NO174162B

NO174162B - Method and apparatus for making metal

Info

Publication number: NO174162B
Application number: NO914643A
Authority: NO
Inventors: Robin Ephithite; N Erik Sv
Original assignee: Elkem Technology
Priority date: 1991-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1993-12-13
Also published as: NO914643L; NO914643D0; NO174162C

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved fremstilling av metaller som f.eks. ferrolegeringer og stål eller semistål med varierende karboninnhold, hvor et metalloksyd underkastes en sterk forreduksjon eller metallisering i fast fase med et fast karbonholdig reduksjonsmiddel og hvor det forreduserte materiale smeltes og ferdigreduseres i en elektrisk smelteovn. Oppfinnelsen vedrører videre en apparatur for utførelse av fremgangsmåten. The present invention relates to a method for the production of metals such as e.g. ferroalloys and steel or semi-steel with varying carbon content, where a metal oxide is subjected to a strong pre-reduction or metallization in the solid phase with a solid carbon-containing reducing agent and where the pre-reduced material is melted and finished reduction in an electric melting furnace. The invention further relates to an apparatus for carrying out the method.

Fremgangsmåter av den ovenfornevnte type er velkjent for fremstilling av semistål. Vanligvis utføres forreduksjon av jernoksid i en rulleovn hvor jernoksid reduseres ved hjelp av fast karbonmateriale ved en temperatur mellom 700 og 1200°C. Det forreduserte materialet sammen med uforbrukt karbon overføres deretter, fortrinnsvis i varm tilstand, til en etterfølgende elektrisk smelteovn hvor smelting og sluttreduksjon av det forreduserte materiale finner sted. Tilsvarende prosess benyttes for andre metalloksidmaterialer så som manganmalm, krommalm, nikkelmalm, ilmenittmalm etc. Processes of the above-mentioned type are well known for the production of semi-steel. Pre-reduction of iron oxide is usually carried out in a rolling furnace where iron oxide is reduced by means of solid carbon material at a temperature between 700 and 1200°C. The pre-reduced material together with unconsumed carbon is then transferred, preferably in a hot state, to a subsequent electric melting furnace where melting and final reduction of the pre-reduced material takes place. A similar process is used for other metal oxide materials such as manganese ore, chrome ore, nickel ore, ilmenite ore etc.

For å oppnå en best mulig økonomisk prosess ved den ovennevnte fremgangsmåte er det vesentlig å oppnå en høy metalliseringsgrad i forreduksjonstrinnet samtidig som karbonoverskuddet i de materialer som føres fra forreduksjonstrinnet til smelte- og sluttreduksjonstrinnet skal holdes lavest mulig i forhold til det støkiometriske behov. Ved en lav metalliseirngsgrad av materialet fra forreduksjonstrinnet vil det således medgå ekstra elektrisk energi i smelte- og sluttreduksjonstrinnet. På den annen side er det for å oppnå en høy metalliseirngsgrad i forreduksjonstrinnet, nødvendig å tilsette et overskudd av partikkelformig fast karbonreduksjonsmateriale i forreduksjonstrinnet. Dersom dette karbonoverskuddet tilsettes til smelte og sluttreduksjonstrinnet sammen med det forreduserte materialet, vil det være nødvendig å tilsette en tilstrekkelig mengde uredusert oksidisk malm til smelte- og sluttreduksjonstrinnet for å forbruke karbonoverskuddet Reduksjonen av den tilsatte ureduserte oksidiske malm til smelte-og sluttreduksjonstrinnet krever imidlertid betydelig mengde elektrisk energi. In order to achieve the best possible economic process with the above-mentioned method, it is essential to achieve a high degree of metallization in the pre-reduction step at the same time that the excess carbon in the materials that are carried from the pre-reduction step to the melting and final reduction step must be kept as low as possible in relation to the stoichiometric need. In the case of a low degree of metallisation of the material from the pre-reduction step, extra electrical energy will thus be involved in the melting and final reduction step. On the other hand, in order to achieve a high degree of metallization in the pre-reduction step, it is necessary to add an excess of particulate solid carbon reduction material in the pre-reduction step. If this excess carbon is added to the smelting and final reduction step together with the pre-reduced material, it will be necessary to add a sufficient amount of unreduced oxidic ore to the smelting and final reduction step to consume the excess carbon. However, the reduction of the added unreduced oxidic ore to the smelting and final reduction step requires considerable amount of electrical energy.

For å løse dette problemet kan det forreduserte materiale fra forreduksjonstrinnet avkjøles og underkastes magnetseparering for å skille forredusert materiale fra overskuddskarbonet. Fjerning av karbon fra forredusert materiale på denne måte benyttes særlig når det forreduserte materialet smeltes i elektriske stålovner. Ved smelting av det forreduserte materiale i konvensjonelle elektrostålovner kreves det en høy metalliseringsgrad på minimum 90 % uten karbonoverskudd. Denne fremgangsmåte er imidlertid kostbar idet det kreves et meget stort anlegg for magnetsepareringen. I tillegg tapes imidlertid en betydelig energimengde ved avkjølingen av det forreduserte materialet. Denne metode utgjør derfor en kostbar løsning på problemet med overskuddskarbon. To solve this problem, the pre-reduced material from the pre-reduction step can be cooled and subjected to magnetic separation to separate the pre-reduced material from the excess carbon. Removing carbon from pre-reduced material in this way is used particularly when the pre-reduced material is melted in electric steel furnaces. When melting the pre-reduced material in conventional electric steel furnaces, a high degree of metallization of at least 90% without excess carbon is required. However, this method is expensive as a very large facility is required for the magnetic separation. In addition, however, a significant amount of energy is lost during the cooling of the reduced material. This method therefore constitutes an expensive solution to the problem of excess carbon.

Ved den kjente fremgangsmåten hvor det forreduserte materialet overføres urenset til smelteovnen vil også askekomponentene i karbonmaterialet som anvendes i forreduksjonstrinnet, overføres til den elektriske smelteovnen i smelte og sluttreduksjonstrinnet. Dette gir en stor mengde slagg som krever ytterligere elektrisk energi. I tillegg vil enkelte elementer i asken, spesielt fosfor, i smelte- og sluttrreduksjonstrinnet overføres til det fremstilte metall. Det vil derfor ofte være nødvendig å underkaste det produserte metall et fosforfjerningstrinn. In the known method where the pre-reduced material is transferred uncleaned to the melting furnace, the ash components in the carbon material used in the pre-reduction step will also be transferred to the electric melting furnace in the melting and final reduction step. This produces a large amount of slag that requires additional electrical energy. In addition, certain elements in the ash, especially phosphorus, will be transferred to the produced metal in the melting and final reduction stage. It will therefore often be necessary to subject the produced metal to a phosphorus removal step.

Karbonreduksjonsmidlene, særlig kull, inneholder også vanligvis svovel. Ved den kjente teknikk tilsettes det kalk i forreduksjonstrinnet for å binde svovelet som kalsiumsulfid. Dette følger det forreduserte materialet til smelteovnen hvor ekstra elektrisk energi trenges for å oppvarme og forslagge det dannede kalsiumsulfid. The carbon reducing agents, especially coal, also usually contain sulphur. In the known technique, lime is added in the pre-reduction step to bind the sulfur as calcium sulphide. This follows the reduced material to the melting furnace, where additional electrical energy is needed to heat and propose the formed calcium sulphide.

Ved den foreliggende oppfinnelse er man nå kommet fram til en fremgangsmåte og en apparatur hvorved det er mulig å fjerne karbonoverskuddet fra det forreduserte materialet før materialet tilsettes til smelte- og sluttreduksjonstrinnet og hvor samtidig en stor andel av askekomponentene i det forbrukte karbonreduksjonsmiddelet fjernes. Videre kan, i de tilfeller hvor kalk tilsettes til forreduksjonstrinnet for å binde svovel, det dannede kalsiumsulfid fjernes fra de forreduserte materialer før disse tilføres til smelte- og sluttreduksjonstrinnet. With the present invention, a method and an apparatus have now been arrived at by which it is possible to remove the excess carbon from the pre-reduced material before the material is added to the melting and final reduction step and where at the same time a large proportion of the ash components in the spent carbon reducing agent is removed. Furthermore, in cases where lime is added to the pre-reduction step to bind sulphur, the formed calcium sulphide can be removed from the pre-reduced materials before they are fed to the smelting and final reduction step.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte ved fremstilling av metall, hvor et metalloksid, fortrinnsvis jernoksid, underkastes en forreduksjon i fast fase med et overskudd av et fast karbonholdig reduksjonsmiddel og hvor det forreduserte materiale fortrinnsvis i varm tilstand, smeltes og sluttreduseres i en elektrisk smelteovn, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at karbonoverskuddet, askekomponenter fra forbrukt karbon og eventuelt kalsiumsulfid fjernes fra det forreduserte metalloksid ved vindsikting av blandingen som uttas fra forreduksjonstrinnet, hvoretter de forreduserte metalloksider tilsettes til smelte- og sluttreduksjonstrinnet. The present invention thus relates to a method for the production of metal, where a metal oxide, preferably iron oxide, is subjected to a pre-reduction in the solid phase with an excess of a solid carbon-containing reducing agent and where the pre-reduced material, preferably in a hot state, is melted and finally reduced in an electric melting furnace , which method is characterized by the fact that the excess carbon, ash components from spent carbon and possibly calcium sulphide are removed from the pre-reduced metal oxide by air sifting the mixture taken from the pre-reduction step, after which the pre-reduced metal oxides are added to the melting and final reduction step.

Gasshastigheten ved vindsiktingen reguleres fortrinnsvis slik at fraksjonen inneholdende det forreduserte metalloksid inneholder et restinnhold av karbon som er tilstrekkelig til å fjerne restinnholdet av oksygen i metalloksidene i smelte- og sluttreduksj onstrihnet. The gas velocity during wind sifting is preferably regulated so that the fraction containing the pre-reduced metal oxide contains a residual content of carbon which is sufficient to remove the residual content of oxygen in the metal oxides in the melting and final reduction step.

I henhold til en foretrukket utførelsesform foretas vindsiktingen uten avkjøling av det forreduserte materiale. According to a preferred embodiment, the wind sifting is carried out without cooling the reduced material.

I henhold til en ytterligere utførelsesform holdes temperaturen av den gass som anvendes ved vindsiktingen tilnærmet konstant. According to a further embodiment, the temperature of the gas used in the wind sifting is kept approximately constant.

Som gass ved vindsiktingen anvendes det en inert gass eller en gass som ved den aktuelle temperatur er ikke-oksiderende overfor de forreduserte metalloksidpartikler. An inert gas or a gas which, at the appropriate temperature, is non-oxidizing towards the reduced metal oxide particles is used as gas during the wind sifting.

Forreduksjonstrinnet utføres fortrinnsvis i en rulleovn, men det Ugger innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse å anvende andre forreduksjonsreaktorer så som for eksempel sjaktovner, fluidbed etc. The pre-reduction step is preferably carried out in a rolling furnace, but it is possible within the scope of the present invention to use other pre-reduction reactors such as, for example, shaft furnaces, fluid beds etc.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører videre et apparat for utførelse av fremgangsmåten bestående av en forreduksjonsreaktor, og en smelte- og sluttreduksjonsreaktor, hvilken apparatur er kjennetegnet ved at det mellom forreduksjonsreaktoren og smelte- og sluttreduksjonsreaktoren er anordnet en vindsikteapparatur som utgjøres av en i det vesentlige vertikalt anordnet sjakt med en utløpsåpning for fast materiale i sin nedre ende, en innløpsåpning for gass anordnet over utløpsåpningen i sjaktens nedre ende, en innløpsåpning for fast materiale anordnet over innløpsåpningen for gass, samt en utløpsåpning for gass og fast materiale i sjaktens øvre ende, en filteranordning tilknyttet utløpsåpningen i sjaktens øvre ende, en vifte anordnet etter filteret for sirkulasjon av gass samt en oppvarmingsanordning for gass tilknyttet innløpsåpningen for gass i sjakten. The present invention further relates to an apparatus for carrying out the method consisting of a pre-reduction reactor, and a melting and final reduction reactor, which apparatus is characterized by the fact that between the pre-reduction reactor and the melting and final reduction reactor, a wind screening apparatus is arranged which consists of an essentially vertically arranged shaft with an outlet opening for solid material at its lower end, an inlet opening for gas arranged above the outlet opening at the lower end of the shaft, an inlet opening for solid material arranged above the inlet opening for gas, and an outlet opening for gas and solid material at the upper end of the shaft, a filter device connected to the outlet opening at the upper end of the shaft, a fan arranged after the filter for the circulation of gas and a heating device for gas connected to the inlet opening for gas in the shaft.

I henhold til en foretrukket utførelsesform er det rundt den øverste del av sjakten anordnet et kammer med et større tverrsnitt enn sjakten, hvilket kammer har en skrå bunn som munner ut i en utløpsåpning for fast materiale. According to a preferred embodiment, a chamber with a larger cross-section than the shaft is arranged around the upper part of the shaft, which chamber has an inclined bottom which opens into an outlet opening for solid material.

Ved hjelp av apparaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan vindsiktingen foretas i et lukket system uten utslipp av gass og støv. With the help of the apparatus according to the present invention, wind sifting can be carried out in a closed system without the emission of gas and dust.

Ved fremgangsmåten og apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse vil det ikke bli behov for oksidmalm som tilsats til smelte- og sluttreduksjonstrinnet. Ved de kjente prosessene er det vanlig å tilsette 5-12 vekt % metalloksid til smelte- og sluttreduksjonstrinnet for å forbruke karbonoverskuddet. Ved fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse vil tilsats av metalloksid til smeiten og sluttreduksjonstrinnet unngås. Dette vil medføre en betydelig produksjonsøkning fra smelteovnen. With the method and apparatus according to the present invention, there will be no need for oxide ore as an additive for the smelting and final reduction step. In the known processes, it is usual to add 5-12% by weight of metal oxide to the melting and final reduction step in order to consume the excess carbon. In the method according to the present invention, the addition of metal oxide to the smelting and the final reduction step will be avoided. This will result in a significant increase in production from the melting furnace.

Hvis det overskudd av karbon som det normalt er behov for i forreduksjonstrinnet ved produksjon av et forredusert materiale med 60 - 95 % metallisering blir fjernet før det forreduserte materialet tilsettes til smelte- og sluttreduksjonstrinnet, vil produksjon av metall fra smelteovnen kunne økes med 10 - 20 %. If the excess carbon that is normally needed in the pre-reduction step when producing a pre-reduced material with 60 - 95% metallization is removed before the pre-reduced material is added to the melting and final reduction step, the production of metal from the melting furnace could be increased by 10 - 20 %.

Hvis det f.eks. benyttes et kull med 20 % aske, vil produksjonen av metall avhengig av metalliseringsgraden ytterligere kunne økes med opptil 8 % når askekomponenten i det kullet som anvendes i forreduksjonstrinnet blir fjernet. Samtidig vil fosfor som er bundet til asken fjernes. Ved tilsats av kalkfinstoff til den charge som tilføres til forreduksjonstrinnet vil svovel bindes som kalsiumsulfid. Kalsiumsulfid og kalkfinstoff vil også fjernes ved vindsiktingen. Når både overskudd av karbon og overskudd av aske fjernes fra det forreduserte materiale før det settes på smelteovnen, kan det ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppnås en total produksjonsøkning på 15 - 30 % hvilket vil kunne være avgjørende for fremgangsmåtens konkurranseevne i forhold til andre prosesser. If it e.g. if a coal with 20% ash is used, the production of metal, depending on the degree of metallization, can be further increased by up to 8% when the ash component of the coal used in the pre-reduction step is removed. At the same time, phosphorus that is bound to the ash will be removed. When lime fines are added to the charge supplied to the pre-reduction step, sulfur will be bound as calcium sulphide. Calcium sulphide and lime fines will also be removed by wind sifting. When both excess carbon and excess ash are removed from the pre-reduced material before it is placed on the melting furnace, a total production increase of 15 - 30% can be achieved with the method according to the present invention, which could be decisive for the method's competitiveness in relation to other processes.

Videre vil man ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse kunne arbeide med et større karbonoverskudd i forreduksjonstrinnet enn hittil. Dette vil bedre muligheten til å oppnå en høyere metalliseirngsgrad i forreduksjonstrinnet. En økning av metalliseirngsgraden i forreduksjonstrinnet med 5 % eksempelvis fra 75 % til 80 %, vil dermed medføre en produksjonsøkning på ca. 8 %. Denne produksjonsøkning vil komme i tillegg til den tidligere nevnte "totale" produksjonsøkning. Furthermore, with the method according to the present invention, it will be possible to work with a larger carbon surplus in the pre-reduction step than hitherto. This will improve the possibility of achieving a higher degree of metallisation in the pre-reduction step. An increase in the degree of metallisation in the pre-reduction step by 5%, for example from 75% to 80%, will thus lead to an increase in production of approx. 8%. This production increase will be in addition to the previously mentioned "total" production increase.

Ved bruk av stykkmalm og kull i forreduksjonstrinnet, vil de letteste fraksjoner i form av karbon og aske siktes av i vindsikten, men de tyngste fraksjoner i form av metallisert malm og en karbonrest, vil falle ned og overføres til smelteovnen. When lump ore and coal are used in the pre-reduction step, the lightest fractions in the form of carbon and ash will be sifted off in the wind sieve, but the heaviest fractions in the form of metallized ore and a carbon residue will fall down and be transferred to the smelting furnace.

Et annet alternativ hvor chargen til forreduksjonstrinnet består av jernholdig sand med en partikkelstørrelse mindre enn 1 mm og kull i fraksjon - 10 mm har blitt testet. Ved passende gasshastighet i vindsikteapparaturen er det her mulig å sikte av den metalliserte jernholdige sanden sammen med en ønsket karbonrest for tilsats til smelteovnen. Den "tunge" fraksjonen som egentlig er overskuddskarbon bestående av de større karbonpartiklene, faller ned og fjernes. Den foreliggende oppfinnelse kan dermed også brukes for forreduserte produkter basert på finkornet jernholdig sand eller konsentrater. Another alternative where the charge to the pre-reduction step consists of ferrous sand with a particle size less than 1 mm and coal in fraction - 10 mm has been tested. At a suitable gas velocity in the wind sifting apparatus, it is here possible to sift off the metallized ferrous sand together with a desired carbon residue for addition to the smelting furnace. The "heavy" fraction, which is actually excess carbon consisting of the larger carbon particles, falls down and is removed. The present invention can thus also be used for pre-reduced products based on fine-grained ferrous sand or concentrates.

I den konvensjonelle prosessen hvor det forreduserte materialet med overskuddskarbon overføres ubehandlet fra forreduksjonstrinnet til smelteovnen, vil det alltid være meget vanskelig å ta representative prøver fra produktet. Variasjoner i metalliseirngsgrad og karboninnhold vil derfor bli registrert etter at metallet er tappet og analysert. Den nødvendige mengde korreksjonsmateriale i form av oksidmalm vil deretter bli chargert i batcher separert fra produktet fra forreduksjonstrinnet. Det vil alltid være et ønske å influere og så langt som mulig, å styre en smelteprosess før tappeanalyse foreligger. Ved den foreliggende oppfinnelse vil vekten av det forreduserte materialet som mates til vindsikten være kjent. Ved veiing og analyse av det frasiktede materiale, kan en til enhver tid kontrollere metalliseringsgrad og tilnærmet beregne restkarbon i hovedfraksjonen. Dermed kan produktet korrigeres allerede før tappeanalyse av metallet foreligger. Korrigeringen kan enkelt foretas ved å forandre gasshastigheten i vindsiktet. In the conventional process where the pre-reduced material with excess carbon is transferred untreated from the pre-reduction stage to the melting furnace, it will always be very difficult to take representative samples from the product. Variations in the degree of metallisation and carbon content will therefore be recorded after the metal has been tapped and analysed. The required amount of correction material in the form of oxide ore will then be charged in batches separated from the product from the pre-reduction step. There will always be a desire to influence and, as far as possible, to control a smelting process before tapping analysis is available. In the present invention, the weight of the pre-reduced material fed to the wind screen will be known. By weighing and analyzing the sieved material, one can check the degree of metallization at any time and approximately calculate the residual carbon in the main fraction. This means that the product can be corrected even before a tapping analysis of the metal is available. The correction can be easily made by changing the gas velocity in the wind sight.

Ved den foreliggende oppfinnelse vil korrigering av sammensetningen av materialstrømmen som går til smelteovnen foretas ved å forandre forholdet mellom komponentene. Dette har stor betydning i en slaggsmelteprosess hvor chargen kontinuerlig skal oppløses i slaggen. Dette har en stabiliserende effekt på ovnsdriften i motsetning til effekten av korreksjonsmaterialer som tilsettes ovnen diskontinuerlig utenfor selve materialstrømmen fra forreduksjonstrinnet. In the present invention, correction of the composition of the material flow going to the melting furnace will be made by changing the ratio between the components. This is of great importance in a slag smelting process where the charge must continuously dissolve in the slag. This has a stabilizing effect on the furnace operation in contrast to the effect of correction materials that are added to the furnace discontinuously outside the actual material flow from the pre-reduction step.

Ved den foreliggende oppfinnelse vil ved en kontinuerlig kontroll av metalliseringsgrad av frasiktede materialer også operatøren av forreduksjonstrinnet få en verdifull og sikrere styringsparameter enn ved den nåværende metode. With the present invention, by a continuous control of the degree of metallization of unscreened materials, the operator of the pre-reduction step will also get a valuable and safer control parameter than with the current method.

Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet under henvisning til tegningene som viser to utførelsesformer for apparaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor, The present invention will now be described with reference to the drawings which show two embodiments of the apparatus according to the present invention, where,

Figur 1 skjematisk viser en første utførelsesform av apparaturen i henhold til foreliggende oppfinnelse, Figur 2 skjematisk viser en andre utførelsesform av apparaturen i henhold til foreliggende oppfinnelse, Figur 3 skjematisk viser vindsikteapparaturen i figur 1 og 2 i en større målestokk, Figur 4 skjematisk viser en andre utførelsesform av vindsikteapparaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelse, Figur 5 er et diagram som viser separeringsgrad for forredusert materiale, Fe utbytte og oppnådd vektforhold mellom Fe og C i siktet charge som funksjon av gasshastighet for en første blanding av forredusert materiale, og hvor Figur 6 er et diagram som viser separeringsgrad for forredusert materiale, Fe utbytte og oppnådd vektforhold mellom Fe og C i siktet charge som funksjon av gasshastighet for en andre blanding av forredusert materiale. Figure 1 schematically shows a first embodiment of the apparatus according to the present invention, Figure 2 schematically shows a second embodiment of the apparatus according to the present invention, Figure 3 schematically shows the wind sighting apparatus in Figures 1 and 2 on a larger scale, Figure 4 schematically shows a second embodiment of the wind sieving apparatus according to the present invention, Figure 5 is a diagram showing degree of separation for pre-reduced material, Fe yield and achieved weight ratio between Fe and C in the sieved charge as a function of gas velocity for a first mixture of pre-reduced material, and where Figure 6 is a diagram showing degree of separation for pre-reduced material, Fe yield and achieved weight ratio between Fe and C in the sieved charge as a function of gas velocity for a second mixture of pre-reduced material.

På figurene 1 - 4 har tilsvarende deler samme henvisningstall. In Figures 1 - 4, corresponding parts have the same reference number.

På figur 1 er det vist en rulleovn 1 for forreduksjon av jernoksid eller andre metalloksider med partikkelformig karbon. En blanding av partikkelformig jernoksid og et overskudd av partikkelformig karbon forreduseres i rulleovnen 1. Chargen i rulleovnen 1 oppvarmes ved forbrenning av for eksempel naturgass. Figure 1 shows a roller furnace 1 for the pre-reduction of iron oxide or other metal oxides with particulate carbon. A mixture of particulate iron oxide and an excess of particulate carbon is reduced in the roller furnace 1. The charge in the roller furnace 1 is heated by burning, for example, natural gas.

Til utløpsenden av rulleovnen 1 er det anordnet en utløpssjakt 2 for forredusert materiale. Fra utløpssj akten 2 føres det forreduserte materialet til en vindsikteapparatur i henhold til foreliggende oppfinnelse. An outlet chute 2 for pre-reduced material is arranged at the outlet end of the roller furnace 1. From the outlet shaft 2, the pre-reduced material is fed to a wind screening apparatus according to the present invention.

Vindsikteapparaturen vist på figur 1-3 utgjøres av en idet vesentlige vertikalt anordnet sjakt 3.1 den nedre del av sjakten 3 er det anordnet en tilførselsåpning 4 for oppvarmet gass og under tilførselsåpningen 4 er det i sjakten 3 anordnet en uttaksåpning 5. Gassen tilføres til tilførselsåpningen 4 i sjakten 3 fra en tilførselsledning 6 tilknyttet en gassoppvarmingsanordning 7. Sjakten 3 har i sin øvre ende en åpning 8 som fører til en filteranordning 9 for skille av faste partikler fra gass. Etter filteranordningen 9 er det anordnet en vifte 10 som returnerer gassen til gassoppvarmingsanordningen 7. Et rør 11 (figur 3 og 4) er anordnet for ekstra tilførsel av gass dersom dette skulle trenges. The wind screening apparatus shown in figures 1-3 consists of an essentially vertically arranged shaft 3.1 in the lower part of the shaft 3 there is a supply opening 4 for heated gas and below the supply opening 4 there is an outlet opening 5 arranged in the shaft 3. The gas is supplied to the supply opening 4 in the shaft 3 from a supply line 6 connected to a gas heating device 7. The shaft 3 has at its upper end an opening 8 which leads to a filter device 9 for separating solid particles from gas. After the filter device 9, a fan 10 is arranged which returns the gas to the gas heating device 7. A pipe 11 (figures 3 and 4) is arranged for additional supply of gas should this be needed.

Ved bruk av anordningen beskrevet i figur 1 tilføres materiale bestående av forredusert metalloksid og overskuddskarbon fra rulleovnen 1 via sjakten 2 og en mateanordning 12 til vindsikteapparaturen. I vindsikteapparaturen sirkuleres det en oppvarmet, nøytral eller ikke-oksiderende gass. Som gass anvendes det fortrinnsvis nitrogen, men gass fra rulleovnen . 1 kan også benyttes. Ved bruk av anordningen for vindsikting av avkjølt materiale fra rulleovnen, kan også luft benyttes. When using the device described in Figure 1, material consisting of pre-reduced metal oxide and excess carbon is supplied from the roller furnace 1 via the shaft 2 and a feeding device 12 to the wind screening apparatus. A heated, neutral or non-oxidizing gas is circulated in the wind sight equipment. Nitrogen is preferably used as gas, but gas from the roller furnace. 1 can also be used. When using the device for wind sifting of cooled material from the roller kiln, air can also be used.

Dersom produktet fra rulleovnen består av forreduserte malmpartikler og partikler av overskuddskarbon hvor malmpartiklene er av samme størrelsesorden eller er større enn karbonpartiklene, innstilles gasshastigheten i sjakten 3 i vindsikten slik at den vesentligste del av karbonpartiklene transporteres oppover i sjakten 3 sammen med gassen, mens den vesentligste del av de forreduserte malmpartiklene faller nedover i sjakten 3. Denne utførelsesform er spesielt vist på figur 1. Fraksjonen som faller nedover i sjakten 3 mates ut ved 5 og føres til smelte- og sluttreduksjonstrinnet i varm tilstand. If the product from the roller furnace consists of pre-reduced ore particles and particles of excess carbon where the ore particles are of the same size or are larger than the carbon particles, the gas velocity in the shaft 3 is set in the wind screen so that the most significant part of the carbon particles is transported upwards in the shaft 3 together with the gas, while the most significant part of the pre-reduced ore particles fall downwards in the shaft 3. This embodiment is particularly shown in figure 1. The fraction falling downwards in the shaft 3 is fed out at 5 and taken to the melting and final reduction stage in a hot state.

Smelte- og sluttreduksjonstrinnet utgjøres fortrinnsvis av en elektrotermisk smelteovn 13 utstyrt med karbonelektroder 14. Smelteovnen 13 utstyrt med karbonelektroder 14. Smelteovnen 13 er videre utstyrt med tilførselssiloer 15 for forreduserte materialer. The melting and final reduction step preferably consists of an electrothermal melting furnace 13 equipped with carbon electrodes 14. The melting furnace 13 equipped with carbon electrodes 14. The melting furnace 13 is also equipped with supply silos 15 for pre-reduced materials.

Smelteovnen 13 er videre utstyrt med tappehull 16 for metall og tappehull 17 for slagg. Den fraksjon i vindsikteapparaturen som skal føres til smelteovnen 13 transporteres til smelteovnens 13 tilførselssilo 15 ved hjelp av fortrinnsvis lukkede transportvogner 18. Gasshastigheten i sjakten 3 innstilles fortrinnsvis slik at karboninnholdet i den fraksjon som faller nedover i sjakten 3 er tilstrekkelig til å redusere restinnholdet av oksid i de forreduserte malmpartiklene. Gassen som sammen med den fraksjon som inneholder den vesentligste del av overskuddskarbonpartiklene føres til filteranordningen 9 hvor de faste partikler skilles fra gassfasen. Filteret 9 kan utgjøres av en hvilken som helst konvensjonell anordning for skille av faste partikler fra gass og som kan anvendes ved høye temperaturer opp til 1100°C så som for eksempel sykloner eller keramiske filtre. The smelting furnace 13 is also equipped with tapping holes 16 for metal and tapping holes 17 for slag. The fraction in the wind screening apparatus that is to be taken to the melting furnace 13 is transported to the melting furnace 13's supply silo 15 using preferably closed transport wagons 18. The gas velocity in the shaft 3 is preferably set so that the carbon content of the fraction falling down the shaft 3 is sufficient to reduce the residual content of oxide in the pre-reduced ore particles. The gas which, together with the fraction containing the most significant part of the excess carbon particles, is led to the filter device 9 where the solid particles are separated from the gas phase. The filter 9 can be made up of any conventional device for separating solid particles from gas and which can be used at high temperatures up to 1100°C, such as for example cyclones or ceramic filters.

Den fraksjonen av faste partikler som uttas i filteret 9, vil inneholde en overveiende del av karbonpartikler, en del forreduserte metalloksidpartikler samt askepartikler fra karbon som er forbrukt i forreduksjonstrinnet. De forreduserte metalloksidpartiklene kan fjernes fra karbon- og askepartiklene ved magnetisk separasjon i en magnetseparator 19 og føres til smelte- og sluttreduksjonstrinnet, mens karbonpartiklene og askepartiklene som uttas fra filteret 9 for eksempel kan anvendes som brennstoff. The fraction of solid particles that is removed in the filter 9 will contain a predominant part of carbon particles, a part of pre-reduced metal oxide particles and ash particles from carbon that is consumed in the pre-reduction step. The pre-reduced metal oxide particles can be removed from the carbon and ash particles by magnetic separation in a magnetic separator 19 and taken to the melting and final reduction step, while the carbon particles and ash particles taken from the filter 9 can for example be used as fuel.

Gassen fra filteranordningen 9 føres via viften 10 til gassoppvarmingsanordningen 7 hvor gassen oppvarmes til tilstrekkelig temperatur før den igjen føres til sjakten 3 via tilførselsledningen 6. Dersom det trenges ekstra gasstilførsel kan det tilføres gass via røret 11. The gas from the filter device 9 is led via the fan 10 to the gas heating device 7 where the gas is heated to a sufficient temperature before it is again led to the shaft 3 via the supply line 6. If additional gas supply is needed, gas can be supplied via the pipe 11.

Vindsikteapparaturen i henhold til den foreliggende oppfinnelse utgjør således et lukket system. The wind screening apparatus according to the present invention thus forms a closed system.

I de tilfeller hvor metalloksidene består av meget små partikler, så som for eksempel jernsand med en partikkelstørrelse mindre enn 1 mm mens karbonreduksjonsmiddelet består av partikler mindre enn 10 mm, innstilles gasshastigheten i sjakten 3 slik at partiklene av overskuddskarbon faller nedover, mens de forreduserte metalloksidpartiklene fraktes oppover gjennom sjakten 3 sammen med gassen. Denne utførelsesform er spesielt vist på figur 2. I filteranordningen 9 skilles fraksjonen inneholdende den overveiende del av de forreduserte metalloksidpartikler fra gassen og føres deretter i varm tilstand til smelte- og sluttreduksjonstrinnet via transportbeholderen 18. Fraksjonen inneholdende den overveiende del av overskuddskarbonet fjernes fra sjakten 3 via uttaksåpningen 6 i sjaktens 3 nedre ende. Eventuelt forredusert metalloksid inneholdt i denne fraksjonen kan fjernes fra karbonet ved magnetseparering i magnetseparatoren 19 og tilsettes til smelte- og sluttreduksj onstrinnet. In cases where the metal oxides consist of very small particles, such as iron sand with a particle size of less than 1 mm, while the carbon reducing agent consists of particles less than 10 mm, the gas velocity in the shaft 3 is adjusted so that the particles of excess carbon fall downwards, while the pre-reduced metal oxide particles is transported upwards through the shaft 3 together with the gas. This embodiment is particularly shown in Figure 2. In the filter device 9, the fraction containing the predominant part of the pre-reduced metal oxide particles is separated from the gas and is then conveyed in a hot state to the melting and final reduction step via the transport container 18. The fraction containing the predominant part of the excess carbon is removed from the shaft 3 via the outlet opening 6 in the lower end of the shaft 3. Any pre-reduced metal oxide contained in this fraction can be removed from the carbon by magnetic separation in the magnetic separator 19 and added to the melting and final reduction step.

På figur 4 er det vist en utførelsesform av vindsikteapparaturen som skiller seg fra apparaturen vist på figur 1-3 ved at man ved vindsiktingen kan dele materialet fra rulleovnen 1 i flere enn to fraksjoner. Figure 4 shows an embodiment of the wind sifting apparatus which differs from the apparatus shown in Figures 1-3 in that, during the wind sifting, the material from the roller furnace 1 can be divided into more than two fractions.

Apparaturen vist på figur 4 adskiller seg således fra apparaturen vist på figur 1-3 ved at det rundt den øvre del av sjakten 3 er anordnet et kammer 20. Kammeret 20 har en skrå bunn 21 som munner ut i en udøpsåpning 22. Kammeret 20 er videre fortrinnsvis utstyrt med deflektorer 23. På toppen av kammeret 20 er det anordnet et rør 24 som fører til en partikkel/gass separator 25 for eksempel en radiklon. Partikkel/gass separatoren 25 har et utløp 26 for faste partikler og er videre tilknyttet en syklon 27 med et utløp 28 for faste partikler. Syklonen 27 er via et rør 29 tilknyttet viften 10. The apparatus shown in Figure 4 thus differs from the apparatus shown in Figures 1-3 in that a chamber 20 is arranged around the upper part of the shaft 3. The chamber 20 has an inclined bottom 21 which opens into a discharge opening 22. The chamber 20 is further preferably equipped with deflectors 23. On top of the chamber 20, a pipe 24 is arranged which leads to a particle/gas separator 25, for example a radioclone. The particle/gas separator 25 has an outlet 26 for solid particles and is further connected to a cyclone 27 with an outlet 28 for solid particles. The cyclone 27 is connected to the fan 10 via a pipe 29.

Som nevnt tillater apparaturen ifølge figur 4 en oppdeling av materialet fra rulleovnen 1 i flere enn to fraksjoner. Ved bruk av denne apparaturen for vindsikting av varm charge fra rulleovnen 1 bestående av forreduserte metalloksidpartikler med en størrelse lik eller større enn partiklene av overskuddkarbon, vil på samme måte som ved apparaturen vist i figur 1, en fraksjon som hovedsakelig består av forreduserte metalloksider falle nedover i sjakten 3, uttas ved uttaksåpningen 5 og deretter chargeres til smelte- og sluttreduksjonstrinnet i varm tilstand. As mentioned, the apparatus according to Figure 4 allows a division of the material from the roller furnace 1 into more than two fractions. When using this apparatus for wind sifting of hot charge from the rolling furnace 1 consisting of pre-reduced metal oxide particles with a size equal to or larger than the particles of excess carbon, in the same way as with the apparatus shown in figure 1, a fraction consisting mainly of pre-reduced metal oxides will fall down in the shaft 3, is taken out at the outlet opening 5 and then charged to the melting and final reduction step in a hot state.

Fraksjonen som transporteres oppover med gassen vil i tillegg til en hovedandel av overskuddskarbon bestå av askepartikler og en andel forredusert metalloksid. Når denne fraksjonen kommer ut av sjakten 3 og inn i kammeret 20 vil gasshastigheten avta og gassen og partiklene vil på grunn av deflektorene 23 bøyes utover mot veggene i kammeret 20. De største og tyngste partiklene dvs. store kullpartikler samt reduserte metalloksidpartikler vil dermed falle ut av gasstrømmen og vil kunne tas ut av kammeret ved udøpsåpningen 22. The fraction that is transported upwards with the gas will, in addition to a main proportion of excess carbon, consist of ash particles and a proportion of pre-reduced metal oxide. When this fraction comes out of the shaft 3 and into the chamber 20, the gas velocity will decrease and due to the deflectors 23, the gas and the particles will be deflected outwards towards the walls of the chamber 20. The largest and heaviest particles, i.e. large coal particles and reduced metal oxide particles, will thus fall out of the gas flow and will be able to be taken out of the chamber at the discharge opening 22.

Resten av partiklene i gasstrømmen vil transporteres ut av kammeret 20 og til partikkel/faststoff separatoren 25, hvor ytterligere partikler fjernes fra gassen. Eventuelt gjenværende partikler i gassen fjernes så i syklonen 27 før gassen returneres via viften 10. The rest of the particles in the gas stream will be transported out of the chamber 20 and to the particle/solid separator 25, where further particles are removed from the gas. Any remaining particles in the gas are then removed in the cyclone 27 before the gas is returned via the fan 10.

Den fraksjonen som uttas fra kammeret 20 ved 22 vil som nevnt hovedsakelig bestå av karbonpartikler og forreduserte metalloksidpartikler. Denne fraksjonen kan magnetsepareres og de forreduserte metalloksidpartiklene kan tilsettes til smelte- og sluttreduksjonstrinnet, mens karbonandelen vil kunne returneres til forreduksjonstrinnet. Det faste materialet fra partikkel/faststoffseparatoren 25 og fra syklonen 27 vil i det vesentligste bestå av finkornet karbon samt askepartikler. Denne fraksjonen kan deponeres. The fraction which is removed from the chamber 20 at 22 will, as mentioned, mainly consist of carbon particles and pre-reduced metal oxide particles. This fraction can be magnetically separated and the pre-reduced metal oxide particles can be added to the melting and final reduction step, while the carbon portion can be returned to the pre-reduction step. The solid material from the particle/solid separator 25 and from the cyclone 27 will essentially consist of fine-grained carbon and ash particles. This fraction can be deposited.

Ved bruk av apparaturen i henhold til figur 4 kan man oppnå et bedre skille mellom forreduserte metalloksidpartikler og karbonpartikler idet gasshastigheten i sjakten 3 kan innstilles slik at restkarbonet i den fraksjon som faller nedover i sjakten blir lavest mulig, idet de andeler av forredusert metalloksidpartikler som blir transportert oppover med gassen fraskilles i kammeret 20 sammen med en del av karbonpartiklene. By using the apparatus according to Figure 4, a better separation between pre-reduced metal oxide particles and carbon particles can be achieved, as the gas velocity in the shaft 3 can be set so that the residual carbon in the fraction that falls down the shaft is as low as possible, as the proportions of pre-reduced metal oxide particles that become transported upwards with the gas is separated in the chamber 20 together with part of the carbon particles.

Den apparatur som er vist på figur 4 er likeledes effektiv for vindsikting av materiale fra rulleovn bestående av meget små jernoksidpartikler og større kullpartikler. I dette tilfellet innstilles gasshastigheten i sjakten 3 slik at den andelen som faller nedover i sjakten 3 i det vesentlige består av karbonpartikler. I kammeret 20 skilles så det alt vesentligste av forreduserte metalloksidpartikler fra mindre karbonpartikler og fra askepartiklene. Den fraksjon som uttas fra kammeret 20 ved 22 kan således føres til smelte- og sluttreduksjonstrinnet i varm tilstand. I partikkel/faststoffapparaturen 25 og i syklonen 27 vil det uttas askepartikler sammen med en andel av fine karbonpartikler. Ved å regulere gasshastigheten i sjakten 3 kan man således regulere forholdet mellom mengden av forredusert metalloksid og karbon i den fraksjon som føres til smelte- og sluttreduksj onstrinnet. The apparatus shown in Figure 4 is also effective for wind sifting material from a roller furnace consisting of very small iron oxide particles and larger coal particles. In this case, the gas velocity in the shaft 3 is adjusted so that the portion that falls down into the shaft 3 essentially consists of carbon particles. In the chamber 20, most of the pre-reduced metal oxide particles are then separated from the smaller carbon particles and from the ash particles. The fraction taken from the chamber 20 at 22 can thus be fed to the melting and final reduction step in a hot state. In the particle/solid equipment 25 and in the cyclone 27, ash particles will be removed together with a proportion of fine carbon particles. By regulating the gas velocity in the shaft 3, one can thus regulate the ratio between the amount of pre-reduced metal oxide and carbon in the fraction that is carried to the melting and final reduction stage.

Selv om foreliggende oppfinnelse ovenfor er beskrevet i forbindelse med anvendelse av rulleovn for utførelse av forreduksjonstrinnet, ligger det som nevnt innenfor rammen av oppfinnelsen å anvende andre typer forreduksjonsreaktorer så som f. eks. sjaktovn og fluidisert sengreaktorer. Although the present invention is described above in connection with the use of a roller furnace for carrying out the pre-reduction step, it is, as mentioned, within the scope of the invention to use other types of pre-reduction reactors such as e.g. shaft furnace and fluidized bed reactors.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Til en rulleovn ble det tilsatt en charge bestående av 72 vekt % jernoksid med en partikkelstørrelse mindre enn 10 mm og 28 % kull med en partikkelstørrelse mindre enn 10 mm. FixC/Fe forholdet var ca. 0.43. A charge consisting of 72% by weight of iron oxide with a particle size of less than 10 mm and 28% of coal with a particle size of less than 10 mm was added to a roller furnace. The FixC/Fe ratio was approx. 0.43.

Blandingen ble forredusert i rulleovn og fra rulleovnen ble det uttatt et produkt bestående av forredusert jernoksid med en metalliseringsgrad på 81 % og et restinnhold av karbon på 8 % av den totale mengde materiale uttatt fra rulleovn. The mixture was pre-reduced in a rolling furnace and from the rolling furnace a product consisting of pre-reduced iron oxide with a metallization degree of 81% and a residual carbon content of 8% of the total amount of material taken from the rolling furnace was withdrawn.

Materialet fra rulleovnen ble i kald tilstand siktet i en vindsikteapparatur som vist på figur 3 ved bruk av luft som siktegass. Det ble foretatt fire sikteforsøk med varierende gasshastighet. Gasshastigheten i sjakten ble for de fire forsøkene holdt på henholdsvis 3,0 m/s, 6,2 m/s, 7,0 m/s og 9,1 m/s. Den fraksjon som falt nedover i sjakten inneholdt den vesentligste del av jernpartiklene, mens den fraksjon av partiklene som ble fraktet oppover med gassen, inneholdt den vesendigste del av karbonet samt askepartikler. The material from the roller furnace was sieved in a cold state in a wind sieve apparatus as shown in Figure 3 using air as the sieve gas. Four aim attempts were made with varying gas velocity. The gas velocity in the shaft was kept for the four experiments at 3.0 m/s, 6.2 m/s, 7.0 m/s and 9.1 m/s respectively. The fraction that fell down the shaft contained the most significant part of the iron particles, while the fraction of the particles that was transported upwards with the gas contained the most significant part of the carbon and ash particles.

Resultatene er vist i tabell 1 hvor fraksjonen inneholdende hovedmengden av jernpartiklene er benevnt jerndel og hvor fraksjonen inneholdende den vesentligste del av karbonpartiklene er benevnt karbondel. Resultatene er også vist i diagram form på figur 5. The results are shown in table 1 where the fraction containing the main amount of the iron particles is called the iron part and where the fraction containing the most significant part of the carbon particles is called the carbon part. The results are also shown in diagram form in Figure 5.

Av tabell 1 og figur 5 fremgår det at man ved å regulere gasshastigheten ved vindsiktingen enkelt kan innstille ønsket forhold mellom Fe og C i jerndelen av den forreduserte chargen samtidig som tapet av jernpartikler til karbondelen kan holdes meget lavt. Av figur 5 fremgår det at man for den aktuelle chargen vil oppnå en maksimal vindsikting ved en gasshastighet mellom 6,2 og 6,5 m/s idet man i dette tilfellet oppnår et forhold mellom Fe og C i jerndelen på ca 20 hvilket tilsvarer den støkiometriske mengde karbon som trenges for å redusere restinnholdet av oksid i de forreduserte jernpartiklene til metallisk tilstand. Samtidig er jerninnholdet i karbondelen meget lavt. Denne andelen av forreduserte jernpartikler kan enkelt gjenvinnes fra karbondelen ved magnetseparering. From table 1 and figure 5 it appears that by regulating the gas velocity during the wind sifting, the desired ratio between Fe and C in the iron part of the reduced charge can be easily set while the loss of iron particles to the carbon part can be kept very low. Figure 5 shows that for the charge in question a maximum wind screening will be achieved at a gas velocity between 6.2 and 6.5 m/s, as in this case a ratio between Fe and C in the iron part of about 20 is achieved, which corresponds to the stoichiometric amount of carbon needed to reduce the residual content of oxide in the reduced iron particles to the metallic state. At the same time, the iron content in the carbon part is very low. This proportion of pre-reduced iron particles can be easily recovered from the carbon part by magnetic separation.

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

En Ti02 holdig jernoksidsand med en partikkelstørrelse mindre enn 0,5 mm, såkalt beachsand, ble forredusert i en rulleovn sammen med kull med partikkelstørrelse mindre enn 10 mm. Det forreduserte materiale fra rulleovnen med en metalliseirngsgrad på 70 % og et restinnhold av karbon pk 6 % ble i kald tilstand siktet i en vindsikteapparatur som vist på figur 3 med bruk av kald luft som siktegass. A Ti02-containing iron oxide sand with a particle size smaller than 0.5 mm, so-called beach sand, was pre-reduced in a roller furnace together with coal with a particle size smaller than 10 mm. The pre-reduced material from the roller furnace with a metallization degree of 70% and a residual carbon content of pk 6% was sieved in a cold state in a wind sieve apparatus as shown in figure 3 using cold air as sieve gas.

Det ble foretatt tre sikteforsøk med varierende gasshastighet Gasshastigheten i sjakten ble for de tre forsøkene holdt på henholdsvis 5,9 m/s, 6,8 m/s og 7,9 m/s. I dette tilfellet inneholdt den fraksjon som falt nedover i sjakten den vesentligste del av karbonpartiklene mens den fraksjon av partiklene som ble transportert oppover i sjakten sammen med gassen inneholdt den vesentligste del av de forreduserte jernoksidpartiklene. Three aiming tests were carried out with varying gas speed. The gas speed in the shaft was kept at 5.9 m/s, 6.8 m/s and 7.9 m/s respectively for the three tests. In this case, the fraction that fell down the shaft contained the most significant part of the carbon particles, while the fraction of the particles that was transported up the shaft together with the gas contained the most significant part of the pre-reduced iron oxide particles.

Resultatene er vist i tabell 2 og på figur 6. I tabell 2 er fraksjonen inneholdende hovedmengden av jernpartikler betegnet jerndel, mens den fraksjon som inneholder hovedmengden av karbon er benevnt karbondel. The results are shown in table 2 and in figure 6. In table 2, the fraction containing the main amount of iron particles is called the iron part, while the fraction containing the main amount of carbon is called the carbon part.

Av tabell 2 og figur 6 fremgår det at man oppnår en økende adskillelse av karbon fra forreduserte jernoksidpartikler med økende gasshastighet. Ved en gasshastighet på 7,9 m/s oppnås det en utskillelse av 97,3 % av de tilførte forreduserte jernoksidpartikler og et vektforhold mellom Fe og C på 19,2 i jernandelen. Hovedmengden av karbonoverskuddet er således blitt fjernet From table 2 and figure 6 it appears that an increasing separation of carbon from pre-reduced iron oxide particles is achieved with increasing gas velocity. At a gas velocity of 7.9 m/s, a separation of 97.3% of the supplied pre-reduced iron oxide particles and a weight ratio between Fe and C of 19.2 in the iron portion is achieved. The main amount of the carbon surplus has thus been removed

Når vindsiktingen utføres ved andre temperaturer og med andre gasser enn de som er benyttet i eksemplene, må gasshastigheten korrigeres for endrede fysikalske egenskaper for gassen. Den optimale gasshastighet er videre avhengig av densitet og partikkelstørrelse for metalloksid og for karbonet i blandingen fra forreduksjonstrinnet Den nødvendige gasshastighet for en bestemt blanding fra forreduksjonstrinnet kan enkelt bestemmes ved beregning og/eller ved forsøk. When the wind sifting is carried out at other temperatures and with other gases than those used in the examples, the gas velocity must be corrected for changed physical properties of the gas. The optimum gas velocity is further dependent on the density and particle size of the metal oxide and of the carbon in the mixture from the pre-reduction step. The required gas velocity for a specific mixture from the pre-reduction step can be easily determined by calculation and/or by experiment.

Claims

1. Process in the production of metal, in particular steel, where particulate metal oxide is subjected to a pre-reduction in the solid phase with an excess of a solid carbon-containing reducing agent and where the pre-reduced material, preferably in a hot state, is melted and finally reduced in a melting and final reduction step, character -certified by the fact that the carbon surplus and ash components from spent carbon and possibly calcium sulphide are removed from the pre-reduced metal oxide by wind sifting of the pre-reduced mixture, after which the pre-reduced metal oxides are added to the melting and final reduction step.

2. Method according to claim 1, characterized in that the wind sifting is carried out without cooling the materials so that the pre-reduced metal oxide is added to the melting and final reduction step in a hot state.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the gas velocity during wind sifting is regulated so that in the fraction containing pre-reduced metal oxide a carbon content is achieved which is sufficient to remove the residual content of oxygen in the metal oxide in the melting and final reduction step.

4. Method according to claim 1, characterized in that CaO is added to the pre-reduction step, whereby the sulfur content in the charge in the roller furnace reacts with CaO and forms calcium sulphide, which calcium sulphide particles are removed from the pre-reduced metal oxide particles by air screening.

5. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature of the gas used in the wind sifting is kept approximately constant.

6. Method according to claim 1, characterized in that the separated carbon surplus is returned to the pre-reduction step.

7. Method according to claim 1, characterized in that an inert gas is used during wind sifting.

8. Method according to claim 7, characterized in that nitrogen gas is used during wind sifting.

9. Method according to claim 1, characterized in that reaction gas from the pre-reduction step is used during the wind sifting.

10. Method according to claim 1, characterized in that pre-reduced metal oxide particles in the sifted carbon and ash fraction are recovered by magnetic separation.

11. Apparatus for carrying out the method according to claims 1 - 10, consisting of a pre-reduction reactor (1) and a melting and final reduction reactor (13), characterized in that between the pre-reduction reactor (1) and the melting and final reduction reactor (13) a wind screening apparatus which consists of an essentially vertically arranged shaft (3) with an outlet opening (5) for solid material at its lower end, an inlet opening (4) for gas arranged above the outlet opening (5), an inlet opening for solid material arranged above the inlet opening ( 4) for gas, an outlet opening (8) for gas and solid material in the upper end of the shaft (3), a filter device (9) connected to the outlet opening (8) in the upper end of the shaft (3), a fan (10) arranged after the filter device ( 9) for circulation of gas as well as a heating device (7) for gas connected to the inlet opening (4) for gas to the shaft (3).

12. Apparatus according to claim 11, characterized in that a chamber (20) with a larger cross-section than the shaft (3) is arranged around the upper part of the shaft (3), which chamber (20) has an inclined bottom (21) ) which opens into an outlet opening (22) for solid material.