DE376947C

DE376947C - Process for the production of sponge iron in a rotary kiln

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Publication number: DE376947C
Application number: DEW56177D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1920-09-07
Filing date: 1920-09-07
Publication date: 1923-06-08

Description

Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm im Drehrohrofen. Einer der ältesten Versuche, um eine wirtschaftliche Herstellung des Eisens aus seinen Erzen unter Umgehung des Hochofens anzustreben bzw. den Rennfeuerprozeß wirtschaftlicher zu gestalten, dürfte in der deutschen Patentschrift 24)5 vom Jahre 1877 angegeben sein.Process for the production of sponge iron in a rotary kiln. One of oldest attempts to an economical production of the iron from its ores to strive for bypassing the blast furnace or the racing fire process more economically should be given in the German patent specification 24) 5 from 1877 be.

Gemäß diesem Vorschlage sollte ein Gemenge von Erz, Flußmitteln und Kohle in einer rotierenden Kammer, deren Durchmesser nahezu der Länge der Kammer gleich kam, mit einer Flamme behandelt werden, in der eine vollständige Verbrennung der Gase stattfinden sollte, genau so, wie dies beim Rennfeuer der Fall ist. In dieser Kammer wurde die Beschickung derart behandelt, daß d-i,e an dem einen Stirnende .der Kammer eintretende Flamme an dem gleichen Ende der Kammer austritt, so daß die ganze Kammer bzw. die ganze Beschickung derselben gleichmäßig auf die gleiche Temperatur erhitzt wird, sich also die ganze Beschickung. in der gleichen Phase der ,Verarbeitung befindet. Außerdem sollte die Temperatur in der ganzen Kammer so hoch gehalten werden, daß am Ende der Reduktion eine flüssige Schlacke gebildet wird, die den Eisenschwamm gegen Oxvdation schützen soll.According to this proposal, a mixture of ore, flux and Coal in a rotating chamber, the diameter of which is almost the length of the chamber soon came to be treated with a flame, in which a complete combustion the gases should take place, just as it is the case with racing fire. In In this chamber the charge was treated in such a way that d-i, e at one end .The flame entering the chamber exits at the same end of the chamber, so that the entire chamber or the entire loading of the same evenly on the same Temperature is heated, so the whole load. in the same phase the, processing is located. In addition, the temperature should be in the whole chamber be kept so high that a liquid slag is formed at the end of the reduction which is supposed to protect the sponge iron against oxidation.

Mit dieseln Verfahren gelang es jedoch nicht, die dem Rennfeuer anhaftenden Nachteile zu beseitigen, so daß es fallen gelassen worden ist, bis in neuerer Zeit die Versuche zur praktisch brauchbaren Ausgestaltung desselben wieder aufgegriffen worden sind. -Man erblickte den Grund der Unwirtschaftlichkeit bzw. des großen Brennstoffverbrauches beim älteren Versuche darin, daß bei demselben eine vollständige Verbrennung der Heizgase stattfand, also in der Kammer eire stärk oxydierende Atmosphäre herrschte.With these methods, however, it was not possible to get rid of those clinging to the racing fire To eliminate drawbacks so that it has been dropped until more recently the attempts to make it practically usable were taken up again have been. -The reason for the inefficiency or the large fuel consumption was seen in the older experiment in that a complete combustion of the Heating gases took place, so there was a strong oxidizing atmosphere in the chamber.

Deshalb schlug inan, z. B. gemäß der Patentschrift 157580 und der amerikanischen Patentschrift 930764 vor, die Erhitzung durch reduzierende Gase zu bewirken. Dabei sollte statt der chargenweise arbeitenden rotierenden Kammer der Patentschrift 2495 ein ununterbrochen arbeitender Dnehrohrofen benutzt werden.Therefore suggested inan, z. B. according to the patent 157580 and the American patent 930764 suggests heating by reducing gases cause. Instead of the rotating chamber operating in batches, the Patent specification 2495 a continuously operating tubular furnace can be used.

Das Erz sollte aber auch hier, wie bei allen Vorschlägen, die die Eisenreduktion im Drehrohrofen bezweckten, in fein gemahlenem Zustande verarbeitet werden.The ore should, however, as with all proposals made by the Iron reduction in the rotary kiln aimed at, processed in finely ground condition will.

Aber auch dieser Ofen muß mit sehr schlechtem Wirkungsgrad und mit einem niedrigen Reduktionskoeffizienten arbeiten, da sich eine gute Ausnutzung des Brennstoffes i!ur bei vollkommener Verbnennung und nicht unter Benutzung einer stark reduzierenden Flamme zur Erhitzung des 1Töllers oder gar mittels eines -Verfahrens erzielt werden kann, bei dein, wie in der Patentschrift 257582, die Reduktion des Erzes nicht durch die feste Kohle, sondern hauptsächlich durch die stark reduzierenden Heizgase bewirkt werden soll.But even this furnace must have a very poor efficiency and with work with a low reduction coefficient, since a good utilization of the Fuel i! Ur with complete exhaustion and not using a strong one reducing flame to heat the 1Töllers or even by means of a process can be achieved in your, as in the patent 257582, the reduction of Ore not by the solid coal, but mainly by the strongly reducing Heating gases should be effected.

Gemäß der Erfindung werden die Nachteile des Reduktionsverfahrens im rotierenden Ofen nicht durch Benutzung einer reduzierenden Flamme zur Innenbeheizung desselben, sondern vielmehr lediglich di@durch beseitigt, daß die Verbrennung dW Aden @löller im Gegenstrom erhitzenden se mit einem genügenden Luftüberscht1B ei, @"dIgt, um nicht nur die,in die Trommel eingeführten, sondern auch die in derselben entwickelten flüchtigen brennbaren Stoffe ohne Erreichung der zur Schlackenbildung erforderlichen Temperatur des durch den Kohlenzusatz gegen Reoxydation geschützten Möllers innerhalb der Trommel zu verbrennen.According to the invention, the disadvantages of the reduction process in the rotating furnace are not eliminated by using a reducing flame for internal heating of the same, but rather only by the fact that the combustion dW Aden @ löller im Countercurrent heating se with a sufficient Luftüberscht1B egg, @ "Buried, not just the ones introduced into the drum, but also volatile in the same developed flammable substances without achieving the required for slag formation temperature to burn the protected by the carbon additive against reoxidation Moller within the drum.

Es hat sich herausgestellt, daß hierbei die Reduktion im Drehrohrofen unter so günstigen Verhältnissen vonstatten geht, daß während die Reduktion ohne schützende Schlackenbildung bis zu 85 Prozent Fe und darüber getrieben werden kann, sich in den aus dem Drehrohrofen entweichenden Gasen keine nennenswerten Kohlenoxvdinengen befinden, so daß sich das Verfahren durch eine möglichst hohe Wärmeausbeute des Brennstoffes auszeichnet.It has been found that this is the reduction in the rotary kiln under such favorable conditions that the reduction takes place without Protective slag formation can be driven up to 85 percent Fe and above, There are no significant carbon oxides in the gases escaping from the rotary kiln are located, so that the process by the highest possible heat yield of Fuel.

Bei den erfolgreichen Versuchen war die Temperatur des Möllers am Austragungsende :d,es Drehrohrofens etwa 90o° C, während die eizgase an dieser Stelle eine Temperatur von wa i2oo° C besaßen und den Drehrohrofen fiiit etwa .f000 C verließen.In the successful tests, the temperature of the Möllers at the end of the discharge was: d, the rotary kiln about 90 ° C, while the At this point, the gas has a temperature of wa 100 ° C and left the rotary kiln at about .f000 ° C.

Die durch das Verfahren geschaffenen Verhältnisse erübrigen die Pulverisierung des Erzes, ohne den Grad der Reduktion herabzusetzen.The conditions created by the process eliminate the need for pulverization of the ore without reducing the degree of reduction.

Da die in das Drehrohr einzuführenden @Vürmemengen durch eine möglichst vollkonilnene .Verbrennung erzeugt werden und das hei der Reduktion des Erzes durch den festen Brennstoff entwickelte Kohlenoxyd durch einen den Heizgasen beigemischten ursprünglichen Sauerstoffüberschuß oder durch in den Rohrofen eingeführte Sekundärluft noch in (fein Rohrofen verbrannt wird, enthalten die aus dem Drehrohr entweichenden Gase keine nennenswerten Mengen brennbarer Gase, so daß der Brennstoff mit sehr gutem Wirkungsgrad ausgenutzt wird.Since the amount of burnt to be introduced into the rotary kiln is produced by combustion that is as complete as possible, and the carbon oxide developed during the reduction of the ore by the solid fuel is still burned in the kiln by an original excess of oxygen mixed with the heating gases or by secondary air introduced into the kiln , The gases escaping from the rotary kiln do not contain any significant quantities of flammable gases, so that the fuel is used with very good efficiency.

Gemäß der amerikanischen Patentschrift 1050735 ist es wohl schon vorgeschlagen worden, die in das Drehrohr eingeführten Heizgase vollkommen zu verbrennen, doch erfolgte die Verbrennung nicht mit einem Luftüberschuß, so daß die in dem Drehrohr selbst entwickelten flüchtigen brennbaren Stoffe unverbrannt entwichen und einen uni so größeren Wärmeverlust darstellten, je weiter die Reduktion in dem Drehrohr geht. Übrigens wird in der erwähnten Veröffentlichung auf diese Reduktion keinerlei Wert gelegt, obwohl >ie sich unter den im Drehrohr geschaffenen `'erhältnissen nicht ganz vermeiden läßt, vielmehr wird lediglich eine Vorwärmung des Gutes beabsichtigt, um den Stromverbrauch in dem dahinter geschalteten elektrischen Ofen zu vermindern.According to the American patent specification 1050735 it has already been proposed been able to completely burn the heating gases introduced into the rotary kiln, but the combustion did not take place with an excess of air, so that in the rotary kiln self-developed volatile flammable substances escaped unburned and one and the greater the reduction in the rotary kiln, the greater the heat loss goes. Incidentally, no reference is made to this reduction in the publication mentioned Value placed, although> they are not under the conditions created in the rotary kiln can be avoided entirely, rather the intention is merely to preheat the goods, in order to reduce the power consumption in the electric oven connected behind it.

Dadurch, daß beim neuen Verfahren die Abgase keine nennenswerten Mengen brennhares Gas (Kohlenoxyd) enthalten, ist das neue Verfahren sowohl diesem als dem Flochofenverfahren überlegen.Due to the fact that in the new process the exhaust gases do not have any significant quantities contain combustible gas (carbon dioxide), the new process is both this and superior to the floch furnace process.

Die Wärme der Abgase kann noch zur Vorwärmung des Möllers und der Verbrennungsluft herangezogen werden. Aus diesem Gesichtspunkt ist es zweckmäßig, mit dem Erz und der Kohle gleichzeitig auch die zur Schlackenbildung erforderlichen Zuschläge, wie Kalk und Flußspat, beizumengen, obwohl die Erhitzung in dem Rohrofen nicht bis zur Schlackenbildung erfolgt. Es kommt hier also lediglich auf die Wärmeausnutzung zur Erhitzung der Zuschläge an. Der im Drehrolirofen erzeugte Eisenschwamm wird in einem zweiten Ofen eingeschmolzen.The heat of the exhaust gases can still be used to preheat the Möllers and the Combustion air can be used. From this point of view it is advisable to with the ore and the coal, at the same time, those necessary for the formation of slag Add additives such as lime and fluorspar, although the heating in the tube furnace does not take place until the formation of slag. So it is only a question of heat utilization to heat the supplements. The sponge iron produced in the rotary roller furnace is melted down in a second furnace.

Die zur Beheizung des Drehrohrofens dienenden Heizgase können durch Verbrennen eines beliebigen Brennstoffes erzeugt werden. Die Menge des- in den Rohrofen eingeführten Kohlenoxyds darf zwecks der wirtschaftlichen Wärmeausbeute nicht so hoch sein, daß sich im Rohrofen eine reduzierende Flamme oder Atmosphäre bildet, vielmehr soll die Flamme unter Verbrennung auch der im Ofen selbst entwickelten flüchtigen brennbaren Stoffe lediglich eine möglichst günstige kalorische Wirkung ausüben, während die Reduktion selbst ausschließlich durch den mit Erz vermischten festen Brennstoff bewirkt wird.The heating gases used to heat the rotary kiln can pass through Burning any fuel can be generated. The amount of- in the tube furnace imported carbon oxide must not be used for the sake of economic heat yield be high that a reducing flame or atmosphere is formed in the tube furnace, rather, the flame should also burn that developed in the furnace itself volatile flammable substances only have the most favorable caloric effect possible exercise while the reduction itself exclusively by being mixed with ore solid fuel is effected.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of sponge iron in a rotary kiln from a mixture of iron ores and solid reducing substances by means of countercurrent heating gases, characterized in that the combustion is carried out with such an excess of air that not only the heating gases introduced, but also the volatile combustible substances developed Burn within the rotary kiln without reaching the temperature required for slag formation of the Möllers protected against deoxidation by the addition of coal.