NO160590B

NO160590B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR PRE-TREATMENT OF FRAME MATERIALS FOR PREPARING A PRE-ORANGE PLANT.

Info

Publication number: NO160590B
Application number: NO803407A
Authority: NO
Inventors: Hiroaki Nishio; Kiyoshi Kawasaki
Original assignee: Nippon Kokan Kk
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1980-11-12
Publication date: 1989-01-23
Also published as: AU6431480A; JPS5672150A; AU534479B2; NO160590C; ZA807032B; NO803407L

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til forbehandling The invention relates to a method for pretreatment

av råmaterialer for fremstilling av ferromanganlegering, nær-mere bestemt en fremgangsmåte til å skaffe passende forvarming og forreduksjon av de råmaterialer som mates inn til en elektrisk smelteovn, for fremstilling av en ferromanganlegering uten at det er nødvendig å sintre råmaterialet. j of raw materials for the production of ferromanganese alloy, more specifically a method for obtaining suitable preheating and pre-reduction of the raw materials fed into an electric melting furnace, for the production of a ferromanganese alloy without the need to sinter the raw material. j

Ved fremstilling av ferromanganlegering er det fordelaktig å forvarme råmaterialene som mates til en elektrisk smelteovn, dvs. en blanding av malm, koks og flussmiddel, med gass som er dannet i den elektriske smelteovn, for å redusere forbruket av elektrisk kraft i den elektriske ovn og mengden av koks som forbrukes, og for å gi mer stabil drift av den elektriske ovn. Av slike forvarmings- og forreduksjons-metoder skal nevnes roterovnmetoden og sjaktovnmetoden. I roterovnmetoden blir der foruten et reduksjonsmiddel og gass fra den elektriske smelteovn som anvendes som varmekilde, anvendt kull for å bevirke preliminær reduksjon av malmen, idet MnC>2 omset-tes til Mn^O^, og for å forvarme de råmaterialer som mates til roterovnen, til en temperatur på ca. 870 C. Temperaturen av råmaterialene som er forvarmet på denne måte, synker imidlertid med mer enn 200°C pga. varmeavgivelse før de mates til den elektriske smelteovn. Skjønt kraftforbruket av den elektriske smelteovn reduseres ved denne metode, øker det totale brenselforbruk, dvs. summen av kullforbruket i den preliminære reduksjonsovn og koksforbruket i 'den elektriske smelteovn, In the production of ferromanganese alloy, it is advantageous to preheat the raw materials fed to an electric furnace, i.e. a mixture of ore, coke and flux, with gas formed in the electric furnace, in order to reduce the consumption of electric power in the electric furnace and the amount of coke consumed, and to provide more stable operation of the electric furnace. Of such preheating and prereduction methods, the rotary kiln method and the shaft kiln method should be mentioned. In the rotary kiln method, in addition to a reducing agent and gas from the electric melting furnace used as a heat source, coal is used to effect a preliminary reduction of the ore, with MnC>2 being converted to Mn^O^, and to preheat the raw materials that are fed to the rotary kiln, to a temperature of approx. 870 C. The temperature of the raw materials preheated in this way, however, drops by more than 200°C due to heat release before they are fed to the electric melting furnace. Although the power consumption of the electric melting furnace is reduced by this method, the total fuel consumption increases, i.e. the sum of the coal consumption in the preliminary reduction furnace and the coke consumption in the electric melting furnace,

slik at denne metode ikke er økonomisk når en tar i betrakt-ning de høye omkostninger som er forbundet med installasjon av roterovnen og dens drift. I sjaktovnmetoden, hvor forvarmin-gen og forreduksjonen utføres i sjaktovnen som er anordnet like over den elektriske smelteovn, beveger derimot råmaterialet seg nedover fra toppen av sjaktovnen, og gass som er dannet i den elektriske smelteovn, eller gass hvis temperatur er blitt forhøyet ved forbrenning av en del av det karbonmonoksid og hydrogen som foreligger i gassen fra den elektriske smelteovn, føres oppover gjennom det innmatede råmateriallag fra den nedre ende av sjaktovnen og bevirker således tørking av råmaterialene, nedbrytning av krystallvannet, preliminær reduksjon av manganmalmen og i noen tilfeller nedbrytning åv kalk so that this method is not economical when one takes into account the high costs associated with installing the rotary kiln and its operation. In the shaft furnace method, where the preheating and pre-reduction are carried out in the shaft furnace arranged just above the electric melting furnace, on the other hand, the raw material moves downwards from the top of the shaft furnace, and gas formed in the electric melting furnace, or gas whose temperature has been increased by combustion of part of the carbon monoxide and hydrogen present in the gas from the electric smelting furnace is carried upwards through the fed raw material layer from the lower end of the shaft furnace and thus causes drying of the raw materials, decomposition of the water of crystal, preliminary reduction of the manganese ore and in some cases decomposition of lime

ved et motstrømssystem. Etter å ha beveget seg en kort distanse blir de således forvarmede og forreduserte råmaterialer matet til den elektriske smelteovn under sjaktovnen. Av denne grunn er varmetapet fra råmaterialene under denne korte passasje liten. Sammenlignet med roterovnmetoden er sjaktovnmetoden mer fordelaktig, idet bare gass fra den elektriske smelteovn anvendes til forvarming og forreduksjon og størrelsen av utstyret er liten og installasjonsomkostningene lave. Ved den praktiske utførelse gjør imidlertid sintring av råmaterialene i sjaktovnen det ofte umulig å fortsette driften. Når gassen fra den elektriske smelteovn føres direkte til sjaktovnen uten å forbrennes, skjønt en del av gassen forbrennes med luft, fordamper noe av vannet som hefter ved råmaterialene, men malmen reduseres ikke. For å redusere malmen, brennes en del av karbonmon-oksidet, som utgjør mer enn 65% av den gass som dannes i den elektriske smelteovn, og en liten mengde hydrogen i luft for å høyne temperaturen av gassen, og når den oppvarmede gass deretter føres inn i sjaktovnen, vil der dannes broer i sjaktovnen' pga. sintring av råmaterialene, hvilket gjør det umulig å fortsette driften. Når gassen føres direkte inn i sjaktovnen, vil som beskrevet ovenfor reduksjon av manganmalmen med karbonmonoksid ikke begynne med mindre temperaturen heves til over 300°C, og selv om temperaturen av gassen i den elektriske smelteovn økes noe ved bruk av forvarmede og forreduserte råmaterialer, er varmemengden i.. gassen- f ra de.n elektriske smelteovn alene ikke tilstrekkelig til å tørke råmaterialene for å forvarme dem til en temperatur på over 3 00°C. Når karbonmonok-sidet i gassen fra den elektriske smelteovn brennes og deretter føres inn i sjaktovnen, kan manganmalmen reduseres av den reduserende gass til Mn^O^, MhO eller en blanding herav, idet reak-sjonene er sterkt eksoterme, slik det er vist ved de følgende reaksj onsligninger: by a countercurrent system. After moving a short distance, the thus preheated and pre-reduced raw materials are fed to the electric melting furnace below the shaft furnace. For this reason, the heat loss from the raw materials during this short passage is small. Compared to the rotary furnace method, the shaft furnace method is more advantageous, as only gas from the electric melting furnace is used for preheating and pre-reduction and the size of the equipment is small and the installation costs low. In the practical implementation, however, sintering of the raw materials in the shaft furnace often makes it impossible to continue operation. When the gas from the electric melting furnace is fed directly to the shaft furnace without combustion, although part of the gas is combusted with air, some of the water adhering to the raw materials evaporates, but the ore is not reduced. To reduce the ore, a portion of the carbon monoxide, which accounts for more than 65% of the gas produced in the electric smelting furnace, and a small amount of hydrogen are burned in air to raise the temperature of the gas, and when the heated gas is then passed into the shaft furnace, bridges will form in the shaft furnace' due to sintering of the raw materials, which makes it impossible to continue operations. When the gas is fed directly into the shaft furnace, as described above, reduction of the manganese ore with carbon monoxide will not begin unless the temperature is raised to over 300°C, and even if the temperature of the gas in the electric smelting furnace is increased somewhat by the use of preheated and pre-reduced raw materials, the amount of heat in.. the gas- f ra de.n electric melting furnace alone is not sufficient to dry the raw materials to preheat them to a temperature above 3 00°C. When the carbon monoxide in the gas from the electric smelting furnace is burned and then fed into the shaft furnace, the manganese ore can be reduced by the reducing gas to Mn^O^, MhO, or a mixture thereof, the reactions being highly exothermic, as shown by the following reaction equations:

Reduksjonen med hydrogen er også en eksoterm reaksjon, men utstrekningen av denne reduksjon er liten. Videre blir jernoksider som foreligger i manganmalmen også redusert samtidig med manganoksidehe, men mengden av jernoksid er li'ten, slik at dets reaksjonsvarme er ubetydelig. The reduction with hydrogen is also an exothermic reaction, but the extent of this reduction is small. Furthermore, iron oxides present in the manganese ore are also reduced at the same time as manganese oxide, but the amount of iron oxide is small, so that its heat of reaction is negligible.

Som et resultat av reduksjonen av manganmalm stiger ovns-temperaturen hurtig, hvilket gjør det vanskelig å regulere temperaturen. Følgelig stiger temperaturen til over 1100°C, som er grensetemperaturen for sintring av manganmalm, noe som bevirker sintring eller smelting. Når en blanding av malm og koks forvarmes og forreduseres, blir tapet av karbon betydelig når temperaturen overstiger 1000°C, noe som skyldes en karbon-oppløsningsreaksjon som kan uttrykkes ved C+C02 -> 2C0. Skjønt den tidligere kjente sjaktovn tilsynelatende er fordelaktig, As a result of the reduction of manganese ore, the furnace temperature rises rapidly, making it difficult to regulate the temperature. Consequently, the temperature rises above 1100°C, which is the limit temperature for sintering of manganese ore, which causes sintering or melting. When a mixture of ore and coke is preheated and reduced, the loss of carbon becomes significant when the temperature exceeds 1000°C, which is due to a carbon dissolution reaction which can be expressed by C+C02 -> 2C0. Although the prior art shaft furnace is apparently advantageous,

er det vanskelig å anvende den pga. ustabil drift. is it difficult to apply it because unstable operation.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en fremgangsmåte til forbehandling av råmateriale for ferromanganlegering slik at en manganholdig malm kan forvarmes og forreduseres effektivt uten den ledsagende vanskelighet i form av sintring av råmaterialet. It is an aim of the invention to provide a method for pre-treatment of raw material for ferromanganese alloy so that a manganese-containing ore can be preheated and reduced effectively without the accompanying difficulty in the form of sintering of the raw material.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en fremgangsmåte til forbehandling av et råmateriale for en ferromanganlegering hvor den varme som dannes ved forredusering av den manganholdige malm, anvendes til tørking av råmaterialet. Another purpose of the invention is to provide a method for pre-treating a raw material for a ferromanganese alloy where the heat generated by pre-reducing the manganese-containing ore is used to dry the raw material.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å skaffe et apparat til fremstilling av en ferromanganlegering ved høy total varme-effektivitet uten den ledsagende vanskelighet i form av sintring av råmaterialet i forvarmings- og forreduksjons-trinnene. Another object of the invention is to provide an apparatus for producing a ferromanganese alloy at high total heat efficiency without the accompanying difficulty of sintering the raw material in the preheating and prereduction steps.

I henhold til en side ved oppfinnelsen er der skaffet According to one side of the invention there is provided

en fremgangsmåte til forbehandling av en sats av råmaterialer som omfatter manganholdig malm, kalksten og koks og mates til en elektrisk smelteovn for fremstilling av en ferromanganlegering, karakterisert ved at satsen av råmaterialer, idet den passerer gjennom en første vertikal sjaktovn, forvarmes til en temperatur på 100-600°C ved å bringes i berøring med varm a method for the pretreatment of a batch of raw materials comprising manganese-containing ore, limestone and coke and fed to an electric melting furnace for the production of a ferromanganese alloy, characterized in that the batch of raw materials, as it passes through a first vertical shaft furnace, is preheated to a temperature of 100-600°C by being brought into contact with hot

reduserende gass i motstrøm, hvoretter den forvarmede sats, idet.den passerer gjennom en annen vertikal sjaktovn, oppvarmes ytterligere ved å bringes i berøring med varm reduserende gass i medstrøm, idet oppvarmingen utføres på en slik måte at temperaturen av en blanding av råmaterialene og den varme reduserende gass gradvis øker fra det øvre parti mot det nedre parti av den annen sjaktovn ved varme som dannes ved reduksjon av råmaterialene, samtidig som den varme reduserende gass er den gass som produseres ved fremstilling av ferromanganlegeringen. reducing gas in countercurrent, after which the preheated batch, as it passes through another vertical shaft furnace, is further heated by being brought into contact with hot reducing gas in cocurrent, the heating being carried out in such a way that the temperature of a mixture of the raw materials and the heat reducing gas gradually increases from the upper part towards the lower part of the second shaft furnace by heat generated by reduction of the raw materials, while the heat reducing gas is the gas produced in the production of the ferromanganese alloy.

I henhold til en annen side ved oppfinnelsen er der skaffet et apparat til fremstilling av en ferromanganlegering, omfattende en første vertikal sjaktovn til forvarming av råmaterialer som mates til ovnen, en annen vertikal sjaktovn til forredusering av råmaterialene og en innretning til regulering av temperaturen av gass som dannes i en elektrisk smelteovn, idet gassen først føres til den annen vertikale sjaktovn i medstrøm med råmaterialene og deretter tilføres den første sjaktovn ti motsatt retning av råmaterialene i denne, karakterisert ved at apparatet, for regulering av temperaturen av gassen som strømmer fra den elektriske smelteovn, også omfatter en forbrenningsovn til partiell forbrenning av gassen fra den elektriske smelteovn og rørledninger til å føre den gass som strømmer ut fra den første sjaktovn, inn i den nevnte forbrenningsovn. Fig. 1 er en grafisk fremstilling som viser temperaturfordelingen i en sjaktovn når råmaterialer som er forvarmet til 500°C, og gass ved en temperatur på 309°C føres gjennom ovnen i motstrøm. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser temperaturfordelingen i ovnen ifølge oppfinnelsen. According to another aspect of the invention, there is provided an apparatus for the production of a ferromanganese alloy, comprising a first vertical shaft furnace for preheating raw materials which are fed to the furnace, a second vertical shaft furnace for pre-reducing the raw materials and a device for regulating the temperature of gas which is formed in an electric melting furnace, the gas being first fed to the second vertical shaft furnace in co-flow with the raw materials and then supplied to the first shaft furnace in the opposite direction of the raw materials therein, characterized in that the device, for regulating the temperature of the gas flowing from the electric melting furnace, also comprises an incinerator for partial combustion of the gas from the electric melting furnace and pipelines for leading the gas flowing out from the first shaft furnace into the aforementioned incinerator. Fig. 1 is a graphical representation showing the temperature distribution in a shaft furnace when raw materials preheated to 500°C and gas at a temperature of 309°C are passed through the furnace in countercurrent. Fig. 2 is a graphical representation showing the temperature distribution in the oven according to the invention.

Fig. 3 er et sideriss, delvis i snitt, av det apparat Fig. 3 is a side view, partly in section, of that apparatus

som anvendes til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen . which is used to carry out the method according to the invention.

Påj fig. 1 og 2 representerer tallene på abscisseaksene den relajtive avstand (dimens j onsløs) målt fra ovnens innløps-parti i retning av ovnens utløpsparti. On fig. 1 and 2, the numbers on the abscissa axes represent the relative distance (dimensionless) measured from the oven's inlet part in the direction of the oven's outlet part.

På fig. 1 er vist temperaturfordelingen i råmaterialer In fig. 1 shows the temperature distribution in raw materials

og en gass som inneholder 28 vektprosent CO, 68 vektprosent CO2 og 3 vektprosent hydrogen, når råmaterialene som er forvarmet til en temperatur på 500 C, føres inn i det øvre parti av en sjaktovn med en høyde på 2 m med en hastighet på 950 kg/h.m^ og gass som er■forvarmet til en temperatur på 3p9°C føres inn i det nedre parti av ovnen med en hastighet på 510 Nm 3 /h.m 2, slik at gassen føres i motstrøm i forhold til de nedadgående råmaterialer for reduksjon av malmen til MnO. Av grunner som er angitt ovenfor, inntreffer der et maksimum på temperaturfordelingskurven idet gassen bringes i berøring med råmaterialene. Således stiger temperaturen hurtig til ca. 1400°C nær innløpsåpningen for råmaterialene, hvilket viser at sintring har funnet sted i dette parti av ovnen. I motsetning til dette viser fig. 2 temperaturfordelingskurven når både gassen og råmaterialene bringes til å strømme nedover fra det øvre parti av sjaktovnen med den samme temperatur og hastighet som vist på fig. 1. I dette tilfelle stiger temperaturen av råmaterialene og gassen gradvis og materialene slippes ut ved temperaturer på 715°C resp. 713°C. Som det vil ses fra fig. 2, overstiger ikke temperaturen 1100°C, og sintring blir- derfor hindret. En sammenligning mellom fig. 1 og 2 viser at det for å hindre sintring av råmaterialene er nødvendig å føre gassen og råmaterialene i samme retning istedenfor i motstrøm slik det er gjort ifølge tidligere kjente metoder. Por å bevirke forvarming og forreduksjon av råmaterialene i medstrøm er det fordelaktig å forvarme råmaterialene til en temperatur på 100-600°C, da vann kan bli igjen på råmaterialene ved en temperatur på under 100°C. Når mengden av dette vann varierer, er oppvarming av råmaterialene med gassen utilstrekkelig, noe and a gas containing 28 wt.% CO, 68 wt.% CO2 and 3 wt.% hydrogen, when the raw materials preheated to a temperature of 500 C are fed into the upper part of a shaft furnace with a height of 2 m at a rate of 950 kg /h.m^ and gas preheated to a temperature of 3p9°C is fed into the lower part of the furnace at a speed of 510 Nm 3 /h.m 2 , so that the gas is fed in counterflow in relation to the downward raw materials to reduce the ore of MnO. For reasons stated above, a maximum occurs on the temperature distribution curve as the gas is brought into contact with the raw materials. Thus the temperature rises rapidly to approx. 1400°C near the inlet opening for the raw materials, which shows that sintering has taken place in this part of the furnace. In contrast, fig. 2 the temperature distribution curve when both the gas and the raw materials are made to flow downwards from the upper part of the shaft furnace at the same temperature and speed as shown in fig. 1. In this case, the temperature of the raw materials and the gas rises gradually and the materials are discharged at temperatures of 715°C resp. 713°C. As will be seen from fig. 2, the temperature does not exceed 1100°C, and sintering is therefore prevented. A comparison between fig. 1 and 2 show that in order to prevent sintering of the raw materials, it is necessary to feed the gas and the raw materials in the same direction instead of in countercurrent as is done according to previously known methods. In order to effect pre-heating and pre-reduction of the raw materials in co-flow, it is advantageous to pre-heat the raw materials to a temperature of 100-600°C, as water can remain on the raw materials at a temperature below 100°C. When the amount of this water varies, heating the raw materials with the gas is insufficient, somewhat

som hindrer reduksjonsreaksjonen i å skride frem, men når temperaturen er høyere enn 600°C, blir det til tross for at råmaterialene avkjøles med en stor mengde gass, vanskelig å begrense temperaturen av råmaterialene til under 1100°C, dvs. den nedre temperaturgrense hvor sintring vil finne sted, noe som skyldes den varme som dannes når malmen reduseres.. which prevents the reduction reaction from progressing, but when the temperature is higher than 600°C, despite the fact that the raw materials are cooled with a large amount of gas, it becomes difficult to limit the temperature of the raw materials to below 1100°C, i.e. the lower temperature limit where sintering will take place, which is due to the heat generated when the ore is reduced..

Når gassen føres i medstrøm med råmaterialene, leverer gassen et reduksjonsmiddel som er nødvendig for reduksjon av malmen, noe som tjener til å forhindre temperaturstigning av råmaterialene når disse reduseres, så sintring unngås. En slik gass kan fås ved oppvarming av den gass som dannes i en elektrisk smelteovn ved partiell forbrenning av det karbonmonoksid som foreligger i gassen, med luft eller avkjøling av gassen med utslippsgass fra sjaktovnen eller ved begge disse to metoder. Uansett er det nødvendig å regulere temperaturen av gassen på 300-1100°C. Dette fordi en temperatur på under 300°C ikke er tilstrekkelig til å starte reaksjonen mellom gassen og råmaterialene som står i berøring med den, hvilket hindrer at reduksjonsreaksjonen finner sted. Med en inngående gasstempe-ratur på over 1100°C er det umulig å avkjøle råmaterialene til under den nedre sintringstemperaturgrense, og råmaterialene, vil derfor bli sintret. When the gas is co-flowed with the raw materials, the gas supplies a reducing agent necessary for the reduction of the ore, which serves to prevent the temperature rise of the raw materials as they are reduced, thus avoiding sintering. Such a gas can be obtained by heating the gas that is formed in an electric melting furnace by partial combustion of the carbon monoxide present in the gas, with air or by cooling the gas with discharge gas from the shaft furnace or by both of these two methods. In any case, it is necessary to regulate the temperature of the gas at 300-1100°C. This is because a temperature below 300°C is not sufficient to start the reaction between the gas and the raw materials that are in contact with it, which prevents the reduction reaction from taking place. With an entering gas temperature of over 1100°C, it is impossible to cool the raw materials below the lower sintering temperature limit, and the raw materials will therefore be sintered.

Ved at råmaterialene, som er oppvarmet til 100-600°C, In that the raw materials, which are heated to 100-600°C,

og gassen, som er varmet opp til 300-1100°C, føres i medstrøm og bringes i berøring med hverandre, er det mulig å redusere malmen til Mn^O^ eller MnO eller en blanding derav uten å bevirke sintring av råmaterialene. Når råmaterialene forvarmes til en temperatur på over 900°C, blir kalk spaltet, hvorved råmaterialene blir forvarmet til 650-1000°C. Når malmen er redusert og forvarmet til en temperatur på over 9 00°C ved at gassen og råmaterialene føres i medstrøm, er konsentrasjonene av karbonmonoksid og hydrogen i den gass som slippes ut fra sjaktovnen etter fullførelse av Jcalkens nedbrytning, lave, slik at den utgående gass ikke er så virksom som reduksjons-gass, men den har et høyt varmeinnhold ved en temperatur på 650-1000°C, som stort sett er lik temperaturen av det forvarmede råmateriale. Når gassen føres gjennom en annen sjaktovn i motstrøm med råmaterialene på omgivelsestemperatur, blir vannet i råmaterialet fordampet, og under visse betingelser blir krystallvannet nedbrutt, slik at gassen kan anvendes til å forvarme råmaterialene til 100-600°C. Ved denne anordning har den gass som slippes ut etter medstrømsoperasjonen i sjaktovnen,; et overskytende varmeinnhold, slik at den kan anvendes til effektiv oppvarming av råmaterialene til den ønskede temperatur på 100-600°C ved at de bringes i berøring i motstrøm. and the gas, which is heated to 300-1100°C, is carried in co-current and brought into contact with each other, it is possible to reduce the ore to Mn^O^ or MnO or a mixture thereof without causing sintering of the raw materials. When the raw materials are preheated to a temperature of over 900°C, lime is split, whereby the raw materials are preheated to 650-1000°C. When the ore is reduced and preheated to a temperature above 900°C by co-flowing the gas and raw materials, the concentrations of carbon monoxide and hydrogen in the gas released from the shaft furnace after completion of Jcalken's decomposition are low, so that the outgoing gas is not as effective as reduction gas, but it has a high heat content at a temperature of 650-1000°C, which is largely equal to the temperature of the preheated raw material. When the gas is passed through another shaft furnace in countercurrent with the raw materials at ambient temperature, the water in the raw material is evaporated, and under certain conditions the crystal water is broken down, so that the gas can be used to preheat the raw materials to 100-600°C. With this device, the gas that is released after the co-current operation in the shaft furnace has; an excess heat content, so that it can be used to effectively heat the raw materials to the desired temperature of 100-600°C by bringing them into contact in countercurrent.

Som skjematisk vist på fig. 3 omfatter apparatet til utførelse av fremgangsmåten en sjaktovn 2 som drives i mot-strøm, og som får tilført råmaterialer gjennom en transport-renne 1, og en sjaktovn 4 som drives i medstrøm og er forbundet med motstrøms-sjaktovnen 2 gjennom en forbindelsesledning 3, idet medstrøms-sjaktovnen 4 avgir råmaterialene til en eflekt-risk smelteovn 6 gjennom en ledning 5. En gasskanal 7 fra den elektriske smelteovn 6 er forsynt med en ledning 8 for for-varmende og forreduserende gass og er forbundet med det øvre parti av medstrøms-sjaktovnen 4 via en forbrenningsovn 11 og en gass-innløpsledning 12. En ledning 13 er koblet til bunnen av medstrøms-sjaktovnen 4 for å føre gass inn i bunnen av mct-strøms-sjaktovnen 2. Et nedragende skråttstilt rør 15 som er forbundet med toppen av motstrøms-sjaktovnen 2, står i forbin-delse med en utslippsledning 18 gjennom en dråpefraskiller 16 og en eksos-blåsemaskin 17. En porsjon av den gass som slippes ut fra gass-blåsemaskinen 17, føres til gassrørledningen 8 gjennom en gass-sirkulasjonsledning 9, og forbrenningsluft tilføres forbrenningsovnen 11 ved en luft-blåsemaskin 10. Skjønt der på tegningen bare er vist én rørledning 5, er der vanligvis anordnet mer enn ti rørledninger 5 for den elektriske smelteovn. Disse ledninger er gruppert i flere sett for å føre råmaterialene parallelt gjennom settene av rørledninger 5 fra bunnen av medstrøms-sjaktovnen 4. As schematically shown in fig. 3, the apparatus for carrying out the method comprises a shaft furnace 2 which is operated in counter-current, and which is supplied with raw materials through a transport chute 1, and a shaft furnace 4 which is operated in co-current and is connected to the counter-flow shaft furnace 2 through a connecting line 3, with the cocurrent shaft furnace 4 delivering the raw materials to an electric melting furnace 6 through a line 5. A gas channel 7 from the electric melting furnace 6 is provided with a line 8 for preheating and prereducing gas and is connected to the upper part of the cocurrent the shaft furnace 4 via an incinerator 11 and a gas inlet line 12. A line 13 is connected to the bottom of the cocurrent shaft furnace 4 to feed gas into the bottom of the mct current shaft furnace 2. A descending inclined pipe 15 which is connected to the top of the counterflow shaft furnace 2, is connected to a discharge line 18 through a droplet separator 16 and an exhaust blower 17. A portion of the gas discharged from the gas blower 17 is led to the gas pipeline a 8 through a gas circulation line 9, and combustion air is supplied to the incinerator 11 by an air blower 10. Although only one pipeline 5 is shown in the drawing, more than ten pipelines 5 are usually arranged for the electric melting furnace. These lines are grouped in several sets to pass the raw materials in parallel through the sets of pipelines 5 from the bottom of the cocurrent shaft furnace 4.

Apparatet som er vist på fig. 3, virker som følger: The apparatus shown in fig. 3, works as follows:

Råmaterialer bestående av malm, kalksten og koks mates inn i ovnen 2 gjennom transportrennen 1, og etter hvert som råmaterialene forbrukes i den elektriske smelteovn synker de nedover. Når de passerer gjennom motstrøms-sjaktovnen 2, kommer råmaterialene i berøring med gassen, slik at de tørkes og oppvarmes, krystallvannet nedbrytes og råmaterialene deretter føres til medstrøms-sjaktovnen 4 gjennom forbindelseslednin-gen 3 for å reduseres til MnO mens de beveger seg i medstrøm med og i berøring med gassen. Råmaterialet varmes opp ved reak-sjonsvarmen og føres inn i den elektriske smelteovn 6 gjennom ledningen 5. En ønsket mengde av den gass som dannes i den elektriske smelteovn 6, tas ut fra gasskanalen 7 til gassrør-ledningen 8 og. blandes deretter med utslippsgass fra gassir- Raw materials consisting of ore, limestone and coke are fed into the furnace 2 through the transport chute 1, and as the raw materials are consumed in the electric smelting furnace, they sink downwards. As they pass through the counterflow shaft furnace 2, the raw materials come into contact with the gas, so that they are dried and heated, the water of crystal is decomposed, and the raw materials are then fed to the coflow shaft furnace 4 through the connecting line 3 to be reduced to MnO while moving cocurrently with and in contact with the gas. The raw material is heated by the heat of reaction and fed into the electric melting furnace 6 through the line 5. A desired quantity of the gas formed in the electric melting furnace 6 is taken out from the gas channel 7 to the gas pipe line 8 and. is then mixed with exhaust gas from the gasifier

kulasjonsledningen 9. Deretter blir gassblandingen partielt brent i forbrenningsovnen 11 og den resulterende gass med ønsket temperatur ført inn i medstrøms-sjaktovnen 4. Et eksempel på den praktiske drift er som følger: Ved fremstillingen av en ferromanganlegering i en 40 000 kVA elektrisk smelteovn med en produksjonskapasitet på 250 t/d ble råmaterialer med en sammensetning som vist i tabell I, matet til hver av seksten rørledninger 5 i en mengde som vist i tabellen, og den gass som ble dannet i den elektriske smelteovn, ble ført gjennom ledningene 5 sammen med råmaterialene i en mengde som er angitt nederst i tabell I. culation line 9. The gas mixture is then partially burned in the incinerator 11 and the resulting gas at the desired temperature is fed into the co-flow shaft furnace 4. An example of the practical operation is as follows: In the production of a ferromanganese alloy in a 40,000 kVA electric melting furnace with a production capacity of 250 t/d, raw materials with a composition as shown in Table I were fed to each of sixteen pipelines 5 in an amount as shown in the table, and the gas formed in the electric melting furnace was passed through the lines 5 together with the raw materials in a quantity indicated at the bottom of table I.

Råmaterialene ble; forvarmet til ca. 500°C. Etter at gassen fra ledningen 8 var blitt blandet med luft fra blåsemaskinen 10 i et forhold på 1:1, ble blandingen underkastet partiell forbrenning i forbrenningsovnen 11 for å gi en temperatur på 309°C. Som vist på fig. 2 ble temperaturen av gassen og råmaterialene gradvis øket ved den reaksjonsvarme som oppsto når malmen ble redusert til MnO i medstrøms-sjaktovnen 4. Ved bunnen av denne ovn var temperaturen av råmaterialene 715°C og av gassen 713°C. Denne gass ble ført inn i det nedre parti av motstrøms-sjaktovnen 2, og temperaturen av gassen ved den øvre utslippsåpning ble' redusert til 95°C. Støvet ble fjernet fra utslippsgassen ved en vanndusj 14, og gassen ble deretter underkastet dråpefraskilling i dråpefraskilleren 16. Temperaturen i de forskjellige partier, oksidasjonsgraden av malmen inneholdende 100% lY^O^ og den prosentuelle nedbrytning av kalkstenen under disse driftsforhold er vist i tabell II. I dette eksempel, hvor råmaterialene ble forvarmet kun til 715°C, ble der ikke registrert;noen nedbrytning av kalksten. Ved oppvarming til over 900°C fant imidlertid nedbrytning sted. The raw materials were; preheated to approx. 500°C. After the gas from the line 8 had been mixed with air from the blower 10 in a ratio of 1:1, the mixture was subjected to partial combustion in the incinerator 11 to give a temperature of 309°C. As shown in fig. 2, the temperature of the gas and raw materials was gradually increased by the heat of reaction which arose when the ore was reduced to MnO in the cocurrent shaft furnace 4. At the bottom of this furnace, the temperature of the raw materials was 715°C and of the gas 713°C. This gas was introduced into the lower part of the counterflow shaft furnace 2, and the temperature of the gas at the upper discharge opening was reduced to 95°C. The dust was removed from the discharge gas by a water shower 14, and the gas was then subjected to droplet separation in the droplet separator 16. The temperature in the various batches, the degree of oxidation of the ore containing 100% lY^O^ and the percentage decomposition of the limestone under these operating conditions are shown in Table II . In this example, where the raw materials were preheated only to 715°C, no decomposition of limestone was recorded. When heated to over 900°C, however, decomposition took place.

Skjønt råmaterialene i dette eksempel var en blanding Although the raw materials in this example were a mixture

av malm, koks og kalksten som gjorde tjeneste som flussmiddel, kan råmaterialet omfatte kun malm, en blanding av malm og enten koks eller flussmiddel eller en blanding av metall og malm. Uansett sammensetningen av råmaterialene kan fordeler av samme type som de ovennevnte oppnås. of ore, coke and limestone that served as a flux, the raw material may comprise only ore, a mixture of ore and either coke or flux or a mixture of metal and ore. Regardless of the composition of the raw materials, advantages of the same type as those mentioned above can be obtained.

Som beskrevet ovenfor skaffer oppfinnelsen en metode As described above, the invention provides a method

til innføring av de råmaterialer som anvendes til fremstilling av en ferromanganlegering, i en elektrisk smelteovn, idet råmaterialene med fordel kan innføres etter forvarming og for-reduks jon i en sjaktovn. Dette fører til lavere drifts- og kon-struksjonsomkostninger enn andre ovner. Med én sjaktovn som drives i motstrøm, og én som drives i medstrøm, som beskrevet ovenfor kan forvarming og forreduksjon som ledsages av en dan-nelse av en betydelig varmemengde, utføres på en jevn måte uten den resulterende sintring som ofte umuliggjør driften. for introducing the raw materials used for the production of a ferromanganese alloy into an electric melting furnace, since the raw materials can advantageously be introduced after preheating and pre-reduction in a shaft furnace. This leads to lower operating and construction costs than other ovens. With one shaft furnace operated in countercurrent, and one operated in cocurrent, as described above, preheating and prereduction accompanied by the generation of a considerable amount of heat can be carried out in a uniform manner without the resulting sintering which often renders operation impossible.

Claims

1. Method for pre-treatment of a batch of raw materials comprising manganese-containing ore, limestone and coke and fed to an electric melting furnace for the production of a ferromanganese alloy, characterized in that the batch of raw materials, as it passes through a first vertical shaft furnace (2), is preheated to a temperature of 100-600°C by being brought into contact with hot reducing gas in a countercurrent flow, after which the preheated batch, as it passes through another vertical shaft furnace (4), is further heated by being brought into contact with hot reducing gas in co-flow, the heating being carried out in such a way that the temperature of a mixture of the raw materials and the hot reducing gas gradually increases from the upper part towards the lower part of the second shaft furnace (4) by heat generated by the reduction of the raw materials, at the same time as the heat reducing gas is the gas produced during the production of the ferromanganese alloy.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the raw materials are preheated to a temperature of 650-1000°C while in contact with the gas in co-flow.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the hot reducing gas is preheated to a temperature of 300-1100°C before it is brought into contact with the raw material in co-flow.

4. Apparatus for producing a ferromanganese alloy, comprising a first vertical shaft furnace (2) for preheating raw materials fed to the furnace, a second vertical shaft furnace (4) for pre-reducing the raw materials and a device for regulating the temperature of gas formed in a electric melting furnace (6), the gas being first fed to the second vertical shaft furnace (4) in co-flow with the raw materials and then supplied to the first shaft furnace (2) in the opposite direction to the raw materials therein, characterized in that the device, for regulating the temperature of the gas which flows from the electric melting furnace (6), also includes an incinerator (11) for partial combustion of the gas from the electric melting furnace (6) and pipelines (15,9,8) to lead the gas flowing out from the first shaft furnace (2) into the said incinerator. ning oven (11) .