DD271717A5

DD271717A5 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung heisschemischer prozesse

Info

Publication number: DD271717A5
Application number: DD88315838A
Authority: DD
Inventors: Wilhelm Stadlbauer; Erwin Koch; Franz Zauner; Rudolf Rinesch; Wolfgang Vanovsek
Original assignee: �K�K�K@��`��`��@��@��k��
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1989-09-13
Also published as: FI890244A; DK17489A; AU1726188A; AT387986B; ZA883448B; DE3878036D1; PT87518B; PT87518A; IL86404A0; FI890244A0; PH26880A; EP0292469B1; NZ224688A; ATA125887A; IL86404A; US4985067A; ATE85368T1; AU607768B2; CN88103911A; DK17489D0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchfuehrung heisschemischer Prozesse, insbesondere einer Schmelze und/oder Schmelzreduktion von Gemengen aus Huettenstaeuben, Erzen und anderen schmelz- und/oder schmelzreduzierbaren Materialien, wie z. B. SiO2, MgO, TiO2, Ta2O5 oder den entsprechenden Metallen, bei dem die zu schmelzenden und/oder zu reduzierenden Gemenge definierter Zusammensetzung zu Bloecken gepresst und diese unter Ausbildung und Aufrechterhaltung einer definierten Kavernengeometrie um eine Strahlungsquelle hoher Energiedichte angeordnet werden. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchfuehrung der genannten Prozesse. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung heißchemischer Prozesse.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine durchführung heißchemischer Prozesse in Temperaturbereichen, die oberhalb der Schmelztemperatur der bekannten hochfeuerfesten Ausmauerungen liegen, ist mit den derzeit verfügbaren Verfahren nicht möglich. Darüber hinaus weisen die derzeit üblichen Schmelz· und Schmelzreduktionsverfahren einen hohen Energiebedarf auf und führen durch den in den Abgasen enthaltenen Stabaustrag zu einer schwerwiegenden Beeinträchtigung der Umwelt, sofern nicht teure zusätzliche Einrichtungen vorgesehen werden. Auch stößt eine Verhüttung von in großen Mengen anfallenden HOttenstSuben auf erhebliche Schwierigkeiten.

In der DD-A5-215803 ist zwar bereits ein Versuch beschrieben worden, ein rasches Einschmelzen und eine schnelle Reaktion zwischen Chargiergutbestandteilen in einem Schachtofen unter Zuführung von elektrischer Energie dadurch zu erreichen, daß zwischen einem die obere Abdeckung des Schachtofens durchsetzenden, zentrisch angeordneten Plasmabrenner und einer den Boden des Schachtofens durchsetzenden Gegenelektrode eine Plasmafackel gebildet wird, und daß konzentrisch um die Plasmafackel das Chargiergut eingebracht wird, wobei ein Schubwall aus festen Chargiergutbestandteilen an der Innenwand des Ofens aufgeschichtet wird und das Chargiargut von der Innenseite des Schutzwalls in den Bereich der Plasmafackel gelangt.

Diese Verfahrensweise HUt jedoch keine geziehe Führung der Plasmafackel zur Erschmelzung und/oder chemischen Reaktion des gebildeten Walls zu. Ein kontinuierlicher Betrieb eines derartigen Schachtofens Ist nicht durchführbar. Die bei der Reaktion gebildeten Abgase müssen durch den Möller abgeführt werden, woraus weitere Nachteile dieser Verfahrenswelse, etwa bezüglich der Kondensation von Abgasbestandteilen, resultieren.

Ziel der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung heißchemischer Prozesse, insbesondere einer Schmelze und/oder Schmelzreduktion von Gemengen aus Hüttenstäuben, Erzen und anderen, schmelz- und/oder echmelzreduzierbaren Materialien, wie z. B. SiO₂, MgO, TiO₂, T^O₆ oder den entsprechenden Metallen, zur Verfügung, mit dem bzw. mit der heißchemische Prozesse in Temperaturbereichen ausgeführt werden können, die weit über der Schmelztemperatur bekannter hochfeuerfester Ausmauerungen liegen. Gleichzeitig sollen heißchemisch-physikalische Reaktionen sicher beherrscht werden, ohne eine verfahrenstechnische Einschränkung der Reaktionstemperaturen in Kauf nehmen zu müssen. Weiterhin soll als wesentlicher Vorteil gegenüber bisher bekannten Verfahren eine erhebliche Energieeinsparung und eine weitestgehende Verhinderung deo Staubaustrages mit den Abgasen erreicht werden.

Darlegung des Wesens dar Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung heißchemischer Prozesse

bereitzustellen.

Die Aufgabe wird unter dem verfahrensmäßigen Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß in einem Verfahren der

eingangR genannten Art das zu schmelzende und/oder zu reduzierende Gemenge mit definierter Zusammensetzung zu Blöckengepreßt wird und diese unter Ausbildung einer definierten Kavernengeometrie um eine Strahlungsquelle hoher Energiedichteangeordnet werden und die definierte Kavernengeometrie durch radiales Vorschieben der Gemengeblöcke gegen die zentralangeordnete Strahlungsquelle entsprechend dem Ablauf des Schmelz- und/oder Schmelzreduktiomprozesses aufrecht erhalten

Im erfindungsgemäßen Verfahren stellt somit das zu Blöcken gepreßte Gemenge gleichzeitig das R«aktlonsmedium und die

.Ausmauerung" des metallurgischen Reaktionsgefäßes dar. Je nach Abschmelzrate werden die Blticke so nachgedrückt, daßdie Kavernengeometrie um die Strchlungsquelle, beispielsweise eine Plasmafackel, ständig gleich bleibt. Hierzu werden die

Gemengeblöcke radial in dem Maße gegen die zentral angeordnete Strahlungsquelle vorgeschoben, wie der Schmelz- und/oder Schmelzreduktionsprozeß abläuft. Durch geeignete Maßnahmen wird die Plasmafackel innerhalb der Kaverne gehalten, wie In

der Folge noch näher ausgeführt wird.

Zur exakten Zuführung der Gemengeblöcke zur Energiequelle werden vorzugsweise Lettelement» verwendet. Das in eine Blockform gebrachte Einsatzmaterial wird zweckmäßig getrocknet, wobei eine gewisse Maßhaltigkeit und Kaltdruckfestigkeit

der Blöcke auf Grund der Erfordernisse des Vorschubsystems eingehalten werden müssen.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Verhüttung von Hüttenstäuben kann vorteilhaft in folgender Weise

vorgegangen werden, wobei beispielsweise von den aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlichen Einsatzstoffen ausgegangenwerden kann:

Tabelle 1 Analyse der Einsatzstoffe FS Filterstaub KR Krivoj-Rog (sauerer Erzstaub) GS Gichtstaub KS Koksasche vom Koksstaub (Filterstaub)

	FS	KR	GS	KS
Fe	46,80	50,35	27,40	31,70
FeO	8,90	—	5,16	—
Fe₂O₃	57,06	(71,98)	(38,42)	45,33
Mn	1.21	0,09	0,57	—
SiO₁	1,55	16,31	8,08	21,20
AI₂O₃	0.33	3,64	1,93	8,70
CaO	15,60	0,13	6,93	13,02
MgO	1,75	0,36	1,73	0,69
P	0,064	0,055	0,050	0,157
S	.0,072	0,023	0,42	3,40
Pb	0,54	0,001	0,019	—
Zn	3,18	0,0019	0,0055	0,018
CO₂	—	—	1,13	—
C	—	—	37,31	79,13
Cu	—	—	0,007	—
Cr	—	—	0,02	—-
TiO₂	0,08	—	0,50	0,46
Na₂O	—	—	0,15	0,46
K₂O	—	—	0,29	0,94
Feuchte	20,40	4,37	—	0,5
Glühverlust	8,40	2,37	40,60	1,85
Asche	—	—	—	20

Mischungsverhältnis der Hüttenstäube in Gew.-%: FS 38,8 KR 25,6 GS 31,0 Ks 4,6

gesamt 100,0%

Die in der Tabelle 1 angeführten Einsatzstoffe werden zweckmäßig mit etwa 9 Gew.-% Wasser gut vermengt, zu Blöcken

geeigneter Größe gepreßt und anschließend getrocknet. Die getrockneten Blöcke werden radial unter Mitwirkung von

Leitelementen, die eine exakte Zuführung der Gemengeblöcke gewährleisten, um eine zentrale Strahlungsquelle angeordnet,

wobei um diese Strahlungsquelle, beispielsweise eine Plasmafackel, eine Kaverne mit definierter Geometrie ausgebildet wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Plasmafackel in der in der AT-PS 376702 beschriebenen Weise ausgebildet sein. Nach dem Zünden der von einer Graphitelektrode ausgehenden Plasmafackel mittels Argongas werden

mit dem Argon Kohlenwasserstoffe und/oder feindisperser Graphit in di& Plasmafackel eingebracht. Durch die hohe

Plasmatemperatur wird der Kohlenstoff (Graphit) in die Gasphase übergeführt und durch Ionisation des Kohlenstoffgases wird

der Reduktionsvorgang beschleunigt. Weiterhin wird durch die hochionisierte Kohlenstoffgasatmosphäre der Abbrand der

Graphitelektroden weitgehend hintangehalten. Nach dem Zünden der Plasmsfackel zwischen den Elektroden beginnen die Gemengeblöcke, die die Plasmafackel kavernenartig umgeben,, zu schmelzen. Im gleichen Maße, in dem die Blöcke abschmelzen,

werden sie von außen nachgeschoben, so daß die Kave/nengeometrie ständig die gliche bleibt. Während des Abschmelzenfindet gleichzeitig die heißchemische Reaktion einer Direktreduktion statt.

Da im vorliegenden Fall diese Reaktion unter Luftabschluß stattfindet, können neben dem Argon als Plasmagas bei den

herrschenden hohen Temperaturen nur Kohlenmonoxid und Wasserstoff als Abgase entstehen. Dieses Gas kann einem

Energierecycling mit bekannter Technologie zugeführt werden. Die im Einsatzmaterial enthaltenen Schwermetallanteile verdampfen im stattfindenden Prozeß und können zum größten Teil in

einer Gasabzugshaube bzw. in im Gasabzugsrohr eingebauten Kondenserelementen kondensiert werden.

Das bei diesem Prozeß enstehende flüssige Eisen kann kontinuierlich abgestochen werden, ebenfalls wird die anfallende Schlacke kontinuierlich abgeleitet. Das erfindungsgemäUe Verfahren eignet sich weiterhin zur Verhüttung von bei der Eisenentgewinnung anfallenden Schlämmen,

beispielsweise von dem am Erzberg in der Steiermark Österreich, anfallenden Schlamm. Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt die

Durchschnittswerte der Schlammanalyse von Eisenerz:

^Tabelle2:	20
Eisenerz-Schlammanalyse*	14,5
Fe	20,7
FeO	26,6
Fe₂O₃	12,5
Glühverlust (CO₂ + H₂O geb.)	13,3
SiO₂	5,6
CaO	4,0
AI₂O₃	0,21
MgO	0,14
SO₃	1.8
PaOs	Korngröße des Feststoffes in den Eindicken!berläufen < ΙΟΟμηη
Mn	* Durchschnittsanalyse.

Wie die vorstehende Tabelle zeigt, stellt die Zusammensetzung dieses Schlammes bereits einen selbstgängigen Möller dar. Nach der Beimengung von Kohlenstoff entsprechend den stöchiometrischen Erfordernissen kann dieses Einsatzmaterial zu entsprechender, blöcken verpreßt und in dem zuvor beschriebenen Verfahren der erfindungsgemäßen Schmelzreduktion zugeführt werden. Von wesentlicher Bedeutung für den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch hier die entsprechende Ausbildung und Beibehaltung der Kavernengeometrie während des gesamten Prozeßablaufes. Nach dem vorstehenden Prinzip können sämtliche Arten metallischer Erze auf heißchemischem Wege reduziert werden. In gleicherweise können alle Schmelzprozesse, die bei sehr hohen Temperaturen ablaufen, mit der erfindungsgemäßen Methode durchgeführt werd«n. Von besonderem Interesse ist die Aufarbeitung von Filterstäuben und von Schlackenrückständen aus Verbrennungsanlagen, wie z. B. Müllverbrennungsanlagen, die soweit niedergeschmolzen werden können, daß abdampfende Schwermetalle durch partielle Kondensation rückgewonnen werden können und eventuell verbleibende Spurenelemente in das jlaskeramische Endprodukt eingebunden werden, aus dem sie nicht mehr auslaugbar sind. Eine bsonders interessante Anwendung stellt da« erfindungsgemäße Verfahren für die Direktreduktion von Bauxit zu metallischem Aluminium dar. Hierzu wird feinvermahlter Bauxit entsprechend den stöchiometrischen Erfordernissen gut mit Kohlenstoff vermengt und in der zuvor beschriebenen Weise in entsprechende Blöcke gepreßt und getrocknet und in der Weise an die Strahlungsquelle herangeführt, daß eine definierte Kavernengeometrie entsteht und im Zuge der weiteren Reaktionen aufrecht erhalten wird. Nach dem Zünden der Plasmafackel wird das Bauxitgemenge an der Oberfläche abgeschmolzen, wobei zuerst das Eisenoxid reduziert wird und -sich im Auffanggefäß zu einem Eisensumpf sammelt, der mit Aluminium gesättigt und mit Kohlenstoff angereichert ist. Das Aluminiumoxid fällt zunächst als Schmelzfluß (Schmelzmullit) an und wird durch weitere Energiezufuhr bei Temperaturen >2000°C gemäß 2AI₂O₃ + 9C-> AI₄C₃ + 6CO, aus Al³⁺- und C⁴"-lonen vorwiegend in

Aluminiumcarbid (AI₄C₃) übergeführt (Bildungswärme ΔΗ = -^,Skcal/Mol). ReI langsamerAbkühlung von 16OO'C abwärts bis auf etwa 660⁴C zerfällt AI₄C₃ zu metallischem Aluminium und zu Kohlenstoff In Form von Graphit, entsprechend AI₄Ca -> 4Al + 3C. Es kann auch eine Umsetzung des Carbide mit AIjO₃ etwa nach der Reaktion AI₄C₃ + AI]O₃ -» 6Al + 3CO stattfinden.

Um eine vollständige Umsetzng des vorhandenen AI₂O₃ bzw. Schmelzmullits zu erreichen, wird vorteilhaft wie folgt vorgegangen:

Das zunächst als Schmelzfluß (Schmelzmullit) anfallende AI₂O₃ wird Vinter der Einwirkung des gebildeten Heißgases (CO/H₂-Qas) In Richtung auf ein Löutergef äß getrieben, unter Ausbildung von Aluminlumcarbid und dessen anschließender Disproportionierung. Verbleibende, nicht umgesetzte AljOrSchmelze wird wiederum in die Reaktionszone zurückgeführt, um eine vollständige Umsotzung zu erreichen. Im Bereich der Lfluterzone wird metallisches Aluminium mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,05%, einem Siliziumgehalt von etwa 1 %, einem Titangehalt von etwa 1 % und einer weiteren Verunreinigung mit Eisen im Ausmaß von maximal 1,8% abgestochen. Aus dem unter der Reaktionszone befindlichen Auffangbecken wird Eisen, das mit Aluminium gesättigt und mit Kohlenstoff angereichert ist, kontinuierlich abgezogen. Wie eingangs bereits erwähnt, wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Plasmafackel innerhalb der Kaverne gehalten. Um nämlich die hohe Energiedichte einer Plasmafackel voll ausnützen zu können, wäre es notwendig, die Plasmafackel exakt innerhalb der definierten Kaverne zu führen. Weiterhin wäre es zur Optimierung des Schmelz· und Reduktionsprozesses unerläßlich, die erforderliche Energie, das sind Schmelzenthalpie und Reduktionsenthalpie, zur Durchführung der heißchemischen Prozesse möglichst exakt einzuhalten sowie die Vergasungsenthalpie des Graphits in der Plasmafackel der Gesamtenergie, die der Plasmafackel zugeführt wird, optimal anzupassen. Mit der herkömmlichen Plasmafackel-Technologle kann diese Aufgabe nur unbefriedigend gelöst werden. Diese herkömmliche Technologie sieht vor, daß zwischen zwei Elektroden, einer Kopf- und einer Bodenelektrode, und/odor zwischen einer Kopf· und zwei oder drei Seitenelektroden eine Plasmafackel aufgebaut wird. Die Plasmafackel kann hierbei aber einseitig innerhalb des Ofens eine Kaverne ausbrennen, da sie nicht kontrollierbar geführt werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht nunmehr die Lösung der vorstehend angesprochenen Aufgabe ainer exakten Einhaltung des Energieeintrages und einer kontrollierten Führung der Plasmafackel innerhalb der definierten Kaverne dadurch, daß zwischen der Hauptelektrode, der Kopfelektrode, die In die Kaverne hineinreicht, und einer Anzahl von Radialelektroden (a bis h), die unmittelbar unter der Kaverne angeordnet sind/die Plasmafackel gezuhden wird. Die Radialelektroden werden mittels Thyristorsteuerung mit einer Grundlast zur Ionisierung der Gasatmoephäre beaufschlagt, während die Hauptlast über Thermoelemente, die an der Vorderkante des Leitsystems angebracht sind, über die Thyristoren so verteilt wird, daß die gleichmäßige Abschmelzrate innerhalb der Kavernonoberfläche gewährleistet wird. Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das Schmelzgilt, das im Auffangbecken aufgefangen wird, über die Bodenelektrode, die über eine Badtemperaturmessung angesteuert wird, zusätzlich einen Energieeintrag von den Radialelektroden her bekommen kann, dmait die Badtemperatur konstant gehalten werden kann. Gemäß einem weheren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des eingangs beschriebenen Verfahrens, die im wesentlichen gekennzeichnet ist durch eine zentral angeordnete, durch Blöcke aus zu schmelzendem und/oder schmelzreduzierendem Gemenge gebildete Kaverne definierter Geometrie, durch vorzugsweise radial angeordnete Leitelemente zur Zuführung der Gemengeblöcke zum Zentrum, durch ein unter der Kaverne angeordnetes, mit Abzügen für die Metallschmelze und die flüssige Schlacke versehenes Auffanggefäß, durch eine zentrale Elektrodenanordnung, durch eine über der Kaverne angeordnete Abdeckung, durch eine Gasabzugshaube und durch ein Gasabzugsrohr.

Ausführungebeispiele

In den beigeschlossenen Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Darin zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, während Fig.2 eine Draufsicht dieser Vorrichtung zeigt. Die Flg. 3 und 4 stellen einen Querschnitt bzw. eine Draufsicht zu einer weiteren, insbesondere für die Direktreduktion von Bauxit geeigneten Vorrichtung gemäß der Erfindung dar. In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Prinzipskizze dargestellt, mit welcher Ausführungsform der Energieeintrag exakt eingehalten und die Plasmafackel kontrolliert innerhalb der definierten Kaverne geführt werden kann. In diesen Zeichnungen ist die Kaverne 1 durch das zu schmelzende und/oder schmelzreduzierende Gemenge 11 gebildet, das in Blockform von außen radial nach innen zugeführt wird. Die radial angeordneten Leitelemente 2 gewährleisten eine exakte Zuführung der Gemengeblöcke zum Zentrum. Im Auffanggefäß 3 unter der Kaverne 1 befinden sich an geeigneten Stellen die Abzüge für die Metallschmelze und für die flüssige Schlacke. Mit 4 ist die obere Elektrode bezeichnet, die untere Elektrode 10 ist am Boden des Auffanggefäßes 3 angeordnet.

5 stellt die obere Abdeckung des Reaktionsgefäßes dar, 6 und 7 sind die Abgashaube bzw. das Abgasrohr. Mit 8 und 9 sind Verbindungskanäle bezeichnet In Fig. 5 weist die in die Kaverne 5 heineinreichende obere oder Kopfelektrode 4 die erforderliche Strom- und Gasversorgung auf und kann mit einem Schlitten oder dergleichen in Vertikalrichtung verfahren werden. Unmittelbar unter der Kaverne 1 sind in einer H"»rizöntalebene eine Anzahl von Radialelektroden (a bis h) angeordnet, die in Radialrichtung jeweils für sich vor- und zurückgerufen werden können und vorzugsweise um den jeweiligen Radius drehbar sind. Im Auffanggefäß 3 unterhalb der Kaverne 1 kann eine Bodenelektrode 10 vorgesehen sein.

Durch Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es ermöglicht, die oxidischen Bestandteile des Gemenges direkt in einen Schmelzfluß überzuführen und aus der Liquidusphase heraus die Reduktion zu Metallen durchzuführen. Der Vorteil dieser Technologie gegenüber dem herkömmlichen Verfahren besteht darin, daß z. B. das Fe₂O₃ nicht erst über den Umweg über Fe₃O₄ und FeO zu Fe, sondern direkt über den Schmelzfluß Fe₂O₃ zu Fe reduziert werden kann, wobei das Vorliegen einer günstigen Mischungslücke ausgenützt werden kann, wo Eisen in reiner Form ohne Verunreinigungen durch Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor usw. anfällt und sich mit flüssigem Fe₂O₃ im Gleichgewicht befindet, vergleiche hierzu ULLMANNS ENCVKI.GPÄDIE DER TECHNISCHEN CHEMIE, 4. Auflage, Band 10, Seite 334.

Claims

1. Verfahren zur Durchführung heißchemischer Prozesse, insbesondere einer Schmelze und/oder Schmelzreduktion von Gemeingen aus Hüttenstäuben, Erzen und anderen, schmelz- und/oder schmelzreduzierbaren Materialien, wie z. B. SiC>2, MgO, ΊΊΟ2, Τβ2θ₆ oder den entsprechenden Metallen, bei oberhalb der Schmelztemperatur hochfeuerfester Ausmauerungen liegenden Arbeitstemperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schmelzende und/oder zu reduzierende Gemenge definierter Zusammensetzung zu Blöcken gepreßt wird und diese unter Ausbildung einer definierten Kavernengeometrie um eine Strahlungsquelle hoher Energiedichte angeordnet werden und die definierte Kavernengeometrie durch radiales Vorschieben der Gemengeblöcke gegen die zentral angeordnete Strahlungsquelle entsprechend dem Ablauf des Schmelz- und/oder Schrnelzreduktionsprozesses aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als Strahlungsquelle hoher Energiedichte eine Plasmafackel verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zünden einer von einer Graphitelektrode ausgehenden Plasmafackel mittels Argongas mit diesem Gas Kohlenwasserstoffe und/oder feindisperser Graphit eingebracht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur exakten Zuführung der Gemengeblöcke Leitelemente angeordnet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer in die Kaverne hineinreichenden Kopfelektrode und einer Anzahl von unmittelbar unter der Kaverne angeordneten Radialelektroden eine Plasmafackel aufgebaut wird und diese mit einer Grundlast zur Ionisierung der Gasatmosphäre beaufschlagt werden, während die Hauptlast derart an die Radialelektroden verteilt wird, daß eine gleichmäßige Abschmelzrate innerhalb der Kavernenoberfläche gewährleistet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine im Auffanggefäß für das Schmelzgut angeordnete Bodenelektrode zur Konstanthaltung der Badtemperatur von den Radialelektroden mit einem Energieeintrag versorgt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung heißchemischer Prozesse, gekennzeichnet durch eine durch Blöcke aus zu schmelzendem und/oder schmelzreduzierendem Gemenge gebildete Kaverne (1) definierter Geometrie, vorzugsweise radial angeordnete Leitelemente (2) zur Zuführung der Gemengeblöcke zum Zentrum, ein unter der Kaverne (1) angeordnetes, mit Abzügen für die Metallschmelze und die flüssige Schlacke versehenes Auffanggefäß (3), eine zentrale Elektrodenanordnung (4), eine über der Kaverne (1) angeordnete Abdeckung (5), eine Gasabzugshaube (6) und ein Gasabzugsrohr (7).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens ein rusätzliches, als Läuterzone dienendes Auffanggefäß (3'), das mit dem Auffanggefäß (3) unter der Kaverne (1) bzw. mit weiteren Auffanggefäßen (3") über Verbindungskanäle (8,9) in Verbindung steht.