DE971242C

DE971242C - Smelting furnace with extraction of liquid iron from the fuel slag

Info

Publication number: DE971242C
Application number: DEST6046A
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1953-03-01
Filing date: 1953-03-01
Publication date: 1958-12-31

Description

Schmelzfeuerung mit Gewinnung von flüssigem Eisen aus der Brennstoffschlacke Die Erfindung betrifft eine Schnielzfeuerung mit Gewinnung von flüssigem Eisen aus der Brennstoffschlacke.Smelting furnace with the extraction of liquid iron from the fuel slag The invention relates to a Schnielz fire with the extraction of liquid iron the fuel slag.

Es ist bekannt, daß bei einem längeren Betrieb von Schmelzfeuerungen das in der Kohle vorhandene Eisen am Boden der Schmelzkammer ausgeschieden wird und, dort zu Störungen Anlaß gibt. Man hat versucht, ddeses Eisen nutzbar zu gewinnen, indem man einen Dampferzeuger mit zwei.stufiger, aus Reduktions- und Oxydationskammer bestehender Feuerung betreibt und die sich in einem stehenden Schlackenbad sammelnden Bestandteile diskontinuierlich- und in verschiiedener Höhe abzieht. Es -h-at sich jedoch gezeigt, daß bei diesem Vorgang die Reduktionszeit zu kurz ist. Es ist weiterhin bekannt, unterhalb der Schmelzkammer Schlackensammelbehälter anzuordnen, die mit der Schmelzkammer durch einen kurzen Kanal in Verbindung stehen. Auch bei Anwendung dieser Verrichtung reicht jedoc;h die zur Verfügung stehende Zeit nicht aus, um eine Reduktion in: dem gewünschten Maße durchzuführen.It is known that with a prolonged operation of melt furnaces the iron present in the coal is precipitated at the bottom of the melting chamber and gives rise to disturbances there. Attempts have been made to make the iron usable, by using a steam generator with a two-stage, reduction and oxidation chamber existing furnace and which collect in a standing slag bath Removes components discontinuously and at different levels. It has however, it has been shown that the reduction time is too short in this process. It is still known to arrange slag collecting container below the melting chamber, which with communicate with the melting chamber through a short channel. Even when used However, the time available is not sufficient to carry out this task to carry out a reduction to the desired extent.

Gemäß der Erfindung sollen diese Nachteile dadureh vermieden werden, daß eine Schmelzkammer mit zwei oder mehreren übereinaniderliegenden Brennerreihen ausgestattet wird und die untere Brennerreihe mit Luftmangel, die darüberliegenden Brennerreihen hingegen mit einem solchen. Luftüberschuß betrieben werden, daß der für die Gesamtverbrennung notwendige Luftüberschuß zur Verfügun.g steht. Zum Auffangen der flüssigen Schlackenmenge dient dabei ein feuerfest ausgekleideter Schlackensarnmelbehälter, der genügend groß ist, um die flüssige Schlackenmenge über einen längeren Zeitratim aufzunehmen, und der Einrichtungen enthält für eine weitere Behandlung der anfallenden Schlacke zur Gewinnung des Eis,manteils. Mit der Schmelzkammer steht -dieser Schlackensammelbehälter durch eine verhältnismäßig lange, schräg abwärts verlaufende, geschhissene Schlackenabflußrinne in VeTbindung.According to the invention, these disadvantages should be avoided by that a melting chamber with two or more superposed rows of burners and the lower row of burners with a lack of air, those above Burner rows, however, with one. Excess air operated that the excess air necessary for the overall combustion Disposal stands. A refractory lining is used to collect the liquid slag Slag collecting container that is big enough to hold the liquid slag record over a longer period of time, and the facilities for a further treatment of the resulting slag to obtain the egg, m share. With the melting chamber stands -this slag collecting tank through a proportionately long, sloping downward sloping, shoved slag drainage channel in connection.

Zur Erzielung einer einwandfreien Verbrennung ist die Brennkammer oberhalb der oberen BrennieT-reihe so scharf eingeschnürt, daß durch die dadurch entstehende Verwirbelung eine Mischung der -die Brennkammer verlassenden- Gase herbeigeführt wird. Ferner kann in unmittelbarer Nähe der Ein, schnürung sowohl weitere Verbrennungsluft als auch hochgespannter Dampf zugeführt werden.In order to achieve perfect combustion, the combustion chamber above the upper row of burners is so sharply constricted that the resulting turbulence creates a mixture of the gases leaving the combustion chamber. Furthermore, in the immediate vicinity of the constriction, both additional combustion air and high-pressure steam can be supplied.

Der obenerwähnte Schluckensammelbehälter wird zusätzlich durch eine mit Luftmangel betriebene Kohlenstaubflamme beheizt, die entstehenden Verbrenmingsgase werden, durch die Schlackenabflußrinne der Schmelzfeuerung zugeführt. Da die mit Luftmangel betriebene zusätzliche Beheizung des Schlackensammelbehälters für die Reduzierung des Eisens nicht immer ausreicht, muß gegehenen#alls weiterer Kohlenstaub, z. B. in an sich bekannt-er Weis-e durch Einblasen- des Staubes duirch den Boden des Schla&-enbehälters, eingeführt wexden. Der Übergang der Schlackenabflußrinne in, die Schmelzkammer hat so zu erfolgen, daß die aus dem Schlackenbehälter durch die Schlackenabflußrinne in die Schmelzkammer überströmenden Ve#rbrennungsgase möglichst in deren Bodenmitte eintreten.The above-mentioned gulp collection container is additionally through a A coal dust flame operated with a lack of air is heated, the resulting combustion gases are fed through the slag drainage channel to the smelting furnace. Since the with Air-deficient additional heating of the slag collecting tank for the Reduction of iron is not always sufficient, must be gone # all other coal dust, z. B. in a manner known per se by blowing in the dust through the ground of the hose container. The transition of the slag drainage channel in, the melting chamber has to be done in such a way that the out of the slag container through Combustion gases flowing over the slag drainage channel into the melting chamber if possible enter in the middle of the floor.

Der Schlackenbehälter weist für das Abziehen des Eisens und der Schlacke Abflußöffnungen, in verschiedener Höhe auf, wie dies beispielsweise für den, Hochofenbetrieb bekannt ist. Er kann, je:doch auch so, gestaltet sein, daß innerhalb des Behälters ein Raum für das Sammeln, der gesamten Schlacke angeordnet ist und die leicht flüssige Schlacke über einen - durch die zusätzliche Heizung besonders erwärmten - Überlauf abläuft.The slag container has drainage openings at different heights for removing the iron and the slag, as is known, for example, for blast furnace operation. He can, each: but also be configured so that a space for the collection, the entire slag is disposed within the container and the light liquid slag via a - particularly heated by the additional heating - overflow expires.

Zweckmäßig wird die Kühlung der Ausmauerung des Schlackenbehälters und der Schlacken, abflußrinne entweder durch den natürlichen Wasserumlauf des Kessels oder durch ein besonhders angeordnetes Zwanglaufsvstem vorgenommen. Der Eigenart der entstehenden Schlacke entsprechend muß die Ausmauerung des Schmelzkammerbodens, der Schlackenabflußrinne und des Schlackenbehälters gewählt werden-, je nach Art der Schlacke basisch oder sauer.The lining of the slag container and the slag and drainage channel are expediently cooled either by the natural water circulation of the boiler or by a specially arranged forced circulation system. The lining of the smelting chamber floor, the slag drainage channel and the slag container must be selected according to the nature of the slag produced - basic or acidic, depending on the type of slag.

Um ein-en einwandfreien Betrieb zu gewährleisten-, erscheint es erforderlich, die Abmessungen der Schlacken#abflußrinne so zu wählen-, daß die aus dem Schlackenbelhälter austretenden Verbrennungsgase mit mindestens 40 m/Sek. die Rinne durchströmen, was etwa einem Überdrück vdn 5o bis ioo mm WS entspricht. Zur Verstärkung der Einwirkung der Gasatmosphäre auf die fließende Schlacke wird der Boden der SchlackenabflußTinne stark profiliert und der Ansatz dieser Rillen. unter Umständen über die ganze Länge der Rinne fortgeführt. Weiter kann es sioh empfehlen, zur Steigerung der Reaktion, Kaskaden in der Schlackenabflußrinne anzuordnen, da die Reduktion des Eisens sowohl eine Furrktion der Zeit als auch, der Oberfläche ist.In order to ensure perfect operation, it appears necessary to choose the dimensions of the slag drainage channel so that those from the slag reservoir escaping combustion gases with at least 40 m / sec. flow through the gutter what corresponds approximately to an overpressure of 50 to 100 mm WS. To reinforce the effect the gas atmosphere on the flowing slag becomes the bottom of the slag drainage trough strongly profiled and the approach of these grooves. possibly over the entire length the gutter continued. It can also be recommended to increase the reaction, To arrange cascades in the slag trough, since the reduction of iron both a furration of time as well as that of the surface.

Besondere Vorteile der Erfindung bestehen, darin, daß insbesondere bei eisenreioher Kohle eine wirtschaftliche Gewinnung des Eisens ohne ##esentlichen zusätzlichen Aufwand. gewährleistet ist.Particular advantages of the invention are that in particular In the case of ferrous coal, an economic extraction of iron without essential additional effort. is guaranteed.

In der Zeichnung ist ein Ausfüh-,rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch. dargestellt: Die Schmelzkammer i hat drei übereinanderliegende Brennerreihen, 2, 3 und 4, von denen die Brennerreihe 2 mit z. B. 0,9, 3 mit 1 und 4 mit 1,4 Luftüberschuß gefahren werden. In unmittelbarer Nähe der Einschnürung 5 wird zusätzliche Verbrennungsluft und/oder hochgespannter Dampf zur Unterstützung der Verbrennung und Verwirbelung der Verbrennungsgase eingeblasen. Die einzelnen Brenner ragen so weit in den Feuerraum hinein, daß die aus ihnen abtropfende Schlacke frei fallen kann, ohne die Wände zu berühren; sie- sind gegen, einander versetzt, so daß auch dadurch, der Schlackenabfluß ungestört erfolgt.In the drawing, an exemplary embodiment of the subject matter of the invention is schematic. shown: The melting chamber i has three superimposed rows of burners, 2, 3 and 4, of which the burner row 2 with z. B. 0.9, 3 with 1 and 4 with 1.4 excess air. In the immediate vicinity of the constriction 5 , additional combustion air and / or high-pressure steam is blown in to support the combustion and swirling of the combustion gases. The individual burners protrude so far into the furnace that the slag that drips off from them can fall freely without touching the walls; they are offset from one another, so that also as a result, the slag drainage takes place undisturbed.

In dem Boden ist eine Schlackenabflußrinne, 6 angeordnet, die zu einem Schlackenbehälter 7 führt, in dem die Schlacke über einen längeren Zeitraum gesammelt werden kann. Durch entsprechende Gestaltung des Einlaufs der Schlackenabflußrinhe in den Behälter 7 kann erre#izliit werden, daß die Schlacke sich in dem Teilbehälter 8 ammelt und die leicht flüssige S#_hlacke einen Überlauf 9 überfällt, der durch die Brenner io, die mit 0,5 bis 0,7 Luftüberschuß gefa)hren. werden, besonders beheizt wird. In diesem Falle kann, das Eisen aus der Abfluß öffnung i i, die S chlacke aus der öffnung 12 abgezogen werden. Es ist jedoch auch möglich, ohne diesen Überlauf zu arbeiten und die Abflußöffnungen in verschiedenen Höhen anzuordnen,. Die Einschnürun.g 13 bewirkt, , daß die äus d'em Behälter 7 durch die Schlackenabflußrinne in die Schmelzkarnmer eintretenden Verbrennungsgase möglichst in deren Mitte die Rinne verlassen.In the bottom there is a slag drainage trough 6 , which leads to a slag container 7 , in which the slag can be collected over a longer period of time. By appropriately designing the inlet of the slag drainage channel into the container 7, it can be achieved that the slag accumulates in the partial container 8 and the slightly liquid slag overflows an overflow 9 , which is caused by the burner io, which is 0.5 to 0.7 excess air. particularly heated. In this case can, the iron from the drain port ii, the S chlacke from the opening 12 to be withdrawn. However, it is also possible to work without this overflow and to arrange the drainage openings at different heights. The Einschnürun.g 13 causes that the Aeus d'em container 7 leave through the slag trough in the Schmelzkarnmer incoming combustion gases as possible in the middle of the channel.

In, Abb.:2 ist angedeutet, wie durch starke Profilierung des Bodens der Sthlackenabflußrinne eine vergrößerte Oberfläche und; damit eine verstärkte Einwirkungsmäglichkeit der Gas,atmosphäre geschaffen werden kann.In, Fig.:2 it is indicated, as if by strong profiling of the soil the Sthlacken trough an enlarged surface and; thus a reinforced Possibility of exposure to the gas, atmosphere can be created.

Claims

PATENT CLAIMS-. i. Smelting furnace with the production of liquid iron from the fuel slag, in which the collecting chamber with two or more equipped with burner rows lying one above the other and with a slag collecting container arranged below the melting chamber is connected, dia # is characterized by the fact that the lower row of burners with a lack of air, the burner rows above, however with such an excess of air be operated that the required excess air for the total combustion is achieved, and that the melt flow by a relatively long, preferably sloping downward sloping, closed slag drainage channel in the refractory lined Schlackensammelbehülter is derived, which is large enough to the liquid To absorb the amount of slag over a longer period of time, and the Einriehtungen for a further treatment of the resulting slag in a known manner for recovery of the iron content.

2. Melt firing according to claim i, characterized in that coal dust is additionally introduced into the slag container in a manner known per se to reduce the reduction time and to increase the output of iron. 3. Schmelzfeuerting according to claims i and 2, characterized in that the supply of the additional coal dust takes place in a manner known per se by blowing through the bulk of the slag tank. , 4. Melt firing according to claims 1 to 3, characterized in that the slag collecting container has drainage openings at different heights for the reduced iron and the slag floating above it in a manner known per se. 5. Melting furnace according to claims i to 4, characterized in that the lining of the bottom of the melting chamber, the slag drainage channel and the slag collecting container is made with a material which corresponds to the nature of the slag produced and depending on the type. The slag is basic or acidic. 6. Melt furnace according to claims i to 5, characterized in that the " horizontally or obliquely arranged burner muffles protrude so far into the furnace that the slag dripping off from them falls off without touching the walls of the furnace. 7. Melt furnace according to claims i to 6, characterized in that the cross section of the slag trough is beniessen so that the 'overflowing from the slag collection vessel in the melting firing gases have at least a speed of 40 M / sec.. 8 slagging furnaces according to claims i to 7, characterized in that the slag trough for the purpose of enlarging the effective surface area for enhanced exposure to the reducing atmosphere is provided with a strong profiling. g. slagging furnaces according to claims i to 8, characterized in that the profiling of the Schiackenabflußrinne extends over the whole Längle the gutter. io. Melt firing according to claims i to 9, dadur ch characterized that the Sch, paint drainage channel in addition to the profiling has cascades. ii. Melt firing according to claims i to io, d'durch okennzeidhnet that an overflow (9) is provided in the slag collecting container, through which a separation of the iron from the shackles floating on it is made possible, 12 melt furnace according to claims i to ii, characterized in that above the upper row of burners the BrenukamTner se is clearly visible, that the resulting turbulence brings about an increased mixture of the gases leaving the furnace, 13. Melt firing according to claims i to i? marked, that further combustion air is supplied in a manner known per se in the immediate vicinity of the constriction. 14. Melting furnace according to claims i to 13, characterized in that, for better swirling of the combustion gases, high-pressure steam is supplied in the immediate vicinity of the constriction. Considered publications: German Patent Specifications No. 733 515, 846 553; British Patent No. 394 11 9; USA. Patent No. 1,452,045. German patent applications P23800V / 24eD (P r at N 897 3 1 o..), D 9874 1 a / 24 1; VGB-Mitteilungen, 1948, p. 4o and 43; Magazine "Chernie-Ingenieur-Technik" 1956, No. i, pp. 25 to 30.