DD202185A5 - Verfahren zur herstellung einer hauptsaechlich aus mangan und eisen bestehenden metallschmelze - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hauptsaechlich aus Mangan und Eisen bestehenden Metallschmelze. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen Verfahrens, mit dem die Nachteile der bekannten Verfahren, die entweder sehr energieaufwendig sind, Umweltbelastungen verursachen oder bei denen die Beschickung mit Rohmaterial schwierig ist, zu beseitigen. Erfindungsgemaess wird ein das Manganoxid enthaltendes pulverfoermiges Material direkt in eine Schmelz-Reduktionszone zusammen mit Kohle und/oder Kohlenwasserstoffen in Pulverform eingeblasen. Die Schmelz-Reduktionszone wird staendig durch Zufuhr von Waermeenergie in einem Ofen erzeugt, welcher mit festem Reduktionsmittel gefuellt ist. Die der Reduktionszone zugefuehrte Waermeenergie wird von einem Plasma-Generator erzeugt.
Description
2 35 4 93 4 -ι- % Z2 1β
Verfahren zur Herstellung einer Metallschmelze Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hauptsächlich aus Mangan und Eisen bestehenden Metallschmelze, wobei die Metallschmelze möglicherweise Silizium enthalten kann.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Bei gewissen bekannten Verfahren zur Herstellung von beispielsweise Ferromangan in Thysland-Mohle-Öfen ist die Zufuhr von Rohmaterial schwierig, da sowohl der Manganträger wie das Reduktionsmittel stückig sein müssene Die bei diesen bekannten Verfahren verwendeten Ofenkonstruktionen sind außerdem nur mit Schwierigkeiten gasdicht zu machen, was große Probleme in tezug auf eine rationelle Verwendung des Energiegehaltes des Abgases ergibt. Außerdem ergeben sich bei den bisher bekannten Verfahren Schwierigkeiten, wenn sie an die bestehenden Bestimmungen zum Schütze der Umwelt angepaßt werden sollen.
(R) Bei einem anderen bekannten Verfahren, dem PLASMASMELTV '-Verfahren, welohes zur Herstellung von Metallen aus oxidischem Material angewendet wird, erfolgt die Reduktion in zwei Stufen, und zwar durch eine Vorreduktion in fester Phase und eine Endreduktion in Verbindung mit dem Schmelzvorgang,
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das bekannte Verfahren, wenn es bei einem Manganoxid enthaltenden Material angewendet wird, aufgrund der erforderlichen Vorreduktions« Stufe keine merkbare Energieeineparung ergibt, während sich
L Q 3 U -2~ 60 157 18
H 3 O H 28.4.82
aufgrund der Neigung der Manganoxide, bei den für die Vorreduktion geeigneten Temperaturen zu schmieren, Probleme ergeben« Außerdem haben viele Stoffe, welche Manganoxide enthalten, eine Körnung, welche zu klein ist, um eine Verarbeitung der Stoffe in den bestehenden Vorreduktionsstufen zu ermöglichen.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Verfahrens zur Herstellung einer hauptsächlich aus Mangan und Eisen bestehenden Metallschmelze, mit dem die Nachteile und Schwierigkelten der bekannten Verfahren vermieden werden können·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Technologie für die Herstellung einer hauptsächlich aus Mangan und Eisen bestehenden Metallschmelze zur Verfugung zu stellen.
Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß sich die vorgenannten Nachteile und Schwierigkeiten durch ein erfindungsgemäßes Verfahren vermeiden lassen, welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß ein das Manganoxid enthaltendes pulverförmiges Material zusammen mit Kohle und/oder Kohlenwasserstoffen in Pulverform in eine Schmelzreduktionszone in einen mit festem Reduktionsmittel gefüllten Schachtofen eingeblasen wird, in welohem die Zone durch Zufuhr von Wärmeenergie ständig erzeugt bzw. aufrechterhalten wird. Das geschieht vorzugsweise mit Hilfe eines Plasmagenerators. Als Trägergas kann ein inertes Gas, wie Stiok-
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28.4*82
stoff, oder rezirkuliertes Prozeßgas eingesetzt werden·
Das hergestellte Metall kann Silizium enthalten. Bei einer besonders vorteilhaften Durchführung der Erfindung zur Herstellung von Mangan enthaltenden Metallschmelzen mit einem Siliziumgehalt von Über 5 % wird dem die Manganoxide enthaltenden pulverförmigen Material ein Siliziumdioxid«.reiches pulverförmiges Material zugesetzt»
Für die ständige Zufuhr von Wärmeenergie zur Reduktionszone kann vorteilhafterweise ein Plasmagenerator verwendet werden·
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Beispiele im einzelnen erläutert.
Herstellung,von Ferromangan
Bei diesem Versuch wurde als Rohmaterial eine pulverförmige Mischung verwendet,, welche aus Manganerz und Schlackenbildnern bestand und etwa 48 % Mangan und 7 % Eisen enthielt· Dieses Rohmaterial wurde direkt in eine Reaktionszone einge blas@n? welche im unteren Teil eines Koks-gefüllten Schacht ofens vor einem Plasmagenerator ausgebildet war, welcher dieser Reaktionssone Wärmeenergie zuführte.
Ein annähernd 400 kg Pulverkohle/to PeMn enthaltendes Reduk tionsmittel wurde zusammen mit dem vorgenannten Rohmaterial in den Schachtofen eingeblasen8 wobei diese Menge an Reduk-
C / Q Ο / - 4 - 60 157 18
0 A 3 O 4 28.4.82
tionsmittel gut 2/3 des Gesamtbedarfes an Reduktionsmitteln entsprach. Der Rest des benötigten Reduktionsmittels bestand aus der Kokssäule im Schachtofen.
Aus dem Schachtofen konnte ein Metall abgestochen werden, welches 79»1 % Mn und 6,0 % Q enthielt, was einer Mn-Ausbeute von etwa 87 % entsprach. Die Schlacke hatte eine Basizität von 1,3 - 1,6 und enthielt 12 - 14 % Mn. Es ergab sich eine Schlackenmenge von gerade 50 kg/to Metall.
Das Verfahren lieferte außerdem einige 1000 nr Gas/to Metall (bei Normaltemperatur und -druck) in einer Zusammensetzung von etwa 25 % H2 und 75 % 00.
Der Energieverbrauch betrug 3000 kWh/to, die Temperatur des Abgases betrug etwa 1200 0C,und das abgestochene Metall und die abfließende Schlacke hatten eine Temperatur von etwa 1430 0C.
Aus vorstehendem Beispiel ergibt sich, daß Ferromangan durch das erfindungsgemäße Verfahren ohne Schwierigkeiten herstellbar ist.
Herstellung von Ferrosziliziummangan
Bei diesem Versuch bestand das pulverförmige Rohmaterial aus einer Mischung von Manganerz, Quarz und Kalziumoxid und enthielt etwa 35 % Mn und 38 %
-5 - 601571β
28,4,82
Das Rohmaterial wurde ohne Vorreduktion direkt in die Reaktionsaone auf .die gleiche Weise wie im Beispiel 1 zusammen mit pulverisierter Kohle eing-eblasen»
Die pulverisierte Kohle war das HauptreduktionBmittele Eine geringere Teilreduktion und Karburierung des Metalle wurde durch den Koks im Stapel im Schachtofen erhalten«, Bei dem Versuch wurden etwa 550 kg Kohle/to Metall zugeführt, was mehr als 80 % des Gesamtbedarfs entsprach»
Das aus dem Schachtofen abgelassene Metall enthielt 65 % Mn, 18 % Si und 1?5 % 0« Die Manganausbeute betrug daher etwa 85 %«
An Schlackenmenge ergaben sich 560 kg/to Metall mit einem MnO-Gehalt von etwa 18 %9
Gleichzeitig erzielt man 1300 nr Gas/to Metall (bei Normaltemperatur und «druck) in einer Zusammensetzung von etwa 30 % H2 und 70 % CX)8
Der Energieverbrauch betrug 4500 kWh. Die Temperatur des erzeugten Gases betrug etwa 1300 0G* Das abgelassene Metall und dia Schlacke hatten eine Temperatur von etwa 1550 0G,
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer hauptsächlich aus Mangan und Eisen bestehenden Metallschmelze, gekennzeichnet dadurch, daß ein das Manganoxid enthaltendes pulverförmiges Material zusammen mit Kohle und/oder Kohlenwasserstoffen in Pulverform in eine Schmelzreduktionszone in einen mit festem Reduktionsmittel gefüllten Schachtofen eingeblaeen wird, in welchem die Zone durch Zufuhr von Wärmeenergie ständig erzeugt wird«
2. Verfahren zur Herstellung einer Mangan enthaltenden Metallschmelze, wobei das Metall zumindest 5 % Silizium enthält, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem die Manganoxide enthaltenden pulverförmigen Material ein Siliziumdioxid-reiches pulverförmiges Material zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die der Reduktionszone zugeführte Wärmeenergie von einem Plasma-Generator erzeugt wird.
4· Metall, gekennzeichnet dadurch, daß es nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Punkte 1 bis 3 hergestellt ist.
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