrically

bl. a. blitt foreslått to fremgangsmåter, p. a. two methods have been proposed,

hvorav den ene går ut på å plasere en one of which involves placing one

støkiometrisk blanding av jernmalm og stoichiometric mixture of iron ore and

reduksjonskull på et elektrisk oppvarmet reducing coal on an electrically heated

slaggsjikt. I grensesjiktet slagg-kull-malmblanding finner reduksjonen av jernmalmen sted. Den derved dannete jern-svamp smeltes sammen med gang-arten slag layer. In the boundary layer slag-coal-ore mixture, the reduction of the iron ore takes place. The iron sponge thus formed is fused with the gangue species

av malmen og kullasken fra slaggen. Jer-net samler seg under slaggen. De smel-tede slaggdannende substanser øker slagg-mengden. Slagglagets elektriske oppvarm-ing skjer ved elektroder som går inn i of the ore and coal ash from the slag. Iron net gathers under the slag. The molten slag-forming substances increase the amount of slag. The slag layer's electrical heating takes place by electrodes that go into it

dette lag. Denne fremgangsmåte medfø-rer to vanskeligheter: det væskeformete this team. This method entails two difficulties: the liquid form

slagglagets elektriske motstand er meget the electrical resistance of the slag layer is very high

ringe, slik at det ved økonomisk forsvar-lige dimensjoner bare kan benyttes lave ring, so that only low ones can be used for financially sound dimensions

spenninger. Dessuten er bare en lav stoff-omsetning pr. tidsenhet mulig i grense-området slagg-kull-jernblanding slik at de tensions. In addition, only a low material turnover per time unit possible in the boundary area slag-coal-iron mixture so that they

oppnådde ytelser pr. flateenhet blir util-strekkelige. benefits achieved per unit area becomes insufficient.

Ifølge den andre kjente fremgangsmåte ledes elektrisk strøm gjennom et According to the other known method, electric current is passed through a

hvirvelsjikt (fluidisert sjikt/Fliessbett/) fluidized bed (fluidized bed/Fliessbett/)

av pulverformet til finkornet kull for derved å produsere Joule'sk varme, hvoretter of powdered to fine-grained coal to thereby produce Joule heat, after which

malmen som skal reduseres strøs ned over the ore to be reduced is sprinkled over

det fluidiserte sjikt. Malmen faller gjennom det fluidiserte kullsjikt, reduseres og the fluidized bed. The ore falls through the fluidized coal bed, is reduced and

samler seg oppdelt i flytende metall og accumulates divided into liquid metal and

flytende slagg under det fluidiserte sjikt. liquid slag below the fluidized bed.

Denne fremgangsmåte forutsetter for-holdsvis finkornet malm og en jevn for- This method requires relatively fine-grained ore and a uniform

deling av malmen over det fluidiserte kullsjiktets overflate. division of the ore over the surface of the fluidized coal bed.

Oppfinnelsen løser problemet reduksjon av finkornet til pulverformet jernmalm med finkornet til pulverformet kull i elektroovn og unngår spesielt vanske-lighetene og ulempene ved den førstnevn-te fremgangsmåten ved at den for malmreduksjonen nødvendige elektriske opp-varmingsstrøm ledes gjennom en skum-lignende emulsjon bestående av smeltet malm, flytende slagg og reduksjonsmid-del. Elektrodene er senket ned i denne emulsjon slik at strømmen ledes gjennom emulsjonsskummet. Den gassformete kom-ponent som er nødvendig for å tilveie-bringe emulsjonen utgjøres av kulloksy-den som dannes ved reaksjonen mellom slaggens malmoksygen og det findelte kullstoff i slaggen. Emulgeringen av den væskeformete tilsetning kan imidlertid også underlettes eller fremkalles ved innblåsing av gassformete reduksjonsmidler som H.,, CH, m. v. eller væskeformete reduksjonsmidler, som jordoljeprodukter. Videre kan det i emulsjonssjiktet innblå-ses gassformete oksydasjonsmidler som O.,, B... O og C02 eller gasser inneholdende disse. Ved innblåsing av de sistnevnte midler kan det ved kull-forbrenningen tilføres ytterligere varme. Herved oppstår gasser som støtter reduksjonen av malmen i skumsjiktet. The invention solves the problem of reducing the fine-grained to powdered iron ore with the fine-grained to powdered coal in an electric furnace and in particular avoids the difficulties and disadvantages of the first-mentioned method in that the electrical heating current necessary for the ore reduction is led through a foam-like emulsion consisting of molten ore, liquid slag and reducing agent part. The electrodes are immersed in this emulsion so that the current is conducted through the emulsion foam. The gaseous component which is necessary to provide the emulsion is made up of the carbon monoxide which is formed by the reaction between the ore oxygen of the slag and the finely divided carbon in the slag. However, the emulsification of the liquid additive can also be facilitated or induced by blowing in gaseous reducing agents such as H,, CH, etc. or liquid reducing agents, such as petroleum products. Furthermore, gaseous oxidizing agents such as O,, B... O and CO 2 or gases containing these can be blown into the emulsion layer. By blowing in the latter means, additional heat can be added during the coal combustion. This creates gases that support the reduction of the ore in the foam layer.

Til jernmalmen kan det med fordel tilsettes slaggdannende substanser som Slag-forming substances such as

A120;! eller SiO.,, som gir slaggen en for emulsjonsdannelse og ved reduksjonstem- A120;! or SiO.,, which gives the slag a for emulsion formation and in reduction temp-

peraturen på ca. 1500° C fordelaktig viskositet. temperature of approx. 1500° C advantageous viscosity.

Detaljene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen illustreres ved hjelp av føl-gende utførelseseksempel. The details of the method according to the invention are illustrated by means of the following design example.

I et fluidisert kullsjikt med en høyde på ca. 500 mm og kornstørrelse på 0— ca. 0,5 mm senkes strømtilførselselektro-der. Ved hjelp av elektrisk strøm holdes det fluidiserte sjikt på en temperatur på ca. 1550° C. I dette sjikt strøes finkornet malm i slike mengder pr. tidsenhet, for-deling og kornstørrelse at det under det fluidiserte kullsjikt dannes et skummende sjikt av smeltet malm, og i skumlaget fint fordelt kull og CO-gass. Fra dette sjikt som holdes i stadig turbulent bevegelse på grunn av gassen som utvikles av malmens oksygen og reduksjonskullstof-fet, utskilles stadig metallisk jern som synker ned, mens det ovenfra fortløpende oppløses ny malm i sjiktet og det hele ti-den tilføres nytt kull fra det ovenfor beliggende fluidiserte kullsjikt. In a fluidized coal bed with a height of approx. 500 mm and grain size of 0— approx. Power supply electrodes are lowered 0.5 mm. With the help of electric current, the fluidized layer is kept at a temperature of approx. 1550° C. In this layer, fine-grained ore is sprinkled in such quantities per unit of time, distribution and grain size that a frothy layer of molten ore is formed under the fluidized coal layer, and in the foam layer finely distributed coal and CO gas. From this layer, which is kept in constant turbulent motion due to the gas developed by the ore's oxygen and reducing carbon, metallic iron is constantly secreted and sinks down, while new ore is continuously dissolved in the layer from above and new coal is added all the time from the fluidized coal layer located above.

Oppvarmingen av emulsjonssjiktet kan enten skje via det ovenfor beliggende fluidiserte kullsjikt, hvor strømtilførsels-elektrodene er nedsenket, eller emulsjonssjiktet kan være koblet som direkte elektrisk motstand, idet elektrodene er nedsenket i dette sjikt. Strømmen kan også delvis ledes gjennom det fluidiserte kullsjikt og delvis gjennom emulsjonen. Hvis elektrodene nedsenkes i emulsjonssjiktet kan et fluidisert kullsjikt ovenfor dette sløyfes. I dette tilfelle tilføres emulsjons-laget så meget brennstoff pr. tidsenhet som kan innbindes eller opptas i laget. The heating of the emulsion layer can either take place via the fluidized coal layer located above, where the power supply electrodes are immersed, or the emulsion layer can be connected as direct electrical resistance, the electrodes being immersed in this layer. The flow can also be partly conducted through the fluidized coal bed and partly through the emulsion. If the electrodes are immersed in the emulsion layer, a fluidized coal layer above this can be bypassed. In this case, the emulsion layer is supplied with as much fuel per unit of time that can be incorporated or included in the team.

I sistnevnte tilfelle omfatter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bare et malm-kull-CO-gass-emulsj onssj ikt som befinner seg i turbulent bevegelse og hvis overflate på grunn av CO-utbruddene befinner seg i kokende bevegelse. Malm- og kullmengdene som tilføres denne overflate går straks ned i emulsjonssjiktet som har lav spesifikk vekt og bindes straks i dette sjikt. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det ikke mulig å legge et støkiometrisk, i det vesentlige fast sjikt av malm og reduksjonskullstoff over emulsjonssjiktet ifølge den ovenfor be-skrevne fremgangsmåte, da et slikt sjikt på grunn av sin tyngde ville synke ned gjennom skumsjiktet. Dette utgjør et ka-rakteristisk trekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. In the latter case, the method according to the invention only comprises an ore-coal-CO-gas emulsion layer which is in turbulent motion and whose surface, due to the CO eruptions, is in boiling motion. The quantities of ore and coal that are supplied to this surface immediately sink into the emulsion layer, which has a low specific gravity, and are immediately bound in this layer. With the method according to the invention, it is not possible to lay a stoichiometric, essentially solid layer of ore and reducing carbon over the emulsion layer according to the method described above, as such a layer would sink down through the foam layer due to its weight. This constitutes a characteristic feature of the method according to the invention.

Derimot er det mulig å legge et fluidisert sjikt, som nevnt ovenfor, over skum-hhv. emulsjonssjiktet. Et slikt fluidisert sjikt av pulverformet til finkornet kull ovenfor skum- hhv. emulsjonssjiktet har også den fordel at malmen for-reduseres i dette sjikt. In contrast, it is possible to lay a fluidized layer, as mentioned above, over foam or the emulsion layer. Such a fluidized layer of powdered to fine-grained coal above foam or the emulsion layer also has the advantage that the ore is pre-reduced in this layer.

Fordelen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i forhold til den først om-talte fremgangsmåte ligger i at den elektriske motstand i et skum- hhv. emulsj onssj ikt er betydelig større enn mot-standen i et homogent slaggsjikt. Ved emulsjonssjiktet skjer malmreduksjonen ved tilsvarende høy spesifikk ytelse i slagg-sjiktet, mens den ved den kjente fremgangsmåte bare skjer i et grensesjikt slagg-malm-kull. The advantage of the method according to the invention in relation to the first mentioned method is that the electrical resistance in a foam or emulsion layer is significantly greater than the resistance in a homogeneous slag layer. With the emulsion layer, the ore reduction takes place at a correspondingly high specific performance in the slag layer, while with the known method it only takes place in a slag-ore-coal boundary layer.

For å oppnå et godt jernutbytte er det nødvendig i så stor utstrekning som mulig å redusere slaggen hvis innhold sva-rer til mengden av malmgangart og brennstoff aske. Dette kan enten skje ved at malmtilsetningen til emulsjonssjiktet innstilles noen tid for slaggavtappingen. Den ikke reduserte jernoksydholdige slaggen kan imidlertid også avtappes og reduseres i en spesialovn, f. eks. i en elektrisk lysbueovn. In order to achieve a good iron yield, it is necessary to the greatest extent possible to reduce the slag whose content corresponds to the amount of ore gangue and fuel ash. This can either happen by delaying the addition of ore to the emulsion layer for some time before the slag is drawn off. However, the unreduced iron oxide-containing slag can also be drained off and reduced in a special furnace, e.g. in an electric arc furnace.

Claims

1. Method for reducing the fine-grained to powdered iron ore with the fine-grained to powdered coal in an electric furnace, characterized in that the electric heating current required for the ore reduction is led into a continuously maintained emulsion layer formed by molten ore, liquid slag and the reducing agent.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that slag-forming agents such as Al., Oa or SiO2 are added to the iron ore, which give the slag a favorable viscosity for emulsion formation and at a reduction temperature of 1500° C.