DE2106570A1

DE2106570A1 - Method and device for the treatment of iron-containing slags, which originate from the pyrometallurgy of lateritic ores

Info

Publication number: DE2106570A1
Application number: DE19712106570
Authority: DE
Inventors: Nicolas: Jenkins Bernard; Larymna Korakas (Griechenland). P
Original assignee: LARCO SOC MINIERE METALL
Current assignee: LARCO SOC MINIERE METALL
Priority date: 1971-01-08
Filing date: 1971-02-11
Publication date: 1972-07-20
Also published as: LU62386A1; BR7200086D0; PH9728A; FR2121603A1; FR2121603B1; DE2106570C3; DE2106570B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. HWeickmann,Patent attorneys Dipl.-Ing. HWeickmann,

Djpl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Finckf. Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDjpl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Finckf. Dipl.-Ing. E A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN8 MUNICH 86, DEN

POSTFACH 860 820PO Box 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

GASE: '3019/71GASES: '3019/71

IAECO, SOCIETE MNIERS EiD METAlLURGIQUE DE LARYMA, S.A.,IAECO, SOCIETE MNIERS EiD METALLURGIQUE DE LARYMA, S.A.,

Athen (178) / GRIECIIEIiMEDAthens (178) / GRIECIIEIiMED

20, avenue Amalias20, avenue Amalias

"Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von eisenhaltigen Schlacken, die aus der Pyrometallurgie von lateritischen Er2en herstanjaen""Method and device for the treatment of ferrous slag resulting from the pyrometallurgy of lateritic Er2en herstanjaen "

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von eisenhaltigen Schlacken, die aus der Metallurgie von lateritischen Erzen herrühren, um das in diesen Schlacken enthaltene Eisen in Form von Gußeisen oder Stahl zu gewinnen.The present invention relates to a method and a device for treating ferrous slag, which come from the metallurgy of lateritic ores to the iron contained in these slags in the form of cast iron or to win steel.

Es ist bekannt, daß die Herstellung von !Tiekel durch pyrometa'j.lurgiiüohG Behandlungen von nickelh&ltigen und chromhaltigen lator-iticehcm Erzen in jüngster Seit einen großen ung erfahren hat«It is known that the production has on! Tiekel by pyrometa'j.lurgiiüohG treatments nickelh & ltigen and chromium-lator iticehcm ores recently experienced since a large clothes "

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Derartige Behandlungen bestehen z.B. bei dem von der Anmelderin durchgeführten Verfahren darin, daß man eine selektive teilweise Reduktion des Erzes in einem Drehrohrofen mit Hilfe von kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln, wie Braunkohle oder Kohlenstoff durchführt, was zu ein ein Produkt führt, das praktisch frei von metallischem Eisen ist jedoch etwa 2 ^cß> Kohlenstoff enthält, man ein schwach re- . duzierendes Schmelzen des Produktes, das aus dein Drehrohrofen erhalten wird, im Inneren eines Elektroofens mit untergetauchtem Lichtbogen durchführt, wodurch man eine metallische Phase erhält, die durch eine Perronickellegierung gebildet wird« Uach Ablauf dieser Behandlungen verfügt man über große Mengen flüssiger Schlacke, deren Eisengehalt etwa 40 ^cß> beträgt.In the process carried out by the applicant, such treatments consist, for example, in carrying out a selective partial reduction of the ore in a rotary kiln with the aid of carbon-containing reducing agents such as lignite or carbon, which leads to a product that is practically free of metallic iron but contains about 2 ^c ß> carbon, one is a weak re. The product obtained from the rotary kiln is reduced by melting the product inside an electric furnace with a submerged arc, whereby a metallic phase is obtained, which is formed by a Perronickel alloy 40 ^c ß> .

Es wurde bereits vorgeschlagen, Schlacken dieser Art in flüssigem Zustand zu behandeln, um das Eisen zu extrahieren, indem man sie im Inneren eines Elektroofens mit einem Reduktionsmittel dss in gewissen Fällen fein verteilt ist und mit verschiedenen festen Zusatzmaterialien die in gewissen Pällen aus Eisenerz bestehen, vermischt, wodurch das Ganze in gewissen Pällen eine pastenförmige Masse bildet, die anschließend der Reduktion unterworfen wird.It has already been proposed to put slags of this type in to treat liquid state to extract the iron, by getting them inside an electric furnace with a Reducing agent dss finely divided in certain cases is and mixed with various solid additional materials, which in certain palls consist of iron ore, whereby the whole thing forms a paste-like mass in certain palls, which is then subjected to reduction.

Die bisher vorgeschlagenen Verfahren besitzen gewisse Nachteile insbesondereThe methods proposed so far have certain disadvantages in particular

denjenigen der darin liegt, daß, wenn man relativ bedeutende Mengen fester Materialien, wie Flußmittel oder Erze zusetzt, diese Zusätze auf Kosten der wirtschaftlichsten Verwertung dieser Erze erfolgen,the one who lies in the fact that when one adds relatively significant amounts of solid materials, such as fluxes or ores, these additions are made at the expense of the most economical use of these ores,

denjenigen der darin liegt, daß, wenn man das in foin verteilter Form zugegebene Reduktionsmittel und die in flüssiger Form zugegebene Schlacke in diskontinuierlicher Weise und in relativ beträchtlichen Mengen augibt, heftige Reak-the one who resides in the fact that when you get that distributed in foin Form added reducing agents and the slag added in liquid form in a discontinuous manner and, in relatively considerable quantities, gives off violent reactions

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tionen zwischen dem Reduktionsmittel und den in der Schlacke enthaltenen Eisenoxyden eintreten, die zu heftigen Gasausbrücken führen und damit Verluste und Gefährdungen bedeuten· Ein weiterer Nachteil beruht auf der Tatsache, daß der Chroiagehalt der erhaltenen Gußeisen ausgehend von chromhaltigem Laterit im allgemeinen zu hoch für eine wirtschaftliche Umwandlung in Stahl und zu niedrig für eine Verwendung als Ferrochrom ist« Ein weiterer Nachteil beruht darin, daß bei Chromgehalt die Einstellung des Kohlenstoffgehaltes su Pluiditätssehwierigkeiten führt. Ferner ergeben sich Nachteile aufgrund der erhöhten Investitionskosten, die notwendig sind, wenn eisenhaltige Schlacken, die von der Metallurgie von nickelhaltigen Lateriten herrühren, behandelt werden sollen«ions between the reducing agent and those in the slag containing iron oxides occur, which lead to violent gas release lead and thus mean losses and hazards · Another disadvantage is based on the fact that the Chromium content of the cast irons obtained starting from chromium-containing Laterite is generally too high for an economic one Conversion to steel and too low for use as ferrochrome is «Another disadvantage is that in the case of chromium content, the setting of the carbon content see below Pluidity problems leads. There are also disadvantages due to the increased capital costs that are necessary when ferrous slags produced from metallurgy originate from nickel-containing laterites, should be treated "

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung der genannten Sehlacken zu schaffen, das zu einem Gußeisen führt, das für die weiteren Behandlungen geeignet ist und nicht die Nachteile der bisher bekannten Verfahren aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a method and a device for treating the said To create lacquer that leads to a cast iron that is suitable for further treatments and does not have the disadvantages of the previously known methods.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Ausmaß der Reduktion im Inneren des Behändlungsofens so zu steuern, daß die Rückstandsschlacke einen Eisengehalt im Bereich von 6 $ aufweist und das erhaltene Gußeisen, das dann einen Chromgehalt von 3 bis 3,5 $ aufweist, leicht in Stahl überzuführen ist und der Kohlenstoffgehalt dieses Gußeisens 3 ί° beträgt.Another object of the present invention is to control the extent of the reduction inside the treatment furnace so that the residual slag has an iron content in the range of $ 6 and the resulting cast iron, which then has a chromium content of $ 3 to $ 3.5, can easily be converted into steel and the carbon content of this cast iron is 3 ί ° .

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Steuerung der Eintauchtiefe der Elektroden in die Schlacke zu ermöglichen, derart, daß die feuerfeste Verkleidung der Ofensohle und der Ofenwände sich in zufriedenstellender Weise verhält.Another object of the present invention is to provide a control of the depth of immersion of the electrodes in to allow the slag so that the refractory lining of the furnace bottom and the furnace walls are in a more satisfactory manner Behaves wisely.

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Eine v/eitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Ofen und seine elektrischen Zusatzeinrichtungen derart anzuordnen, daß die gesamte Einrichtung den Pxedingungeri des guten Punktionierens und der Selbstauskleidung (Autogarnissage) entspricht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nun dadurch gekennzeichnet, daß man in den zentralen Bereich eines Elektroofens die flüssige Schlacke sowie ein klassisches und wirtschaftliches kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel einführt, das vorzugsweise weniger als 8 $ flüchtiger Materialien enthält und dessen Korngröße unterhalb 50 nun liegt, wobei 80 ⁽fo der Teilchen eine Korngröße oberhalb 0,15 mm aufweisen und dieses Reduktionsmittel progressiv gleichzeitig und/oder zwischen den Schlackensugaben zugeführt wird, wobei die Menge des Reduktionsmittels derart ausgewählt ist» daß sie einerseits die stöchiometrischen Verhältnisse der einfachsten Reduktionsreaktionen zufriedenstellt, nach denen der gesamte zugeführte Kohlenstoff un ter Bildung von Kohlenmonoxid mit dem Sauerstoff des Teils der Qxyäe reagiert, die reduziert werden sollen und anderer seits es gestattet, das Gußeisen zu carburieren, wobei die Eintauchtiefe der Elektroden des Elektroofens in das Schlackenbad zwischen 30 und 50 cm beträgt.A further object of the invention is to arrange the furnace and its additional electrical devices in such a way that the entire device complies with the requirements of good puncturing and self-lining (car garnissage). The process of the invention is now characterized in that one introduces into the central portion of an electric furnace, the molten slag as well as a classic and economical carbonaceous reducing agent, which preferably contains less than 8 $ volatile materials and whose grain size is below 50 now, with 80 ^(fo the Particles have a grain size above 0.15 mm and this reducing agent is added progressively at the same time and / or between the additions of slag, the amount of reducing agent being selected in such a way that on the one hand it satisfies the stoichiometric ratios of the simplest reduction reactions, according to which all of the supplied carbon is un ter formation of carbon monoxide reacts with the oxygen of the part of the Qxyäe that are to be reduced and, on the other hand, allows the cast iron to be carburized, the immersion depth of the electrodes of the electric furnace in the slag bath being between 30 and 50 cm ägt.

Me erfindungsgemäße Torrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, ist durch einen Elektroofen mit magnesiumhaltiger feuerfester Auskleidung gekennzeichnet.Me gate direction according to the invention, which is used to carry out the method according to the invention is used is through an electric furnace with a magnesium-containing refractory lining marked.

Die vorliegende Erfindung umfaßt außer den oben genannten Einrichtungen gewisse andere Einrichtungen, die vorzugsweise gleichzeitig verwendet werden, die im folgenden näher "beschrieben werden.The present invention includes certain other devices in addition to the above devices, which are preferred are used simultaneously, which are described in more detail below will.

Anhand den in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsforwen wird die Erfindung im folgenden beispielweise näher erläutert.With reference to the preferred shown in the accompanying drawings The invention will be carried out in the following for example explained in more detail.

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Pig. 1 seigt einen schema ti schon Teilschnitt des erfindungsgemäß verwendeten Elektroofens,Pig. 1 shows a schema ti already partial section of the invention used electric furnace,

3?ig. 2 stellt ein Diagramm dar, das das erfindurigsgemäße V er fahr· en erläutert.3? Ig. Figure 2 is a diagram illustrating the inventive Processes explained.

lach der Behandlung der lateritischen Erze, um das Nickel zu extrahieren, erhält man einerseits ein geschmolzenes ü'erro« nickel, das anschließend im Konverter angereichert wird und andererseits eine flüssige eisenreiche Schlacke.After treating the lateritic ores in order to extract the nickel, one obtains, on the one hand, a molten over-nickel, which is then enriched in the converter, and, on the other hand, a liquid, iron-rich slag.

Diese flüssige !Schlacke wird dem erfindungsgemäßen Verfah- ™ ren unterworfen, um das Eisen, das darin in Porm von Oxyden enthalten ist, zu gewinnen.This liquid slag is used in the process according to the invention to extract the iron contained in it in the form of oxides.

Um dies zu tun wird die Schlacke in flüssigem Zustand in einen Elektroofen mit Soederberg-Elektroden eingeführt, wobei der Transport 2.B. mit Hilfe von Pfannen erfolgt, die mit hochfeuerfestem Siliciumdioxydaluminiurnoxyd-Steinen ausgekleidet sind.To do this, the slag is in a liquid state introduced an electric furnace with Soederberg electrodes, whereby the transport 2.B. takes place with the help of pans, which are lined with highly refractory silicon dioxide-aluminum oxide bricks are.

Gleichseitig, oder kurz bevor man die Schlacke zugibt, gibt man in diesen Ofen ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel ein, dessen Korngröße erfindungsgemäß unterhalb 50 isra liegt, f wobei 80 ^a/o der Teilchen des Reduktionsmittels eine Korngröße oberhalb 0,15 mm aufweisen. Aufgrund dieser Korngröße vereinigt sich lediglich ein relativ geringer Teil des kolilensüoffhaltigon Reduktionsmittels heftig mit der eingeführten Schlacke, wogegen der Hauptteil des Reduktions-Mitteln aufgrund seiner geringen Dichte auf der Oberfläche des Bades schwimmt und eine glühende Schicht bildet, die einen Schutzschirm bildet, der die Verluste an Kalorien durch Strahlung begrenzt»At the same time, or shortly before the slag is added, a carbonaceous reducing agent is introduced into this furnace, the grain size of which is below 50 mm according to the invention, with 80 ^a / o of the particles of the reducing agent having a grain size above 0.15 mm. Due to this grain size, only a relatively small part of the kolilensüoffhaltigon reducing agent combines violently with the introduced slag, whereas the main part of the reducing agent, due to its low density, floats on the surface of the bath and forms a glowing layer that forms a protective screen that prevents losses limited in calories by radiation »

Die Zugabe des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, die dieThe addition of the carbonaceous reducing agent that the

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einzige Zugabe zürn Elektroofen mit Amms-hme der Schlacke selbst bildet "und die gleichzeitig mit der Zuführung der Schlacke oder wie weiter oben angegeben, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beschiekungsvorgängeri erfolgt, kann sich über mehrere Minuten erstrecken» Diese Besehickungsweise gestattet es, das Reduktionsgas wieder au gewinnen.The only addition to the electric furnace with a collector of the slag itself forms "and which simultaneously with the supply of the Slag or as indicated above, between two consecutive ones Beschiekungsvoregoi takes place, can extend over several minutes »This way of viewing allows the reducing gas to be recovered.

Die Menge des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels ist derart ausgewählt, daß aio nicht nur den stcichiometrisehen Verhältnis β en der, einfachsten ReduktioYisreaktionen entspricht, gemäß denen der gesamte vorhandene Kohlenstoff mit dem Sauerstoff des Teils der Oxyde, die reduziert werden sollen, ÖO bildet, sondern daß auch eine Carburierung I)KV/. ein Aufkohlen des Gußeisens möglich wird. The amount of the carbon-containing reducing agent is selected in such a way that aio corresponds not only to the stichiometric ratio β en of the simplest reduction reactions, according to which all the carbon present forms with the oxygen of the part of the oxides that are to be reduced, but also one Carburization I) KV /. a carburization of the cast iron becomes possible.

Aufgrund dor Auswahl der Menge an kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel weißt die Rückütanüssehlacke einen Eisengehalt iß Bereich von 6 $ auf, übersteigt der Chromgehalt des Gußeisens 3 bis 5,5 f° nicht und beträgt der Kohlenstoffgehalt des Gußeisens J5 °ß>. Due dor selecting the amount of the carbonaceous reducing agent Rückütanüssehlacke know an iron content eat the range of 6 to $ exceeds the chromium content of the cast iron 3 to 5.5 ° f is not and the carbon content of the cast iron J5 ° ß>.

Diese Auswahl, ist das Ergebnis einer Rihe von Untersuchungen und mit Hilfe eier Untersuchungsergelmisse wurde das Diagramm der !ig. 2 gezeichnet, das zwei Kurven umfaßt, die mit I und Überzeichnet sind und das gleichzeitig den Cr- bzw. C-Gehalt des erhaltenen Gußeisens in Abhängigkeit 7Avm Eisengehalt der Schlacke zeigt.This selection is the result of a series of investigations and with the help of a number of investigation findings, the diagram of the! Ig. Drawn 2, comprising two curves I and exaggerated and the same time shows the Cr- and C-content of the obtained cast iron depending 7Avm iron content of the slag.

Das genannte Gußeisen, das Chrom-bzw. Kohlenstoffgehalte von etwa 3 $ auf v/eist, ist aufgrund seiner Eigenschaften, die für eine weitere metallurgische Aufarbeitung intereo-fjant sind, von Yorteil,The said cast iron, the chrome or. Carbon contents from about 3 $ to v / eist, is due to its properties, the intereo-fjant for further metallurgical processing are, by Yorteil,

Da der Kohlenstoffgehalt des Gußeisens im Bereich von 3 /» liegt, ist dessen Pluidität für die weiteren HandhabungenSince the carbon content of cast iron is in the range of 3 / » is its pluidity for further handling

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ausreichend; weiterhin ergeben sich bei einem Chromgehalt der gleichen Größenordnung keine Schwierigkeiten im Moment der Umwandlung -und der erhaltene Stahl erreicht somit leicht einen Chromgehalt unterhalb 0,5 ^c/>* Bs wurde gefunden, daß ein derartiger Stahl in unerwarteter Weise gute Duktilitätseigenschaften aufwies, so daß er bei üblichen Verwendung gy/ ei.*3 en 'wie weicher Stahl verwendbar ist.sufficient; furthermore, with a chromium content of the same order of magnitude, there are no difficulties at the moment of conversion - and the steel obtained thus easily reaches a chromium content below 0.5 ^c /> * Bs. It was found that such a steel unexpectedly had good ductility properties, so that it can be used like soft steel in normal use.

Die Zuführung der Schlacke und des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in den Elektroofen erfolgt -durch eine zentrale Öffnung. JThe feeding of the slag and the carbonaceous reducing agent into the electric furnace takes place through a central opening. J

Es ist vorteilhaft, gleichzeitig eine periphere Beschickung vorzusehen, die eine Selbstauskleidung des Ofen begünstigt und für welchen Zweck man vorteilhafterweise eine abgekühlte und grobgemahlene Schlacke verwendet, die aus der Arireicherungsbehandlung für Perronickellegierung im Konverter herstammt. Der endotherme Charakter und die Geschwindigkeit der Reaktionen, die in dem Ofen ablaufen, sind derartig, daß die Zuführung der Beschickung eine praktisch sofortige Absenkung dex' !Temperatur der Schlacke hervorruft, was die Regelung des Ofens erleichtert und die Selbstauskleidung durch die zugeführte Schlacke schützt»It is advantageous at the same time to provide a peripheral loading, which favors a self-lining of the furnace and for what purpose it is advantageous to use a cooled and coarsely ground slag obtained from the ari enrichment treatment for platform nickel alloy in the converter. The endothermic character and the speed of the reactions taking place in the furnace are such that the addition of the feed is practically instantaneous Lowering the dex 'temperature of the slag, which facilitates the regulation of the furnace and the self-lining protects through the added slag »

Der verwendete Elektroofen, der im folgenden genauer beschrieben wird, ist ein Ofen mit untergetauchtem lichtbogen und mit nicht-bedecktem Bad.The electric furnace used, which is described in more detail below, is a submerged arc furnace and with uncovered bath.

In diesem Elektroofen ist die Eintauchtiefe der Elektroden derart ausgewählt, daß der Wert des elektrischen Leistungsfaktors cos'/ zwischen 0,88 und 0,92 liegt, was einer Eintauchtiefe von etwa 30 cm entspricht, wobei der cos ψ bei einem elektrischen Reduktionsofen folgendes Verhältnis darstellt:In this electric furnace, the immersion depth of the electrodes is selected so that the value of the electrical power factor cos' / is between 0.88 and 0.92, which corresponds to an immersion depth of about 30 cm, the cos ψ in an electric reduction furnace being the following ratio :

983070474983070474

nut gliche J^gj[jSJ^O^)just like J ^ gj [jSJ ^ O ^)

gesarate elektrische Energie (KVA)total electrical energy (KVA)

Während bei vergleichbaren elektrischen Induktionsöfen der Wert von cos ψ normalerweise oberhalb 0,95 liegt, ist die hier gewählte Auswahl von cos ψ 'von der Notwendigkeit bedingt, die Elektroden bei einer Eintauchtiefe zu halten, die gleichzeitig gering genug ist, so daß die Ofensohle nicht angegriffen wird und andererseits groß genug ist. um zu vermeidenj daß der elektrische Strom lediglich durch den größten Teil der gut leitenden Schicht fließt, die an der Oberfläche des Bades durch das Reduktionsmittel gebildet wird. Diese Schicht, die somit mit den Elektroden in Kontakt ist, und deren Anwesenheit normalerweise das Eintauchniveau der Elelctroden vermindern würde, verringert die Abnutzung der Elektroden« While the value of cos ψ is normally above 0.95 in comparable electric induction furnaces, the selection of cos ψ 'chosen here is due to the need to keep the electrodes at an immersion depth that is at the same time small enough that the furnace bottom does not is attacked and on the other hand is big enough. in order to avoid that the electric current only flows through most of the highly conductive layer which is formed on the surface of the bath by the reducing agent. This layer, which is thus in contact with the electrodes, and the presence of which would normally reduce the level of immersion of the electrodes, reduces the wear and tear on the electrodes.

In der Praxis erfolgt die Regulierung der Eintauchtiefe der Elektroden um den cos T auf den gewünschten Wert einzustellen und um die Kalorien in einer genügenden !Tiefe zu verteilen, kontinuierlich und die Eintauchtiefe ,«schwankt im Mittel utb einen V'ert von etwa 50 ca unterhalb aer Oberfläche der Schlacke, In practice, the regulation of the depth of immersion of the electrodes set to the desired value for the cos t and to distribute the calories in a sufficient! Depth, continuously, and the depth of immersion, "varies on average utb a V'ert of about 50 meters below the surface of the slag,

Die feuerfeste Verkleidung des Bodens \mö. der Ofeirwände erfolgt erfindung.sgeiaäß durch Magnesia-Steine* Diese Steine werden durch das Gußeisen nicht angegriffen und es wurde beobachtet, daß der Angriff dieser Steine durch die Schlacke aufgrund der Selbstauskleitfung stabilisiert und gestoppt wurde und dies trotz der geringen Baniirj tat dor Schlacke ^r/iCa0 + # HaO ,The fireproof lining of the floor \ mö. the Ofeirwände erfindung.sgeiaäß carried by magnesia bricks * These stones are not attacked by the cast iron, and it was observed that the engagement of these stones was stabilized by the slag due to the Selbstauskleitfung and stopped in spite of the low Baniirj did dor slag ^r / iCa0 + # HaO,

/0 (J.i Up / 0 (Ji Up

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Das Innere des Ofens hält man unt.er einem leichten Überdruck von einigen Millimeter V/a s scr säule, um eine reduzierende Atmosphäre aufrechtzuerhalten.The inside of the oven is kept under a slight overpressure of a few millimeters V / a s scr column to maintain a reducing atmosphere.

Das ain Austritt des Elektroofens erhaltene Gußeisen wird einer Desulfurierung unterworfen und in Stahl umgewandelt.The cast iron obtained at the exit of the electric furnace is subjected to desulfurization and converted into steel.

Die Desulfurierung erfolgt durch Zugabe von einer Mischung von Ferrosilicrum und NapGO^ zu der Abstichwanne im Moment des Abstichs des Gußeisens; und andere Zugaben erfolgen während des Umfüllens in eine zweite Wanne und in dem Moment, \ da das Gußeisen in die erste Wanne zurückgeführt wird. So wird der Schwefelgehalt des Gußeisens auf einen Wert von unterhalb 0^06 ⁰Ja gesenkt; es ist daher möglich, klassische kohlenstoffhaltige Brennstoffe zu vorwenden, die normalerweise als zu schwefelhaltig betrachtet werden, was in wirtschaftlicher Hinsicht einen Vorteil darstellt.Desulfurization is carried out by adding a mixture of ferrosilicon and NapGO ^ to the tapping pan at the moment the cast iron is tapped; and other additions are made during the transfer in a second well and at the moment \ because the cast iron is recycled to the first well. So the sulfur content of the cast iron is reduced to a value below 0 ^ 06 ⁰ Yes ; it is therefore possible to use classic carbonaceous fuels, which are normally considered to be too sulphurous, which is an advantage from an economic point of view.

Was die Umwandlung des Gußeisens anbetrifft, so erfolgt sie in bekannter Weise durch Sauerstoffνerblasen. Es wurde gefunden_$ daß der Chromgehalt dieses Gußeisens bei den erfindungsgemäßen Bedingungen während des Sauorstoffverblasens auf unterhalb 0,5 ^ gesenkt wurde, währenddem die Ausbeute i an Eisen zufriedenstellend blieb, d.h. oberhalb 90 ^c/o. As for the transformation of the cast iron, it takes place in a known manner by blowing oxygen. It has been found that the chromium content of this _$ cast iron was reduced in the inventive conditions during Sauorstoffverblasens to below 0.5 ^, whereas the yield i of iron remained satisfactory, ie above 90 ^c / o.

Der zur Behandlung des Gußeisens verwendete Elektroofen umfaßt, wie in yig. 1 gezeigt ist, ein Ofengestell 1 mit einer Hängedecke 2 und einer Ofensohle 3 sowie drei Elektroden 4, die an den Spitzen eines gleichzeitigen Dreiecks angeordnet sind, dessen Schwerpunkt in der Ofenachse liegt.The electric furnace used to treat the cast iron includes, as in yig. 1 is shown, an oven frame 1 with a suspended ceiling 2 and a furnace base 3 and three electrodes 4, which are arranged at the tips of a simultaneous triangle whose center of gravity lies in the furnace axis.

Bio Magnesia-Steino 5, die so ausgestaltet und angeordnet sind, daß dio Ofensohle eine konkave .form aufweist, bilden drei übereinanderliegende Schichten und sind von einerBio Magnesia Steino 5, designed and arranged are that the oven sole has a concave shape three superimposed layers and are of one

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- ίο -- ίο -

Schicht zur anderen gegeneinander versetzt angeordnet.Layer to the other arranged offset from one another.

Es ist vorteilhaft, Nuten 7 und entsprechende Rippen bzw. Federn 8 bei jedem der Steine 5, wie gezeigt, anzubringen und so zv/ei benachbarte Steine miteinander zu vereinigen, wodurch das Zusaniiaenhaf ten der Ofensohle gesteigert wird»It is advantageous to make grooves 7 and corresponding ribs or tongues 8 on each of the stones 5, as shown, and thus to unite two neighboring stones with one another, thereby increasing the adhesion of the furnace base »

"Die drei Steinschichten 5 v/erden von zwei Schichten 10 aus Magnesia-Steinen getragen, die flach angeordnet sind und die ihrerseits, wie in der Zeichnung gezeigt, durch das Mauerwerk 11 aus Siliciumdioxydaluminiiimoxyd-Steinen getragen werden."The three stone layers 5 are grounded from two layers 10 Magnesia stones carried, which are arranged flat and which in turn, as shown in the drawing, carried by the masonry 11 of silica-aluminumimoxide bricks will.

Wie die Steine 5, die die Ofensohle bilden, Bind die Wände 12 des Ofens aus Magnesia-Steinen 15 unterschiedlicher iri, wie in der Zeichnung gezeigt, aufgebaut.Like the stones 5 that make up the bottom of the furnace, bind the walls 12 of the furnace made of magnesia bricks 15 different iri as shown in the drawing.

Die so gebildete Steinauskleidung lot im Inneren eines Ofengestelles 1 angeordnet, wobei eine Zwischenschicht 14 aus einem leitenden und relativ plastischen Material, v/ie aus Jilektrodeniaasse, angeordnet ist und ein WasserberieserimgBsystem auf der Oberfläche des Ofengestelles, das nicht gezeigt ist, eine Abkühlung des letzteren sicher stellt,The stone lining thus formed solder inside one Furnace frame 1 arranged, with an intermediate layer 14 made of a conductive and relatively plastic material, v / ie made of jilektoriaasse, is arranged and a water sprinkler system on the surface of the furnace frame, which is not shown, a cooling of the latter is guaranteed represents,

Die Decke 2 ist aus hochfeuorfesten Steinen 15 iait hohem Aluiainiuißoxydgehalt aufgebaut»The ceiling 2 is made of highly fire-resistant stones 15 iait high Aluminum oxide content built up »

V/ie in Fig. 1 gezeigt, enthält der Ofen ein Bad, das eine G υ Sg is en schicht 16, eine Schlackenschicht 17 und. eine Schicht 18 aus kohlenstoffhaltigem Reduktionsmittel umfaßt und die Elektroden 4 tauchen in dieses Bad ein, wobei deren äußerstes Ende sich innerhalb dor Schlackensohicht befindet.As shown in FIG. 1, the furnace contains a bath which has a cast layer 16, a slag layer 17 and. comprises a layer 18 of carbonaceous reducing agent and the electrodes 4 are immersed in this bath, the extreme end of which is inside the slag layer.

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An der Stelle, an der die Elektroden durch die Decke 2 treten _f ist diese durch ausgekleidete Hüllrohre 19 (äle nur für eine der Elektroden gezeigt sind) geschützt und die Elektroden werden an ihrem oberen 'feil durch einen elektrisch gesteuerten Mechanismus 20 gehalten, dessen Einzelheiten nickt genauer angegeben sind und der die Steuerung sicherstellt, d.h. das Ausmaß des Eintauchens der Elektroden in die Schlackenschicht 17.At the point where the electrodes pass through the ceiling 2 _f is this by-lined cladding tubes 19 (AELE only one of the electrodes are shown) protected and the electrodes are displayed for sale at its upper 'by an electrically controlled mechanism 20, the details Nods are specified in more detail and which ensures the control, ie the extent to which the electrodes are immersed in the slag layer 17.

Der Mechanismus 20 als aucli die Einrichtungen zur zentralen Beschickung und die zur peripheren Beschickung., von denen noch, die Sede sein vrird, werden durch ein schematisch, ange- M gebenes Gerüst 21 getragen.The mechanism 20 as the means aucli input to the central feed and which are used for peripheral feed. Of which, vrird be the Sede even by a schematically reasonable M frame 21 worn.

Die zentralen Besehickungseinrichtungen umfassen einen Beschickungsschacht 22, EU dem einerseits mit Hilfe dor Einrichtungen 25 das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel aus einem Fülltrichter 24 und andererseits mit Hilfe der, wie in der Figur gezeigten beweglichen Einrichtungen 25 die zu behandelnde flüssige Schlacke aus einer Pfanne 26 eingeführt vierden.The central loading devices comprise a loading shaft 22, EU on the one hand with the help of the institutions 25 the carbonaceous reducing agent a hopper 24 and, on the other hand, with the aid of the movable devices 25 as shown in the figure Liquid slag to be treated is introduced from a pan 26 Vierden.

Der Beschickungsschacht 22 wird durch ein ausgekleidetes Teil gebildet, das die so in der Ofendecke befindliche Be- i schickungsöffnung schützt und dieses Teil ist seinerseits " gegen das Auftreffen der Schlacke geschützt, die mit Hilfe eines anderen ausgekleideten Bauteiles 27» das leicht aus~ tauschbar ist und das von der S chlack en einführung s einrichtung 25 getragen wird, zugeführt wird.The feed shaft 22 is formed by a lined part, which protects the loading located as in the furnace roof i schickungsöffnung and this portion is in turn protected "against the impingement of slag which is easily with the help of another lined component 27" of ~ interchangeably and which is carried by the slag introduction device 25 is fed.

Eine Gruppe von Vorratsgefäßen oder Fülltrichtern 28, die am Umfang des Ofens angeordnet sind und die von dem genannten Gerüst getragen werden, dienen zur peripheren Beschickung mit Hilfe von Mscnrchren 29, die oberhalb vonA group of storage vessels or hoppers 28 that are arranged on the periphery of the furnace and those of the aforementioned Scaffold are carried, serve for peripheral loading with the help of Mscnrchren 29, which above

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Fülltrichtern 29a enden, die ihrerseits durch die Decke 2 führen. Sie Fülltrichter 29a umfassen schematisch gezeichnete Verschlußeinrichtungen 29b, mit Hilfe derer es möglich ist, eine reduzierende Atmosphäre im Inneren des Elektroofens aufrechtzuerhalten und der Füllschacht 22 umfaßt ebenfalls Schließeinrichtungen 22a,^die auf dem Flansch 22b aufsitzen können. Die Selbstauskleidung, die durch die periphere Beschickung begünstigt wird, ist schematisch an der Stelle 30 gezeigt.Filling funnels 29a end, which in turn pass through the ceiling 2 to lead. The hopper 29a comprise schematically drawn closure devices 29b, with the help of which it is possible is to maintain a reducing atmosphere inside the electric furnace and the feed chute 22 comprises also locking devices 22a, ^ on the flange 22b can sit up. The self-lining, which is favored by the peripheral loading, is schematically on the Point 30 shown.

ist vorteilhaft, die Zuführungssteilen der periphere!! Beschickung unter Berücksichtigung der Lage der zwei Abstichlöcher und der drei Elektroden anzuordnen» is beneficial to the supply parts of the peripheral !! To arrange the loading taking into account the position of the two tap holes and the three electrodes »

Zwei Abstichöffnungen 31 und 32 sind zum Abstechen des Gußeisens bzw. der Schlacke vorgesehen.Two tap openings 31 and 32 are for tapping the cast iron or the slag provided.

Die Abstichlöcher 31 und 32 sind, wie in der Figur gezeigt, bekannter klassischer Konstruktion.The tap holes 31 and 32 are, as shown in the figure , of known classical construction.

In einer bevorzugten Ausführungsform wurden gute Ergebnisse -erzielt, mit Hilfe eines Ofens, dessen innerer Durchmesser 12 in und dessen innere Höhe 4 m betrug und der drei Soederber g-Elektrοden mit einem Durchmesser von 1,30 m aufwies, die an den Spitzen eines gleichzeitigen Dreiecks mit einer Seitenlänge von 3j3 ε angeordnet waren und diese Elektroden eine Leistung von 16 000 kVA abgaben.In a preferred embodiment, the results have been good -Achieved with the help of a furnace, the inner diameter of which was 12 in and the inner height of which was 4 m and the three Soederber had g-electrodes with a diameter of 1.30 m, which were arranged at the tips of a simultaneous triangle with a side length of 3j3 ε and these electrodes deliver an output of 16,000 kVA.

Die Menge Gußeisen, die in dem Ofen enthalten ist, beträgt etwa 300 Tonnen und die Dicke der Schlackenschicht f50 bis 80 cm. Die Abstichlöcher 31 und 32 sind mit einer Höhendifferenz von etwa 50 cm angeordnet und ein Eisenabstich von 15 !Tonnen erfolgt alle 2 Stunden.The amount of cast iron contained in the furnace is about 300 tons and the thickness of the slag layer f 50 to 80 cm. The tap holes 31 and 32 are arranged with a height difference of about 50 cm and an iron tap of 15 tons takes place every 2 hours.

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Das folgende Beispiel soll das 'erfindungsgemäße Verfahren anhand des genannten Ofens weiter erläutern.The following example is intended to explain the method according to the invention further using the oven mentioned.

B e i a ρ i e 1 B eia ρ ie 1

Eine Menge von 15 Tonnen einer Schlacke, deren Eisengehalt 40,1 io beträgt und deren Zusammensetzung in Proaent die folgende ist:A quantity of 15 tons of a slag, the iron content of which is 40.1 io and the composition of which in percent is as follows:

FeO Fe₉O,, CaO SiO₉ Al₉O, Cr₉O, MgO SMFeO Fe ₉ O, CaO SiO ₉ Al ₉ O, Cr ₉ O, MgO SM

42,7 9,8 6,8 19,8 14,7 3,1 2,1 0,18 0,1342.7 9.8 6.8 19.8 14.7 3.1 2.1 0.18 0.13

wird in einen Elektroofen (mit den oben angegebenen Eigenschaften) eingeführt, nachdem man in den gleichen Ofen eine Menge von 2 100 kg (140 kg pro Tonne Schlacke) Koks mit einea* Korngröße zwischen 15 und 30 mm eingeführt hat und dessen Zusammensetzung die folgende ist:is placed in an electric furnace (with the properties given above) introduced after adding an amount of 2100 kg (140 kg per ton of slag) coke to the same furnace a * has introduced a grain size between 15 and 30 mm and the composition of which is the following:

fest flüchtige Materialien Asche Ssolid volatile materials ash S

83,6 io 4,3 ⁰Jo "11,1 £ 0,7 $S Der Feuchtigkeitsgehalt des Koks beträgt etwa 10 $.83.6 io 4.3 ⁰ Jo "11.1 £ 0.7 $ S The moisture content of the coke is about 10 $.

Während des Betriebes führt man an der Peripherie des Ofens abkühlende grob zerkleinerte Schlacke ein, die von der Ferronickelumwandlung herstammt und mehr als 60 °ß> Eisen enthält. Die Korngröße dieser Schlacke liegt unterhalb 50 mm. Die Zugabe erfolgt absatzweise und in Abhängigkeit von der Anzeige von Pyrometern, die um die Ofenwand herum, insbesondere in der Höhe des Schlackenbades angeordnet sind, einer Stelle, an der man eine ausreichende Selbstauskleidung aufrechterhalten muß, um den Angriff durch die Schlacke zu bekämpfen.During operation, cooling, coarsely crushed slag is introduced at the periphery of the furnace, which comes from ferronickel conversion and contains more than 60 ° ß> iron. The grain size of this slag is below 50 mm. The addition takes place intermittently and depending on the display of pyrometers which are arranged around the furnace wall, especially at the level of the slag bath, a point at which sufficient self-lining must be maintained in order to combat the attack by the slag.

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-H--H-

Die prozentuale Zusammensetzung des unter diesen Bedingungen gebildeten Gußeisens ist die folgende:The percentage composition of the cast iron formed under these conditions is as follows:

Cr Si Mn P S Ni ■ FeCr Si Mn P S Ni ■ Fe

3,2 3,1 . 0,2 0,1 0,07 0,40 0,40 92,533.2 3.1. 0.2 0.1 0.07 0.40 0.40 92.53

Die Zusammensetzung der verbleibenden Schlacke ist die folgende:The composition of the remaining slag is that the following:

Pe PeO CaO SiO „ AIpO-, Cr₉O_x MgOPe PeO CaO SiO "AlpO-, Cr ₉ O _x MgO

6,5 8,4 14,5 39,8 29,5 2,1 4,16.5 8.4 14.5 39.8 29.5 2.1 4.1

Am Austritt des Ofens wird das so gewonnene Gußeisen in Yfennen von 15 Tonnen abgestochen und der De sulfurierung unterworfen. Dazu gibt man während des Abstiches PeSi und Natriumcarbonat in die Wanne und diese Zugabe erfolgt so, daß sie beendigt ist, wenn die Wanne zu 70 °ß> gefüllt ist. Die zugegebene Si-Menge beträgt etwa 1 $ der Gußeisenmenge, während die Gesamtmenge von zugegebenem Ha₂CO, 2,5 $ der Gußeisenmenge erreicht. Das· Natriumcarbonat wird.in drei Stufen zugegeben:At the exit of the furnace, the cast iron obtained in this way is tapped into 15-tonne ovens and subjected to desulfurization. For this purpose, PeSi and sodium carbonate are added to the tub during tapping and this addition is carried out in such a way that it is completed when the tub is filled to 70 ° ß>. The amount of Si added is about $ 1 of the amount of cast iron, while the total amount of Ha ₂ CO added reaches $ 2.5 of the amount of cast iron. The sodium carbonate is added in three stages:

1 fo während des Ofenabstiches in die Wanne gleichseitig mit dem Perrosilicium,1 fo during the furnace tapping into the tub on the same side as the perrosilicon,

1 ⁰Jo während der Überführung in eine zweite Wanne, und1 ⁰ Jo during the transfer to a second tub, and

0,5 $ während des Umfallens des Inhalts der zweiten Wanne in die erste Wanne»$ 0.5 while the contents of the second tub were falling over in the first tub »

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Aufgrund der in der beschriebenen Weise durchgeführten Desulfuri.erung erreicht man Schwefelgehalte von weniger als 0,06 fo. Due to the desulfurization carried out in the manner described, sulfur contents of less than 0.06 % are achieved.

Die Umwandlung des so entschwefelten Gußeisens wird in einem 15-!Donnen-Konverter bevrLrkt. Das Sauerstoffverblasen v/ird bis zu einem Kohlenstoffgehalt von unterhalb 0_f10 $ durchgeführt. Die Eisenausbetvfce beträgt 92 %> und die Zusammensetzung des Stahles nach dem Frischen ergibt sich in Prozent wie folgt:The cast iron desulphurised in this way is converted in a 15-minute converter. The Sauerstoffverblasen v / ill be up to a carbon content of carried out below 0 _f $ 10. The iron conversion is 92 %> and the composition of the steel after refining results in percent as follows:

C Si Mn PS Cr PeC Si Mn PS Cr Pe

0,08 Spuren Spuren' 0,04 0,04 0,53 99,30.08 lanes lanes' 0.04 0.04 0.53 99.3

Die Zusammensetzung nach der Desoxydation, die teilweise in dem gleichen Konverter erfolgt, ist die folgende, ausgedrückt in Prozenten:The composition after deoxidation, partly in the same converter, the following is expressed as a percentage:

Si Mn P S Or PeSi Mn P S Or Pe

0,12 0,25 0,65 0,04 0,04 1,12 97,78 0.12 0.25 0.65 0.04 0.04 1.12 97.78

Die mechanischen Eigenschaften des so erhaltenen Stahles sind:The mechanical properties of the steel thus obtained are:

Zugfestigkeit (kg/mm²) 47,1 Tensile strength (kg / mm ² ) 47.1

Str e ckgr en ζ e ( kg/mm'') 34,1 Stretch size (kg / mm '') 34.1

Dehnung $ 30Stretch $ 30

Brucheinschnürung $ . 63»Fractional constriction $. 63 »

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Am Austritt des Konverters wird der so erhaltene Stahl kontinuierlich in eine Vorrichtung abgestochen, die Stränge mit einem Querschnitt von 80 χ 80 nun produziert. Die ]?luidität des so erhaltenen Stahles ist ausreichend, um Stränge mit einem derartig geringen Querschnitt abstechen zu können.At the exit of the converter, the steel obtained in this way is continuously tapped into a device, the strands with a cross-section of 80 χ 80 now produced. the The fluidity of the steel obtained in this way is sufficient to cut off strands with such a small cross section to be able to.

Dieser Stahl ist trotz seines relativ hohen Chroiagehaltes weich und ist s.B« sur Herstellung von Baustahl (Betonstahl) geeignet.This steel is despite its relatively high chrome content soft and is s.B «sur production of structural steel (reinforcing steel) suitable.

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Claims

PATENT CLAIMS

1.' Process for the treatment of iron-containing slag, which originate from the pyrometallurgy of latorite-containing nickel-containing and chromium-containing ores, characterized in that the liquid slag and a classic and economical carbon-containing reducing agent, which is preferably less than, are added to a central section of an electric furnace 8 $ of volatile materials contains υηά the grain size of which is below 50 ram, with 80 % of the particles having a grain size above 0.15 mm on iron and this reducing agent being added progressively at the same time and / or between individual slag supply processes and the amount of reducing agent being added in such a way is selected that on the one hand it corresponds to the stoichiometric ratios of the simplest reduction reactions, according to which all of the supplied carbon forms carbon monoxide with the oxygen of the part of the oxides that are to be reduced and on the other hand the amount a

a carburizing or carburizing of the cast iron allowed, and wherein the immersion depth of the electrodes of the electric furnace in the slag has between 20 and 50 cm.

2. The method according to claim 1, characterized in that a peripheral loading takes place with the aid of a solid cooling charge material that favors a self-lining of the furnace.

3. The method according to claim 2, characterized in that the peripherally supplied «cooling material is formed by slag, which from converting a Perro-

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nickel alloy.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the desulfurized cast iron to a value less than $ 0.50 * chromium in one converter is dechromed with an oxygen blower, the yield of iron, remains above $ 90 in the course of the conversion.

5. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized by an electric furnace with a highly refractory magnesia lining in the Area of the furnace base and the furnace walls »

6. Electric furnace according to claim 5, characterized by a furnace frame (1) with a suspended ceiling (2), a concave one Oven sole (3) with three layers on top of each other (5) of magnesia stones, electrodes (4), a layer (14) of conductive material between the magnesia stone layer (13) and the furnace outer wall is arranged, wobe.i the electrodes (4) extend so far down that they end within the slag tray (17) when the furnace is full.

7. Oven according to claim 6, characterized by a central charging shaft (22) and peripheral filling funnel (29a).

O. Oven according to claim 6, characterized in that the electrodes (4) are arranged at the tips of an equilateral triangle whose center of gravity lies in the furnace axis are.

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