DE2306953A1 - Verfahren und durchfuehrungsanordnung zur reduktion von eisenerz - Google Patents

Verfahren und durchfuehrungsanordnung zur reduktion von eisenerz

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Description

65 Gießen, den 9.2.1973 Boe/Sn 11.466
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Vaster as /Schweden
Verfahren und Durchführungsanordnung zur Reduktion von Eisenerz
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Durchführungsanordnung zur Reduktion von Eisenerz, bei dem aufbereitetes feinkörniges Erz, beispielsweise Schlich, einer Eisen enthaltenden Schmelze zugeführt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Roheisen oder Stahl aus Oxyden von Eisen und Eisenerz herzustellen, wobei die Reduktion des Oxyds bei einer Temperatur erfolgt, die die Schmelztemperatur des erhaltenen Materials tibersteigt·
Es ist z.B. bekannt, feinkörniges Eisenerz, Schlich, in einem glühenden Koksbett, das auf einer Schmelze schwimmt, zu redu«* zieren. Die Reduktion kann z.B. bei 14000C durchgeführt werden, und man erhält das aufgekohlte Eisen in geschmolzener Form.
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Es Ist auch bekannt, durch Einspritzen von Schlich und Kohlen— pulver oder Öl in eine Eisenschmelze eine Reduktion des Erzes zu bewirken, wobei Kohlenstoffmonoxyd und bei Öleinspritzung Wasserstoffgas gebildet wird.
Die zur Reduktion erforderliche Wärme wird z«B. durch Verbrennung von entstehenden Gasen in einem Ofenraum über der Schmelze gewonnen»
Einesder Probleme dieser bekannten Verfahren besteht darin, eine gute Wirtschaftlichkeit zu erreichen» Man will die
Produktion in einer gegebenen Menge geschmolzenen Eisens steigern und gleichzeitig große Temperaturgradienten vermeiden·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches sehr wirtschaftlich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs
erwähnten Art vqgeschlagen, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schmelze in einen elektrischen Induktionsofen gefüllt wird, wonach sich Schlich und Reduktionsmittel mit der Schmelze in dem elektrisch erwärmten Teil des Ofens mischen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schlich und das Reduktionsmittel in der Schmelze fein verteilt werden· Man erhält hierdurch eine wirksame Wärmeübertragung von der elektrisch
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erwärmten Schmelze auf den Schlich, und der für die endotherme Reaktion erforderliche Wärmezuschuß wird effektiv ausgenutzt. Es entstehen keine großen Temperaturgradienten.
Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einem elektrischen Induktionsofen verwahrt wird und daß die Zufuhrleitungen für Schlich und Reduktionsmittel so angeordnet sind, daß diese Stoffe sich mit der Schmelze in dem elektrisch erwärmten Teil des Ofens mischen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Schmelze in einen Rinnenofen mit Rinneninduktoren gefüllt, wobei Schlich und Reduktionsmittel in die Schmelzenrinne eingeblasen werden»
Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Induktionstiegelofen,
Fig· 2 einen Rinnenofen,
Fig· 3 einen Ofen mit Zusatzverbrennung0
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Fig. 1 zeigt einen Tiegelofen mit einer einphasig gespeisten Ofenspule 11. Die Spule kann mit nieder- oder hochfrequentem Strom gespeist werden, und eventuell können die Stromzuführungsleitungen auf mehrere Phasen umschaltbar sein, um gleichzeitig umzurühren und zu erwärmen.
Im Ofen soll eine Roheisen- oder Stahlschmelze aus zugeführtem Eisenerz, hier Schlich, hergestellt werden«, Die für die Reduktion erforderliche Wärme wird größtenteils oder vollständig auf induktivem Wege über die Spule 11 zugeführt. Schlich und Reduktionsmittel sowie Kohlepulver, Gasol oder 01 werden von oben über eine oder mehrere Zufuhrleitungen 12 und/oder von unten der Schmelze zugeführt, und alle diese Zusätze werden der Schmelze im Feld der Spule 11 und somit in dem erwärmten Teil des Ofens zugesetzt. Man kann eventuell zusätzlich* Wärme zuführen, z,B. durch Verbrennen von in der Schmelze gelöstem Kohlenstoff zu Kohlenmonoxyd durch Zufuhr von Sauerstoff. Frei gewordenes Kohlenmonoxyd und eventuell Wasserstoff werden z.B.. in einem Dampfkraftwerk verbrannt, von wo dem Prozeß wieder elektrische Energie zugeführt werden kanne
Die Zufuhr von Schlich und Reduktionsmittel (bei 12) kann durch Einblasen eines Gasstroms in die Schmelze in der Weise erfolgen, daß eine Mischung und eine Umrührung der Schmelze eintritt, welche die Reduktion des Oxyds beschleunigt und zur Homogeni-
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sierung der Schmelze beiträgt, und zwar sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch der Bestandteile der Konzentration.
Der Ofen kann mit einer umschaltbaren Spule versehen sein (einphasiger Betrieb für Erwärmung, dreiphasiger Betrieb für IJmrührung), Der Ofen kann außerdem oder alternativ mit einem oder mehreren elektromagnetischen Umrührern 13 versehen werden.
was
wie in Fig· 2 gezeigt,/aber auch bei dem Ofen nach Pig» 1 möglich ist· Man kann den Ofen auch zusätzlich oder alternativ mit einem oder mehreren porösen Bolzen oder Rohren 14 zum Einblasen von Gas oder Flüssigkeit versehen, die gleichzeitig Reduktionsmittel, wie Gasol oder 01, sein können, und/oder Sauerstoffgas und/oder Inertgas (ζ·Β· Argon). Die Zufuhr von Reduktionsmittel und Schlich kann auch an verschiedenen Teilen des Ofens geschehen oder jedenfalls über separate Leitungen 12. Alternativ kann die Zufuhr von Schlich und Kohlepulver in Form einer Dispersion in Ul durch Düsen erfolgen, die in den Wänden oder im Boden des Ofens angeordnet sind·
Fig. 2 zeigt einen Rinnenofen mit einem oder mehreren Induktoren 15, in dessen Rinne Schlich und/oder Reduktionsmittel an der Stelle 1b eingeführt werden/wird. Diese Bestandteile werden zusammen oder separat in den erwärmten Teil des Ofens gegeben, somit in die Rinne oder Rinnen« Die Induktoren können in üblicher Weise austauschbar sein· Durch Einblasen von Schlich und Reduktion»
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mittel in die Rinne erhält man schnell eine feine Verteilung dieser Zusätze, unter anderem infolge der Wirkung des Pinch-Effektes in der Rinne, Auch in diesem Fall kann eine Umrührurig vorgesehen werden, entweder induktiv (bei 13) oder durch Gas·
Fig«, 3 zeigt einen Tiegel- oder Rinnenofen mit einer Schmelze und auf der Schmelze schwimmender Schlacke 16. Die Schlacke wird außer durch elektrische Erwärmung zusätzlich erwärmt;, und zwar im gezeigten Fall durch Zufuhr von Brennstoff und Sauerstoff über die Zuleitung 18* Die Schlacke bekommt dabei eine so niedrige Viskosität, daß im Bad 17 entwickeltes Gas die Schlackendecke passieren kann· Der Brennstoff kann der Schmelze alternativ in Form eines Überschusses an Reduktionsmittel zugeführt werden»
Die Zufuhr von Kohlepulver oder Öl als Brennstoff, um einen eventuellen Restbedarf an Wärme für die Reduktion zu decken, kann auch in Form eines Überschusses an Reduktionsmittel zusammen mit dem Reduktionsmittel erfolgen» Der zugehörige Sauerstoff kann entweder zusammen mit dem Brennstoff oder getrennt über gekühlte Rohre oder Düsen in das Gefäß eingeführt werden» Die Kühlung kann auf bekannte Weise mittels Argon oder Gasol erfolgen.
Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung des Schlackenproblems als die oben beschriebene besteht darin, mittels intensiver Umrührung das Entstehen einer Schlackendecke zu verhindern· Eine
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solche Itarührung kann durch das gebildete Kohlenmonoxyd und/oder durch Einspritzen von Gas oder Flüssigkeit in die Schmelze und/oder durch die genannte induktive Umrührung zustande gebracht werden»
Die Viskosität der gebildeten Schlacke kann durch Zusatz von beispielsweise Kalk oder Flußspat vermindert werden«
Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung können in vielerlei Art variiert werden»
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Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1 · Verfahren zur Reduktion von Eisenerz, bei dem aufbereitetes feinkörniges Erz, beispielsweise Schlich, einer Eisen enthaltenden Schmelze zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einen elektrischen Induktionsofen gefüllt wird, wonach sich Schlich und Reduktionsmittel mit der Schmelze in dem elektrisch erwärmten Teil des Ofens mischen·
    2e Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einen »Rinnenofen mit einem oder mehreren Rinneninduktoreri gefüllt wird und daß der Schlich und/oder das Reduktionsmittel mit der Schmelze in den Rinnen gemischt werden«
    3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einen Tiegelofen gefüllt wird und daß der Schlich und/oder das Reduktionsmittel sich mit der Schmelze im Feld der Induktionsspule mischen»
    4o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlich und eytle das Reduktionsmittel mittels eines Gasstromes auf solche Weise in die Schmelze ge*- blasen werden, daß eine Mischung erfolgt und eine Umrührung der Schmelze und der Schlacke eintritt.
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    5« Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schmelze und Schlacke mittels eines oder mehrerer induktiver Umrührer und/oder mittels Einblasen von Gas oder Flüssigkeit in die Schmelze umgerührt werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schlich und Reduktionsmittel zusammen mit Sauerstoff oder einem Sauerstoff enthaltenden Material gegen die Schmelzenoberfläche geblasen werden und eine Erwärmung der auf der Oberfläche schwimmenden Schlacke herbeiführen*
    7· Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze in einem elektrischen Induktionsofen verwahrt wird und daß die Zufuhrleitungen (12) für Schlich und Reduktionsmittel so angeordnet sind, daß diese Stoffe sich mit der Schmelze in dem elektrisch erwärmten Teil des Ofens mischen,
    8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen aus einem Rinnenofen mit einem oder mehreren Rinneninduktoren (15) besteht, wobei Schlich und/oder Reduktionsmittel über eine Öffnung (1b) in die Rinnen geleitet wird.
    9« Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen aus einem Tiegelofen besteht, wobei Schlich und Reduktionsmittel von oben oder von unten im Feld der Induktionsspule der Schmelze zugesetzt werden»
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    no
    L e e r s e ϊ t e
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