EP1051525A1 - Method for loading an electric oven with a powder material in the form of a filled hollow body - Google Patents

Method for loading an electric oven with a powder material in the form of a filled hollow body

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Publication number
EP1051525A1
EP1051525A1 EP99904763A EP99904763A EP1051525A1 EP 1051525 A1 EP1051525 A1 EP 1051525A1 EP 99904763 A EP99904763 A EP 99904763A EP 99904763 A EP99904763 A EP 99904763A EP 1051525 A1 EP1051525 A1 EP 1051525A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow body
furnace
powdery material
carrier tape
hot
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99904763A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marc Solvi
Norbert Kaell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Publication of EP1051525A1 publication Critical patent/EP1051525A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086—Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/527—Charging of the electric furnace
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0056—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using cored wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for charging an electric furnace with powdery material.
  • Electric furnaces for melting metals are available as direct current furnaces, e.g. from DE-A-40 25 084, and as AC furnaces, e.g. from EP-A-0 291 680 or from EP-A-0 373 378. They generally consist of an oven vessel, the so-called sub-oven, and an oven cover, which can be removed for charging the oven and which is placed on the sub-oven again after the oven has been loaded.
  • the furnace lid is mostly made of metal with an integrated water cooling. In the middle of the furnace lid there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material. The electrodes are inserted into the furnace through one or more openings in the insert.
  • Electric furnaces are mostly charged with scrap metal, liquid metal and / or with directly reduced iron, whereby the lid of the furnace is usually removed and the material to be melted is introduced into the furnace, the lid is brought back into position and electrodes are then introduced into the furnace and melt the material.
  • Different versions allow the electric furnace to be filled with solid or liquid materials even during operation.
  • some of the material in the slag is deposited on the surface of the metal bath 2 floats, retained and discharged from the melting furnace with the slag.
  • An alternative method is to introduce the powdered material into the bath at high speed using a lance.
  • the powdery material is suspended in a gas stream and applied to the surface of the metal bath together with relatively large amounts of gas. Due to the high speed of the gas and the particles of the powdery material floating in it, the powdery material penetrates deep into the liquid phase and quickly dissolves in it.
  • This method is mainly suitable for the production of relatively small amounts of powdery material such as e.g. Add additives to a liquid metal bath. If large quantities of powdered material are to be introduced into the furnace, this process becomes quite expensive because of the high quantities of neutral gas. Due to the large amounts of gas that hit the surface of the metal bath, the melt cools down quickly.
  • This method is not very suitable for placing large quantities of hot, powdery material in an oven.
  • the material can clump under certain circumstances and thus lead to blockages.
  • the common method that allows larger quantities of powdered material to be introduced into a melting furnace is to first form the powdery material into pellets or briquettes and then to introduce the pellets or briquettes into the melting furnace.
  • the production of pellets or briquettes is complex and there is a loss of powdery material because a certain amount of pellets or briquettes disintegrate before they can be introduced into the melting furnace.
  • a disadvantage of all previously known methods is that no hot material can be introduced into a melting furnace.
  • the object of the present invention is therefore to propose a method which allows large amounts of hot, powdery material to be introduced into a melting furnace.
  • This object is achieved according to the invention by a method for charging a melting furnace with powdery material, hot, powdery material being applied to a carrier tape, the carrier tape being shaped into a hollow body and, together with the hot, powdery material contained therein, in a melting furnace is introduced and melted down.
  • An important advantage of the present invention is that larger quantities of powdered material can be introduced into a melting furnace without difficulty, without the disadvantages mentioned.
  • the powdery material is protected against the aggressive atmosphere that prevails in the melting furnace by its covering made of carrier tape. Excessive oxidation of the powdery material is prevented by the cover made of carrier tape. It also prevents powdery material from being discharged from the furnace with the exhaust gases.
  • a method for producing and smelting directly reduced iron wherein iron ore is brought into contact with a reducing agent and heated, so that directly reduced iron forms, the hot, directly reduced iron is applied to a carrier tape is, the carrier tape is deformed into a hollow body and, together with the hot, directly reduced iron contained therein, is introduced into a melting furnace and melted down.
  • This process is particularly suitable for introducing directly reduced iron in powder form into an electric furnace.
  • the directly reduced iron is applied to a carrier tape shortly after its production, when it is still hot, and is shaped into a hollow body and introduced into the electric furnace.
  • hot powdered, directly reduced iron can be melted in an electric furnace immediately after its production without great loss of material or heat. You can either use the directly reduced iron together with any residues of the reducing agent or you can first separate the directly reduced iron from these residues and then introduce it into the electric furnace. 4
  • Additives such as reducing agents - petroleum and petroleum derivatives, solid carbon carriers such as e.g. Lignite coke, petroleum coke, blast furnace dust, coal, etc., additives, alloys such as manganese or ferrosilicon, slag formations e.g. Lime, dolomite, fluorspar, etc. are added to the directly reduced iron before it is processed into a coated strand and introduced into the electric furnace. As a result, these additives no longer have to be introduced into the furnace using a lance at a later point in time.
  • the powdery material after it has been applied to the carrier tape, is compressed. This can be done either by means of a special device before the carrier tape is formed into a hollow body or during the shaping of the carrier tape.
  • the cross section of the hollow body can also be reduced retrospectively, thereby further compressing the powdery material.
  • Paint can either be applied to the flat carrier tape or to the finished hollow body.
  • This coating can be created, for example, by spraying the hot hollow body with lime water, the water evaporating and cooling the hollow body on its surface and leaving a thin layer of lime on the surface.
  • the strand can additionally be protected from the heat in the furnace by a water-cooled device which projects into the furnace and through which the hollow body is introduced into the furnace.
  • the carrier tape is normally made of sheet metal if reduced iron is to be melted down directly, the wall thickness essentially depending on the thickness, the winding speed and the weight per running meter of the strand.
  • FIG. 1 a section through an electric furnace and a system for charging powdered material
  • FIG. 2 a section along the line AA of FIG. 1
  • FIG. 3 a section along the line BB of FIG. 1
  • .4 a section through a preferred embodiment of an electric furnace and through a system for charging powdered material
  • Then 1 shows an electric furnace 10 for melting metals.
  • Electric furnace 10 consists of a furnace vessel, the so-called sub-furnace 12, and an furnace cover 14, which can be removed for charging the furnace and which is placed on the sub-furnace 12 again after the furnace has been loaded.
  • the furnace cover 14 is usually made of metal with an integrated water cooling 16.
  • In the middle of the furnace cover there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material.
  • the electrodes 18 are introduced into the furnace through one or more openings in the insert. 6
  • Electric furnaces are mostly charged with scrap metal, liquid metal and / or with directly reduced iron, whereby the lid of the furnace is usually removed and the material to be melted is introduced into the furnace, the lid is brought back into position and electrodes are then introduced into the furnace and melt the material.
  • a system for charging powdered material is attached.
  • This system understands a hopper 20 with powdery material 22, a weighing device 24, and a rotary valve 26 or other metering device such as e.g. a snail.
  • the powdery material 22 is dosed from the storage hopper 20 via the cellular wheel sluice 26 and poured onto a carrier belt 28 (see FIG. 2).
  • the carrier tape 28 is unwound from a supply roll 30 and passed under the rotary valve 26 and loaded with hot, powdery material. Before the carrier tape 28 is loaded with powdery material 22, it is deformed into a V-shaped or U-shaped cross section with the aid of various rollers 32, so that the powdery material remains better on the tape 28.
  • the powdery material After the powdery material has been applied to the belt 28, it is compacted and the belt 28 is deformed by means of rollers 34 into a hollow body 36 (see also FIG. 3).
  • the tubular hollow body 36 filled with powdery material is then introduced into the electric furnace 10.
  • the hollow body 36 is brought with the aid of guide rollers 37 through a cooling device 38, where the surface of the hollow body 36 is sprinkled with water or lime water and cooled to the extent that it is ensured that the hollow body 36 only after it has entered the liquid metal 39 in
  • Hollow body 36 is inserted into the liquid metal 39, a porous stone 40 is attached, through which a neutral or reducing gas 42 into the furnace 10th 7
  • a protective device 44 is installed in the cover 14, through which the hollow body is guided into the interior of the electric furnace. This device protects the hollow body from the radiant heat in the furnace, so that it is ensured that the hollow body does not melt before entering the metal bath.
  • the carrier tape 28 consists of sheet metal and is actually only a lost formwork for the powdery material 22. It guarantees that the powdery material is introduced directly into the bath of liquid metal 39 without part of it being discharged from the furnace 10 with the exhaust gases is or without a portion of the powdery material is trapped in the slag that floats over the liquid metal and is discharged with it from the furnace.
  • the "wrapping" of the powdered material in a carrier tape prevents the directly reduced iron from oxidizing when it gets inside the electric furnace.
  • This electric furnace 46 consists of a furnace vessel, the so-called sub-furnace 48, and an furnace cover 50, which can be removed for charging the furnace and which is placed on the sub-furnace 48 again after the furnace has been loaded.
  • the furnace cover 50 is mostly made of metal with an integrated water cooling 52.
  • In the middle of the furnace cover there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material.
  • the electrodes 54 are inserted into the furnace 46 through one or more openings in the insert.
  • the hollow body 36 is guided between the electrodes 54 through a water-cooled protective device 56 in the middle of the furnace cover 50 into the interior of the furnace.
  • the hollow body penetrates a layer of slag 58, which is on the surface of the liquid metal bath 60 8th
  • the hollow body 36 is guided between the electrodes 54 to the hottest point in the metal bath.
  • This furnace additionally has a gate 62 in a side wall of the furnace cover 50 through which the slag can be removed.
  • the liquid metal is discharged through a side extension 64 of the lower furnace through a tap hole 66 and filled into a pan 68.
  • a removable plug 70 closes the tap hole 68.

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Abstract

The invention relates to a method for loading a smelting furnace with a powder material. According to the inventive method, hot powder material is deposited on a support band. Said band is given the form of a hollow body and then introduced with the hot powder material it contains in a smelting oven.

Description

VERFAHEN ZUM CHARGIEREN EINES ELEKTROOFENS MIT PULVERFÖRMIGEM MATERIAL IN DER FORM EINES GEFÜLLTEN HOHLKÖRPERSMETHOD FOR BATCHING AN ELECTRIC OVEN WITH POWDERED MATERIAL IN THE FORM OF A FILLED HOLLOW BODY
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Chargieren eines Elektroofens mit pulverförmigem Material.The present invention relates to a method for charging an electric furnace with powdery material.
Elektroofen zum Einschmelzen von Metallen sind in den Ausführungen als Gleichstromöfen, z.B. aus DE-A-40 25 084, und als Wechselstromöfen, z.B. aus EP-A-0 291 680 oder aus EP-A-0 373 378, bekannt. Sie bestehen im allgemeinen aus einem Ofengefäß, dem sog. Unterofen, und einem Ofendek- kei, der zum Chargieren des Ofens abgenommen werden kann und der nach dem Beladen des Ofens wieder auf den Unterofen aufgesetzt wird. Der Ofendeckel ist meistens aus Metall mit einer integrierten Wasserkühlung. In der Mitte des Ofendeckels befindet sich ein Einsatz aus hitzebeständigem, elektrisch isolierenden Material. Durch eine oder mehrere Öffnungen im Einsatz werden die Elektroden in den Ofen eingeführt.Electric furnaces for melting metals are available as direct current furnaces, e.g. from DE-A-40 25 084, and as AC furnaces, e.g. from EP-A-0 291 680 or from EP-A-0 373 378. They generally consist of an oven vessel, the so-called sub-oven, and an oven cover, which can be removed for charging the oven and which is placed on the sub-oven again after the oven has been loaded. The furnace lid is mostly made of metal with an integrated water cooling. In the middle of the furnace lid there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material. The electrodes are inserted into the furnace through one or more openings in the insert.
Elektroofen werden meist mit Schrott, flüssigem Metall und/oder mit direkt reduziertem Eisen chargiert, wobei meist der Deckel des Ofens entfernt wird und das einzuschmelzende Material in den Ofen eingeführt wird, der Deckel wieder in Position gebracht wird und dann Elektroden in den Ofen eingeführt werden und das Material einschmelzen.Electric furnaces are mostly charged with scrap metal, liquid metal and / or with directly reduced iron, whereby the lid of the furnace is usually removed and the material to be melted is introduced into the furnace, the lid is brought back into position and electrodes are then introduced into the furnace and melt the material.
Verschiedene Ausführungen erlauben es, den Elektroofen auch während des Betriebs mit festen oder flüssigen Materialien zu befüllen. Es ist jedoch schwierig, größere Mengen an pulverförmigen Material in einen Elektroofen bzw. Einschmelzofen einzubringen. Wenn man das pulverförmige Material in den Einschmelzofen durch den Deckel oder durch die Seitenwand einbringen will, entstehen hohe Verluste, denn ein Teil des pulverförmigen Materials wird mit den Abgasen aus dem Einschmelzofen ausgetragen, bevor er auf die Oberfläche des flüssigen Metalllbads auftrifft. Weiterhin wird ein Teil des Materials in der Schlacke, die auf der Oberfläche des Metailbades 2 schwimmt, zurückbehalten und mit der Schlacke aus dem Einschmelzofen ausgetragen.Different versions allow the electric furnace to be filled with solid or liquid materials even during operation. However, it is difficult to put large amounts of powdered material in an electric furnace or melting furnace. If you want to bring the powdered material into the melting furnace through the lid or through the side wall, there are high losses, because part of the powdery material is discharged with the exhaust gases from the melting furnace before it hits the surface of the liquid metal bath. Furthermore, some of the material in the slag is deposited on the surface of the metal bath 2 floats, retained and discharged from the melting furnace with the slag.
Eine alternatives Verfahren besteht darin, das pulverförmige Material mittels einer Lanze mit hoher Geschwindigkeit in das Bad einzubringen. Bei diesem Verfahren wird das pulverförmige Material in einem Gasstrom in Suspension gebracht und zusammen mit relativ hohen Mengen an Gas auf die Oberfläche des Metallbades aufgebracht. Durch die hohe Geschwindigkeit des Gases und der darin schwebenden Partikel des pulverförmigen Materials dringt das pulverförmige Material tief in die flüssige Phase ein und löst sich schnell darin auf. Dieses Verfahren ist hauptsächlich geeignet, um relativ kleine Mengen an pulverförmigem Material wie z.B. Additive in ein flüssiges Metallbad einzubringen. Wenn größere Mengen an pulverförmigem Material in den Ofen eingebracht werden sollen, wird dieses Verfahren doch recht kostspielig wegen der hohen Mengen an neutralem Gas. Durch die großen Mengen an Gas, die auf die Oberfläche des Metallbades auftreffen, kühlt die Schmelze schnell ab.An alternative method is to introduce the powdered material into the bath at high speed using a lance. In this method, the powdery material is suspended in a gas stream and applied to the surface of the metal bath together with relatively large amounts of gas. Due to the high speed of the gas and the particles of the powdery material floating in it, the powdery material penetrates deep into the liquid phase and quickly dissolves in it. This method is mainly suitable for the production of relatively small amounts of powdery material such as e.g. Add additives to a liquid metal bath. If large quantities of powdered material are to be introduced into the furnace, this process becomes quite expensive because of the high quantities of neutral gas. Due to the large amounts of gas that hit the surface of the metal bath, the melt cools down quickly.
Um größere Mengen an heißem, pulverförmigem Material in einen Ofen einzubringen, ist dieses Verfahren wenig geeignet. In der Dosiervorrichtung und in der Lanze kann das Material unter Umständen verklumpen und somit zu Verstopfungen führen. Das gängige Verfahren, das erlaubt, größere Mengen an pulverförmigem Material in einen Einschmelzofen einzubringen, besteht darin, das pulverförmige Material zuerst zu Pellets oder Briketts zu formen und die Pellets oder Briketts anschließend in den Einschmelzofen einzubringen. Die Herstellung von Pellets oder Briketts ist jedoch aufwendig und es entstehen Verluste an pulverförmigem Material, weil eine gewisse Menge von Pellets oder Briketts zerfallen, bevor sie in den Einschmelzofen eingebracht werden können.This method is not very suitable for placing large quantities of hot, powdery material in an oven. In the dosing device and in the lance, the material can clump under certain circumstances and thus lead to blockages. The common method that allows larger quantities of powdered material to be introduced into a melting furnace is to first form the powdery material into pellets or briquettes and then to introduce the pellets or briquettes into the melting furnace. However, the production of pellets or briquettes is complex and there is a loss of powdery material because a certain amount of pellets or briquettes disintegrate before they can be introduced into the melting furnace.
Ein Nachteil aller bisher bekannten Verfahren ist, daß kein heißes Material in einen Einschmelzofen eingebracht werden kann.A disadvantage of all previously known methods is that no hot material can be introduced into a melting furnace.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, ein Verfahren vorzuschla- gen, das erlaubt, große Mengen von heißem, pulverförmigem Material in einen Einschmelzofen einzubringen. 3The object of the present invention is therefore to propose a method which allows large amounts of hot, powdery material to be introduced into a melting furnace. 3
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Chargieren eines Einschmelzofens mit pulverförmigem Material, wobei heißes, pulver- förmiges Material auf ein Trägerband aufgetragen wird, das Trägerband zu einem Hohlkörper geformt wird und zusammen mit dem darin enthaltenen, heißen, pulverförmigen Material in einen Einschmelzofen eingebracht und eingeschmolzen wird.This object is achieved according to the invention by a method for charging a melting furnace with powdery material, hot, powdery material being applied to a carrier tape, the carrier tape being shaped into a hollow body and, together with the hot, powdery material contained therein, in a melting furnace is introduced and melted down.
Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man ohne Schwierigkeiten größere Mengen an pulverförmigem Material in einen Einschmelzofen, ohne die genannten Nachteile, einbringen kann. Das pulver- förmige Material ist durch seine Ummantelung aus Trägerband gegen die aggressive Atmosphäre, die im Einschmelzofen herrscht, geschützt. Ein übermäßiges Oxydieren des pulverförmigen Materials wird durch die Hülle aus Trägerband verhindert. Weiterhin wird dadurch verhindert, daß pulverförmiges Material mit den Abgasen aus dem Ofen ausgetragen wird. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen und Einschmelzen von direkt reduziertem Eisen vorgestellt, wobei Eisenerz mit einem Reduktionsmittel in Kontakt gebracht und erhitzt wird, so daß sich direkt reduziertes Eisen bildet, das heiße, direkt reduzierte Eisen auf ein Trägerband aufgetragen wird, das Trägerband zu einem Hohlkörper verformt wird und zusammen mit dem darin enthaltenen heißen, direkt reduzierten Eisen in einen Einschmelzofen eingebracht und eingeschmolzen wird.An important advantage of the present invention is that larger quantities of powdered material can be introduced into a melting furnace without difficulty, without the disadvantages mentioned. The powdery material is protected against the aggressive atmosphere that prevails in the melting furnace by its covering made of carrier tape. Excessive oxidation of the powdery material is prevented by the cover made of carrier tape. It also prevents powdery material from being discharged from the furnace with the exhaust gases. According to another aspect of the present invention, a method for producing and smelting directly reduced iron is presented, wherein iron ore is brought into contact with a reducing agent and heated, so that directly reduced iron forms, the hot, directly reduced iron is applied to a carrier tape is, the carrier tape is deformed into a hollow body and, together with the hot, directly reduced iron contained therein, is introduced into a melting furnace and melted down.
Diese Verfahren eignet sich besonders, um direkt reduziertes Eisen in Pulverform in Elektroofen einzubringen. Das direkt reduzierte Eisen wird kurz nach seiner Herstellung, wenn es noch heiß ist, auf ein Trägerband aufgetragen und zu einem Hohlkörper verformt und in den Elektroofen eingebracht. Durch dieses Verfahren kann man heißes pulverförmiges direkt reduziertes Eisen unmittelbar nach seiner Herstellung in einem Elektroofen einschmelzen ohne große Verluste an Material oder an Wärme. Dabei kann man entweder das direkt reduzierte Eisen zusammen mit eventuell vorhandenen Rückständen der Reduktionsmittel verwenden oder aber das direkt reduzierte Eisen zuerst von diesen Rückständen trennen und anschließend in den Elektroofen einbringen. 4This process is particularly suitable for introducing directly reduced iron in powder form into an electric furnace. The directly reduced iron is applied to a carrier tape shortly after its production, when it is still hot, and is shaped into a hollow body and introduced into the electric furnace. With this method, hot powdered, directly reduced iron can be melted in an electric furnace immediately after its production without great loss of material or heat. You can either use the directly reduced iron together with any residues of the reducing agent or you can first separate the directly reduced iron from these residues and then introduce it into the electric furnace. 4
Auch können bei diesem Verfahren Zusatzstoffe, wie Reduktionsmittel - Erdöl und Erdölderivate, feste Kohlenstoffträger, wie z.B. Braunkohlekoks, Petrol- koks, Hochofenstaub, Kohle, o.a.- , Additive, Legierungsstoffe wie Mangan oder Ferrosilizium, Schlackenbilder z.B. Kalk, Dolomit, Flußspath usw. dem direkt reduzierten Eisen zugesetzt werden bevor, es zu einem ummantelten Strang verarbeitet wird und in den Elektroofen eingeführt wird. Dadurch müssen diese Zusatzstoffe nicht mehr an einem späteren Zeitpunkt mittels einer Lanze in den Ofen eingeführt werden.Additives such as reducing agents - petroleum and petroleum derivatives, solid carbon carriers such as e.g. Lignite coke, petroleum coke, blast furnace dust, coal, etc., additives, alloys such as manganese or ferrosilicon, slag formations e.g. Lime, dolomite, fluorspar, etc. are added to the directly reduced iron before it is processed into a coated strand and introduced into the electric furnace. As a result, these additives no longer have to be introduced into the furnace using a lance at a later point in time.
Für die Gußeisenherstellung kann man entsprechende Mengen an Kohlenstoff zusammen mit dem direkt reduzierten Eisen in den Elektroofen eingeben.For the cast iron production, appropriate amounts of carbon can be put into the electric furnace together with the directly reduced iron.
Eine Pelletierung oder Brikettierung wie bei den traditionellen Verfahren entfällt. Das direkt reduzierte Eisen braucht in einem solchen Fall nicht zwischengelagert zu werden.Pelleting or briquetting as in the traditional processes is not necessary. In such a case, the directly reduced iron does not need to be stored temporarily.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das pulverförmige Material, nach- dem es auf dem Trägerband aufgetragen worden ist, verdichtet. Dies kann entweder mittels einer speziellen Vorrichtung geschehen, bevor das Trägerband zu einem Hohlkörper geformt wird oder während des Verformens des Trägerbands. Der Querschnitt des Hohlkörpers kann auch noch nachträglich reduziert werden, wodurch ein weiters Verdichten des pulverförmigen Materials erreicht wird.According to a preferred embodiment, the powdery material, after it has been applied to the carrier tape, is compressed. This can be done either by means of a special device before the carrier tape is formed into a hollow body or during the shaping of the carrier tape. The cross section of the hollow body can also be reduced retrospectively, thereby further compressing the powdery material.
Um zu verhindern, daß die Ummantelung aus Trägerband zu schnell schmilzt oder an Festigkeit verliert, ist darauf zu achten, daß die Geschwindigkeit, mit der der Strang in den Ofen eingeführt wird, hoch genug ist, um sicher zu stellen, daß die Ummantelung erst innerhalb der flüssigen Phase im Elektro- ofen schmilzt.In order to prevent the casing from the carrier tape from melting too quickly or losing its strength, it must be ensured that the speed at which the strand is introduced into the furnace is high enough to ensure that the casing is only inside the liquid phase in the electric furnace melts.
Es ist vorteilhaft, den Strang mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit an der Oberfläche zu kühlen, bevor er in den Ofen eingeführt wird.It is advantageous to cool the strand with water or another liquid on the surface before inserting it into the oven.
Andererseits ist aber auch möglich, den Strang mit einem feuerfesten Anstrich oder Überzug zu versehen, eher er in den Ofen eingebracht wird. Dieser 5On the other hand, it is also possible to provide the strand with a refractory coat or coating, rather than putting it into the oven. This 5
Anstrich kann entweder auf das flache Tägerband oder auf den fertigen Hohlkörper aufgetragen werden.Paint can either be applied to the flat carrier tape or to the finished hollow body.
Dieser Überzug kann zum Beispiel durch Besprühen des heißen Hohlkörpers mit Kalkwasser entstehen, wobei das Wasser verdunstet und den Hohlkörper an seiner Oberfläche abkühlt und eine dünne Schicht aus Kalk auf der Oberfläche zurückbleibt.This coating can be created, for example, by spraying the hot hollow body with lime water, the water evaporating and cooling the hollow body on its surface and leaving a thin layer of lime on the surface.
Der Strang kann zusätzlich vor der Hitze, die in dem Ofen herrscht durch eine wassergekühlte Vorrichtung, die in den Ofen hineinragt und durch die der Hohlkörper in den Ofen eingeführt wird, geschützt werden. Das Trägerband besteht normalerweise aus Blech, wenn direkt reduziertes Eisen eingeschmolzen werden soll, wobei die Wandstärke im wesentlichen von der Dicke, der Einspulgeschwindigkeit und dem Gewicht pro laufendem Meter des Stranges abhängt.The strand can additionally be protected from the heat in the furnace by a water-cooled device which projects into the furnace and through which the hollow body is introduced into the furnace. The carrier tape is normally made of sheet metal if reduced iron is to be melted down directly, the wall thickness essentially depending on the thickness, the winding speed and the weight per running meter of the strand.
Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegen- den Figuren beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention will now be described below with reference to the accompanying figures. Show it:
Fig.1 : einen Schnitt durch einen Elektroofen und eine Anlage zum Chargieren von pulverförmigem Material, Fig.2: einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 1 , Fig.3: einen Schnitt gemäß der Linie B-B der Fig. 1., Fig.4: einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführung eines Elektroofens und durch eine Anlage zum Chargieren von pulverförmigem Material,1: a section through an electric furnace and a system for charging powdered material, FIG. 2: a section along the line AA of FIG. 1, FIG. 3: a section along the line BB of FIG. 1, .4: a section through a preferred embodiment of an electric furnace and through a system for charging powdered material,
Die Fig. 1 zeigt einen Elektroofen 10 zum Einschmelzen von Metallen. Der1 shows an electric furnace 10 for melting metals. The
Elektroofen 10 besteht aus einem Ofengefäß, dem sog. Unterofen 12, und einem Ofendeckel 14, der zum Chargieren des Ofens abgenommen werden kann und der nach dem Beladen des Ofens wieder auf den Unterofen 12 aufgesetzt wird. Der Ofendeckel 14 ist meistens aus Metall mit einer integrierten Wasserkühlung 16. In der Mitte des Ofendeckels befindet sich ein Einsatz aus hitzebeständigem, elektrisch isolierendem Material. Durch eine oder mehrere Öffnungen im Einsatz werden die Elektroden 18 in den Ofen einge- führt. 6Electric furnace 10 consists of a furnace vessel, the so-called sub-furnace 12, and an furnace cover 14, which can be removed for charging the furnace and which is placed on the sub-furnace 12 again after the furnace has been loaded. The furnace cover 14 is usually made of metal with an integrated water cooling 16. In the middle of the furnace cover there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material. The electrodes 18 are introduced into the furnace through one or more openings in the insert. 6
Elektroofen werden meist mit Schrott, flüssigem Metall und/oder mit direkt reduziertem Eisen chargiert, wobei meist der Deckel des Ofens entfernt wird und das einzuschmelzende Material in den Ofen eingeführt wird, der Deckel wieder in Position gebracht wird und dann Elektroden in den Ofen eingeführt werden und das Material einschmelzen.Electric furnaces are mostly charged with scrap metal, liquid metal and / or with directly reduced iron, whereby the lid of the furnace is usually removed and the material to be melted is introduced into the furnace, the lid is brought back into position and electrodes are then introduced into the furnace and melt the material.
In unmittelbarer Nähe des Elektroofens 10 ist eine Anlage zum Chargieren von pulverförmigem Material angebracht. Diese Anlage begreift einen Vorratstrichter 20 mit pulverförmigem Material 22, eine Wiegevorrichtung 24, und eine Zellradschleuse 26 oder einer anderen Dosiervorrichtung wie z.B. einer Schnecke.In the immediate vicinity of the electric furnace 10, a system for charging powdered material is attached. This system understands a hopper 20 with powdery material 22, a weighing device 24, and a rotary valve 26 or other metering device such as e.g. a snail.
Das pulverförmige Material 22 wird aus dem Vorratstrichter 20 über die Zellradschleuse 26 dosiert und auf ein Trägerband 28 geschüttet(siehe Fig. 2). Das Trägerband 28 wird von einer Vorratsrollee 30 abgespult und unter der Zellradschleuse 26 hindurch geführt und mit heißem, pulverförmigem Material bela- den. Bevor das Trägerband 28 mit pulverförmigem Material 22 beladen wird, wird es mit Hilfe verschiedener Rollen 32 zu einem V- oder U-förmigen Querschnitt verformt, damit das pulverförmige Material besser auf dem Band 28 liegen bliebt.The powdery material 22 is dosed from the storage hopper 20 via the cellular wheel sluice 26 and poured onto a carrier belt 28 (see FIG. 2). The carrier tape 28 is unwound from a supply roll 30 and passed under the rotary valve 26 and loaded with hot, powdery material. Before the carrier tape 28 is loaded with powdery material 22, it is deformed into a V-shaped or U-shaped cross section with the aid of various rollers 32, so that the powdery material remains better on the tape 28.
Nachdem das pulverförmige Material auf das Band 28 aufgetragen worden ist, wird es verdichtet und das Band 28 mittels Rollen 34 zu einem Hohlkörper 36 verformt (siehe auch Fig. 3). Der rohrförmige, mit pulverförmigem Material gefüllte Hohlkörper 36 wird anschließend in den Elektroofen 10 eingebracht.After the powdery material has been applied to the belt 28, it is compacted and the belt 28 is deformed by means of rollers 34 into a hollow body 36 (see also FIG. 3). The tubular hollow body 36 filled with powdery material is then introduced into the electric furnace 10.
Der Hohlkörper 36 wird mit Hilfe von Führungsrollen 37 durch eine Abkühlvor- richtung 38 gebracht, wo die Oberfläche des Hohlkörpers 36 mit Wasser oder Kalkwasser besprengt wird und soweit abgekühlt wird, daß sichergestellt ist, daß der Hohlkörper 36 erst nach seinem Eintritt in das flüssige Metall 39 imThe hollow body 36 is brought with the aid of guide rollers 37 through a cooling device 38, where the surface of the hollow body 36 is sprinkled with water or lime water and cooled to the extent that it is ensured that the hollow body 36 only after it has entered the liquid metal 39 in
Ofen 10 schmilzt.Oven 10 melts.
Unterhalb des Punktes von dem wo der mit pulverförmigem Material gefüllteBelow the point from where the one filled with powdered material
Hohlkörper 36 in das flüssige Metall 39 eingeführt wird, ist ein poröser Stein 40 angebracht, durch den ein neutrales oder reduzierendes Gas 42 in den Ofen 10 7Hollow body 36 is inserted into the liquid metal 39, a porous stone 40 is attached, through which a neutral or reducing gas 42 into the furnace 10th 7
eingeführt wird, so daß das pulverförmige Material, nachdem das Trägerband 28 geschmolzen ist, sich rasch in dem flüssigen Metall 39 auflöst.is introduced so that, after the carrier tape 28 has melted, the powdery material rapidly dissolves in the liquid metal 39.
Um ein frühzeitiges Schmelzen des Hohlkörpers 36 zu verhindern, nachdem der Hohlkörper in den Elektroofen eingeführt wurde, ist im Deckel 14 eine Schutzvorrichtung 44 eingebaut, durch die der Hohlkörper in das Innere des Elektroofens geführt wird. Diese Vorrichtung schützt den Hohlkörper vor der Strahlungshitze im Ofen, so daß gewährleistetet wird, daß der Hohlkörper nicht vor dem Eintritt in das Metallbad schmilzt.In order to prevent premature melting of the hollow body 36 after the hollow body has been introduced into the electric furnace, a protective device 44 is installed in the cover 14, through which the hollow body is guided into the interior of the electric furnace. This device protects the hollow body from the radiant heat in the furnace, so that it is ensured that the hollow body does not melt before entering the metal bath.
Das Trägerband 28 besteht aus Blech und ist eigentlich nur eine verlorene Schalung für das pulverförmige Material 22. Es garantiert, daß das pulverförmige Material direkt in das Bad aus flüssigem Metall 39 eingebracht wird, ohne daß ein Teil davon mit den Abgasen aus dem Ofen 10 ausgetragen wird oder ohne daß ein Teil des pulverförmigen Materials in der Schlacke, die über dem flüssigen Metall schwimmt, eingefangen wird und mit dieser aus dem Ofen ausgetragen wird.The carrier tape 28 consists of sheet metal and is actually only a lost formwork for the powdery material 22. It guarantees that the powdery material is introduced directly into the bath of liquid metal 39 without part of it being discharged from the furnace 10 with the exhaust gases is or without a portion of the powdery material is trapped in the slag that floats over the liquid metal and is discharged with it from the furnace.
Weiterhin verhindert das "Einwickeln" des pulverförmigen Materials in ein Trägerband, daß das direkt reduzierte Eisen oxydiert, wenn es in das Innere des Elektroofens gelangt.Furthermore, the "wrapping" of the powdered material in a carrier tape prevents the directly reduced iron from oxidizing when it gets inside the electric furnace.
Die Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführung eines Elektro- ofens und durch eine Anlage zum Chargieren von pulverförmigem Material. Dieser Elektroofen 46 besteht aus einem Ofengefäß, dem sog. Unterofen 48, und einem Ofendeckel 50, der zum Chargieren des Ofens abgenommen werden kann und der nach dem Beladen des Ofens wieder auf den Unterofen 48 aufgesetzt wird. Der Ofendeckel 50 ist meistens aus Metall mit einer integrierten Wasserkühlung 52. In der Mitte des Ofendeckels befindet sich ein Einsatz aus hitzebeständigem, elektrisch isolierendem Material. Durch eine oder mehrere Öffnungen im Einsatz werden die Elektroden 54 in den Ofen 46 eingeführt. In dieser Ausführung wird der Hohlkörper 36 zwischen den Elektroden 54 durch eine wassergekühlte Schutzvorrichtung 56 in der Mitte des Ofendeckels 50 ins Ofeninnere geführt. Der Hohlkörper durchdringt eine Schicht Schlacke 58, die auf der Oberfläche des flüssigen Metallbads 60 84 shows a section through a preferred embodiment of an electric furnace and through a system for charging powdered material. This electric furnace 46 consists of a furnace vessel, the so-called sub-furnace 48, and an furnace cover 50, which can be removed for charging the furnace and which is placed on the sub-furnace 48 again after the furnace has been loaded. The furnace cover 50 is mostly made of metal with an integrated water cooling 52. In the middle of the furnace cover there is an insert made of heat-resistant, electrically insulating material. The electrodes 54 are inserted into the furnace 46 through one or more openings in the insert. In this embodiment, the hollow body 36 is guided between the electrodes 54 through a water-cooled protective device 56 in the middle of the furnace cover 50 into the interior of the furnace. The hollow body penetrates a layer of slag 58, which is on the surface of the liquid metal bath 60 8th
schwimmt und löst sich in dem Bad auf. In dieser Ausführung wird der Hohlkörper 36 zwischen den Elektroden 54 an die heißeste Stelle des Metallbads geführt. Dieser Ofen weist zusätzlich noch ein Tor 62 in einer Seitenwand des Ofendeckels 50 auf, durch das die Schlacke entfernt werden kann.swims and dissolves in the bathroom. In this embodiment, the hollow body 36 is guided between the electrodes 54 to the hottest point in the metal bath. This furnace additionally has a gate 62 in a side wall of the furnace cover 50 through which the slag can be removed.
Das flüssige Metall wird durch einen seitlichen Fortsatz 64 des Unterofens durch ein Abstichloch 66 abgelassen und in eine Pfanne 68 gefüllt. Ein herausnehmbarer Pfropfen 70 verschließt das Abstichloch 68.The liquid metal is discharged through a side extension 64 of the lower furnace through a tap hole 66 and filled into a pan 68. A removable plug 70 closes the tap hole 68.
Auf der folgenden Tabelle wird gezeigt, daß es, gemäß dem vorgestellten Verfahren, durchaus möglich ist, 1000 kg/min pulverförmiges Material in einen Elektroofen einzubringen. Bei diesem Beispiel ging man davon aus 1000 kg / min in den Elektroofen einzuführen. Je nach Durchmesser des Hohlkörpers und je nach Dichte des pulverförmigen Materials müßten zwischen 90 m und 6 m Hohlkörper pro Minute in den Ofen eingeben werden.The following table shows that it is entirely possible, according to the method presented, to introduce 1000 kg / min of powdered material into an electric furnace. In this example, it was assumed that 1000 kg / min was introduced into the electric furnace. Depending on the diameter of the hollow body and the density of the powdery material, between 90 m and 6 m of hollow body would have to be put into the furnace per minute.
Tabelle 1Table 1
A B CA B C
Durchmesser des Hohlkörpers (mm) 100 300 300Hollow body diameter (mm) 100 300 300
Dichte des pulverförmigen Materials (kg/m3) 1.4 1.4 2.5Density of the powdery material (kg / m 3 ) 1.4 1.4 2.5
Durchsatz (kg/min) 1000 1000 1000Throughput (kg / min) 1000 1000 1000
Gewicht (kg) pro laufende Meter 11 99 176Weight (kg) per linear meter 11 99 176
Gesamtlänge des Hohlkörpers 91 10.1 5.7Total length of the hollow body 91 10.1 5.7
Gewicht (kg) des Trägerbandes pro laufende Meter (0,5 1.2 3.6 3.6 mm Wandstärke) Weight (kg) of the carrier tape per running meter (0.5 1.2 3.6 3.6 mm wall thickness)

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zum Chargieren eines Einschmelzofens mit pulverförmigem Material dadurch gekennzeichnet, daß heißes, pulverförmiges Material auf ein Trägerband aufgebracht wird, daß das Trägerband zu einem Hohlkörper geformt wird und zusammen mit dem darin enthaltenen, heißen, pulverför- migen Material in einen Einschmelzofen eingebracht und eingeschmolzen wird.1. A method for charging a smelting furnace with powdery material, characterized in that hot, powdery material is applied to a carrier tape, that the carrier tape is formed into a hollow body and, together with the hot, powdery material contained therein, introduced into a smelting furnace and is melted down.
2. Verfahren zum Herstellen und Einschmelzen von direkt reduziertem Eisen dadurch gekennzeichnet, daß Eisenerz mit einem Reduktionsmittel in Kontakt gebracht und erhitzt wird, so daß sich direkt reduziertes Eisen bildet, daß das heiße, direkt reduzierte Eisen auf ein Trägerband aufgetragen wird, daß das Trägerband zu einem Hohlkörper verformt wird und zusammen mit dem darin enthaltenen heißen, direkt reduzierten Eisen in einen Einschmelzofen eingebracht und eingeschmolzen wird.2. A process for the production and melting of directly reduced iron, characterized in that iron ore is brought into contact with a reducing agent and heated, so that directly reduced iron forms, that the hot, directly reduced iron is applied to a carrier tape that the carrier tape is deformed into a hollow body and, together with the hot, directly reduced iron contained therein, is introduced into a melting furnace and melted down.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn- zeichnet, daß das pulverförmige Material verdichtet wird, bevor das Trägerband zu einem Hohlkörper verformt wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powdery material is compressed before the carrier tape is deformed into a hollow body.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material verdichtet wird, während das Trägerband zu einem Hohlkörper verformt wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powdery material is compressed while the carrier tape is deformed into a hollow body.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das heiße pulverförmige Material direkt reduziertes Eisen umfaßt.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hot powdery material comprises directly reduced iron.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Material zusätzlich Reduktionsmittel, Schlackenbilder und / oder Additive umfaßt.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powdery material additionally comprises reducing agents, slag formers and / or additives.
7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel Erdöl und Erdölderivate, oder feste Kohlenstoffträger, wie z.B. Braunkohlekoks, Petrolkoks, Hochofenstaub, Kohle, o.a. umfaßt. 107. The method according to claim 6, characterized in that the reducing agent comprises petroleum and petroleum derivatives, or solid carbon carriers, such as lignite coke, petroleum coke, blast furnace dust, coal, or the like. 10
8. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Legierungsstoffe wie Mangan oder Ferrosilizium verwendbar sind.8. The method according to claim 6, characterized in that alloys such as manganese or ferrosilicon can be used as additives.
9. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß als Schlackenbilder Kalk, Dolomit, Flußspath verwendbar sind. 9. The method according to claim 6, characterized in that lime, dolomite, fluorspar can be used as slag images.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper an der Oberfläche gekühlt wird, bevor und/oder während er in den Einschmelzofen eingebracht wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hollow body is cooled on the surface before and / or while it is being introduced into the melting furnace.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper mit einem feuerfesten Überzug versehen wird, bevor er in den Einschmelzofen eingebracht wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hollow body is provided with a refractory coating before it is introduced into the melting furnace.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband kalt oder warm gewalztes Blech umfaßt.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier strip comprises cold or hot rolled sheet.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit der der Hohlkörper in den Ein- Schmelzofen eingebracht wird, so gewählt ist, daß der Hohlkörper erst schmilzt, nachdem er in das flüssige Metall eingetaucht ist. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the speed at which the hollow body is introduced into the melting furnace is chosen so that the hollow body melts only after it is immersed in the liquid metal.
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