DE1931867A1 - Method and apparatus for the production of iron from iron ore - Google Patents
Method and apparatus for the production of iron from iron oreInfo
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Description
Dr. HEINZ FEDER Dr. HEINZ FEDER
- ■ Patentanwalt 20. Juni 1969 Dr.F/Si- ■ Patent attorney June 20, 1969 Dr.F / Si
4 Dösseidorf4 Dosseidorf
Am Weht hahn 77 · I. Etg r.At the blow cock 77 · I. Etg r.
BRITISH STEEL CORPORATION, a British Company of 33, Grosvenor Place, London, S.W. l/England BRITISH STEEL CORPORATION, a British Company of 33, Grosvenor Place, London, SW l / England
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Eisen aus Eisenerz.Method and apparatus for the production of iron from iron ore.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Eisen aus Eisenerz und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Eisenerz zusammen mit einem Flußmittel in die Flamme einer Blaslanze eingebracht wird, die durch einen Strom eines kohlenstoffhaltigen Brennstoffes und einen Strom Sauerstoff oder sauerstoffreicher Luft gespeist wird, wobei das zerkleinerte Erz und das Flußmittel in die Ströme des Sauerstoffes und/oder des Brennstoffes eingebracht werden und die Verbrennung so eingestellt wird, daß mindestens in der Flamme reduzierende Bedingungen vorliegen, so daß das Eisenerz beim Durchgang durch die Flamme zu Eisen reduziert wird,und das Eisen und die Schlacke, die dabei entsteht, in einem Auffangbehälter gesammelt werden. . ·.The invention relates to a method for producing iron from iron ore and an apparatus for carrying out this Procedure. The method according to the invention consists in that the iron ore together with a flux in the flame a lance is introduced, which is carried by a stream of a carbonaceous fuel and a stream of oxygen or oxygen-rich air is fed, with the crushed ore and the flux in the streams of oxygen and / or the fuel are introduced and the combustion is adjusted so that at least in the flame reducing conditions exist so that the iron ore is reduced to iron as it passes through the flame, and that Iron and the resulting slag are collected in a collecting container. . ·.
Der kohlenstoffhaltige Brennstoff kann vorzugsweise ein flüssiger kohlenstoffhaltiger Brennstoff sein, wie beispielsweise Heizöl,und das Flußmittel kann vorzugsweise Kalkstein sein. Das Flußmittel und das Erz werden fein gemahlen und abgesiebt auf eine Korngröße von weniger als 1,5 mm. (1/16") Eisenerz fällt gegenwärtig in sehr großen Mengen in fein verteiltem Zustand an,und das Erz muß vor der Verarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gesiebt werden.The carbonaceous fuel may preferably be a liquid carbonaceous fuel such as Fuel oil, and the flux can preferably be limestone. The flux and the ore are finely ground and sieved to a grain size of less than 1.5 mm. (1/16 ") Iron ore currently falls in very large quantities in finely divided form Condition on, and the ore must be sieved before processing according to the method of the invention.
Das Gemisch von Kalkstein und Eisenerz wird zweckmäßig der Blaslanze in einer kenge von 1,5 bis 2,5 t/min, zugeführt. Das Verhältnis von Eisenerz zu Kalkstein beträgt dabei 5 "bis 9 Gewichtsteile Eisenerz auf einen Gewichtsteil Kalkstein.The mixture of limestone and iron ore is expediently fed to the blowing lance at a rate of 1.5 to 2.5 t / min. The ratio of iron ore to limestone is 5 "to 9 parts by weight of iron ore to one part by weight of limestone.
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Der Sauerstoff wird zweckmäßig der Lanze zugeführt in einer Menge von 566 m5/min. (20 000 Kubikfuß/min) bis 793 mVmin., (28 000 Kubikfuß/min) und das Heizöl wird zugeführt in einer Menge von 500 l/min (110 gallonen/min) bis 600 l/min (130 gätlonen/min). The oxygen is expediently fed to the lance in an amount of 566 m 5 / min. (20,000 cubic feet / min) to 793 mVmin., (28,000 cubic feet / min) and the fuel oil is supplied in an amount of 500 l / min (110 gallons / min) to 600 l / min (130 gätlons / min).
Die Flamme wird zweckmäßig erzeugt durch eine an sich bekannte Blaslanze mit mehreren Düsen. Eine solche Lanze besteht aus einem langgestreckten Baukörper, der eine zentralliegende Brennstoffzuleitung und eine diese umgebende Sauerstoffzuleitung besitzt, so daß ein ringförmiger Durchflußweg für die Sauereinen stoffzufuhr entsteht, wobei der Baukörper an seinem/Ende mit einem Austrittsmundstück versehen ist, mit mehreren Austrittsöffnungen, wobei jede Austrittsöffnung über je ein winklig zur Längsachse der Lanze stehendes Bohr mit der Sauerstoffzuleitung verbunden ist, während die Brennstoffzuleitung an ihrem Austrittsende mit mehreren sie verlängernden Rohren versehen ist, deren Endstück jeweils innerhalb eines der säuerstofführenden Rohre angeordnet ist, so daß der Sauerstoff, der durch die Zuleitungsrohre zu den Austrittsöffnungen fließt, ringförmig um das. Ende des entsprechenden Brennstoffzufuhrrohres austritt . und auf diese Weise der Brennstoff beim Austritt aus den Austrittsöffnungen sich innerhalb des Sauerstoffstromes befindet.The flame is expediently generated by a known one Blowing lance with several nozzles. Such a lance consists of an elongated structure, the one in the center Fuel supply line and a surrounding oxygen supply line, so that an annular flow path for the Sauereinen Material supply arises, the structure being provided at its / end with an outlet mouthpiece, with several outlet openings, each outlet opening at an angle to the Longitudinal axis of the lance standing drilling is connected to the oxygen supply line, while the fuel supply line is at its outlet end is provided with several tubes extending them, the end piece of which is within one of the oxygen-carrying tubes Pipes are arranged so that the oxygen flowing through the supply pipes flows to the outlet openings, emerges in a ring around the end of the corresponding fuel supply pipe. and in this way the fuel is located within the oxygen flow when it emerges from the outlet openings.
Die den Sauerstoff zuführenden Rohre können an ihren Enden,die die Brennstoffzufuhrrohre umgeben, Mittel zur Beschleunigung . des Gasflusses enthalten. Die Anordnung ist zweckmäßig so ge- < staltet, daß das zentrale Brennstoffzufuhrrohr in axialer Richtung gegen den länglichen Baukörper der Lanze verschiebbar : ist, so daß die Brennstoffzufuhrrohre in der Lage innerhalb der Sauerstoffzufuhrrohre die von dem Hauptsauerstoffzüfuhl1-rohr ausgehen, einstellbar sind. Ist die Lanze bestimmt zur; Benutzung mit Heizöl und Sauerstoff so ist der Baukörper zweckmäßig mit Kühlmitteln versehen, in Form eines ringförmigen Durchgangs, der die Brennstoff- und Sauerstoffzufuhr umgibt. Vorzugsweise soll das Kühlmittel durch einen, die Sauerstoffzufuhr umgebenden Ringraum, nach abwärt Spließen, bis zürn Mund- ':;The tubes supplying the oxygen can have means for acceleration at their ends which surround the fuel supply tubes. of the gas flow included. The arrangement is useful so-<staltet that the central fuel supply tube displaceable in the axial direction against the elongated structure of the lance: is such that the fuel supply pipes which extend in a position within the oxygen supply pipes from the Hauptsauerstoffzüfuhl 1 tubing, are adjustable. Is the lance intended for ; When used with heating oil and oxygen, the building is appropriately provided with coolants in the form of an annular passage that surrounds the fuel and oxygen supply. The coolant should preferably flow downward through an annular space surrounding the oxygen supply, to the mouth:;
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stück der Lanze und dann nach aufwärts durch, einen äußeren Ringraum zurückfließen, der in der Lanze unmittelbar unter dem Mantel des Baukörpers angeordnet ist.piece of the lance and then upwards through an outer one Flow back annular space, which is arranged in the lance directly under the shell of the structure.
Die Mittel zur Beschleunigung des Gasflusses in den Sauerstoffzufuhrrohren können ein Venturirohr sein, wobei die Weite der Durchflußöffnung bestimmt ist durch die Geschwindigkeit, die der die Düse verlassende Sauerstoffstrom besitzen soll. Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß das Venturirohr gebildet wird durch eine Einschnürung der Außenwand des Eohres für die Sauerstoffzuführung, wobei der sich verjüngende konische Teil einen Winkel von 13° gegen die Längsachse des Äohres besitzt und der sich erweiternde konische Teil einen Winkel von 7° gegen die Achse. The means for accelerating the gas flow in the oxygen supply tubes can be a Venturi tube, the width of the flow opening being determined by the speed that the oxygen flow leaving the nozzle should have. An expedient embodiment consists in that the Venturi tube is formed by a constriction of the outer wall of the Eohres for the oxygen supply, the tapering conical part having an angle of 13 ° to the longitudinal axis of the Äohres and the widening conical part an angle of 7 ° against the axis.
Das der Flamme zugeführte Heizöl kann Kalk in Form einer Schlämme enthalten oder der Kalk kann mit dem Eisenerz gemischt und dieses Gemisch in den Sauerstoffstrom eingeführt werden.The fuel oil fed to the flame can contain lime in the form of a slurry or the lime can be mixed with the iron ore and introducing this mixture into the oxygen stream.
Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Figur dargestellt und folgenden beschrieben.An embodiment of a device for performing the The method according to the invention is shown in the figure and described below.
Eine mehrdüsige Blaslanze 10 in an sich bekannter Ausführung mit drei Austrittsdüsen 11 ist so angeordnet, daß ihre Flamme in ein Konvertergefäß 131 das als Auffangbehälter dient, gerichtet ist. Dieser Auffangbehälter besitzt in seinem unteren Teil eine obere Abstichöffnung 15 zur Entfernung der Schlacke und unmittelbar an seinem Boden eine untere Abstichöffnung 16 zum Ablassen des Eisens.A multi-nozzle lance 10 in a known design with three outlet nozzles 11 is arranged so that its flame is directed into a converter vessel 131 which serves as a collecting container is. This collecting container has in its lower part an upper tap opening 15 for removing the slag and immediately at its bottom a lower tap opening 16 for discharging the iron.
Die mittlere Zuleitung 17 der Lanze 10 ist verbunden mit einer Brennstoffzuführung und die äußere Zuleitung 18, die die Zu-The middle supply line 17 of the lance 10 is connected to a Fuel supply and the outer supply line 18, which the supply
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leitung 17 umgibt, ist/Verbindung mit der Hauptsauerstoffzuleitung 19· Der sauerstoff wird durch die Zuleitung 19 unter Druck zugeführt und durchströmt die Lanze 10 in bekannter Weise um durch die Düsen 11 auszutreten. Die Hauptsauerstoffzuleitung 19 ist verbunden mit zwei Auslaufbehältern 20 und 21, dieline 17 surrounds is / connection with the main oxygen supply line 19 · The oxygen is through the supply line 19 under Pressure is supplied and flows through the lance 10 in a known manner to exit through the nozzles 11. The main oxygen supply line 19 is connected to two discharge containers 20 and 21, the
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parallel in die Sauerstoffzuführung 19 einmünden._ Zj. -
Open in parallel into the oxygen supply 19.
Der erste Behälter 20 ist ein Aus1aufbehälter für das Eisenerz, das auf eine Korngröße von weniger als 1,5 mm (1/16") gesiebt ist und der Aus1aufbehälter wird so betätigt, daß das Eisenerz in den Sauerstoffstrom gelangt und durch diesen in die Sauerstoffzuleitung der Blaslanze 10. Der zweite Behälter 21 ist ein Aus1aufbehälter für den Kalkstein, der gemahlen und gesiebt ist und ebenfalls eine Korngröße von weniger als 1,5 mm (1/16") haben soll. Die Anordnung ist somit so getroffen, daß der Sauerstoff, der in das obere Ende der Lanze eintritt, Eisenerz und Kalkstein enthält. Eine weitere Zufuhr von Kalkstein und Eisenerz kann, wenn erwünscht, durch die Brennstoffzuleitung der Lanze erfolgen.The first container 20 is a discharge container for the iron ore, that has a grain size of less than 1.5 mm (1/16 ") sifted and the discharge container is operated so that the Iron ore arrives in the oxygen stream and through it into the oxygen supply line of the blowing lance 10. The second container 21 is a discharge container for the limestone, which has been ground and sifted and also has a grain size of less than 1.5 mm (1/16 "). The arrangement is thus such that the oxygen entering the top of the lance is iron ore and contains limestone. A further supply of limestone and iron ore can, if desired, through the fuel supply line the lance.
Vor Inbetriebnahme wird in den Auffangbehälter 13 Schrott eingebracht und die Zufuhr von Eisenerz und Kalkstein zur Hauptsauerstoffzuleitung 19 unterbrochen." Brennstoff und Sauerstoff werden der Lanze 10 zugeführt und das brennbare Gemisch, das aus den Düsen 11 austritt, wird entzündet. Die Flamme 12 der Lanze ist gegen das Schrottmetall im Behälter 13 gerichtet, das zu einer Eisenschmelze im unteren Teil des Behälters 13 geschmolzen wird, iiunmehr wird die Zufuhr von Kalkstein und Eisenerz in die Hauptsauerstoffzuleitung 19 geöffnet und das Gemisch von Kalkstein und Eisenerz wird der Lanze 10 in einer Menge von etwa 2 t/min, zugeführt. Das Mengenverhältnis beträgt auf 1,75 t Eisenerz, 0,25 t Kalk. Die Sauerstoffmenge, die der Lanze zugeführt wird, beträgt 680 m5/min. (24 000 Kubikfuß/min.) und die Heizölmenge, die der Lanze zugeführt wird, beträgt 544- l/min. Die Teilchen des Eisenerzes und des Kalksteins durchlaufen die stark reduzierende Flamme 12 am Ende der Lanze 10 und das Eisenerz wird zu metallischem Eisen reduziert, während die Abfallstoffe im Erz mit dem Kalkstein eine Schlacke bilden. Das so erzeugte Eisen und die Schlacke werden im Auffangbehälter,13 gesammelt und werden von Zeit zu Zeit aus dem Behälter durch die Abstichöffnungen 15 und 16 abgezogen. Before commissioning, scrap is placed in the collecting container 13 and the supply of iron ore and limestone to the main oxygen supply line 19 is interrupted. "Fuel and oxygen are supplied to the lance 10 and the combustible mixture emerging from the nozzles 11 is ignited. The flame 12 of the lance is directed against the scrap metal in the container 13, which is melted to an iron melt in the lower part of the container 13, iiunmore the supply of limestone and iron ore in the main oxygen supply line 19 is opened and the mixture of limestone and iron ore is the lance 10 in an amount of The quantity ratio is 1.75 t iron ore, 0.25 t lime. The amount of oxygen supplied to the lance is 680 m 5 / min. (24,000 cubic feet / min.) and the The amount of fuel oil supplied to the lance is 544 l / min. The particles of iron ore and limestone pass through the strongly reducing flame 12 at the end of the lance 10 and the ice energy is reduced to metallic iron, while the waste materials in the ore form a slag with the limestone. The iron and slag produced in this way are collected in the collecting container 13, 13 and are withdrawn from the container through the tapping openings 15 and 16 from time to time.
Der Behälter 13 kann noch mit Hilfsbrennern ausgerüstet sein, um die Verbrennung der aus der Blaslanze 10 austretenden Gase zu vervollständigen. _ ^The container 13 can also be equipped with auxiliary burners in order to burn the gases emerging from the blowing lance 10 to complete. _ ^
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