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Diskontinuierliches Verfahren zur unmittelbaren Erzeugung von flüssigem
Eisen oder Stahl Das Verfahren nach dem Hauptpatent bezieht sich auf die unmittelbare
Erzeugung von flüssigem Eisen oder Stahl auf diskontinuierlichem Wege durch Reduktion
von Eisenerzen mit Kohlenstoff im bewegten Ofen, insbesondere Drehofen. Es besteht
darin, daß die Eisenerze, die auch noch Zink, Blei oder ähnliche verflüchtigungsfähige
Metalle` enthalten können, in Mischung mit Reduktionskohle in einem waagerecht oder
annähernd waagerecht liegenden Drehofen mit Flammengasen unmittelbar derart erhitzt
werden, daß bei ständig zunehmender Temperatur zunächst eine Eisenoxydulsilicatschlacke.
und Eisenschwamm entstehen und daß dann unter weiterer zunehmender Erhitzung der
Eisenschwamm unter gleichzeitiger Umsetzung der Ferrosilicatschlacke mit Kalk geschmolzen
und auch das aus der Schlacke frei gewordene Eisenoxydul zu Metall reduziert wird.
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Es wurde nun gefunden, daß besonders günstige Ergebnisse erhalten
werden, wenn bei diesem Verfahren für die Beheizung des Drehofens statt Luft sauerstoffangereicherte
Luft verwendet wird. Als zweckmäßig hat sich dabei ein Sauerstoffgehalt von etwa
300/0 erwiesen. Die Anreicherung der Verbrennungsluft mit Sauerstoff geschieht erfindungsgemäß
dadurch, daß Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft, gegebenenfalls kalt und
im Brenner selbst, in den Strom der zweckmäßig heißen Verbrennungsluft eingeführt
wird, die außer dem Sauerstoff oder der sauerstoffangereicherten Luft#noch dein
Brenner zugeführt wird. Abgesehen davon, daß ein Erhitzer für den Sauerstoff oder
die sauerstoffangereicherte Luft nicht mehr erforderlich ist und die im Erhitzerbetrieb
unvermeidlichen Sauerstoffverluste beseitigt werden, hat diese Arbeitsweise den
Vorteil, daß die Flammenbildung und damit die Beheizung des Ofens sich besonders
günstig gestaltet. Der Ofengang läßt sich bei dieser Arbeitsweise am besten überwachen
und regeln, so daß das Verfahren, was Brennstoffverbrauch, Ausbringen und Durchsatzleistung
betrifft, noch wesentlich verbessert wird.
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Die hauptsächlichsten Vorteile der Erfindung sind weiter darin zu
erblicken, daß ein weitgehend schwefelfreies Metall gewonnen wird, und daß es auch
ohne weiteres möglich ist, Erze finit höherem Schwefelgehalt, z. B. o,5°/" S, zu
verarbeiten. Durch die Verwendung von sauerstoffangereicherter Verbrennungsluft
gelingt es bekanntlich leicht, sehr hohe Ofentemperaturen zu erzielen, so daß der
Beschickung verhältnismäßig große Kallimengen
zugesetzt werden
können. Durch den hohen Kalkzusatz wird nicht nur die Entschwefelung verbessert,
sondern es entsteht außerdem der Vorteil, daß mit einer Zementschlacke, von etwa
6o % Ca 0 und darüber gearbeitet werden kann. Weiterhin läßt sich durch die Erfindung
die Durchsatzleistung des Ofens erhöhen, und es wird auch die Metallausbeute" noch
günstiger, was besonders bei der Herstellung von Ferromangan ins Gewicht fällt.
Auch wird es durch die Erfindung möglich, ohne -i achfeinung auf Sonderroheisen
etwa schwedischer Güte zu arbeiten. -Die Verwendung von Verbrennungsluft mit. etwa
30°o Sauerstoff hat den Vorteil, daß einerseits sich schon sehr hohe Ofentemperaturen
erreichen lassen, so däß anstandslos auf eine Schlacke mit sehr hohem Kalkgehalt
gearbeitet werden kann und die Erhitzung der Beschickung bis auf die erforderlichen
Schmelztemperaturen in verhältnismäßig kurzer Zeit gelingt. Andererseits läßt sich
auch eine lange Heizflamme erzielen, so daß im Reduktionsofen kein übermäßig hoher
Temperaturabfall von der Brennerseite bis zum Gasabzug eintritt. Das Auftreten ungewöhnlich
hoher Temperaturen an der Brennerseite des Ofens wird auf diese Weise vermieden
und damit auch die Verschleißerscheinungen am Ofenfutter, die rian bei Anwendung
höheren Sauerstoffgehaltes der Verbrennungsluft in vielen Fällen mit besonderen
Maßnahmen bekämpfen müßte. Ferner ist die Erzeugung von stickstoffhaltigem Sauerstoff,
der bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens vorteilhaft verwendet wird,
billiger als von reinem Sauerstoff. Auch ist die oxydierende Einwirkung der Heizgase
auf die Beschickung geringer als bei höherer Sauerstoffanreicherung.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann im übrigen in derselben Weise
wie das Verfahren nach dem Hauptpatent durchgeführt werden. Z. B. kann die Beschickung
mehr oder weniger weitgehend vorgewärmt in den Drehofen gebracht werden, und die
Ofenabgase können zur Vorwärmung der Beschickung und der sauerstoffangereicherten
Verbrennungsluft benutzt werden. Für das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich
jedes beliebige Eisenerz verwenden, z. B. auch Eisenerze oder Kiesabbrände, die
verflüchtigungsfähige Metalle, wie Zink, Blei u. dgl., enthalten. Zweckmäßig werden
diese Erze ohne vorhergehende Abtrennung der verflüchtigungsfähigen Metalle in den
heißen Reduktionsofen gebracht, da während der Eisenreduktion bekanntlich eine restlose
Austreibung der verflüchtigungsfähigen Metalle stattfindet. Das gewonnene Eisen
und die Schlacke sind frei von diesen Stoffen, die nach bekannten Verfahren aus
den Ofenabgasen gewonnen werden können.
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.In manchen Fällen. ist es vorteilhaft, die Eisenerze zwecks Vorbereitung
für das Verfahren gemäß der Erfindung in bekannter Weise auf Verblaserosten, z.
B. Lurgi-Sintervorrichtungen, zu behandeln, Als Ofen kann für das Verfahren gemäß
der Erfindung ein etwa waagerecht liegender Drehofen verwendet werden, der für wechselseitige
Beheizung von seinen Stirnseiten her einrichtet ist und dessen Beschickung und Entleerung
durch Öffnungen in seinen Stirnseiten oder durch in seinem Mantel vorgesehene Stichlöcher
erfolgen kann. Als Brennstoff können in an sich bekannter Weise Gas, Öl, Kohlenstaub
u. dgl. verwendet werden.
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Der Drehofen kann auf einer Drehbühne aufgestellt sein. Dadurch wird
die Möglichkeit geschaffen, ihn auch noch um eine senkrechte Achse zu drehen. Das
hat den Vorteil, daß man bei wechselseitiger Beheizung mit einem Brenner und mit
einem Gasabzug auskommt und daß die Gaskanäle, durch die die. Ofenabgase zu dem
Vorwärmer geführt werden, einfacher und kürzer gemacht werden können. Insbesondere
sind Umschaltvorrichtungen in den Gasabzügen nicht mehr erforderlich. Der Betrieb
gestaltet sich dann in der Weise, daß in bestimmten Zeitabständen der umlaufende
Ofen um seine senkrechte Achse gedreht wird, wodurch diejenige Stirnseite des Ofens,
durch die bisher die Heizgase in den Ofen strömten, unmittelbar mit den Gasabzugskanälen
in Verbindung kommt, während die andere Stirnseite, aus der vorher die Abgase abgeführt
wurden, vor den Brenner zu liegen kommt.
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Zweckmäßig ist es, die Anlage derart auszubilden, daß der Drehofen
z. B. zwecks Einstampfens oder Erneuerung des Ofenfutters, wie an sich gleichfalls
bekannt ist, senkrecht gestellt werden kann.
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An sich ist es bekannt, bei der Gewinnung von Eisenschwamm durch Reduktion
von Erzen statt Verbrennungsluft Sauerstoff zu verwenden. Diese bekannten Verfahren
haben mit der Erfindung nichts zu tun, da nach der vorliegenden Erfindung Eisen
und Stahl in schmelzflüssigem Zustande gewonnen werden.