DE1242885B - Elektroofen zur Verhuettung von Erzen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C22d

Deutsche KL: 40 c - 7/04

Nummer: 1 242 885

Aktenzeichen: R 34301 VI a/40 c

Anmeldetag: 23. Januar 1963

Auslegetag: 22. Juni 1967

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Lichtbogenofen zur Verhüttung von Erzen mit Hilfe eines Reduktionsmittels und gegebenenfalls Flußmittels, wobei der Möller brikettiert oder pelletisiert aufgegeben wird. In dem erfindungsgemäßen Elektroofen gelingt die Gewinnung von Metallen und Legierungen direkt aus den Erzen in sehr wirtschaftlicher Weise. Dies gilt insbesondere für oxydische Erze, in denen die Metalle als Carbonate, Silicate, Hydroxyde oder Oxyde vorliegen und sich mit Kohlenstoff reduzieren lassen. Das Feinerz wird mit feinem Reduktionsmittel brikettiert oder pelletisiert.

Der erfindungsgemäße Elektroofen weist zwei Hauptzonen auf. In der ersten erfolgt eine Vorwärmung und Teilreduktion der Erze, in der zweiten die Fertigreduktion der Erze und das Einschmelzen der Metalle. Die aus der zweiten Zone entweichenden heißen Gase durchstreichen die erste Zone und geben hier ihre fühlbare Wärme und eventuelle Wärmeenergie aus einer Nachverbrennung an die neue Charge ab. Die für die Reduktion erforderliche Luft wird in die zweite Zone über Windformen zugeführt.

Die Erfindung betrifft somit einen elektrischen Lichtbogenofen zur Verhüttung von Erzen mit Reduktionsmitteln und gegebenenfalls Flußmitteln in Form von Möllerbriketts oder -pellets mit einem Ofengefäß mit Decke, Elektroden mit Stromzuführungen, Isolierungen und Gasabdichtungen, der gekennzeichnet ist durch ein oder mehrere 1. Ofenräume zur Vorwärmung des Möllers und teilweisen Reduktion der Erze und einem 2. Ofenraum zur Fertigreduktion der Erze und zum Einschmelzen von Metall und Schlacke sowie Windformen, wobei die 1. und 2. Ofenräume so angeordnet sind, daß die aus dem 2. Ofenraum entweichenden Gase die 1. Ofenräume zur Vorwärmung und Teilreduktion des Möllers durchströmen. Die 1. Ofenräume können sich im oberen Teil des Ofens befinden, in welchen auch die Windformen reichen. Es ist jedoch auch möglich, daß die Chargiertrichter die 1. Ofenräume darstellen und die Windform in den unteren Teil der Chargiertrichter oder in den Ofenraum unmittelbar unterhalb der Chargiertrichter reichen.

Den Windformen kann Luft, gegebenenfalls sauerstoffangereichert, kalt oder auch vorgewärmt zugeführt werden. Die Windformen sind über den ganzen Elektroofen so angeordnet, daß innerhalb des Bettes eine gleichmäßige Luftverteilung herrscht.

Um eine bessere Verteilung der Luft zu gewährleisten, kann beispielsweise der obere Teil des Ofengefäßes konisch eingezogen sein. Die Windformen Elektroofen zur Verhüttung von Erzen

Anmelder:

Alfred Gordon Evans Robiette,

Bovingdon, Hertfordshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Alfred Gordon Evans Robiette,

Bovingdon, Hertfordshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 24. Januar 1962 (2647),
vom 6. April 1962 (13 332),
vom 18. Juni 1962 (23 406) ■

müssen dann nicht so weit in das verhüttende Material reichen.

Die Temperatur im oberen Ofenteil beträgt zwisehen etwa 800 und 1250° C. Die in diesen Ofenbereich reichenden Elektroden werden in üblicher Weise vor übermäßigem Abbrand geschützt und gekühlt.
Der erfindungsgemäße Elektroofen bietet sowohl verfahrenstechnisch als auch wärmewirtschaftlich beträchtliche Vorteile. Die fühlbare Wärme und die Verbrennungswärme der Ofengase aus dem Bereiche der Fertigreduktion und dem Einschmelzen der Metalle wird zur Vorwärmung und Teilreduktion der frisch aufgegebenen Möllerbriketts weitgehend nutzbar gemacht. Die verkokten Briketts sind fest genug, so daß es weder zu einem Zerdrücken noch zu einem Hohlbrennen kommt. Die heißen, vorreduzierten und verkokten Briketts kommen mit Luft nicht in Berührung, so daß keine Rückoxydation des Metallgehaltes zu befürchten ist.

Der erfindungsgemäße Elektroofen wird an Hand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt des erfindungsgemäßen Elektroofens;

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ofens;

709 607/446

F i g. 3 und 4 bringen einen Elektroofen mit drei Elektroden und drei Chargiertrichtern in spezieller Ausführungsform.

Der Elektroofen nach F i g. 1 besitzt ein Ofengefäß mit konisch eingezogenem Deckenbereich. In Fig. 1 ist nur eine der wassergekühlten und gegen das zu verhüttende Erz isolierten Elektroden eines 3-Phasen-Ofens und nur einer der drei Chargiertrichter 4 gezeigt. Der pelletisierte oder brikettierte Möller gelangt über einen Rüttelförderer bei entsprechendem Gasabschluß in die Chargiertrichter 4, welche einen Gasabzug 5 für abzublasendes Ofengas aufweisen. Die Zuführung der Verbrennungsluft geschieht über die Windformen 3, welche in entsprechender Anzahl über den gesamten Ofenumfang angeordnet sind. Das Ofengas besteht in der Hauptsache aus Kohlenmonoxyd mit einem geringen Anteil an Wasserstoff und stammt aus der unteren Ofenzone, also dem 2. Ofenraum 2, in welcher das Einschmelzen des Metallgehaltes erfolgt. Schmelzzone 6 liegt im Bereich der Elektrodenenden und geht über in die Schlackenzone 1, unter welcher sich dann die Metallschmelze 8 am Boden des Ofengefäßes befindet. Der Abstich des Elektroofens erfolgt über das Stichloch 9 in die Gießrinne 10. Die aus der Schmelzzone 6 aufsteigenden Ofengase gelangen aus dem 2. Ofenraum 2 in die 1. Ofenräume 1, in welchen sich frischer Möller befindet, und bewirken dort dessen Vorwärmung und eine Teilreduktion der Erze. Schließlich verlassen die Gase den Ofen bei 5. Sie enthalten im allgemeinen noch einen gewissen Prozentsatz an brennbaren Substanzen, jedoch ist der Heizwert im allgemeinen gering, so daß das den Elektroofen verlassende Abgas im allgemeinen abgefackelt wird.

Bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroofens nach Fig. 2 reichen die Windformen 3 in die Ofenräume 1 unterhalb der Chargiertrichter 4. Das Ofenabgas verläßt den Elektroofen bei der seitlichen Abführung 5. Die hier gezeigten Windformen in Form eines Rohres mit Austrittsöli'nungen reichen durch die Ofendecke in das zu verhüttende Material und sind im allgemeinen über den ganzen Ofen verteilt angeordnet, insbesondere in einem Abstand von etwa 30 cm vom Mittelpunkt. Sie sind eine wassergekühlte Metallkonstruktion bzw. Rohre aus warmfesten Werkstoff für Arbeitstemperaturen in der Größenordnung von HOO⁰C oder auch aus feuerfestem Material wie Siliciumcarbid. Sie gestatten eine gute Luftverteilung, wie dies bei Düsenböden oder ähnlichen Gasverteilern der Fall ist.

Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausbildungsform des erfindungsgemäßen Elektroofens. Hier werden die Windformen 3 in den Fuß von großen Chargiertrichtern 4 mit Gasabzügen 5 eingeführt. Es ist wesentlich, daß die Chargiertrichter einen großen * Querschnitt aufweisen, um die für die Verkokung und Vorreduktion der Möllerbriketts erforderliche Verweilzeit zu gewährleisten. Es liegen also bei dieser Ausführung des erfindungsgemäßen Elektroofens die 1. Ofenräume im Bereiche des Fußes des Chargiertrichters 4.

Im allgemeinen rechnet man mit einer Verweilzeit von etwa 10 bis 14 min bei Briketts mit einem Durchmesser von etwa 12,5 bis 20 mm. Zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Luftverteilung reichen die Windformen seitlich über die ganze Tiefe des Chargiertrichters 4 in die 1. Ofenräume 1.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Elektroofens soll an folgendem Beispiel erläutert werden.

Beispiel

Es wurden Möller-Pellets verwendet, die wie folgt hergestellt worden sind: Eine backende Kohle mit Blähgrad 8, Korngröße <C 0,076 mm wurde mit

ίο einem Chromerzkonzentrat und Silicatpulver als Flußmittel gemischt ■— Korngröße <C 0,152 mm —, Mischungsverhältnis: 100 Teile Chromerz mit 48% Cr₂O₃, 30,4 Teile Kohle und 14 Teile Silicatpulver. Das Pulvergemisch wurde mit 10% Wasser angemacht und in einer Trommel zu Pellets mit einem Durchmesser von 20 mm verarbeitet.

Die Möllerpellets wurden in einen Rotierofen aufgegeben und darin 20 min auf 650° C gehalten, ausgetragen und gekühlt. Es erfolgte ein Schwelen der Kohlebestandteile, wodurch ein so festes Koksgerüst in den Pellets entstand, daß die für die Verhüttung ausreichende mechanische Festigkeit, insbesondere Druckfestigkeit und Abriebfestigkeit, erreicht ist. Fallprüfung: 1,2 m auf Stahlplatte ohne Bruch.

Die so verkokten Möllerpellets wurden in den erfindungsgemäßen Elektroofen chargiert. Es wurde mit Luft gefahren. Die Ofengase gestatteten eine Vorwärmung der Pellets auf 1200° C. Man erhielt bei gutem Ofengang Ferrochrom mit einwandfreier Reinheit.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Lichtbogenofen zur Verhüttung von Erzen mit Reduktionsmitteln und gegebenenfalls Flußmitteln in Form von Möllerbriketts oder -pellets mit einem Ofengefäß mit Deckel, Elektroden mit Stromzuführungen, Isolierungen und Gasabdichtungen, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Ofenräume (1) zur Vorwärmung des Möllers und teilweisen Reduktion der Erze und einen Ofenraum (2) zur Fertigreduktion der Erze und zum Einschmelzen von Metall und Schlacke sowie Windformen (3), wobei die Ofenräume (1) zu dem Ofenraum (2) so angeordnet sind, daß die aus dem Ofenraum (2) entweichenden Gase die Ofenräume (1) zur Vorwärmung und Teilreduktion des Möllers durchströmen.

2. Elektroofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ofenräume (1) im oberen Teil des Ofens befinden und die Windformen (3) in diesen Teil reichen.

3. Elektroofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenräume (1) von den Chargiertrichtern (4) gebildet werden und die Windformen (3) in den unteren Teil der Chargiertrichter oder in den Ofenraum unterhalb der Chargiertrichter reichen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 902 676, 856 959,
374,376 968,531379; ·

britische Patentschrift Nr. 239 404;
USA.-Patentschrift Nr. 1 981 028;
»Fink-Taschenbuch«, 1959, S. 50/51.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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