NO180531B - Fremgangsmåte og anlegg for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium - Google Patents

Fremgangsmåte og anlegg for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium Download PDF

Info

Publication number
NO180531B
NO180531B NO883224A NO883224A NO180531B NO 180531 B NO180531 B NO 180531B NO 883224 A NO883224 A NO 883224A NO 883224 A NO883224 A NO 883224A NO 180531 B NO180531 B NO 180531B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
quartz sand
blanks
rotary tube
tube furnace
preformed
Prior art date
Application number
NO883224A
Other languages
English (en)
Other versions
NO883224L (no
NO883224D0 (no
NO180531C (no
Inventor
Gert-Wilhelm Lask
Original Assignee
Applied Ind Materials
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Ind Materials filed Critical Applied Ind Materials
Publication of NO883224D0 publication Critical patent/NO883224D0/no
Publication of NO883224L publication Critical patent/NO883224L/no
Publication of NO180531B publication Critical patent/NO180531B/no
Publication of NO180531C publication Critical patent/NO180531C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/24Binding; Briquetting ; Granulating
    • C22B1/242Binding; Briquetting ; Granulating with binders
    • C22B1/244Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90Carbides
    • C01B32/914Carbides of single elements
    • C01B32/956Silicon carbide
    • C01B32/963Preparation from compounds containing silicon
    • C01B32/97Preparation from SiO or SiO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/023Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • C01B33/025Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/10Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium i elektrisk lavsjaktsovn, hvorunder kvartssand, en karbonbærer og et bituminøst bindemiddel blandes sammen, og blandingen formes til forformede emner, som omdannes til nevnte råstoff-briketter ved at emnene varmebehandles ved en temperatur opp til 500°C. Oppfinnelsen gjelder videre også et anlegg som er særlig egnet for utførelse av denne fremgangsmåte.
Ved tilvirkningen av sådanne råstoff-briketter arbeides det vanligvis med kvartssand av partikkelstørrelse 0,05 - 0,2 mm og helst med innbyrdes forskjellige partikkelstørrelses-område innenfor dette område. Det vil forstås at man ved fremstilling av ferrosilisium også i tillegg kan tilsette råstoff-brikettene finfordelt jern eller finfordelt jernoksyd.
Til råstoff-brikettene for det angitte formål kan det stilles forskjellige kjemiske og fysiske særfordringer. Således bør det ved fremstilling av silisium påses (se GB-PS 2 084 122), at råstoff-brikettene på sin ferd gjennom den elektriske lavsjaktsovn allerede i ovnens øvre del er gjenstand for sådanne forhold at silisiumkarbid kan dannes i samsvar med ligningen:
Det samlede karboninnhold i de enkelte råstoff-briketter må da innstilles tilsvarende. Det innstilles vanligvis overstøkiometrisk (se GB-PS 2 150 128). Med hensyn til de fysiske forhold må det sikres at råstoff-brikettene på sin ferd gjennom den elektriske lavsjaktsovn og særlig ved reduksjon til SiC ikke nedbrytes, for at de i den nedre del av den elektriske lavsjaktsovn kan reagere videre med beskikningens smeltede kvarts i samsvar med ligningen:
Det vil forstås at det også finner sted ytterligere reaksjoner i den elektriske lavsjaktsovn. Blant annet dannes det ved de høye ovnstemperaturer flyktig silisiummonooksyd etter ligningen:
Dette går delvis tapt under påvirkning av ovnens utbytte og varmebalanse. Råstoff-briketter for fremstilling av silisium og som oppfyller de kjemiske og fysiske fordringer i denne forbindelse, har hittil i praksis bare kunne tilvirkes ved varmbrikettering (se GB-PS 2 088 840). Denne varmbriketteringsprosess frembringer ved temperaturer omkring 500°C briketter som inneholder smeltet klebende karbonmaterial fra det bituminøse bindemiddel. Ved briketteringen må man overskride smeltepunktet for dette bindemiddel-karbonmaterial, som kan ligge mellom 350 og 450°C for å oppnå en tilsvarende fordeling av det smeltede karbonmaterial i det material som skal sammenbindes, for derved å innlede en stivning av de forformede emner ved halvveis koksdannelse. Av større betydning for råstoff-brikettenes kvalitet er imidlertid en spesiell varmebehandling, nemlig lagring av de forformede emner i flere timer i nærheten av briketteringstemperå-turen i isolerte bunkerkamre, dvs. en varmebehandling som også betegnes som temperering og frembringes ut ifra emnenes egenvarme, hvilket fører til en fordobling av råstoff-brikettenes fasthet.
Det viste seg imidlertid at ved tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium ved varmbrikettering oppsto uforholdsmessig høye omkostninger. Ved høye fordringer til renheten av de produkter som skulle frembringes ved hjelp av råstoff-brikettene, var det også et forstyrrende forhold at det ved varm-briketteringen ble trukket forurensninger inn i råstoff-brikettene, enten fra det klebende karbonmaterial eller fra metallbestanddeler som avgis fra det anlegg hvor varmbriketter-ingen finner sted. Lignende forhold foreligger ved fremstilling av silisiumkarbid eller ferrosilisium. Med uttrykket ferrosilisium menes i forbindelse med foreliggende oppfinnelse også silisiummetall, særlig med jern som vedkommende metall.
Det er da et formål for oppfinnelsen å utføre den innledningsvis angitte fremgangsmåte på sådan måte at man uten varmbrikettering oppnår råstoff-briketter av sådan art at de oppfyller alle foreliggende kjemiske og fysikalske fordringer. For å oppnå dette har foreliggende fremgangsmåte, på bakgrunn av den fra de ovenfor angitte patentskrifter samt SE-PS 463 621 prinsipielt kjente teknikk, som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at de forformede emner varmebehandles mens de er helt neddykket i et leie av kvartssand som fylles i den nedre del av en dreierørsovn, hvorved det dannes et fast karbonovertrekk på kvartssandkornene, og den kvartssand fra neddykningsleiet som trekkes ut fra dreierørsovnen sammen med de ferdige råstoffbriketter, delvis føres tilbake i varm tilstand til dreierørsovnen mens resten erstattes av fersk kvartssand, idet blandingsforholdet og fortetningen i de forformede emner innstilles slik at emnenes spesifikke vekt blir større enn massegodsvekten av kvartssand og emnenes kvartssandandel i det minste delvis utgjøres av resirkulerte sandkorn med karbonovertrekk.
Med fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen blir de forformede emner så godt som fri for klebende, smeltet karbonmaterial, hvilket innebærer at det klebende karbonmaterial praktisk talt ikke, og i alle fall ikke i sådanne mengder, er til stede at bindingen av de øvrige karbonbærere og kvartssanden finner sted ved hjelp av klebende karbonmaterial.
Oppfinnelsen utnytter det overraskende forhold at forformede emner som er fri for klebebindende karbonmaterialer, hvilket vil si uten varmbrikettering, samt er formet ved hjelp av et bituminøst bindemiddel og har forholdsvis lav fasthet i ubehandlet tilstand, faktisk uten å nedbrytes, kan herdes på sådan måte i en dreierørsovn at de ferdige råstoff-briketter oppfyller alle de nødvendige fysikalske og kjemiske fordringer, når varmebehandlingen finner sted i et neddykningsleie av kvartssand og derved praktisk talt også uten lufttilførsel. Partikkelstørrelsen i neddykningsleiet av kvartssand kan da være i samsvar med den tidligere angitte partikkelstørrelse. Behandlingstiden av de forformede emner i kvartssandleiet innstilles slik at en tilstrekkelig herding oppnås. Herdingstiden ligger f.eks. innenfor tidsområdet 45 til 60 minutter. Dette er uten videre mulig med de hjelpemidler som står til rådighet med den moderne teknikk i forbindelse med dreierørs-ovner. De forformede emner og dermed de ferdige råstoff-briketter, kan oppvise et tverrsnitt i området fra noen millimeter til noen centimeter. De kan være utformet som runde pelleter i pelleteringsinnretninger eller ved hjelp av pressformingsverktøy være presset til andre formlegemer, f.eks. i form av såkalte eggbriketter.
Mer detaljert foreligger forskjellige muligheter for videre utvikling av oppfinnelsens fremgangsmåte. Det har vist seg hensiktsmessig å arbeide med forformede emner som omfatter ca. 35 til 65 vekt% kvartssand og har en spesifikk vekt på ca. 1,4 til 1,6 g/cm<3>, mens kvartssandens massegodsvekt som kjent ligger på ca. 1,2 g/cm<3> eller litt høyere. Temperaturen i dreierørsovnen bør ikke være for høy, og dreierørsovnen, og dermed neddykningsleiet av kvartssand, oppvarmes derfor til en temperatur på opptil 500°C. For optimalisering angis i henhold til oppfinnelsen at varmebehandlingen av de forformede emner finner sted ved en tilstrekkelig utgassing av tunge hydrokarboner og en tilstrekkelig svelling av det bituminøse bindemiddel og karbonbærerne i emnene.
Videre anbefales det å fylle dreierørsovnen i sådan grad med kvartssand at de forformede emner ikke gnis mot hverandre i neddykningsleiet. Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at dreieovnen i det minste fylles i sådan grad med kvartssand at kvartssandvolumet er større enn det dobbelte mellomromsvolum i en løs massesamling av den tilsvarende mengde forformede emner som skal befinne seg i dreierørsovnen. Mellomromsvolumet er summen av volumene av de frie åpne kiler mellom de enkelte emner i en frittliggende masse. I henhold til oppfinnelsen kan neddykningsleiet av kvartssand forbli i dreierørsovnen. Det er da bare de ferdige råstoff-briketter som over en egnet innretning tas ut av ovnen. Da disse imidlertid alltid tar med seg en del av kvartssanden fra neddykningsleiet, må i samme grad fersk kvartssand etterfylles.
En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, og som utmerker seg ved sin enkelthet samt dessuten medfører de nedenfor omtalte fordeler, er kjennetegnet ved at kvartssand fra neddykningsleie tas ut i betraktelig mengde sammen med de ferdige råstoff-briketter fra dreierørsovnen samt i det minste delvis tilbakeføres i varm tilstand til ovnen og forøvrig erstattes med fersk kvartssand utenfra. Derved er det mulig å innstille en spesiell temperaturprofil i neddykningsleiet av kvartssand, og fortrinnsvis slik at det ved blanding av resirkulert varm kvartssand med fersk kvartssand utenfra ved innløpet av dreierørsovnen til neddykningsleiet som de forformede emner skal føres inn i, innstilles en temperatur på 200°C og denne temperatur øker ved oppvarmingen av dreierørsovnen til et temperaturnivå på ca. 500°C ved utløpet fra ovnen.
Ved varmebehandlingen fordamper først de tyngre og derpå de lettere hydrokarboner fra de forformede emner. Disse krakkes i neddykningsleiet. Ut ifra dette forhold er det da mulig å resirkulere den varme kvartssand inntil det på de enkelte kvartssandpartikler er dannet en fast karbonomhylning som består av fast krakk-karbonmaterial. Dette resultat oppnås på enklest måte når resirkulasjonen er utført slik at de enkelte kvartssandpartikler i middelverdi resirkuleres ca. tre ganger. De kvartssandpartikler som oppviser et sådant karbonbelegg kan da anvendes for spesielle formål. I denne forbindelse angis i henhold til oppfinnelsen at det med fordel kan arbeides med forformede emner hvis kvartssandandel i det minste delvis utgjøres av resirkulert kvartssand med karbonovertrekk. Fortrinnsvis består de da hovedsakelig av kvartssand med karbonbelegg. Det vil forstås at de øvrige krakningsprodukter forbrennes på oversiden av neddykningsleiet.
For å frembringe råstoff-briketter som praktisk talt ikke inneholder forurensninger fra karbonbærerne eller de bituminøse bindemidler, anbefales det å arbeide med forformede emner som oppviser petroleumkoks som karbonbærer og/eller inneholder jordolje-bek som bituminøst bindemiddel. Det finnes på markedet bek fra jordoljekilder og som er brukbare for anvendelse ved utførelse av oppfinnelsens fremgangsmåte, idet deres askeinnhold ligger under 0,01 vekt% og de således praktisk talt ikke bringer med seg noen forurensninger. Koksutbyttet fra disse beksorter kan gå opp til 70 %. Petroleumkoks som er særlig egnet for oppfinnelsens fremgangsmåte har bare mindre enn 0,2 vekt% uønskede bestanddeler. Dette gjelder også for kvartssanden. Disse små forurensninger er praktisk talt ikke lenger forstyrrende. Det vil forstås at petroleumkoksen nedmales til den partikkelstørrelse som kvartssanden oppviser. Fortrinnsvis ligger da partikkelstørrelsen under 1 mm.
Som det allerede er nevnt, kan de forformede emner ved oppfinnelsens fremgangsmåte formes på forskjellige måter, f.eks. ved hjelp av en pelleteringsinnretning som frembringer kuleformede pelleter. Enklere er det imidlertid å arbeide med forformede emner som er formet ved hjelp av en briketteringspresse. Ved sammenpresningen kan man da på enkel måte også påvirke emnenes spesifikke vekt.
Oppfinnelsen gjelder også et anlegg for utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, og som omfatter en innretning for forming av forformede emner av kvartssand, karbonbærer og bituminøst bindemiddel samt en innretning for varmebehandling av emnene. Anlegget har da som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at innretningen for varmebehandling er utformet som en dreierørsovn som inneholder et neddykningsleie av kvartssand for de forformede emner samt på oversiden av neddykningsleiet et ovnskammer med innoverrettede brennere anordnet for å varme opp nevnte leie av kvartssand til en temperatur inntil 500°C, idet dreierørsovnen er utstyrt med en resirkulasjonsinnretning for kvartssanden i neddykningsleiet og som forbinder ovnens innløp med dens utløp, og dreierørsovnens innløp dessuten er forsynt med en innretning for innføring og iblanding av fersk kvartssand, mens innretningen for forming av emnene er anordnet for å tilføres kvartssand fra neddykningsleiet.
Det vil forstås at de frigjorte gasser og damper ved varmebehandlingen og fra andre steder i anlegget blir oppfanget og renset eller uskadeliggjort.
I det etterfølgende vil oppfinnelsen og de oppnådde fordeler samt ytterligere detaljer ved fremgangsmåten bli nærmere forklart ved hjelp av et utførelseseksempel og under henvisning til den vedføyde tegning, hvis eneste figur viser et anlegg for utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Det anlegg som er vist i figuren tjener til tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium eller silisiumkarbid. Til anleggets prinsipielle oppbygning hører en innretning 1 for forforming av emner av kvartssand, en karbonbærer og et bituminøst bindemiddel, så vel som en innretning 2 for varmebehandling av de forformede emner. Innretningen 2 for varmebehandlingen av de forformede emner er utført som dreierørsovn 3 med innløp 4 for emnene og utløp 5 for de ferdige råstoff-briketter etter forut fastlagt behandlingstid. Ved hjelp av brennere 6 som rager inn i ovnskammeret kan dreierørsovnen 3 oppvarmes til en temperatur på opptil ca. 500°C. Dreierørsovnen 3 oppviser et neddykningsleie 7 av kvartssand for de forformede emner og som delvis utfyller ovnskammeret i området under brennerne 6. Dreierørsovnen 3 er for øvrig utstyrt med en resirkulasjonsinnretning 8 mellom utløpet 5 og innløpet 4 for kvartssanden i neddykningsleiet 7, og som trekkes ut sammen med råstoff-brikettene samt kan siktes fra disse ved hjelp av sikteanlegget 9. Den frasiktede kvartssand kan i varm tilstand atter tilføres innløpet 4 for dreierørsovnen 3. Ved innløpet 4 for dreierørsovnen 3 befinner det seg for øvrig en innretning 10 for innføring og innblanding av fersk kvartssand. Foran dreierørsovnen er det innkoblet en innretning 1 for tilvirkning av de forformede emner, som i det beskrevne anlegg er kombinert og i foreliggende utførelseseksempel oppviser to dreierørsblandere 11, en kjøler 12 og en presse 13 for forming av brikettemnene. I foreliggende utførelseseksempel arbeides det med petroleumkoks.
Denne petroleumkoks kommer frem til den første blander 11, som f.eks. er utforet med SiC-plater. Da petroleumkoksen inneholder mellom 6 og 10 % vann, finner en tørkning og oppvarming sted i denne første blander 11. Dette oppnås ved hjelp av en del av den kvartssand som anvendes som varmebærer i dreierørsovnen 3. Denne kvartssand har en temperatur på 500°C. Fordampningen av vann og oppvarmingen krever så meget energi at det ved et forhold mellom petroleumkoks og kvartssand på omkring 1:1, innstiller det seg en slutt-temperatur på omkring 150°C. Hvis denne ligger for lavt for det neste trinn, hvor bindemiddelet må tilsettes og intensivt fordeles, kan avgassen fra dreierøret 3 ledes gjennom den første blander 11, hvor den avgir varme og mettes med damp. Avgassen har en temperatur på ca. 650°C. Ved sitt lave oksygeninnhold under 1,5 % er den videre i stand til å gjøre atmosfæren i den første blander 11 mer inert. Derved unngås faresituasjoner som kan fremkomme på grunn av petroleumkoks i støvform. Etter den første blander 11 føres avgassen til en skorstein for utslipp, f.eks. gjennom et massegodsfilter med egen fylling av petroleumkoks eller kvartssand fra systemet.
Sand/petroleumkoksblandingen som nå har en temperatur omkring 200°C, kommer så frem til den andre blander 11, hvor bindemiddel med en temperatur omkring 180 - 200°C sprøytes inn. Det kan da dreie seg om bek som stammer fra jordolje. De forskjellige temperaturer er valgt slik at det oppnås tilstrekkelig lav temperatur til at intet klebersjikt foreligger og en finfordeling av faststoffene i blandingen sikres. Denne andre blander 11 er også foret med SiC-plater. Disse innføres i alle relevante tilfeller for å oppnå så lite slitasje som mulig, samt for at det material som likevel avrives, uten vanskelighet kan inngå i det fremstilte produkt.
Den blanding som avgis fra den andre blander 11 er for varm for en brikettering, da den lett blir hengende ved pressens overflater. Av denne grunn er det innført en kjøler 12 for nedkjøling med 30 - 50°C alt etter arten av det foreliggende bindemiddel. Kjøleren 12 er likeledes utført med SiC-plater. Kjølingen kan utgjøres av kjølende motstrømsluft. Kjøleluftmengden innstilles i samsvar med den ønskede slutt-temperatur for den blanding som skal briketteres.
Briketteringsblandingen kommer så frem til pressen 13. Denne presse 13 er kapslet og gjenstand for regulert ventilasjon. Pressen 13 avgir i sin tur de forformede briketterings-emner, som skal herdes ved varmebehandling i innretningen 2. Herding betyr her utgassing og forkoksing av bindemiddelet og petroleumkoksen i brikettene.
I foreliggende utførelseseksempel er dreierørsovnen 3 fylt til mindre enn 50 % med kvartssand, som utnyttes ved fremstilling av råstoff-brikettene. Dreierørsovnen 3 har f.eks. en lengde av mellom 20 og 30 m og en indre diameter av 2 - 3 m. Lengden er avhengig av den temperaturprofil som de forformede emner skal oppvarmes i samsvar med. Oppvarmingen av dreierørsovnens innhold finner sted ved hjelp av direkte flamme som underholdes i det gjenværende frie rom.
Brenselet til denne flamme tilføres for det første gjennom brenneren 6 i dreierørsovnen 3, men stammer dessuten også fra de forformede emners flyktige bestanddeler. Ved oppvarming av disse forformede emner begynner bindemiddelet ved temperaturer over 250°C å frigjøre tunge hydrokarboner. Denne prosess finner sted hovedsakelig opp til 450°C. Deretter forskyver avgassinnholdet seg til mindre molekyler, slik som metan og hydrogen. Summen av de tilførte brenselkomponenter avstemmes i avhengighet av faststoffenes start- og slutt-temperatur samt det samlede produksjonsgjennomløp.
Kvartssandfyllingen består i foreliggende utførelseseksempel av to komponenter, nemlig en andel varm kvartssand som er tilbakeført og en andel fersk sand. Andelen fersk sand står i direkte forhold til produksjonen, dvs. at jo større antall råstoff-briketter pr. time, desto mer fersk kvartssand behøves. Omvendt innebærer dette at det ved høyere produksjonsgjennomløp også frigjøres mer flyktige bestanddeler, som forbrennes. Derved er produksjonstakten begrenset av den oppnåelige brennrombelastning av dreierørsovnen 3. Når man går ut fra at slutt-temperaturen for faststoffene skal ligge omkring 500°C, da tilsvarer dette en temperatur i oppvarmingsgassene på minst 800°C, fortrinnsvis ved drift med ensrettet strømning.
En forutbestemt behandling av de forformede emner i neddykningsleiet 7 er mulig, idet emnenes spesifikke da vekt kan velges. I avhengighet av kvartssandandelen og briketteringstrykket i pressen 13 vil det være mulig å innstille den spesifikke vekt mellom 1,35 - 1,55 g/cm<3.> Overfor dette har man en massegodsvekt på 1,2 - 1,4 g/cm<3> for en bevegelig kvartssand med smalt kornstørrelsesområde. Denne sammenstilling viser at det til en meget høy prosentandel vil være mulig å utgasse de forformede emner neddykket i kvartssanden. Derved vil de være beskyttet mot avbrenning. Man oppnår da en overraskende fasthet. Av ikke mindre stor betydning er også en sekundær virkning, nemlig det forhold at etter at de tunge hydrokarboner er avgitt fra de forformede emner, vil disse organiske stoffer være tvunget til å unnvike gjennom den varme kvartssand i neddykningsleie 7 til det frie rom i dreierørsovnen 3. I kontakt med kvartssanden nedbrytes disse stoffer delvis termisk på sådan måte at karbonmaterialet legger seg på kvartssanden, mens de lettere hydrokarboner og. hydrogen forlater sanden og forbrennes i området over denne. Dette overtrekk av krakket karbonmaterial på kvartssanden fører da til en kvartssand som ikke lenger motvirker sammentryknings-prosessen i pressen 13 med kvartsmaterialets hårdhet, da sandkornenes overflate i tilstrekkelig høy grad er belagt med et forholdsvis mykt karbonsjikt. Belastningen i pressen 13, som bare varer i brøkdeler av sekunder, fører således ikke til kontakt mellom stål og kvarts, hvilket ellers lett ville erodere trykkpressen 13.
Innleiringen av den sjiktbelagte kvartssand i de ferdige råstoff-briketter oppviser den andre fordel ved reduksjonen i den elektriske lavsjaktsovn. I den grad bindemiddel-briketter i elektriske lavsjaktsovner hittil ikke alltid var vellykkede av den grunn at de, for det første, ble myke etter oppvarming, for det andre, ble oppstykket fordi bindemiddelet destillerte, og for det tredje, fordi SiC-reaksjonen ødela de bindende reststrukturer, vil disse mangler ikke lenger opptre ved utførelser i henhold til oppfinnelsen. Oppbygning og destillasjon av det bituminøse bindemiddel i den elektriske lavsjaktsovn faller bort på grunn av den beskrevne herding. SiC-reaksjonen, som ved direkte kontakt mellom kvartssand og koks fra bindemiddelet ødelegger brikettenes stabiliserende hydrokarbon-struktur fra 1500°C, angriper først det karbonmaterial som omhyller kvartssandkornene. Dette er uten ulempe for koksstrukturen som er fremkommet ut ifra bindemiddelet. Man oppnår en konstant brikettfasthet over et lengre tidsrom eller opp til en høyere temperatur i den elektriske lavsjaktsovn, i det minste opp til kvartssandens smeltepunkt i briketten, som imidlertid ligger over 1700°C.
Etter at kvartssanden og de ferdige råstoff-briketter har vandret gjennom dreierørsovnen 3, skilles de fra hverandre ved siktning. Råstoff-brikettene føres så til et lagerrom hvor de er beskyttet mot oksygen. Den del av kvartssanden som er nødvendig for produksjonen tilføres den første blander 11 og blandes med petroleumkoks, for derved å tørkes. Blandingsforholdet er herunder fritt valgbart. I praksis har det imidlertid vist seg at det for silisiumfremstilling er fordelaktig med brikettsammensetninger som oppviser et molforhold mellom kvartssand og karbon på 1:5 - 1:6 mol. For silisiumkarbidfremstilling kan det velges et forhold mellom kvartssand og fast karbonmaterial tilsvarende 1:3. For andre ikke utprøvde produksjonsprosesser kan forholdene til enhver tid varieres i samsvar med det tilsiktede formål. Grensen er da satt ved den spesifikke vekt av de forformede emner, som sikrer at disse emner helt fra begynnelsen av befinner seg neddykket i neddykningsleiet 7.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium i elektrisk lavsjaktsovn, hvorunder kvartssand, en karbonbærer og et bituminøst bindemiddel blandes sammen, og blandingen formes til forformede emner, som omdannes til nevnte råstoff-briketter ved at emnene varmebehandles ved en temperatur opp til 500°C, karakterisert ved at de forformede emner varmebehandles mens de er helt neddykket i et leie (7) av kvartssand som fylles i den nedre del av en dreierørsovn, hvorved det dannes et fast karbonovertrekk på kvartssandkornene, og den kvartssand fra neddykningsleiet som trekkes ut fra dreierørsovnen (3) sammen med de ferdige råstoffbriketter, delvis føres tilbake i varm tilstand til dreierørsovnen mens resten erstattes av fersk kvartssand, idet blandingsforholdet og fortetningen i de forformede emner innstilles slik at emnenes spesifikke vekt blir større enn massegodsvekten av kvartssand og emnenes kvartssandandel i det minste delvis utgjøres av resirkulerte sandkorn med karbonovertrekk.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det arbeides med forformede emner som oppviser en andel på 35 til 65 vekt% kvartssand samt en spesifikk vekt på 1,4 til 1,6 g/cm<3>.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det ved varmebehandling av de forformede emner frembringes en mest mulig fullstendig utgassing av tunge hydrokarboner samt en svelling av det bituminøse bindemiddel og karbonbæreren i de forformede emner.
4. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 1 - 3, karakterisert ved at dreierørsovnen (3) fylles med så meget kvartssand at kvartssandvolumet gjøres større enn det dobbelte volum av mellomrommet i en løst opprettet masse av forformede emner.
5. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 1 - 4, karakterisert ved at det ved blanding av den resirkulerte varme kvartssand med frisk kvartssand ved dreierørsovnens innløp (4) til neddykningsleiet (7) av kvartssand, hvor de forformede emner innføres, innstilles en temperatur omkring 200°C, som frem til utløpet (5) av dreierørsovnen (3) forhøyes inntil 500°C.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at de enkelte kvartssandkorn i statistisk middelverdi resirkuleres ca. tre ganger.
7. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 1 - 6, karakterisert ved at det arbeides med forformede emner som har petroleumkoks som karbonbærer.
8. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 1-7, karakterisert ved at det arbeides med forformede emner som har bek av råolje som bituminøst bindemiddel.
9. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 1 - 8, karakterisert ved at det arbeides med emner som forformes ved hjelp av en brikettpresse.
10. Anlegg for utførelse av fremgangsmåten som er angitt i et av patentkravene 1-9, og som omfatter en innretning (1) for forming av forformede emner av kvartssand, karbonbærer og bituminøst bindemiddel samt en innretning (2) for varmebehandling av emnene, karakterisert ved at nevnte innretning for varmebehandling er utformet som en dreierørsovn (3) som inneholder et neddykningsleie (7) av kvartssand for de forformede emner samt på oversiden av neddykningsleiet et ovnskammer med innoverrettede brennere (6) anordnet for å varme opp nevnte leie (7) av kvartssand til en temperatur inntil 500°C, idet dreierørsovnen (2) er utstyrt med en resirkulasjonsinnretning (8) for kvartssanden i neddykningsleiet (7) og som forbinder ovnens innløp (4) med dens utløp (5), og dreierørsovnens innløp (4) dessuten er forsynt med en innretning (10) for innføring og iblanding av fersk kvartssand, mens innretningen (1) for forming av emnene er anordnet for å tilføres kvartssand fra neddykningsleiet (7).
NO883224A 1987-07-24 1988-07-20 Fremgangsmåte og anlegg for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium NO180531C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873724541 DE3724541A1 (de) 1987-07-24 1987-07-24 Verfahren und anlage zur herstellung von rohstoff-briketts fuer die erzeugung von silicium oder von siliciumcarbid oder von ferrosilicium

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO883224D0 NO883224D0 (no) 1988-07-20
NO883224L NO883224L (no) 1989-01-25
NO180531B true NO180531B (no) 1997-01-27
NO180531C NO180531C (no) 1997-05-07

Family

ID=6332283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO883224A NO180531C (no) 1987-07-24 1988-07-20 Fremgangsmåte og anlegg for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium

Country Status (26)

Country Link
US (2) US4975226A (no)
JP (1) JPH01164717A (no)
AR (1) AR242936A1 (no)
AT (1) AT395578B (no)
AU (1) AU611180B2 (no)
BE (1) BE1001927A3 (no)
BR (1) BR8803665A (no)
CA (1) CA1304586C (no)
CH (1) CH674643A5 (no)
DD (1) DD272457A5 (no)
DE (1) DE3724541A1 (no)
ES (1) ES2009340A6 (no)
FI (1) FI87555C (no)
FR (1) FR2618423B1 (no)
GB (1) GB2207441B (no)
IE (1) IE60425B1 (no)
IS (1) IS1439B6 (no)
IT (1) IT1226382B (no)
LU (1) LU87264A1 (no)
NL (1) NL189958C (no)
NO (1) NO180531C (no)
PL (1) PL152952B1 (no)
SE (1) SE465619B (no)
SU (1) SU1711668A3 (no)
YU (2) YU46264B (no)
ZA (1) ZA884615B (no)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3923446C1 (no) * 1989-07-15 1990-07-26 Applied Industrial Materials Corp. Aimcor, Deerfield, Ill., Us
DE3939018C1 (en) * 1989-11-25 1991-05-16 Applied Industrial Materials Corp. Aimcor, Deerfield, Ill., Us Method of making furnace briquettes - has raw sand and carbon carrying material mixes before heating
DE4015031A1 (de) * 1990-05-10 1991-11-14 Kgt Giessereitechnik Gmbh Verfahren zum thermischen regenerieren von in giessereien anfallenden altsanden, sowie zur behandlung der im sandkreislauf anfallenden staeube
ZA918453B (en) * 1990-10-23 1992-08-26 Nufarm Energy Pty Ltd Briquettes
EP0527353B1 (de) * 1991-08-08 1995-06-07 Applied Industrial Materials Corporation Aimcor Verfahren zur Erzeugung von Silicium im Elektroniederschachtofen und Rohstoff-Formlinge für die Durchführung des Verfahrens
US5482458A (en) * 1991-11-29 1996-01-09 Kyffin; Robin A. Heat treatment of expansible materials to form lightweight aggregate
DE4214434C1 (no) * 1992-05-06 1993-07-15 Applied Industrial Materials Corp., Deerfield, Ill., Us
DE4314403A1 (de) * 1992-07-01 1994-01-05 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Verfahren und Anlage zur Herstellung von mechanisch und thermisch stabilen, gasarmen Agglomeraten wie Briketts oder Pellets
SK5695A3 (en) * 1992-07-14 1995-10-11 Ash Grove Cement Company A Del Method of manufacture of cement and device for its realization
US5375535A (en) * 1993-01-11 1994-12-27 Ash Grove Cement Company Method and apparatus for improved manufacture of cement in long kilns
RU2689586C1 (ru) * 2018-12-27 2019-05-28 Константин Сергеевич Ёлкин Способ получения карбида кремния

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3206526A (en) * 1962-05-15 1965-09-14 Rygaard Ole Frank Utilization of cement kiln dust
JPS6024047B2 (ja) * 1977-08-18 1985-06-11 電気化学工業株式会社 炭化ケイ素の製造方法
DE3009808C2 (de) * 1980-03-14 1982-02-18 Coc-Luxembourg S.A., Luxembourg Verfahren zur Herstellung von silicium- und kohlenstoffhaltigen Rohstoff-Formlingen und Verwendung der Rohstoff-Formlinge
DE3023297C2 (de) * 1980-06-21 1988-05-05 International Minerals & Chemical Luxembourg S.A., 2010 Luxembourg Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes für die Erzeugung von Siliziumcarbid
DE3032720C2 (de) * 1980-08-30 1982-12-16 International Minerals & Chemical Luxembourg S.A., 2010 Luxembourg Verfahren zur Herstellung von Silicium aus Quarz und Kohlenstoff im Elektroofen
US4462794A (en) * 1982-11-12 1984-07-31 Intermountain Research & Development Method of operating a rotary calciner retrofitted to coal-firing
GB2130696B (en) * 1982-11-16 1986-04-16 Nd Engineering Limited Improved rotary high temperature reactor
DE3411731A1 (de) * 1983-11-26 1985-11-07 International Minerals & Chemical Corp., Northbrook, Ill. Verfahren zur herstellung von silicium aus rohstoff-quarz in einem elektroniederschachtofen sowie verfahren zur reduktion von oxidischen rohstoffen
DE3506439A1 (de) * 1985-02-23 1986-08-28 C. Deilmann AG, 4444 Bad Bentheim Verfahren zur herstellung reaktiver, kohlenstoffreicher presslinge
DE3541125A1 (de) * 1985-05-21 1986-11-27 International Minerals & Chemical Corp., Northbrook, Ill. Verfahren zur herstellung von silicium oder ferrosilicium in einem elektronierderschachtofen und fuer das verfahren geeignete rohstoff-formlinge
US4859177A (en) * 1988-02-16 1989-08-22 Fuller Company Apparatus for incinerating combustible material
US4957429A (en) * 1989-08-18 1990-09-18 Mendenhall Robert Lamar Method and apparatus for removing volatile hydrocarbons from particulate soils

Also Published As

Publication number Publication date
AU611180B2 (en) 1991-06-06
JPH01164717A (ja) 1989-06-28
SE8802679L (sv) 1989-01-25
JPH05334B2 (no) 1993-01-05
GB2207441B (en) 1991-01-02
SU1711668A3 (ru) 1992-02-07
NL189958B (nl) 1993-04-16
CH674643A5 (no) 1990-06-29
AU1970388A (en) 1989-01-27
DE3724541A1 (de) 1989-02-02
PL152952B1 (en) 1991-02-28
IS1439B6 (is) 1990-09-25
FI883235A0 (fi) 1988-07-06
NO883224L (no) 1989-01-25
US4975226A (en) 1990-12-04
AR242936A1 (es) 1993-06-30
FI87555C (fi) 1993-01-25
YU46804B (sh) 1994-06-10
YU142088A (en) 1990-04-30
CA1304586C (en) 1992-07-07
ZA884615B (en) 1989-03-29
FI883235A (fi) 1989-01-25
NO883224D0 (no) 1988-07-20
IE882267L (en) 1989-01-24
LU87264A1 (de) 1988-12-13
ES2009340A6 (es) 1989-09-16
PL273781A1 (en) 1989-03-20
FI87555B (fi) 1992-10-15
IT1226382B (it) 1991-01-11
FR2618423A1 (fr) 1989-01-27
GB8816617D0 (en) 1988-08-17
NO180531C (no) 1997-05-07
SE8802679D0 (sv) 1988-07-19
NL8801823A (nl) 1989-02-16
BE1001927A3 (fr) 1990-04-17
DE3724541C2 (no) 1990-01-11
AT395578B (de) 1993-01-25
US5073107A (en) 1991-12-17
SE465619B (sv) 1991-10-07
DD272457A5 (de) 1989-10-11
IS3372A7 (is) 1989-01-25
YU216889A (en) 1991-06-30
IT8821406A0 (it) 1988-07-18
BR8803665A (pt) 1989-02-14
IE60425B1 (en) 1994-07-13
ATA156488A (de) 1992-06-15
FR2618423B1 (fr) 1991-05-17
NL189958C (nl) 1993-09-16
GB2207441A (en) 1989-02-01
YU46264B (sh) 1993-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO163318B (no) Fremgangsmaate og adsorpsjonsmiddel for fjernelse av nitrogen fra en gasstroem inneholdende nitrogen og oksygen.
NO314181B1 (no) Lettvekt-aggregat fra flyveaske og kloakkslam samt fremgangsmåte for behandling av flyveaske og kloakkslam
EP0032939A4 (en) APPARATUS AND METHOD FOR TREATING ORGANIC MATERIALS.
NO180531B (no) Fremgangsmåte og anlegg for tilvirkning av råstoff-briketter for fremstilling av silisium, silisiumkarbid eller ferrosilisium
IE63813B1 (en) A process for the manufacture of fuel briquettes
CA1097252A (en) Process for calcining coke
US2164933A (en) Process of baking fuel briquettes
US2811427A (en) Lignite fuel
US3322550A (en) Process for treating petroleum coke
EP0159903B1 (en) Process and apparatus for the production of high quality calcined coke
US3062629A (en) Lignite char barbecue briquettes and method of making them
US3969088A (en) Formcoke process
SU712028A3 (ru) Способ предварительной термической подготовки спекающихс каменных углей дл дальнейшего брикетировани
WO2011115262A1 (ja) 焼結用固体燃料の製造方法、焼結用固体燃料およびこれを用いた焼結鉱の製造方法
US1772053A (en) Method of making fuel briquettes
JPS5934752B2 (ja) コ−キングホウホウ
US1796465A (en) Briquette composition and process for making briquettes
US4764318A (en) Process for the continuous coking of pitches and utilization of the coke obtained thereby
CS195260B2 (en) Method of row briquets caking
NO139731B (no) Fremgangsmaate og innretning til kalsinering av kalkhydratformlegemer
CA2589727A1 (en) Method for producing lump semicoke
US87650A (en) Improvement in the manufacture of artificial fuel
JPS5917063B2 (ja) 揮発分の多い固体燃料を用いた石灰石の焼成方法
JP7469622B2 (ja) 焼結用炭材の製造方法及び焼結鉱の製造方法
JP7143714B2 (ja) 焼結用炭材の製造方法、焼結用炭材の原料選定方法及び焼結鉱の製造方法