DE1508066C

DE1508066C - Process for the reduction of iron, manganese and chromium oxides

Info

Publication number: DE1508066C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe des Forges et Ateliers du Creu sot, Paris
Publication date: 1971-08-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduktion von Eisen-, Mangan- und Chromoxyden in einem Drehrohrofen, bei dem Metalloxyde durch den Brenner in den Ofen eingebracht werden.The invention relates to a method for reducing iron, manganese and chromium oxides in a rotary kiln in which metal oxides are introduced into the furnace through the burner.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird die gesamte zu reduzierende Oxydmenge zwecks Vorwärmung mit dem Brennstoff und Sauerstoff zusammen eingebracht, wobei der Drehrohrofen oxydierend gefahren wird. Unabhängig davon ist es auch bekannt, durch Sauerstoffunterschuß am Brennerausgang eines Drehrohrofens eine reduzierende Zone zu schaffen und durch Zufuhr von Sauerstoff im Gegenstrom vom Abgasauslaßende her die noch unverbrannten brennbaren Stoffe in einer vom Brennerausgang weiter entfernten Zone zu verbrennen.In a known method of this type, the entire amount of oxide to be reduced is used for preheating Brought together with the fuel and oxygen, the rotary kiln oxidizing is driven. Independently of this, it is also known to cause a deficit of oxygen at the burner outlet Rotary kiln to create a reducing zone and by supplying oxygen in countercurrent Exhaust gas outlet end of the still unburned combustible substances in a further away from the burner outlet Burn Zone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so auszubilden, daß gleichzeitig ein mögjichst guter thermischer Wirkungsgrad des Verfahrens und eine Beschleunigung des Reaktionsablaufs erreicht werden.The invention is based on the object of developing the method mentioned at the outset in such a way that at the same time the best possible thermal efficiency of the process and an acceleration of the reaction process can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur. ein Teil der zu reduzierenden Metallpxyde in pulvriger Form durch den mit reduzierender Flamme betriebenen Brenner in den Ofen eingebracht und daß im Gegenstrcm zu den Flarr.mgasen vom Gasabzugsende zusätzlich Sauerstoff zur vollständigen Verbrennung der in den Ofengasen enthaltenen brennbaren Bestandteile eingeblasen wird.This object is achieved according to the invention in that only. part of the metal oxides to be reduced brought into the furnace in powder form by the burner operated with a reducing flame and that in countercurrent to the Flarr.mgasen from the gas outlet end additional oxygen to complete Combustion of the combustible components contained in the furnace gases is blown.

Die Maßnahme, daß ein Teil der Metalloxydtcilchen in die Brennerflamme eingebracht wird und diese reduzierend wirkt, hat zur Folge, daß ein Teil der Oxyde zum metallischen Zustand reduziert wird und eine beschleunigte Ingangsetzung der Reduktion der restlichen Metalloxyde herbeiführt, die -^ zusammen mit Reduktionsmittel und Schlackenbildnern ·— nicht in die Brennerflamme, sondern anderweitig als Charge in den Ofen eingebracht werden. Die andere Maßnahme, d. h. das Einblasen zusätzlichen Sauerstoffs im Gegenstrom zu den Flammgasen vom Gasabzugsendc her zum vollständigen Verbrennen der in den Ofengasen enthaltenen brennbaren Bestandteile, führt zur Erreichung eines möglichst guten thermischen Wirkungsgrades.The measure that part of the metal oxide is introduced into the burner flame and this has a reducing effect, has the consequence that a part the oxide is reduced to the metallic state and an accelerated start of the reduction of the remaining metal oxides which - ^ together with reducing agents and slag formers · - not in the burner flame, but elsewhere be introduced into the furnace as a batch. The other measure, i.e. H. blowing in additional Oxygen in countercurrent to the flame gases from the gas exhaust end for complete combustion of the combustible components contained in the furnace gases, leads to the achievement of the best possible thermal Efficiency.

Vorzugsweise werden die pulverförrnigeri Metalloxyde im Mundstück des Brenners mit den Brennstoffen gemischt, wodurch ejne feine gegenseitige Verteilung gesichert wird, die die gewünschte teilweise Reduktion der Oxyde fördert.The powdery metal oxides are preferably used in the mouthpiece of the burner mixed with the fuels, creating a fine mutual Distribution is secured, which promotes the desired partial reduction of the oxides.

Dieses Verfahren bietet einen besonders deutlichen Vorteil, wenn die partielle oder vollständjge Abtrenpung des Sauerstoffs von den. zu verarbeitenden Mctajloxyden kein se|ir stark, reduzierendes Gas erfordert; in diesem Falle können die Brennerflammen die Metallpxyde reduzieren und, d,abei gleichzejtig für eine erhöhte Temperatur sorgen, die mit c|er teilweiseri Verbrennung "von Kphlenoxyd und Wasserstoff verbijnclen sind. Das (Strahjungs-)Emissiqnsyermögen des Kohlencjiqxyds und des Wasserdanipfes wird fjann cjurch cjas Glühen eier Teilchen i|es pulverisierten Produktes während, der Behandlung verstärkt. .This method offers a particularly clear advantage when the partial or complete separation of oxygen from the. Mctajloxyden to be processed no very strong, reducing gas requires; in this case the burner flames can reduce the metal oxides and, d, at the same time ensure an increased temperature, which with the partial combustion of Kphlenoxyd and Hydrogen are connected. The (youth) emission power of the carbon dioxide and the water pan will fjann cjurch cjas glow eggs particles i | it powdered product during the treatment reinforced. .

Pje Erfindung wirti im nachfolgenden an Hand, einer besonderen Ausführungsfqrm einer brauchbarcp Anlage beschrieben, die in den Zeichnungen schematisch wiedergegeben ist. Es zeigtEach invention will be used in the following, a special embodiment of a usable CP System described, which is shown schematically in the drawings. It shows

)· j g. 1 einen Längsschnitt durch eine eriindungsgemäße Anlage i|nd) · J g. 1 shows a longitudinal section through a device according to the invention Appendix i | nd

F i g. 2 deri wesentlichen Teil des Brenners und eine Zuleitung für den in die Flamme einzublasenden Sauerstoff in vergrößertem Maßstab.F i g. 2 the essential part of the burner and a feed line for the oxygen to be blown into the flame on an enlarged scale.

Der in F i g. 1 gezeigte Ofen umfaßt ein zylindrisches Ofengehäuse 1 mit kegelstumpfartigen Verlängerungen an beiden Enden, der die Beschickung 2 einschließt. Dieser Drehkörper ist mit Ringen 3 versehen, die auf Rollen 4 laufen: Der Ofen wird durch ein oder mehrere (nicht gezeigte) Antriebsräder angetrieben, die zwei unterschiedliche Arten der BewegungThe in F i g. The furnace shown in FIG. 1 comprises a cylindrical furnace housing 1 with frustoconical extensions at both ends, which includes the feeder 2. This rotating body is provided with rings 3, which run on rollers 4: the furnace is driven by one or more drive wheels (not shown), the two different types of movement

ίο zulassen: Eine kontinuierliche Drehbewegung, deren Geschwindigkeit während der Reduktionsphasen im Mittel auf 10 U/min begrenzt sein kann, und eine Dreh- bzw. Pendelbewegung mit wechselndem Prehungssinn. ίο allow: A continuous rotary movement whose Speed during the reduction phases can be limited to an average of 10 rpm, and one Rotation or pendulum movement with changing sense of prehension.

Ein Brenner für gasförmigen bzw. flüssigen oder pulverisierten Brennstoff wird mit 5 bezeichnet, dessen Flamme in das Innere des Ofens gerichtet ist. Die Orientierung der Flamme und der Grad der Verbrennung werden durch einen Sauerstoffstrahl gesteuert, der von einer Zuleitung 6 herkommt.A burner for gaseous or liquid or pulverized fuel is denoted by 5, whose flame is directed into the interior of the furnace. The orientation of the flame and the degree of Combustions are controlled by an oxygen jet coming from a supply line 6.

Die Teilchen des zu behandelnden Produktes, d. h. die gepulverten Erze oder die pulverförmigeri bereits vorreduzierten Erze, werden mittels einer Lanze bzw. eines Rohres 7 oder durch den Brenner 5 in den Ofen eingeführt. Diese Injektion der zu behandelnden Produkte kann unter Verwendung eines Inertgases, wie Stickstoff, oder eines reaktiven Gases, wie Luft, Sauerstoff, Wasserstoff oder Methan, vorgenommen werden. Das Verhältnis der Massendurchsätze zwisehen den gepulverten Produkten und den Gasen kann beim Einblasen in den Ofen größer oder zumindest gleich eins sein.The particles of the product to be treated, i. H. the powdered ores or the powdery ones already Pre-reduced ores are fed into the furnace by means of a lance or a pipe 7 or through the burner 5 introduced. This injection of the products to be treated can be carried out using an inert gas such as Nitrogen, or a reactive gas such as air, oxygen, hydrogen or methane will. The ratio of the mass flow rates between the powdered products and the gases can be greater than or at least equal to one when blowing into the furnace.

Die Fig. 2 zeigt die Art und Weise, in der die pulverförmigen Produkte in den Ofen über den Hauptbrenner eingeführt werden können. Das Austrittsrphr dieses Brenners kann mehrere konzentrische Kreisringe aufweisen, welche die Leitungen für den Durchtritt von Sauerstoff, Erdgas und Erz begrenzen, wobei Kühlmäntel für eine Wasserkühlung zwischen diesen Leitungen vorgesehen sein können.Fig. 2 shows the manner in which the powdered products enter the furnace via the main burner can be introduced. The outlet pipe of this burner can have several concentric circular rings have, which limit the lines for the passage of oxygen, natural gas and ore, wherein Cooling jackets for water cooling can be provided between these lines.

Das in F i g. 2 gezeigte Austrittsrohr umfaßt eine zentrale Leitung 3 für gepulvertes Erz, eine ringförmige Leitung 9 für das Erdgas und eine äußere Leitung 10 für Sauerstoff.The in Fig. The exit pipe shown in Fig. 2 comprises a central conduit 3 for powdered ore, an annular one Line 9 for the natural gas and an outer line 10 for oxygen.

Die (dazwischen) gebildeten Kühlmantel 11 werden yon Kühlwasser durchströmt.The cooling jackets 11 formed (in between) are flowed through by cooling water.

Die F i g. 2 zeigt außerdem die Leitung 6, die den Sauerstpffstrahl liefert, welcher die F}amme zum oberen Teil des Ofens ablenkt.The F i g. FIG. 2 also shows the line 6, which supplies the oxygen jet which the cells to the deflects the upper part of the oven.

Querschnitte und Durchsätze werden derart gewählt, daß für den ypn der Leitung 6 herkpmmenden sekundären Sauerstpffstrahl und den durch die Ringleitung 3 zutretenden Brennstpffstrah| ein sehr hoher .Strörnungsdruck bzw. Impuls sichergestellt wird.Cross-sections and throughputs are selected in such a way that for the type of line 6 coming secondary Oxygen jet and the fuel jet entering through the ring line 3 | a very high one .Structure pressure or pulse is ensured.

Per Impuls des durch die Leitung 8 eintretenden Strahls rn|t dem zu reduzierenden Produkt ist geringer; er wird unter Berücksichtigung der Impulse der Sauerstpffstrahlen in der Weise festgelegt^ (laß die Mitführiirig von Puiyertei|chen in den AbzugsschachtPer pulse of the entering through line 8 The jet to the product to be reduced is less; he is taking into account the impulses of the oxygen rays so determined ^ (let the entourage from Puiyertei |chen into the exhaust shaft

d^es Qfens vermieten wird.d ^ it will rent Qfens.

Eiri Strahl von zusätzlichem Sauerstoff wird in entgegengesetzter Richtung zu den vorgenannten am Ofenausgang durch die Leimung 12 mit einem Inipuls eingeblasen, der geringer als derjenige des durch 6 tretenden Strahls ist; dieser zusätzliche SauerstoffEiri jet of extra oxygen is turned in opposite Direction to the aforementioned at the furnace exit through the glue 12 with an Inipuls injected which is less than that of the jet passing through 6; that extra oxygen

cjient. zur Erzeugung einer oxydierenden Zone amcjient. to create an oxidizing zone on

. Ofenausgang. Der von der Leitung 12 kommende Strahl ist entweder in Richtung der Ofenachse oder. Furnace exit. The beam coming from the line 12 is either in the direction of the furnace axis or

Claims

3 43 4

slightly inclined towards the bath, and its sorting and drying process was connected.

sentence, its impulse and its direction become in each the. The grain size was between 0 and 300 μ.

special case set in order to create conditions- Its composition corresponded to the following

ien, dje at the same time a good burning of coal:

lenoxide and hydrogen allow the un- ⁵ p _e η 77 ο /

burns towards the furnace exit, but given g-Ä " ⁴ ·. ·· ■ · ■ · ·. / o

if without combustion of useful metal vapors, Al O 6 ° / °

which may be present in the exhaust gases and the q ^ q ³ " 9 ° / °

one then wants to gain from these exhaust gases. . '" .

A plant like the one just described comprises this oxide, in-a stream of nitrogen through it

three different zones. the burner 5 in an amount of 600 kg per hour

The first zone is located at the exit of the furnace with a nitrogen throughput of 30 Nm ³ / hour. one-

ners, and it is weak or moderately reducing. . blown.

It is formed by the products of the incomplete - The "solid part" of the iron oxides to be treated, constant combustion of the fuel used, consisted of a decorative product preheated before the furnace was charged and the prereduced and flowable decorative products heated by the powdery particles. The amount of oxygen for the ore. This ore combustion, which has been brought into a flowable state, is regulated in such a way that sufficient amounts of carbon oxide cooled with the aid of a first zone water-cooled pipe 13 with a throughput of 1700 kg and hydrogen are continuously present in it which introduced at least 20 iron (in the mineral) per hour,
Partial separation of the bound oxygen. The dimensions of the particles of these oxides were between 0.2 and 2 mm for the powdery particles introduced into the flame.
Enable products. The composition of the oxides corresponded to the following

The second zone essentially comprises the bath, with values:

i.e. the condensed solid or liquid phases, 25 p _e (^, j _eta jn 20 ° /

which is caused by the residues of the inji- Fe ⁺⁺ 58 ° / °

adorned o-q ■ · ■ · ■ :. y »

powdery products are formed, which are made of 'AlO 1 5 °° /

were deposited in the gas space. This zone ρ ² Q ³ "■ 'l' ° /

also includes the ■ products with which the 30 M2O 0 5 ° /

Furnace loaded continuously or discontinuously "" '°

will, d. H. the oxides to be reduced, and at least these oxides, were preceded with coke dust

a solid reducing agent. The to be reduced or grits in a fluidized bed reactor (reacteur

Metal oxides can be either of the same type. de fluidisation) mixed, and the reducing agent

Its powder, like the powder brought into the flame, was put into the furnace at the same time as the oxides

shaped products or based on the same. . ■ · -

Lying metal inferior, but of a different kind. As a fuel, methane was used in an amount of

Corresponding to the oxidation level or by an 80 Nm ³ / hour. blown in.

different metal oxide can be formed. The throughput of the injected through the lance 6

The third zone, in which oxidation of the furnace 4 ° oxygen reached 3C0 Nm ³ / h. and that of the

or exhaust gases takes place, is characterized by also reached by the lance 12 blown in

increased levels of carbon dioxide and water vapor; 3C0Nm ³ / hour

it is carried out by blowing in oxygen through the The operation was continuously monitored; that

Line 12 is received and located near the level of the reduced metal rose in the apparatus

of the outlet or vent for the exhaust gases and in 45 at. This metal had a medium composition

Proximity to the metallic covering or between cast iron and steel.

to the bathroom. This third zone should be an optimal if the metal level is a sufficient height

Energy utilization of the injected fuels had been achieved with the introduction of methane

be achieved without interrupting the oxidation of given and powdered magnetic oxides,

if metal vapors are present. 50 An addition of wüstite through the lance 13 and that

The expansion of this zone in the furnace is determined by the injection of oxygen through the lances 6 and 12

Way determined that as complete as possible were used to adjust the bath carbon before

Burning from gas combustion or tapping.

Reduction in the second zone with solid coal - tapping was carried out every 2 hours,

Substance-derived carbon oxide is achieved. 55 _p ...

It should also ensure that combustion is as complete as possible.

allow hydrogen. 1. Process for the reduction of iron, manganese

and chromium oxides in a rotary kiln

Example the Metalioxyde through the burner into the furnace

·. ■ · '· ■■ · 60 are introduced, thereby identifying

Pip described the hunting or establishment, it was shown that only a part of the rcdu-

used for the reduction of iron oxides. decorative metal oxides in powder form

The inside diameter of the furnace was 1.8 m, the furnace operated with a reducing flame

and its inner useful length between the conical ner placed in the furnace and the remaining part

Ends was at 6 m. 65 of the loading in a manner known per se

The powdered oxide introduced was magnetically charged and that in countercurrent to the

Table ejsenpxyd from the "magnetizing" roasting flame gases from the gas exhaust end in addition

of a Lorraine ore, which a magnetic oxygen for the complete combustion of the in

combustible components contained in the furnace gases are blown in.

2. The method according to claim 1, characterized in that the powdered metal oxides in the The mouthpiece of the burner can be mixed with the fuels.

1 sheet of drawings