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DE2116445B2 - Verfahren zur erzeugung von stahl - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von stahl

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DE2116445B2
DE2116445B2 DE19712116445 DE2116445A DE2116445B2 DE 2116445 B2 DE2116445 B2 DE 2116445B2 DE 19712116445 DE19712116445 DE 19712116445 DE 2116445 A DE2116445 A DE 2116445A DE 2116445 B2 DE2116445 B2 DE 2116445B2
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plasma torch
ore
melting hearth
transport path
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DE19712116445
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DE2116445C3 (de
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Klaus Dipl Ing 4300 Essen Waclawiczek Ritter von Herbert Wilhelm 4100 Duisburg Ermisch
Original Assignee
Fried Krupp GmbH, 4300 Essen
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Publication date
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Priority to FR7211487A priority patent/FR2132330B1/fr
Priority to ZA722269A priority patent/ZA722269B/xx
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Publication of DE2116445B2 publication Critical patent/DE2116445B2/de
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    • H05H1/24Generating plasma
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    • H05H1/32Plasma torches using an arc
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Description

Die Erfindun * betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Stahl aus feingemahlenen Reicherzen unter Verwendung eines Plasmabrenners, das kontinuierlich abläuft.
Es sind bereits Verfahren zur Erzeugung von Stahl aus Erzstaub mit hohem Eisengehalt bekannt, die jedoch mehr oder weniger diskontinuierlich ablaufen. In der Regel wird der Erzstaub miUels Reduktionsgasen in sogenannten Wirbelbetten reduziert und das aus diesen ausgetragene hocheisenhaltige Pulver zur Weiterverarbeitung in eirer üblichen Frischeinheit brikettiert. Die Brikettierung ist notwendig, da im Fall des Aufgebens von Eisenpulver in die Frischeinheit, dieses auch beim Einblasen unter hohem Druck die Schlacke in der Frischeinheit nicht durchdringt. Bei diesen Verfahren ist nicht nur die zwischengeschaltete Stufe der Brikettierung wegen ihrer Unwirtschaftlichkeit von Nachteil, sondern auch die nachgeschalteten konventionellen Frischverfahren arbeiten chargenweise und damit diskontinuierlich.
Es ist auch schon mehrfach vorgeschlagen worden, Plasmabrenner zur Stahlerzeugung zu verwenden: So ist es aus der Patentschrift 28 822 des Amtes für Erfindung- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannt, die üblichen metallurgischen Aggregate, wie Siemens-Martin öfen, Konverter, Lichtbogenofen zur Beheizung, vorzugsweise zur Zusatzbeheizung, mit einem Plasmabrenner zu versehen. Dabei können die zur Plasmaerzeugung verwendeten inerten Gase üblicher Art mit einem Zusatz von reduzierenden Gasen versehen oder die reduzierenden Gase als Trägergas verwendet werden (deutsche Offenlegungsscbrift 1 508 032). Ferner können dem Gas auch bekannte pulverförmige Reaktionsstoffe zur Reinigung des Schmelzflusses und auch zur Legierung zugesetzt werden.
Ähnlich wird bei dem aus der USA.-Patentschrift 3 347 766 bekannten Verfahren vorgegangen. Das dem aus inertem Gas gebildeten Plasmastrahl zugeführte reduzierende Gus wird in hochreaktivem
Zusf.nu in die Schlacke eines Metallbades eines Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Plasma-Herdofens eingeleitet und soll auf diese Weise den brenners im Schnitt,
Frischprozeß beschleunigen. Die Anode des Plasma- Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII
brenners ist im Herdofen angeordnet, was mit wesent- in F i g. 7,
lieh größerem Aufwand verbunden ist und die Strahl- 5 F i g. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in
Regulierung wegen der unterschiedlichen Bad- und F i g. 7 und
Schlackenhöhen sehr erschwert. Fig. 10 ein anderes Ausführungsbeispiel eines
Im »Journal or Metals«, Januar 1961, Seite 51 bis Plasmabrenners im Schnitt.
54, sind in allgemeiner Form Anwendungsmöglich- Wie aus F i g. 1 ersichtlich, werden die feingemah-
keiten des Plasmabrenners für die Metallurgie auf- io lenen Erze, die einen Mindesteisengehalt von etwa
gezeigt worden, z.B. auch der Einsatz für übliche 63 % haben sollen, dem Aufgabetrichter 1 zugeführt,
Schmelz- oder Frischöfea als Wärmequelle. Weiter aus dem sie in die Transportstrecke 2 gelangen. Der
wird darauf hingewiesen, daß eine Reduktion schwer Aufgabetrichter 1 mündet in einen Zerstäuber 3, in
zu reduzierender Metalloxide im Plasmastrahl unter dem das feinzermahlene Erz mittels heißem Reduk-
Zugabe von Kohlenstoff möglich ist und die Reoxida- 15 tionsgas zerstäubt und in Richtung der Längsachse
tion der gebildeten Metalle verhindert werden kann. der Transportstrecke 2 weitertransportiert wird. In
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht der durch Gasbeheizung auf die erforderliche Redukdie Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, bei tionstemperatur gehaltenen Tra^ portstrecke 2 wird einem kontinuierlichen Verfahren zur Stahlerzeugung der Erzstaub während des Weiterfansports gleichdie Wärmeverluste zu verringern und für die zu- 20 zeitig angereichert und anschließend in den Plasmagehörige Anlage mit niedrigen Kosten unJ einem strahl eines Lichtbogenplasmabrenners 4 eingeleitet, geringen Platzbedarf auszukommen. Die Erfindung der so dicht, wie anlagetechnisch möglich, an die besteht in erster Linie darin, daß das eingesetzte Erz Trans;, ortstrecke 2 angeschlossen ist.
zerstäubt, mittels Reduktionsgasen in einer geeigne- Für die Strahlbildung des Plasmastrahls wird dem ten beheizten Vorrichtung transportiert und gleich- 35 Lichtbogenplasmabrenner 4 über die Leitung 5 Ofenzeitig angereichert und anschließend in den in das abgas zugeführt, das zur Vermeidung von kurz-Bad eines Schmelzherdes eintauchenden Plasmastrahl schlußerzeugenden Brücken zuvor gereinigt wird. Der eines Plasmabrenners eingeleitet und gegebenenfalls in den Plasmastrahl durch Saugwirkung eingeleitete in wenigstens einer an den Schmelzherd angeschlos- Erzstaub wird mitgerissen, stark erhitzt und in gerinsenea Frischeinheit fortlaufend fertiggemacht wird. 30 gern Umfang weiter reduziert. Mit dem in das flüssige
Damit verbunden ist der weitere besondere Vor- Metallbad eines dem Plasmabrenner 4 zugeordneten
teil, daß der fortlaufend abgezogene fertige Stahl, Schmelzherdes 6 eintauchenden Plasmastrahl gelan-
insbesondere in einer Stranggußkokille und den daran gen die nunmehr flüssigen Erzstaubteilchen in die
angeschlossenen Walzstraßen, kontinuierlich weiter- Schmelze. Der Plasmastrahl, durch den deren Tem-
verarbeitet werden kann. 35 peratur auf etwa 1700° gehalten wi-d, irt so ein-
Aus den Abgasen der Frischeinheit sowie des gestellt, daß er soweit in die Schmelze hineinreicht.
Schmelzherdes in der Entstaubungsanlage rückge- daß die Schmelze im jeweils erforderlichen Umfang
wonnenes Eisenoxid, sogenannter LD-Staub, kann gui durchmischt wird. Da der reduzierte Erzstaub auf
im Kreislauf zurückgeführi und wieder verwertet seinem Weg bis in die Schmelze keinerlei Berührung
werden. 40 mit Sauerstoff hat, ist eine Wiederoxidation auch der
Die in der beheizten Vorrichtung begonnene Re- geschmolzenen Teilchen ausgeschlossen,
duktion der Erze wird im Plasmastrahl des Plasma- Im Schmelzherd 6 wird der Schmelze durch eine
brenners fortgesetzt und im Schmelzherd oder der Leitung 7 in einem Kalziumkarbid-Ofen 8 erschmol-
angeschlossenen prischeinheit beendet. zenes niedrig-prozentiges Kalziumkarbid im flüssigen
Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung wird 45 Zustand als Schlackenbildner fortlaufend zugegeben,
als Reduktionsgas ein Spaltgas verwendet, das mittels Dieser Schlackenbildner-Zusatz dient in erster Linie
Reaktorabwärme in einem beheizten Spaltrohr aus einer guten Entschwefelung der Schmelze; gleich-
Kohle, Öl oder Erdgas erzeugt wird. Auf diese Weise zeitig kann auch, falls erforderlich, der Kohleiistoff-
läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren mit einem gehfi'.t der Schmelze angehoben werden. Zur Erneue-
Kernkraftwerk äußerst wirtschaftlich kombinieren. 50 runu der Schlacke weist der Schmelzherd in Höhe des
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor- Badspiegels mindestens einen Überström-Tassenver-
gesehen, daß als Reduktionsgas ein Spaltgas ver- schluß 9 auf, durch den der Schlackenüberschuß
wendet wird, das durch die der beheizten Vorrich- fortlaufend abgezogen wird.
tung zugeführte Wärme in einem Spaltrohr aus Erd- Da im Schmelzherd 6 durch die Wirkung des
gas und Ofenabgas erzeugt wird. Hieraus resultiert 55 Plasmastrahls in geringem Umfang ein Frischprozeß
ein weiter verbesserter Wärrnehaushalt. abläuft, kann für den Fall, daß ein Stahl niederer
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungs- Qualität erzeugt werden soll, das Verfahren hier ab-
beispiele der Vorrichtung zur Durchführung des Ver- gebrochen werden. Zur Erzeugung von Stählen höhe-
fahrens nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt rer Qualität ist vorgesehen, daß an den Schmelzherd
Fig. 1 das Schema einer Stahlerzeugungsanlage, 60 eine oder mehrere. Frischeinheiten unmittelbar an-
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Transportstteckc geschlossen werden. Geeignet sind dafür alle Frischin größerem Maßstab, verfahren, die sich in einem Herdofen durchführen
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in lassen. Im Ausführungsbeispiel ist ein Sauerstoff-
Fig. 2, aufblas-Ofen 10 verwendet, der im Bereich seines
Fig. 4 und 5 jeweils 'in weiteres Ausführungs- 65 Bodens durch einen Kanal 11 unmittelbar mit dem
beispiel einer Transportstrecke, Schmelzherd 6 in Verbindung steht und durch wel-
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in chen die Schmelze in den Sauerstoflaufblas-Ofen 10
F i ε. 5, gelangt. Dieser Sauerstoffaufblas-Ofen 10, in dem in
üblicher Weise mittels einer Sauerstoffaufblas-Lanze Reaktor 26 eingebauten Spaltrohr 27 aus Kohle, öl 10' sowie mit Kalkstaubzusatz zur Schlackenbildung oder Erdgas erzeugt werden. Das in die beheizte Vorgefrischt wird, ermöglicht einen kontinuierlichen Ab- richtung eingebaute Spaltrohr kann dadurch in Fortzug des flüssigen Stahls. Der in dem an den Sauer- fall geraten. Weiter kann zum Anfahren des Prozesses stoffaufblas-Ofen 10 angeschlossenen Absaugkanal 5 heißes Heliumgas solange in die beheizte Vorrichtung 12 und in dem entsprechenden Absaugkanal 13 des eingeleitet werden, bis die ausreichende Gasmenge Schmelzherdes 6 mitgerissene LD-Staub wird in den zur Übernahme dieser Funktion erzeugt wird, wobei Gasreinigungsinlagen 14 ausgeschieden und dem das Abgas das Helium aus der beheizten Vorrichtung Aufgabetrichter 1 wieder zugeführt. Die verbrauchte austreibt. Daß dabei eine geringe Menge von Helium Schlacke wird im Sauerstoffaufblas-Ofen 10 ebenfalls io verlorengeht, ist unbedeutend. Ferner kann einem in fortlaufend abgezogen. Unter Umständen kann es den Reaktor 26 eingebauten Dampferzeuger 28 ein für den fortlaufenden Ablauf des Verfahrens vorteil- Dampfüberhitzer 29 vorgeschaltet werden, der mit haft sein, den Schmelzherd 6 sowie die Frischeinheit Ofenabgas betrieben wird. In den Dampfkreislauf mittels quer zur Fließrichtung der Schmelze angeord- eingeschaltet ist neben der mit einem Stromerzeuger netcn Trennwänden oder Schikanen zu unterteilen. 15 verbundenen Turbine 30 auch eine Anlage 31 zur Für die Beruhigung sowie für die Legierung des Gewinnung von benötigtem Sauerstoff und Stickstoff, flüssigen Stahles ist vorteilhafterweise an die Frisch- An den Reaktor 26 angeschlossen ist weiter ein einheit ein mit einer Vakuumanlage 15 verbundener Hcliumvcrsorgcr 32.
Legierungsvorherd 16 angeschlossen. Aus dem Sauer- An Stelle der Verbindung des Verfahrens mit stoffaufblas-Ofen 10 gelangt der flüssige Stahl durch 20 einem Reaktor sind auch andere Verbundanlagen ein Saugrohr 17 in Form von feinen Tröpfchen in möglich. Dafür ist besonders vorteilhaft, daß die Abden Legierungsvorherd 16 und verteilt sich auf dessen gase in im wesentlichen gleichbleibender Menge Badoberflächc. Die in einem Ferrolegierungs-Ofen anfallen, was für jede Art ihrer Verwertung von erschmolzenen und kontinuierlich zugegebenen Le- großem VorL^iI ist. Eine nicht unwesentliche Dampfgierungsbestandteile werden auf Grund von fort- 25 menge wird außerdem aus dem dem Plasmabrenner laufend gemessenen Werten der Stahlqualität, z. B. zugeführten Kühlwasser erzeugt, das ebenfalls dem durch Spektralanalyse, dosiert. Das Bad des Legie- Dampfkreislauf zugeführt werden kann,
rungsvorhcrdes 16 wird durch eine horizontal Die in Fig 1 dargestellte Trarisportstrecke 2 sei angeordnete Trennwand 19 in eine obere Durch- an Hand der Fig. 2 und 3 näher erläutert. Durch mischungs- und eine untere Beruhigungszone auf- 30 den Aufgabetrichter 1 gelangt das feinzermahlene. geteilt. Für die Durchmischung sorgt ein durch die erhitzte und getrocknete Erz, wie weiter oben bereits Lanze 20 eingeblasencr Stickstoff strahl. beschrieben, in den Zerstäuber 3. Von dort wird es Der flüssige fertige Stahl wird in die Kokille einer mittels Reduktionsgas in der hier als rohrförmices Stranggießanlage 21 eingeleitet, und in kontinuier- Wirbelbett 33 ausgebildeten Transportstrecke 2 verliehen Walzstraßen weiterverarbeitet. 35 wirbelt und in diesem Zustand weitergeleitet, bis es In erster Linie ist vorgesehen, als Reduktionsgas die Transportstrecke 2 über das an den Lichtbogenein Spaltgas zu verwenden, das aus Erdgas und Ofen- plasmabrenner 4 angeschlossene Austragsende 34 anabgas in einem Spaltrohr 35 erzeugt wird, das inner- gereichert wieder verläßt. Um die rohrförmige halb der beheizten Vorrichtung und sich um die Wirbelstreckc 33 ist ein Spaltrohr 35 sich um diese Transportstrecke 2 herumwindend angeordnet ist. 40 herumwindend angeordnet. In das Spaltrohr 35 wird Das in der Hauptsache aus Kohlendioxid bestehende bei 36 Erdgas eingeleitet, das in einer Ri "düse 37 Ofenabgas wird somit zum Teil im Kreislauf geführt mit über die Leitung 38 zugeführtem Kohlendioxid und die diesem innewohnende Wärme dem Prozeß aus den Ofenabgasen vermischt wird. Dieses Gemisch direkt nutzbar gemacht. Eine grobe Übersicht über wird im Spaltrohr 35 zu einem aus Kohlenmonoxid den auf diese Weise ablaufenden Prozeß liefert die 45 und Wasserstoff bestehenden Reduktionsgas gesüal-Summcnformel: ten. Die dafür sowie für die Erhitzung der Transport-Theoretisch wird also die Hälfte des abgeführten strecke 2 noch notwendige zusätzliche Wärme wird Kohlendioxids wieder zurückgeführt. Diese Werte über eine Abzweigung 39 der Leitung 38 in Form lassen sich praktisch selbstverständlich nicht er- von heißen Ofenabgasen der Transportstrecke 2 zureichen, da mit einem Überschuß an Reduktionsgas 50 geführt, die außerdem zur Stützung der Temperatur gefahren werden muß. Das Abgas enthält mehr oder mit einer isolierenden Ummantelung 40 umgeben ist. weniger große Mengen von Kohlenmonoxid, was Die heißen Ofenabgase verlassen die Transportwegen des kontinuierlichen Anfalls sehr gut in einer strecke 2 über die zum Kalkofen 25 führende Leitung Verbrennungsanlage, z. B. zur Dampferzeugung, ver- 24. Eine kurz vor dem Zerstäuber 3 einmündende wertet werden kann. Ein weiterer restlicher Teil der 55 Leitung 41 dient der Zuführung von Reduktions-Ofenabgase wird für die Erwärmung der beheizten gasen aus dem Kalziumkarbid-Ofen 8 sowie gegebe-Vorrichtung benötigt. nenfalls der Reduktionsgase, die im Spaltrohr 27 des
Reduktionsgas, bestehend aus etwa 85 0Zo Kohlen- Reaktors 26 erzeugt werden.
monoxid und Rest Wasserstoff und von hohem Rein- Die in Fig. 4 dargestellte beheizte Vorrichtung ist
heitsgrad. fällt außerdem im Kalziumkarbid-Ofen 8 60 ähnlich wie die nach F i g. 2 aufgebaut. An Stelle des
in einer Menge an, daß sich die direkte Zuführung rohrförmigen Wirbelbettes 33 ist hier ein Fließbett 42
zur Transportstrecke 2, wie durch die Leitung 23 an- für den Transport des Erzstaubs eingesetzt. Das
gedeutet, in jedem Fall lohnt. Das aus der beheizten Reduktionsgas gelangt durch die zwischen den Balken
Vorrichtung austretende Ofenabgas wird über die 43 angeordneten und schräg gestellten Düsen 44 auf
Leitung 24 dem Kalkofen 25 zugeführt. 65 der gesamten Transportlänge in die eigentliche
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Verfahren Reaktionskammer 45 des Fließbettes 42, wo es
im Verbund mit einer Kemreaktoranlage betrieben für den Weitertransport und die Anreicherung
wird. Das Reduktionsgas kann dabei in einem in den des Erzes sorgt. Eine ebenfalls mit einem Fließbett 42
(ο
versehene Ausführungsform einer beheizten Vorrichtung, bei der das Spaltrohr 35 entfällt, zeigen F i g. 5 und 6. Zwischen der Außenwand der beheizten Vorrichtung und dem Fließbett 42 ist eine Wendel 46 für die Fünrung des bei 39' eintretenden Heizgases angeordnet. Über die Leitung 47 tritt das in diesem Fall vorzugsweise im Reaktor erzeugte Reduktionsgas in d^s Fließbett 42 ein.
Der Lichtbogenplasmabrenner 4 nach den F i g. 7 bis 9 weist in seinem Austrittsbereich einander paarweise gegenüberliegende Austrittsöffnungen 48 auf, die in den von der Kathode 49 ausgehenden Plasmastrahl über spiralförmige Zuführungskanäle 50 einmünden. Die spiralförmigen Zuführungskanälc 50 sind verbunden mit der tangentialen Einmündung 51 für das Erzstaub-Gas-Gemisch.
Unmittelbar über den Austrittsöffnungen 48 ist die Anode 52 angeordnet. Das für die Erzeugung des Plasmastrahles verwendete gereinigte Ofenabgas wird der Brennkammer 53 über einen ebenfalls tangential einmündenden Kanal 54 zugeführt. Ein Hohlraum 55 wird von dem über die Kanäle 56 zu- bzw. abgeführten Kühlwasser durchströmt. Der Lichtbogenplasmabrenner 4' nach Fig. 10 weist an Stelle der massiven Kathode 49 eine rohrförmige Kathode 57 auf. Die Anode 52' ist am Austrittsende um die Austrittsöflnung des Plasmastrahles herum angeordnet. Das Erzstaub-Gas-Gemisch wird in das Innere der rchrförmigen Kathode 57 eingeleitet und in den sich an deren unterem Ende ausbildenden Plasmastrahl hineingesaugt. Diese Ausführungsform des Lichtbogenplasmabrenners ist besonders vorteilhaft, weil er besonders einfach gebaut und keine zur Verstopfung
ίο neigenden Verengungen aufweist. Beide Ausführungsformen des Lichtbogenplasmabrenners können mit einer sogenannten Drehstrom-Überlagerung versehen sein. Dabei wird zur Ionisierung des Gases zunächst mit Gleichstrom und mit höherer Leistung angefahren und danach auf Drehstrom umgeschaltet. Kathode und Anode weisen in dem Fall drei Pole, bzw. eine vielfache Anzahl von drei Polen auf. Der Lichtbogenplasmabrenner 4, 4' kann aus einem keramischen Stoff von großer Hitzebeständigkeit hergestellt sein. Eine besondere Isolierung der Kathode und Anode wird in dem Fall überflüssig.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einfacher Weise vollständig automatisieren und ermöglicht viele Variationen der Stahlherstellung.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
309508/33

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erzeugung von Stahl aus feingemahlenen Reicherzen unter Verwendung eines Plasmabrenners, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Erz zerstäubt, mittels Reduktionsgasen in einer geeigneten beheizten Vorrichtung transportiert und gleichzeitig angereichert und anschließend in den in das Bad eines Schmelzherdes eintauchenden Plasmastrahl eines Plasmabrenners eingeleitet und gegebenenfalls in wenigstens einer an den Schmelzherd angeschlossenen Frischeinheit fortlaufend fertiggemacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d^ß als Reduktionsgas ein Spaltgas verwendet wird, das mittels Reaktorabwärme in einem beheizten Spaltrohr aus Kohle, öl oder Erdgas erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsgas ein Spaltgas verwendet wird, das durch die der beheizten Vorrichtung zugeführte Wärme in einem Spaltrohr auf Erdgas und Ofenabgas erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beheizte Vorrichtu: g durch Ofenabgase erwäTnt wird.
5. Verfahren nach einer" der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeic!· '.et, daß dem Bad des Schmelzherdes fortlaufend ein geeigneter Schlackenbildner im flüssigen Zustand zugegeben und die Schlacke fortlaufend abgezogen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlackenbildner niedrigprozentiges Kalziumkarbid verwendet wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Erzmahlwerk mittelbar oder unmittelbar ein mittels Reduktionsgas betriebener Zerstäuber (3) angeschlossen ist, der in die als Transportstrecke (2) ausgebildete beheizte Vorrichtung einmündet, und daß das andere Ende der Transportstrecke (2) mit dem Saug- oder Blasbereich eines Lichtbogenplasmabrenners (4, 4') verbunden ist, der dem Bad des Schmelzherdes gegenüberliegend angeordnet ist, und daß an den Schmelzherd (6) eine Frischeinheit (10), die gegebenenfalls mit einem Legierungsvorherd (16) in Verbindung steht, angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportstrecke (2) als Wirbelbett (33) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Transportstrecke (2) ein Fließbett (42) eingesetzt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportstrecke (2) von einem Spaltrohr (35) zur Erzeugung des Reduktionsgases umgeben ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der am Austrittsende eine ringförmige einteilige oder mehrteilige Anode (52) aufweisende Lichtbogenplasmabrenner (4') gegenüberliegend zentral mit einer an den Zuführungskanal (34) für das Erzstaub-Gasgemisch angeschlossenen rohrförmigen Kathode (57) sowie mit einem an sich bekannten Gaszufuhrungskanal (54) für die Zuführung von gereinigtem Abgas versehen ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem an sich bekannten Gaszuführun^skanal (54) für die Zuführung von gereinigtem Abgas versehene Lichtbogenplasmabrenner (4) im Austrittsbereich spiralförmige Zuführungskanäle (50) mit einander paarweise gegenüberliegenden in den Plasmastrahl einmündenden Austrittsöffnungen (48) für das Erzstaub-Gasgemisch aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Schmelzherd (6) und Frischeinheit (10) im Bodeubereich durch mindestens einen Kanal (11) od. dgl. miteinander verbunden sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzherd {(■ ί in Höhe des Badspiegels mindestens einen Überström-Tassenverschluß (9) für den fortlaufenden Schlackenabzug aufweist.
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DE2116445A DE2116445C3 (de) 1971-04-03 1971-04-03 Verfahren zur Erzeugung von Stahl
GB1514572A GB1367732A (en) 1971-04-03 1972-03-30 Process for making steel
FR7211487A FR2132330B1 (de) 1971-04-03 1972-03-31
ZA722269A ZA722269B (en) 1971-04-03 1972-04-04 Process for making steel
US277034A US3862834A (en) 1971-04-03 1972-08-01 Method for producing steel

Applications Claiming Priority (1)

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DE2116445A DE2116445C3 (de) 1971-04-03 1971-04-03 Verfahren zur Erzeugung von Stahl

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DE2116445A1 DE2116445A1 (de) 1972-10-26
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FR (1) FR2132330B1 (de)
GB (1) GB1367732A (de)
ZA (1) ZA722269B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0010647A1 (de) * 1978-10-10 1980-05-14 Mannesmann Demag AG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stahl aus Eisenerzstaub durch direkte Reduktion

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002466A (en) * 1975-11-03 1977-01-11 Bethlehem Steel Corporation Method of reducing ores
US4318736A (en) * 1979-10-10 1982-03-09 Mannesmann Demag Ag Method for manufacturing steel from iron ore dust by direct reduction
AT367453B (de) 1980-04-03 1982-07-12 Voest Alpine Ag Verfahren und vorrichtung zur herstellung von fluessigem roheisen oder stahlvormaterial
SE444956B (sv) * 1980-06-10 1986-05-20 Skf Steel Eng Ab Sett att ur metalloxidhaltiga material utvinna ingaende lettflyktiga metaller eller koncentrat av dessa
DE102017220655A1 (de) * 2017-11-20 2019-05-23 Sms Group Gmbh Verfahren zur Herstellung einer metallischen Schmelze in einem Ofen
CN116656909B (zh) * 2023-05-31 2024-02-02 北京科技大学 一种基于等离子体电弧的闪速一步炼钢装置与方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1478033A (fr) * 1965-05-03 1967-04-21 Cockerill Ougree Sa Procédé de réduction directe des minerais

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0010647A1 (de) * 1978-10-10 1980-05-14 Mannesmann Demag AG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stahl aus Eisenerzstaub durch direkte Reduktion

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