DE2127847A1

DE2127847A1 - Iron smelting - using low-grade ores and coal in low-cost appts

Info

Publication number: DE2127847A1
Application number: DE19712127847
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-05
Filing date: 1971-06-04
Publication date: 1971-12-16

Abstract

A rotary furnace is charged with iron ore, carbon-based reducing agents and slag-formers, and the ore reduced in the presence of hot combustion gas at 600 degrees-1300 degrees C to produce a solid to pasty mass of spongy iron and gangue consisting of the principal solid ingredients of the furnace effluent. This effluent is fused and the resultant slag floats towards the top in the fusion zone and is separated from the fused effluent, while molten iron deposit moves towards the base. The molten iron is refined if necessary and recovered from the fusion zone. The process requires comparatively low capital investment and can easily cope with a wide variety of starting materials, e.g. low-quality ores and non-coking coal.

Description

" Verfahren zur Verhüttung von Eisenerz Priorität: 5. Juni '9n0, Spanien, Nr. 380 451 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfah-ren zur Verhüttung von Eisenerz, welches es ermöglicht, auch minderwertige Erze und minderwertige Kohlen als Reduktionsmittel zu verwenden. Im Vergleich mit bekannten Verhüttungsverfahren sind die Kapitalkosten sehr niedrig und das erfindungsgemässe Verfahren ist ausserdem in jeder Hinsicht abwandelbar, so dass der besonderen Art der Ausgangsmaterialien Rechnung getragen werden kann, insbesondere wenn minderwertige Erze und keinen Koks bildende Kohlesorten verwendet werden."Process for the smelting of iron ore priority: June 5th '9n0, Spain, No. 380 451 The present invention relates to a method for smelting Iron ore, which makes it possible to also use low-grade ores and low-grade coals to be used as a reducing agent. In comparison with known smelting processes the capital costs are very low and the inventive method is also modifiable in all respects, so that the special type of raw materials Account can be taken, especially when using substandard ores and no coke forming coals are used.

Es ist bereits bekannt, Roheisen dadurch herzustellen, dass man Eisenerz zusammen mit Kohle oder Koks und Schlackebildnern in einem Drehrohrofen reduziert und anschliessend das gebildete Eisen in einem Hochofen schmilzt. Diese Verfahren weisen jedoch insofern Nachteile auf, als die Einrichtung und der Betrieb eines Hochofens hohe Kosten verursacht.It is already known that pig iron can be produced by using iron ore reduced together with coal or coke and slag formers in a rotary kiln and then the iron formed melts in a blast furnace. These procedures however, have disadvantages in that the establishment and operation of a Blast furnace causes high costs.

Um die damit verbundenen Erobleme zu lösen, ist ferner schon vorgeschlagen worden, hochwertiges Eisen in einem Drehrohrofen herzustellen, wobei Erz von hoher Qualität und praktisch ascnefreier Koks zusammen mit bestimmten Schlackebildnern eingesetzt werden, welche einen schnell abbindenden Tonerde-Schmelzzement erieugen können. Der Drehrohrofen wird bei diesem Verfahren bei einer Temperatur von etwa 1315 bis 1485 0C betrieben, wodurch Kugeln aus Eisenschwamm erzeugt werden, welche einen Schutzfilm aus hochviskoser Schlacke aufweisen. Die aus dem Drehrohrofen ausgetragene Masse, welche die mit Schlacke überzogenen Kugeln aus Eisenschwamm enthält, wird unmittelbar nach dem Austragen abgeschreckt, und das gebildete Eisen wird daraus durch Aussieben und magnetische Nassnahmen abgetrennt. Es wird jedoch berichtet, dass bei diesem ganz allgemeinen Direktverfahren zur Eisenherstellung nur ungenügende Mengen an s-hwefel- und phosphorhaltigen Verunreinigungen aus den gebildeten Kugeln von Eisenschwamm entfernt werden können, so dass diese nicht direkt einem Elektroofen oder einem Siemens-Martin-Ofen zugeführt werden können, ausser man verwendet als Ausgangsmaterialien Erse und kohlenstoffnaltige Reduktionsmittel mit einem sehr niedrigen Gehalt an Phosphor und/oder Schwefel. Ein derartiges Verfahren ist daher von geringem Interesse für solche Lagerstätten, welche nur minderwertige Erze und minderwertige, keine koksbildenden Kohlesorten in wirtschaftlich tragbarer Weise liefern.In order to solve the associated problems, it has also already been proposed been able to produce high-quality iron in a rotary kiln, with ore of high Quality and practically ascne free coke along with certain slag builders can be used, which erieugen a fast-setting high alumina cement can. The rotary kiln is in this process at a temperature of about 1315 to 1485 0C, whereby balls of sponge iron are produced, which have a protective film of highly viscous slag. The one discharged from the rotary kiln Mass, which contains the balls of sponge iron coated with slag, becomes quenched immediately after discharge, and the formed iron is made from it separated by sieving and magnetic wet sampling. However, it is reported that this very general direct process for iron production is insufficient Amounts of sulfur- and phosphorus-containing impurities from the spheres formed Can be removed by sponge iron so that this is not directly an electric furnace or a Siemens-Martin furnace, except when used as Raw materials Erse and carbonaceous reducing agents with a very high low content of phosphorus and / or sulfur. Such a procedure is therefore of little interest for deposits containing only inferior ores and inferior, non-coke-forming coals in an economically viable manner deliver.

Obwohl bei den bisher im technischen Nasstab betriebenen Drehrohrofen-Verfahren die vorstehend erwähnten Nassnahmen des Abkühlens, Aussiebens und der magnetischen Abscheidung durchgeführt werden, ist auch schon vorgeschlagen worden, Eisen und Stahl dadurch gemäss einem sogenannten Direktverfahren herzustellen, dass man erhitztes Eisenerz durch einen Drehrohrofen passieren lässt, welcher mit Generatorgas beschickt ist, und dass man den gebildeten Eisenschwamm direkt einem elektriaschen Schmelzofen zuführt. Infolge der hohen Kosten für das Aufschmelzen der Gangart in einem Elektroofen lässt sich ein derartiges Verfahren jedoch nicht wirtschaftlich durchführen, ausser man setzt alls Ausgangsmaterial ein Eisenerz ein, welches praktisch keine Gangart aufweist. Um die thermische Wirksamkeit solcher Verfahren zu erhöhen und ausserdem bestimmte andere Probleme zu lösen, ist weiterhin empfohlen worden, den Drehrohrofen und den Elektro ofen zu einer einzigen Einheit zu kombinieren, deren stromabwärts gelegenes Ende eine rotierende Zone mit vergrössertem Durchmesser aufweisen soll. Die vom stromaufwärts gelegenen Ende des Drehrohrofens gelieferte feste Masse, welche teilweise reduziertes Erz, Aschebestandteile, Gangart und Schlacke enthält; würde dann kontinuierlich in die rotierende Zone mit vergrössertem Durchmesser eingespeist und in dieser Zone mit den Elektroden in Berührung kommen, wodurch die Temperatur des Eises und der Schlacke bis auf deren Schmelzpunkte erhöht werden würde, so dass diese anschliessend sclimelzflüssig abgezogen werden könnten. Eine ausserordentliche Schwierigkeit bei der Durchführung eines solchen Verfahrens in technischem Maßstab liegt jedoch darin, dass die sehr kostspielige feuerfeste Auskleidung der rotierenden Zone mit vergrössertem Durchmesser durch die sich darin bewegenden heissen Feststoffteilchen einer sehr starken Abnutzung unterliegt. Auch die Wärmeabstrahlung von den Elektroden kann zu dem Verfall der feuerfesten Auskleidung mit beitragen. Ausserdem ist die über die Elektroden zugeführte und öfters recht kostspielige elektrische Energie infolge der geringen Leitfähigkeit der dieser rotierenden Zone mit vergrössertem Durchmesser zugeführten Peststoffteilchen zu einem wesentlichen Anteil nicht ausnützbar und wird daher ohne Nutzeffekt verschwendet.Although with the rotary kiln processes that were previously operated on a technical basis the above-mentioned cooling, screening and magnetic operations Deposition has also been proposed to iron and stole by producing according to a so-called direct process that one heated Lets iron ore pass through a rotary kiln, which is charged with generator gas is, and that the formed sponge iron is sent directly to an electric smelting furnace feeds. As a result of the high cost of melting the gangue in an electric furnace However, such a process cannot be carried out economically unless An iron ore is used as the starting material, which has practically no gangue having. To increase the thermal effectiveness of such processes and also To solve certain other problems, the rotary kiln has also been recommended and to combine the electric oven into a single unit, its downstream located end should have a rotating zone with an enlarged diameter. The solid mass delivered from the upstream end of the rotary kiln, which partially contains reduced ore, ash components, gangue and slag; would then fed continuously into the rotating zone with an enlarged diameter and in this zone come into contact with the electrodes, thereby increasing the temperature of the ice and slag would be increased to their melting points, so that these could then be withdrawn in liquid form. An extraordinary one Difficulty in carrying out such a process on an industrial scale however, lies in the fact that the very expensive refractory lining of the rotating Zone with enlarged diameter due to the hot solid particles moving in it is subject to very heavy wear. Also the heat radiation from the electrodes can lead to the decline of the refractory lining with contribute. Besides that is the electrical one that is supplied via the electrodes and is often quite expensive Energy due to the low conductivity of this rotating zone with increased A substantial proportion of the pesticide particles supplied in the diameter cannot be used and is therefore wasted with no useful effect.

Man hat daher bis jetzt die Auffassung vertreten, dass kaum Aussicht besteht, das übliche indirekte' Verfahren des Umwandelns von Erz zu einem Roheisen in einem Hochofen mit anschliessender Raffinierung des gebildeten Eisens durch ein sogenanntes direktes Stahlerzeugungsverfahren zu ersetzen.So up to now it has been argued that there is hardly any prospect consists of the usual indirect 'process of converting ore to pig iron in a blast furnace with subsequent refining of the iron formed by a to replace the so-called direct steelmaking process.

Man hat weiterhin die Auffassung vertreten, dass in Anbetracht der grossen Investitionen bei den derzeit in an sich zufriedenstellenderweise arbeitenden Stahlwerken jede Neuerung eine beträchtliche Kostenersparnis oder aber damit verbundene Vorteile bezüglich einer Qualitätsverbesserung aufweisen müsste, ehe sie im weiten Ausmass eingeführt werden könnte. Bisher konnten dievorgeschlagenen direkten Stahlerzeugungsverfahren jedoch diese Bedingungen bezüglich der Kosten ersparnis und der Qualitätsverbesserung nicht erfüllen.It has continued to be believed that, given the large investments in those currently working satisfactorily Steel mills, every innovation means considerable cost savings, or else associated with it Would have to have advantages in terms of quality improvement before they are widely used Extent could be introduced. So far, the proposed direct steelmaking processes however, these conditions in terms of cost saving and quality improvement not meet.

Mur Zeit ist eine ständige Vergrösserung der Stahl erzeugung in elektrischen Lichtbogenöfen zu beobachten. Das Hauptbeschikkungsmaterial und in vielen Fällen das einzige Beschickungsmaterial für solche elektrischen Öfen ist jedoch Stahlschrott.Mur Zeit is a constant increase in steel production in electrical Observe arc furnaces. The main feed material and in many cases however, the only feed material for such electric furnaces is steel scrap.

In dem Mass, wie die Jahreserzeugung der elektrischen Lichtbogenöfen anwächst wird auch eine Versorgwígslücke bezüglich des für die Beschickung benötigten Stahischrottes beobachtet, insbesondere in Gegenden oder Ländern, welche selbst keine grösseren Schrottmengen erzeugen. In solchen Pällen ist eine starke Preiserhöhung des Schrottes zu erwarten oder hat bereits stattgefunden, und es wird die Auffassung vertreten, dass in manchen Gegenden der Schrottpreis dem Preis von Roheisen nahe kommen kann, oder diesem sogar gleichzusetzen ist.To the same extent as the annual production of electric arc furnaces If there is an increasing supply gap, there will also be an increase in the supply required for the supply Steel scrap observed, in particular in areas or countries which themselves do not produce large amounts of scrap. In such palls there is one strong price increase of the scrap is to be expected or has already taken place, and It is believed that in some areas the price of scrap is the same Price of pig iron can come close to, or even equate to.

Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, mindestens einen Teil des Stahlschrottes für die Beschickung von Elektroöfen durch weniger kostspielige granulierte Produkte auf kalten Verfahren zu ersetzen, beispielsweise Produkte aus dem Wiberg-Verfahren, dem Hoganäs-Verfahren (Eisenschwamm), dem Renn-Verfahren nach Krupp und dem R-N-Verfahren (Eisen in Knötchend.h. Luppen).It has therefore already been proposed that at least part of the Steel scrap for charging electric furnaces through less costly granulated ones To replace products based on cold processes, for example products from the Wiberg process, the Hoganäs process (sponge iron), the Renn process according to Krupp and the R-N process (Iron in Knötchend.h. Luppen).

form, / Diese Vorschläge haben sich jedoch niemals in der Praxis wirklich durchsetzen können. Beispielsweise kann in einem, Rennofen-nach Krupp,-der an sich sehr bekannt ist, kein minderwertiges Erz in wlrtschaftlicher Weise verarbeitet werden, insbesondere weil der metallische Anteil der Austragsmasse aus einem solchen Ofen und die daraus erhältlichen Eisenluppen durch einen höheren Gewichtsprozentsatz an Phosphor und/oder Schwefel verunreinigt sind, als üblicherweise in Stahlschrott anzutreffen ist. Soweit dem Anmelder und Erfinder bekannt ist, hat es sich praktisch als unmöglich oder ausserordentlich kostspielig erwiesen, derartige verunreinigte Eisenlnppen, welche mehr als 0,12 Gewichtsprozent Phosphor und/oder mehr als etwa 0,1 Gewichtsprozent Schwefel enthalten, anstelle von Stahlschrott als Beschickung in einem elektrischen Lichtbogenofen zu verwenden, da sich diese Verunreinigungen aus den in üblicherweise durch Verschmelzen und Raffinieren des eisenhaltigen IvIaterials erzeugten Stahl nicht mehr entfernen lassen, wenn die Beschickung des Elektroofens mehr als 60 Prozent derartige Eisenluppen enthält und die Menge der Verunreinigungen grösser ist als der übliche Prozentsatz an Verunreinigungen in Stahlschrott. Die Schwierigkeiten beim Betrieb eines elektrischen Lichtbogenofens und die offensichtliche Möglichkeit, phosphor- und schwefelhaltige Verunreinigungen aus den in einem Rennofen nach Krupp erzeugten Eisenluppen in wirtschaftlicher 'speise zu entfernen, haben bisher alle Versuche von vornherein beeinträchtigt, welche darin bestanden, derartige . Eisenlumen anstelle von Stahlschrott in einem elektrischen Lichtbogenofen einzusetzen.form, / However, these suggestions have never really proven themselves in practice can enforce. For example, in one, Rennofen-according to Krupp, -the per se is well known, no inferior ore is economically processed especially because the metallic portion of the discharge mass from such Furnace and the iron flakes obtainable from it by a higher percentage by weight are contaminated with phosphorus and / or sulfur than is usually the case in scrap steel is to be found. As far as the applicant and inventor is aware, it has been practical proved impossible or extremely costly, such contaminated ones Eisenlnppen, which more than 0.12 weight percent phosphorus and / or more than about Contains 0.1 weight percent sulfur instead of steel scrap as a feed to use in an electric arc furnace, as these impurities from the in usually by amalgamation and refining of Iron-containing IvIaterials can no longer be removed if the Charge of the electric furnace contains more than 60 percent of such iron flakes and the amount of impurities is greater than the usual percentage of impurities in steel scrap. The difficulties involved in operating an electric arc furnace and the obvious possibility of phosphorus and sulfur containing impurities from the iron dolls produced in a racing oven in Krupp in an economical 'dish to remove, have so far impaired all attempts from the outset, which in it passed, such. Iron lumens instead of scrap steel in an electric one Use electric arc furnace.

Demgemäss besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Verhüttungsverfahren für Eisenerz, welches es ermöglicht, die Abhängigkeit des Betriebes eines elektrischen Lichtbogenofens von Stahl schrott zu vermindern, während gleichzeitig in wirtschaftlich und technisch tragbarer Weise auch minderwertige Erze und keinen Koks bildende Kohlenarten als Reduktionsmittel verwendet werden können, ohne dass das Problem einer Entfernung der schwefel- und phosphorhaltigen Verunreinigungen ernsthaft stört.Accordingly, there is a need for an improved smelting process for iron ore, which makes it possible to reduce the dependence of the operation of an electric Arc furnace to lessen steel scrap while at the same time being economical and technically feasible also low-grade ores and non-coke coals can be used as reducing agents without the problem of removal the sulfur- and phosphorus-containing impurities seriously disturbs.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine Lösung dieses wichtigen technischen Problems.The method according to the invention enables this important problem to be solved technical problem.

Das, erfindungsgemässe Verfahren zur Verhüttung von Eisenerz ist dadurch gekennzeichnet, dass das Erz zusammen mit kohlehaltigen Reduktionsmitteln und gegebenenfalls zusammen mit Schlackebildnern in einen Drehrohrofen eingespeist und dort bei Temperaturen im Bereich von etwa 600 bis etwa 13000C zu einer aus Eisenschwamm und Gangart enthaltenden festen bis pastenförmigen Masse umgesetzt wird, welche unter Aufrechterhaltung des vorstehend genannten Temperaturbereiches aus dem Ofen ausgetragen und in eine gesonderte, aber direkt mit dem Ofen in Verbindung stehende Aufschmelzzone überführt wird, dass die ausgetragene Masse in dieser Zone durch direkten Kontakt mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen aufgesehmolzen wird, dass die sich bildende flüssige Schlacke in einer Schicht über der im Schmelzen befindlichen Austragsmasse gesammelt wird, während das schmelzflüssige Eisen sich in einer Schicht unterhalb dieser Masse sammelt, dass das schmelzflüssige Eisen gegebenenfalls in gewissem Ausmass raffiniert und schliesslich aus der Aufschmelzzone abgezogen wird sowie gegebenenfalls in einem gesonderten Stahlschmelzofen weiter behandelt wird.The inventive method for smelting iron ore is thereby characterized that the ore together with coal-containing reducing agents and optionally together with slag builders fed into a rotary kiln and there at temperatures in the range from about 600 to about 13000C to a sponge iron and gangue containing solid to pasty mass is converted, which while maintaining the aforementioned temperature range from the oven discharged and into a separate but directly connected to the furnace Melting zone is transferred that the discharged mass in this zone through direct contact with the gaseous combustion products of solid, liquid and / or gaseous fuels are melted so that the liquid that forms Slag collected in a layer above the discharge mass which is in the melting process while the molten iron is in a layer below this mass collects that the molten iron may refine to some extent and is finally withdrawn from the melting zone and optionally in one separate steel melting furnace is treated further.

Das erfindungsgemässe Verfahren wendet eiusserordentlich einfache Massnahmen an und lässt sich daher in sehr wirtschaftlicher Weise durchführen. Der Drehrohrofen kann mit einer beliebigen Eisenerzsorte und einem beliebigen festen kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel beschickt werden. Gewünschtenfalls können zusammen mit der Beschickung aus Eisenerz und Kohle übliche Schlackebildner, wie Kalkstein, in den erforderlicnen Mengenanteilen eingespeist werden. Das Erz wird durch daS feste kohlenstoffhaltige Material als Hauptreduktionsmittel bei einer Temperatur im Bereich von etwa 600 bis etwa 13000C reduziert.The method according to the invention is extremely simple Measures and can therefore be carried out in a very economical manner. Of the Rotary kiln can be made with any type of iron ore and any solid carbon-containing reducing agents are charged. If desired, can together common slag formers with iron ore and coal feed, such as limestone, be fed in in the required proportions. The ore is solid carbonaceous material as the main reducing agent at one temperature reduced in the range from about 600 to about 13000C.

Die Verweilzeit, die Temperatur und die Ofenatmosphäre werden derart eingeregelt, dass eine Austragsmasse gebildet wird, die von fester bis pastenförmiger Konsistenz ist und aus Eisenschwamm, Gangart, gegebenenfalls zugesetzten Ehtschwefelungs-Aschesubstanzen, aus bestandteilen und möglicherweise nicht verbranntem Reduktionsmittel besteht, wobei das in der Beschickung vorhandene eisenhaltige Material bis zu mindestens etwa 80 Prozent, bezogen auf den theoretischen Wert, reduziert worden ist. Entgegen der üblichen Arbeitsweise gemäss dem Stand der Technik wird diese Auætragsmasse aber nicht direkt einem Hochofen oder einem elektrischen Schmelzofen zugeführt, und sie wird auch nicht vor Abtrennung der Schlacke abgeschreckt. Vielmehr wird die Austragsmasse bei einer Temperatur im Bereich von etwa 600 bis 130000 aus der Rotationskammer des Ofens entfernt und solange auf einer Temperatur im genannten Bereich gehalten, bis sie in eine getrennte Aufschmelzzone übergefülrt worden ist, in welcher die Schlacke oberhalb der langsam aufschmelzenden' festen bis pastenförmigen AustrEgsmasse eine gesonderte Schicht bildet, während sich das aufgeschmolzene Eisen unterhalb dieser Austragsmasse absetzt. Das Aufschmelzen kann erfolgen, indem man feste kohlenstoffhaltige Brennstoffe und/oder einen flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoff verbrennt und die Austragsmasse in ?, Aufschmelzzone mit diesen Verbrennungsgasen in Berührung bringt, so dass sich ihre Temperatur bis auf einen Wert im Bereich von etwa 1500 bis 1700°C erhöht, wodurch dann das Eisen zum Schmelzen gebracht wird und sich eine Schlackeschicht bildet, welche auf dem geschmolzenem Eisen schwimmt. Gewünschtenfalls kann das aufgeschmolzene Eisen in der Schmelzzone durch Zusatz von geeigneten pulverförmigen Feststoffen raffiniert werden, welche mindestens einen Teil der schwefel- und/oder phosphorhaltigen Verunreinigungen oder anderer Verunreinigungen entfernen. Die sich bildende Schlacke trennt sich infolge eschmolzenen ihrer unterschiedlichen Dichte von em Eisen ab, beispielsweise durch Dekantieren. Das so gewonnene Eisen wird vorzugsweise im geschmolzenen Zustand als Beschickung für einen Elektroofen oder einen anderen Stahlerzeugungsofen verwendet. Falls das Eisen von minderwertigem Erz in der vorstehend geschilderten Weise gewonnen worden ist, kann es mindestens 60 Gewichtsprozent der gesamten Eisen- und Stahlbeschickung für .einen Elektroofen ausmachen.The residence time, the temperature and the furnace atmosphere are like that regulated so that a discharge mass is formed, ranging from solid to pasty Consistency is and is made of sponge iron, gangue, possibly added sulphurizing ash substances, consists of constituents and possibly unburned reducing agent, the ferrous material present in the charge up to at least about 80 percent, based on the theoretical value, has been reduced. In contrast to the usual working method according to the state of the art, this application mass but not fed directly to a blast furnace or an electric melting furnace, nor is it quenched from separating the slag. Rather, it will the discharge mass at a temperature in the range from about 600 to 130,000 from the Rotation chamber of the furnace removed and while at a temperature in the mentioned Area held until it has been transferred to a separate melting zone, in which the slag above the slowly melting 'solid to pasty AusEgsmasse forms a separate layer while the melted iron settles below this discharge mass. Melting can be done by solid carbonaceous fuels and / or a liquid or gaseous fuel burns and the discharge mass in?, melting zone with these combustion gases brings in contact, so that their temperature is down to a value in the range from about 1500 to 1700 ° C, which then melts the iron and a layer of slag forms which floats on the molten iron. If desired, the molten iron can be added to the melting zone refined from suitable powdered solids be what at least some of the sulfur- and / or phosphorus-containing impurities or remove other contaminants. The slag that forms separates as a result They melted their different densities from em iron, for example through Decanting. The iron obtained in this way is preferably used in the molten state Charge used for an electric furnace or other steelmaking furnace. If the iron is obtained from inferior ore in the manner described above it can be at least 60 percent by weight of the total iron and steel charge for. make an electric oven.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist verschiedene Vorteile auf. Es lässt sich in sehr wirtschaftlicher Weise durchführen und zwar nicht nur im Vergleich zu den Kosten eines Hochofens, den erforderlichen Unterhaltungskosten und Betriebskosten eines solchen Hochofens sondern auch im Vergleich zu den üblichen Verfahren der Stahlerzeugung mittels eines elektrischen Lichtbogenofens, bei welchem die Eisenbeschickung durch Reduktion von hochwertigem Eisenerz in einem Ofen und anschliessende Abtrennung der Schlacke vom Eisen im festen Zustand in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt wird. Bei einem derartigen üblichen Verfahren wird die aus einem Drehrohrofen bei einer Temperatur von etwa 11000C entnommene Masse, welche aus dem gebildeten Eisenschwamm in Mischung mit Aschebestandteilen des verbrannten Brennstoffes, überschüssigem Brennstoff und dem als Entschwefelungsmittel zugesetzten Kalk besteht, in eine Kühlvorrichtung eingespeist und anschliessen in einer Zerkleinerungsanlage, einer Absiebanlage und einer Anlage zur magnetischen Abscheidung behandelt, um nicht verbranntes Reduktionsmittel sowie taubes Gestein abzutrennen. Der so isolierte Eisenschwamm muss, falls er nicht die erforderliche Teilchengrösse aufweist, briquettiert werden, damit er anstelle von Stahlschrott in einem elektrischen Lichtbogenofen als Beschickung verasendet werden kann. Ein derartiges übliches Verfahren ist mit den nachstehenden Kostenfaktoren behaftet: Zunächst erforderndie stromabwärts von dem Drehrohrofen gelegenen Vorrichtungen und Anlagen, einschliesslich der Kühlanlage zum Abkühlen der Austragsmasse aus dem Drehrohrofen, der Mittel zum Abtrennen von nicht verbrannter Kohle, von Aschebestandteilen, von taubem Gestein und von dem als Entschwefelungsmittel dienenden KaIkvon dem gebildeten Eisenschwamm'ganz beträchtliche Kapitalinyestitionen und Betriebskosten. Es wird im allgemeinen damit gerechnet, dass eine Anlage mit einer Jahresproduktion von etwa 500 000 metrischen Tonnen Eisenschwamm für die vorstehend genannten stromabwärts gelegenen Kühl- und Abtrennanlagen zusätzliche Kosten von etwa 15 DM je Tonne erzeugtem Eisenschwamm bedingen. Ausserdem macht es die Verwendung eines solchen Eisenschwammes anstelle von Stahlschrott in einem elektrischen Lichtbogenofen erforderlich, die Temperatur des Schwammes in diesem Ofen von Umgebungstemperatur bis auf etwa einen Wert von 1650°C zu erhöhen; so dass in modernen Elektroöfen hoher Kapazität 450 Kw-Stunden sowie 4,5 oder 5 kg Graphitelektroden je Tonne aufgeschmolzenen Eisenschwammes verbraucht werden. Ausserdem wird die feuerfeste Auskleidung des Elektroofens stark abgenutzt, wodurch zusätzliche Kosten in Form von Arbeit und Material für die erforderlichen Reparaturen entstehen.The method according to the invention has various advantages. It can be carried out in a very economical way, and not just in comparison on the cost of a blast furnace, the necessary maintenance costs and operating costs such a blast furnace but also in comparison to the usual processes of the Steel production by means of an electric arc furnace, in which the iron is charged by reducing high-quality iron ore in a furnace and then separating it the slag from iron in the solid state in the manner described below will be produced. In a conventional process of this type, a rotary kiln is used at a temperature of about 11000C removed mass, which from the formed Sponge iron mixed with ash from the burned fuel, excess Fuel and the lime added as a desulphurizing agent, in a cooling device fed in and connected in a shredding plant, a screening plant and a system for magnetic deposition treated to unburned Separate reducing agents and waste rock. The sponge iron so isolated if it does not have the required particle size, it must be briquetted, so that it is fed into an electric arc furnace instead of scrap steel can be burned to death. One such common procedure is as follows Cost Factors Affected: First, they require downstream of the rotary kiln located devices and systems, including the cooling system for cooling the discharge mass from the rotary kiln, the means for separating non-incinerated Coal, from ash components, from dead rock and from that as a desulphurizing agent The investment of capital from the sponge iron that serves to serve is quite considerable and operating costs. It is generally expected that a system will have an annual output of about 500,000 metric tons of sponge iron for the above said downstream cooling and separation systems additional costs of require about 15 DM per ton of sponge iron produced. It also makes use of such a sponge iron instead of scrap steel in an electric arc furnace required the temperature of the sponge in this oven from ambient temperature to increase to about a value of 1650 ° C; so that in modern electric ovens higher Capacity 450 Kw-hours as well as 4.5 or 5 kg graphite electrodes per ton of melted Sponge iron are consumed. In addition, the refractory lining of the Electric furnace badly worn, creating additional costs in the form of labor and Material for the necessary repairs is created.

Die Kosten für das Aufschmelzen von Eisenschwamm in einem Elektroofen betragen daher etwa 45 DM je Tonne Eisenschwamm.The cost of melting sponge iron in an electric furnace are therefore around 45 DM per ton of sponge iron.

Im Vergleich hierzu betragen die Kosten für das Aufschmelzen und die Abtrennmassnahmen bei dem erfindungsgemässen Verfahren einschliesslich der Amortisation nur etwa 15 DM je Tonne erzeugten flüssigen Eisens, vorausgesetzt, dass praktisch die gesamte fühlbare und latente Wärme (beispielsweise in Form nichtverbrannter Kohle) in der Austragsmasse aus dem Drehrohrofen ausgenutzt werden kann. Bezogen auf die Verarbeitung des gleichen Ausgangsmaterials der gleichen hohen, , Qualität in beiden Verfahren betragen daher die Ersparnisse bei dem erfindungsgemässen Verfahren etwa 45 DM je Tonne erzeugten flüssigen Eisens.In comparison, the cost of melting and the Separation measures in the process according to the invention, including amortization only about 15 DM per ton of liquid iron produced, provided that practical all sensible and latent heat (for example in the form of unburned Coal) can be used in the discharge mass from the rotary kiln. Based on the processing of the same raw material of the same high,, quality in both processes, the savings in the process according to the invention are therefore about 45 DM per ton of liquid iron produced.

Noch grössere Kostenersparnisse können jedoch erzieit werden, wenn minderwertige Brze und Kohlesorten verarbeitet werden. Obwohl sich also das erfindungsgemässe Verfahren mit Erfolg bei Erzen und Kohlearten höchster Qualität anwenden lässt, können auch mit Erfolg Ofenbeschickungen für den Drehrohrofen verarbeitet werden, welche etwa 20 Prozent, vorzugsweise etwa 30 Prozent und bis zu etwa 69 Gewichtsprozent Eisen, etwa 5 bis 65' Gewichtsprozent Gangart sowie schwefel- und/oder phosphorhaltige Verunreinigungen in den nachstehenden Mengen, jeweils bezogen auf den Gewichtsanteil Eisen in der Beschickung, enthalten: (a) mehr als etwa 0,1 Prozent und insbesondere mehr als etwa 0,3 Prozent bis zu etwa 2,7 Prozent Schwefel; oder (b) mehr als etwa 0>1 Prozent, insbesondere mehr als etwa 0,2 Prozent und bis zu etwa 3 Prozent Phosphor; oder (c) sowohl Phosphor als auch Schwefel, wobei mindestens einer dieser verunreinigenden Stoffe in Konzentrationen entsprechend den vorstehend angegebenen Bereichen vorliegt.However, even greater cost savings can be achieved if Inferior brines and types of coal are processed. Although the inventive Allows the process to be successfully applied to ores and coal types of the highest quality, kiln loads for the rotary kiln can also be processed successfully, which is about 20 percent, preferably about 30 percent, and up to about 69 percent by weight Iron, about 5 to 65 percent by weight gangue, as well as sulfur and / or phosphorus Impurities in the following amounts, each based on the weight fraction Iron in the feed contains: (a) greater than about 0.1 percent and in particular greater than about 0.3 percent up to about 2.7 percent sulfur; or (b) more than about 0> 1 percent, especially more than about 0.2 percent and up to about 3 percent phosphorus; or (c) both phosphorus and sulfur, where at least one of these contaminants in concentrations corresponding to those above specified areas.

Es wird in gegebenem Zusamrnenhang-darauf hingewiesen, dass die vorstehend genannten oberen Grenzwerte für die Verunreinigungen keine absoluten technischen Grenzen darstellen, sondern eher denjenigen Gehalt an Verunreinigungen angeben, oberhalb dessen die Konzentration derselben nicht mehr wirtschaftlich verringert werden kann, ohne dass zusätzliche Massnahmen getroffen werden. Bei der Verwertung von geringwertigen Erzen wird die, Wirtschaftlichkeit des Verfahrens selbstverständlich auch davon beeinflusst, ob es möglich ist, die gebildete Schlakke unter Gewinn zu veräussern.It is pointed out in the given context that the above The upper limit values mentioned for the impurities are not absolute technical Represent limits, but rather indicate the level of impurities above which the concentration thereof is no longer economically reduced without additional measures being taken. In the recovery of low-value ores, the cost-effectiveness of the process becomes a matter of course also influenced by whether it is possible to profit from the slag formed sell.

Anhand der beigefügten schematischen Zeichnung, welche einen Drehrohrofen, eine Schmelzzone und einen Elektroofen wiedergibt, wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Ein Drehrohrofen von üblicher Bauart 4 weist drei stromabwärts gerichtete Brenner sowie ein stromaufwärts~gerichtetes Blasrohr 6 am Auslassende und ferner Einlassleitungen 3 und 6 zur Zufuhr von Verbrennungsluft bzw.Using the attached schematic drawing, which shows a rotary kiln, represents a melting zone and an electric furnace becomes a preferred embodiment the inventive method explained. A rotary kiln of conventional design 4 has three downstream burners and one upstream Blow pipe 6 at the outlet end and also inlet lines 3 and 6 for the supply of combustion air respectively.

Blasluft und eine Brennstoffversorgungsleitung 5 auf, welche sowohl die vorstehend erwähnten Brenner als auch das Blasrohr 6 versorgt. Am stromaufwärts gelegenen Ende des Ofens befindet sich ein Auslaß'2 für die Verbrennungsgase. Die festen Ausgangsmaterialien werden dem Drehrohrofen über eine an diesem Auslassende gelegene Rutsche 1 zugeführt. Das Eisenerz kann von beliebiger Qualität seinXund-es kann beispielsweise etwa 20 bis 30 Prozent oder sogar bis zu 69 Prozent oder noch ehr an Eisen enthalten. Als Hauptreduktionsmittel,d.h. dasjenige Material, welches die Hauptmenge der gesamten reduzierbaren Ofenr beschickung reduziert, kann jeder beliebige. kohlenstoffhaltigs Feststoff verwendet werden, der unter den Verfahrensbedingungen gegenüber Eisenoxiden reaktiv ist und diese reduziert.Blown air and a fuel supply line 5, which both the above-mentioned burners as well as the blowpipe 6 are supplied. On upstream At the end of the furnace there is an outlet 2 for the combustion gases. the solid starting materials are connected to the rotary kiln via a This outlet end located slide 1 fed. The iron ore can be from any Quality beXund- it can be around 20 to 30 percent, or even up to, for example Contains 69 percent or even more iron. As the main reducing agent, i.e. the one Material that reduces the majority of the total reducible furnace charge, anyone can. carbonaceous solid can be used, which is under the Process conditions is reactive with iron oxides and reduces them.

Obwohl selbstverständlich auch qualitativ hochwertige Materialien eingesetzt werden können, ermöglicht es die Erfindung, auch minderwertige Kohlenstoffarten zu verwenden, beispielsweise keine terkokbare Kohle, Kohlegrus , Peinanthrazitj bitumenhaltige Kohle sowie Kohle mit hohem Schwefelgehalt. In der gleichen Weise kann für die Beschickung auch minderwertiges Erz eingesetzt werden. Die festen Ausgangsmaterialien weisen die für eine Reduktion im Drehrohrofen übliche Teilchengrösse auf, und es wird ein Kohlenstoff : Eisen- Gewichtsverhältnis von etwa 0,4 bis etwa 0,9 und vorzugsweise von etwa 0,45 bis etwa 0,8 verwendet. Die Ausgangsmaterialien wandern langsam durch den geneigten Ofen hindurch, vermischen sich dabei innig und nehmen allmählich eine höhere Temperatur an. Sobald der Tempera--turwert von etwa 600 C überschritten ist, beginnt die Reduktion des Erzes, Die Temperatur und die Verweilzeit der Beschickung in dem Ofen werden derart eingeregelt, dass die Reduktion des Eisenerzes zu mindestens etwa 80 Prozent des theoretischen Wertes stattfindet und dass die Temperatur der Austragsmasse am Auslass des Ofens etwa 900 bis 130000 und vorzugsweise etwa 1100 bis 13000 c beträgt. Die gebildete zumeist pastenartige Austragsmasse, welche Eisenschwamm, Gangart 'tand andere Bestandteile enthält, gelangt in eine Rutsche, welche mit dem Auslassende des Ofens verbunden ist. An dieser Stelle kann über eine Rutsche 7 gewünschtenfalls ein entschwefelnd wirkendes Material, wie Kalk, zugesetzt werden.Although of course also high quality materials can be used, the invention makes it possible to use even inferior types of carbon to use, for example no charcoal that can be coked, charcoal grit, Peinanthrazitj bituminous coal as well as coal with a high sulfur content. In the same way Inferior ore can also be used for charging. The solid raw materials have the usual particle size for a reduction in a rotary kiln, and es a carbon: iron weight ratio of from about 0.4 to about 0.9, and preferably from about 0.45 to about 0.8 is used. The starting materials migrate slowly through pass through the inclined stove, mix intimately and gradually take one higher temperature. As soon as the temperature value of approx. 600 C is exceeded, starts the reduction of the ore, the temperature and the residence time of the feed in the furnace are regulated so that the reduction of iron ore to at least about 80 percent of the theoretical value takes place and that the temperature of the Discharge mass at the outlet of the furnace about 900 to 130,000 and preferably approximately 1100 to 13000 c. The mostly paste-like discharge mass formed, which Sponge iron, gangue 'tand contains other components, gets into a chute, which is connected to the outlet end of the furnace. At this point, a If desired, a desulphurizing material, such as lime, is added to slide 7 will.

Gegebenenfalls kann die Austragsmasse aus dem Drehrohrofen in nicht dargestellten Vorratsbehältern eine Zeitlang gelagert werden, aber vorzugsweise wird sie direkt von dem Ofen in die Schmelzzone eines Sch zofens 14 überführt, wobei vorzugsweise wahrend des Überführens keine Wärme abgezogen und kein unverbranntes Reduktionsmittel abgetrennt wird. Demgemäss wird der Aufschmelzzone vorzugsweise die gesamte Austragsmasse aus dem Drehrohrofen zugeführt, welche das gesamte reduzierte Eisen und die gesamte Gangart enthält.If necessary, the discharge mass from the rotary kiln can not storage containers shown are stored for a period of time, but preferably it is transferred directly from the furnace to the melting zone of a furnace 14, wherein preferably no heat withdrawn and no unburned heat during the transfer Reducing agent is separated. Accordingly, the melting zone becomes preferable the entire discharge mass fed from the rotary kiln, which reduced the total Includes iron and the entire gait.

Die Aufschmelzzone für das Eisen und-die Gangart weist praktisch nicht perforierte Stützwände bzw. einen-Boden auf, doch können selbstverständlich einige wenige Abstichlöcher oder andere geeignete Austragskanäle zur Entfernung des aufgeschmolzenen Materials vorgesehen sein. Vorzugsweise befinden sich die Seitenwände der Aufschmelzzone im sogenannten stationären Zustand, was bedeutet, dass sie sich während des Aufschmelzens üblicherweise in Ruhe befinden, obwohl nicht ausgeschlossen werden soll, dass die Seitenwände von Zeit zu Zeit in ihrer Lage geändert werden, um den Austrag der aufgeschmolzenen Masse in der Zone zu erleichtern, beispielseise bei einem Rippofen.The melting zone for the iron and the gait practically does not show perforated retaining walls or a floor, but of course some can few tap holes or other suitable discharge channels to remove the melted Material be provided. The side walls are preferably located in the melting zone in the so-called steady state, which means that it is during the melting process usually at rest, although it should not be ruled out that the Side walls are changed in their position from time to time in order to discharge the melted To facilitate mass in the zone, for example in a rib oven.

Die Aufschmelzzone 14 weist ausserdem verschiedene Vorrichtungen auf, um die Austragsmasse aus dem Drehrohrofen aufzuheizen und auf der geiunschtenTemperatur zu halten, welche im Bereich von etwa 1500 bis etwa 1700°C und vorzugsweise im Bereich von etwa 1550 bis etwa 16500C liegt. Derartige Heizvorrichtungen sind so angeordnet, dass sie die Hitze von einer Lage oberhalb des aufgeschmolzenen Eisens und der aufgeschmolzenen Gangart nach unten abstrahlen. Es kann sich dabei um ein Blasrohr 9 handeln, wodurch in der Austagsmasse aus dem Ofen etwa noch vorhandener restlicher Kohlenstoff verbrannt w-rd. Andere solche Aufheizmittel sind die Brenner 10 und 12, in denen Kohle oder ein flüssiger,-dampfförmiger oder gasförmiger Brennstoff verbrannt wird, beispielsweise Heizöl, mit Wasserdampf versprühte Rückstandsteere, Methan oder Kohlenmonoxid oder eine Kombination der vorstehend genannten oder anderer Brennstoffe. Die Durchflussgeschwindigkeiten von Luft oder Sauerstoff und/oder Brennstoff durch diese Brenner wird so eingeregelt, dass in der Aufschmelzzone die gewünschte Temperatur aufrechterhalten wird.The melting zone 14 also has various devices, in order to heat up the discharge mass from the rotary kiln and at the specified temperature to keep which in the range of about 1500 to about 1700 ° C and preferably in the range is from about 1550 to about 16500C. Such heating devices are arranged so that they take the heat from a location above the melted iron and the melted iron Radiate gait downwards. It can be a blowpipe 9, whereby Any remaining carbon in the waste material from the furnace is burned w-rd. Other such heating means are the burners 10 and 12, in which coal or a liquid, vapor or gaseous fuel is burned, for example Heating oil, residual tars sprayed with steam, methane or carbon monoxide or a combination of the above or other fuels. The flow rates of air or oxygen and / or fuel through these burners is regulated so that the desired temperature is maintained in the melting zone.

Die Hauptmenge der Wärmeenergie, welche benötigt wird, um die Austragsmasse des Drehrohrofens auf eine höhere Temperatur von der Auslasstemperatur des Ofens bis auf einen erst im Bereich von 1500 bis 17000C zu bringen, wird durch Verbrennen von Kohle und/oder flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffen erzeugt, einschliesslich der in der Austragsmasse des Ofens noch vorhandenen Restkohle. Hierdurch unterscheidet sich das erfindungsgemässe Verfahren von einem Hochofen, in welchem Koks verbrannt wird.The main amount of thermal energy that is required to generate the discharge mass of the rotary kiln to a higher temperature than the outlet temperature of the kiln Bringing it down to one in the range of 1500 to 17000C is done by burning generated from coal and / or liquid or gaseous fuels, including the residual coal still present in the discharge mass of the furnace. This differs the method according to the invention is based on a blast furnace in which coke is burned will.

Ausserdem wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Wärme durch chemische Verbrennung erzeugt, wodurch es sich von einer elektrischen Beheizung unterscheidet. Die Restmenge der erforderlichen Wärme kann inbeliebiger Weise erzeugt werden, doch wird gemäs einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung praktisch die gesamte erforaerliche Wärmeenergie für das Aufheizen der Austragsmasse von der Ausgangstemperatur des Ofens bis auf die Schmelztemperatur im Bereich von 1-500 bis 1700°C in der vorstehend beschriebenen Weise durch Verbrennen von Kohle und/oder flüssigen bzw. gasförmigen Brennstoffen erzeugt und zwar praktisch in Abwesenheit -von Hochofenkoks und ohne Verbrauch elektrischer Energie durch direktes Aufheizen der Austragsmasse. Die in dem Ofen gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukte werden über den Schornstein 8 ins Freie geleitet.In addition, in the process according to the invention, the heat is carried through chemical burn is generated, which makes it stand out from a electrical Heating is different. The remaining amount of heat required can be arbitrary Manner, but according to a preferred embodiment of the invention practically all of the heat energy required to heat up the discharge mass from the initial temperature of the furnace to the melting temperature in the range of 1-500 to 1700 ° C in the manner described above by burning coal and / or generated liquid or gaseous fuels and that practically in absence -from blast furnace coke and without the consumption of electrical energy through direct heating the discharge mass. The gaseous reaction products formed in the furnace are passed through the chimney 8 to the outside.

Das aufgeschmolzene Eisen kann in dem Mass, wie es gebildet wird, aus der Aufschmelzzone abgezogen werden, wobei dann gegebenenfalls in einer stromabwärts von der Schmelzzone gelegenen Stelle eine Hilfseinrichtung zur Abtrennung von Schlacke vorgesehen sein muss. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch das schmelzflüssige Eisen in der Schmelzzone in Form einer flüssigen Schicht gesammelt und in diesem Fall ist keine Hilfsvorrichtung für das Abtrennen der schlacke erforderlich. Im zuletztgenannten Fall gelangt zumindest der Hauptanteil, aoer vorzugsweise praktisch die gesamte Menge der frisch aus dem Drehrohrofen entnommenen Austragsmasse in dem festen bis pastenförmigen Zustand, in welcher sie den Ofen verlässt, in die Schicht aus schmelzflüssigem Eisen, so dass sich die Schlacke beim Aufschmelzen der Austragamasse abtrennt und sich oben in einer gesonderten -Schwimmschicht absetzt, während das frisch aufgeschmolzene Eipen sich in Bezug auf die Schlacke nach unten absetzt. Die Aufschmelzzone kann absatzweise oder kontinuierlich betrieben werden, wobei die Verweilseit für die Austragsmasse aus dem Drehrohrofen in der Schmelzzone vorzugsweise im Durchschnitt etwa 5 Minuten bis 5 Stunden beträgt. Auf jeden Fall wird das aufgeschmolzene Eisen solange in der Schmelzzone gehalten, bis eine Abtrennung zwischen der Schicht des geschmolzenen Eisens und der Schlacke stattgefunden hat; die Verweilzeit des aufgeschmolzenen Eisens kann auch noch länger ausgedehnt werden, je nachdem ob und gegebenenfalls bis zu welchem Ausmass auch noch chemische Raffinationsmassnahmen in der Schmelz zone durchgeführt werden.The melted iron can, to the extent that it is formed, are withdrawn from the melting zone, then optionally in a downstream an auxiliary device for separating slag from the melting zone must be provided. According to a preferred embodiment of the invention however, the molten iron in the melting zone is in the form of a liquid layer collected and in this case there is no auxiliary device for separating the slag necessary. In the last-mentioned case, at least the main part arrives, more preferably practically the entire amount of the discharge mass freshly removed from the rotary kiln in the solid to pasty state in which it leaves the oven into the Layer of molten iron, so that the slag is when it melts separates the discharge mass and settles on top in a separate floating layer, while the freshly melted egg is related on the Slag settles down. The melting zone can be intermittent or continuous be operated, with the dwell time for the discharge mass from the rotary kiln in the melting zone is preferably about 5 minutes to 5 hours on average. In any case, the molten iron is kept in the melting zone as long as until a separation between the layer of molten iron and the slag has taken place; the residence time of the molten iron can also be longer be expanded, depending on whether and, if so, to what extent Chemical refining measures are still being carried out in the melting zone.

Falls Raffinationsmittel verwendet werden, können diese über Einlass 11 in Form-von Pulvern undjoder Gasen injiziert werden.If refining agents are used, they can be supplied via the inlet 11 in the form of powders and / or gases.

Der Schmelzofen 14 weist eine Seitentür 13 zum Abziehen der Schlackeschicht auf. Diese Tür steht mit nicht gezeigten Rutschen und Einrichtungen zur weiteren Entfernung der Schlacke in Verbindung. Das aufgeschmolzene Eisen kann über einen Auslass im Boden der Aufschmelzzone abgezogen werden.The melting furnace 14 has a side door 13 for drawing off the slag layer on. This door is available with not shown slides and facilities for further Removal of the slag in connection. The melted iron can be about a Outlet in the bottom of the melting zone can be withdrawn.

Falls man die mit der direkten Verwendung des schmelzflüssigen Eisens verbundenen wirtschaftlichen Vorteile nicht ausnutzen will, kann man das Eisen auch in Form von Granulaten oder Knöt-(Luppen) chen/verfestígen und dann zu einem Elektroofen oder einem anderen Stahlherstellungsofen in einer anderen Gegend transportieren. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erz in dung sind jedoch der Drehrohrofen, der Schmelzofen 14 und der elektrische Lichtbogenofen 16 hintereinander in einer Produkdie tionsstrasse angeordnet, und das Eisen wird über/Rutsche 15 in aufgeschmolzener Porm direkt von dem Schmelzofen zu dem elektrischen Lichtbogenofen geleitet. In dem elektrischen Lichtbogenofen 16. erzeugen die Elektroden 17, 18 und 19 elektrische Lichtbögen,und ausserdem können übliche Stahlzusatzstoffe zugesetzt werden, um das Eisen von dem Schmelzofen in oder Mischungen dieses Eisens mit Stahl die Stahlschrott in Stahl wmsuwandeln.In case one is dealing with the direct use of molten iron If you do not want to take advantage of the associated economic advantages, you can also use iron in the form of granules or knots (flakes) / solidify and then to an electric furnace or another steelmaking furnace in another area. According to a preferred embodiment of the ore in manure, however, the rotary kiln, the melting furnace 14 and the electric arc furnace 16 one behind the other in one The production line is arranged and the iron is put over / slide 15 in melted Porm passed directly from the melting furnace to the electric arc furnace. In the electric arc furnace 16. the electrodes 17, 18 and 19 generate electrical Electric arcs, and also common steel additives can be added to the Iron from the smelting furnace in or mixtures of this iron with steel make the steel scrap to convert into steel.

Selbstverständlich sind die vorgenannten Vorrichtungen und Anlagen in dem erforderlichen Ausmass mit Auskleidungen aus feuerfesten Steinen oder anderem hochtemperaturbeständigem Material versehen, welches den jeweils herrschenden Bedingungen standhält.It goes without saying that the aforementioned devices and systems are included to the extent required with linings of refractory bricks or other high temperature resistant material provided, which the prevailing conditions withstands.

Die Menge an phosphor- undXoder schwefelhaltigen Verunreinigungen in dem flüssigen Eisen, welches vom Schmelzofen 14 in den elektrischen Lichtbogenofen 16 überführt wird, hängt von der Qualität des dem Drehrohrofen 4 zugeführten Beschickungsmaterials ab. Im gegebenen Zusammenhang wird darauf hingewiesen-, dass die Art des erfindungsgemässen Verfahrens es auf einfache-und wirtschaftliche Weise ermöglicht, wesentliche Anteile an solchen Verunreinigungen aus dem Eisen zu entfernen, ehe dieses in den Elektroofen gelangt, wodurch gleichzeitig die Notwendigkeit zur Verwendung von Schrott als Beschickung für einen solchen Elektro ofen wesentlich herabgesetzt oder ganz aufgehoben w'ird. Dem flüssigen Eisen in dem Elektroofen 14 können die verschiedensten raffinierend wirkenden Substanzen zugesetzt werden, beispielsweise-Kalk, wobei der Kostenfaktor für solche Zusatzstoffe etwa 11 DM oder mehr je onne Sisen beträgt.The amount of phosphorus and X or sulfur containing impurities in the liquid iron coming from the melting furnace 14 to the electric arc furnace 16 is transferred depends on the quality of the feed material fed to the rotary kiln 4 away. In the given context, it is pointed out that the type of the inventive Process it in a simple and economical way enables substantial proportions to remove such impurities from the iron before putting it in the electric furnace at the same time eliminating the need to use scrap as feed for such an electric furnace is significantly reduced or completely eliminated. The liquid iron in the electric furnace 14 can be refined in various ways active substances are added, for example-lime, whereby the cost factor for such additives is about 11 DM or more per one Sisen.

Hierzu kommen weitere Kosten von mindestens etwa 18 DM als Ausgleich-für die erhöhten Produktionskosten bei der Verwendung von minderwertigen Erzen und Kohlearten, was auf der geringeren Ausbeute in dem Produkt des Drehrohrofens beruht, wodurch sich insgesamt zusätzliche Kosten von etwa 30 DM oder mehr ergeben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Kosten mehr als ausgeglichen werden durch den viel geringeren Preis solcher minderwertiger Rohmaterialien und dass der Preisunterschied zwischen hochwertigen und minderwertigen Erzen bis zu etwa 60 DM und mehr je Tonne erzeugten flüssigen Eisens beträgt.In addition, there are additional costs of at least about 18 DM Compensation-for the increased production costs associated with the use of inferior ores and coals, which is due to the lower yield in the product of the rotary kiln, whereby total additional costs of around DM 30 or more result. It will, however Be advised that these costs are more than offset by the deal lower price of such inferior raw materials and that the price difference between high-quality and low-quality ores up to about 60 DM and more per ton generated liquid iron is.

Ausführungsbeispiel Ein Drehrohrofen der in der Zeichnung dargestellten Art wird je Tonne erzeugten Eisens mit 2,4 metrischen Tonnen kieselsäurehaltigem Eisenerz, welches etwa 42 Prozent Eisen und -38 Prozent Gangart enthält, sowie mit einer Tonne feiner, nicht verkokbarer Kohle mit einem Kohlenstoffgehalt von 79,6 Prozent und 90 kg Kalkstein (CaO:SiO2 16) beschicld. Dieser Drehrohrofen wird derart betrieben, dass das Eisenerz zur Hauptsache im Temperaturbereich von 900 bis 10000C reduziert wird. Die so entstehende Austragsmasse wird bei einer Austragstemperatur von 1100°C in einen Schmelzofen überführt von der Art, wie er in der Zeichnung dargestellt ist. In diesem Schmelzofen wird die gesamte Austragsmasse etwa 120 Minuten lang auf T6500C erhitzttund erst in diesem Ofen wird das in der Austragsmasse enthaltene Eisen zum ersten Mal während des Verfahrens aufgeschmolzen. Die sich dabei bildende Schlacke trennt sich leicht von dem Eisen ab und enthält einen Anteil der schwefel- und/oder phosphorhaltigen Verunreinigungen, welche in der Austragsmasse des Drehrohrofens enthalten waren. Das schmelzflüssige Eisen und die Schlacke werden getrennt aus der Schmelzzone abgezogen. Insgesamt 1080 kg schmelzflüssiges- Eisen werden von dieser Aufschmelzzone in einen elektrischen Ofen überführt, wobei die Beschickung ausserdem 60 kg Hüttenkalk, 40 kg Kalk in Granulatform, 22 kg Walzzunder, 5 kg Koks und 4 kg Eisenlegierungen enthält. Dieser elektrische Ofen wird mit einer elektrischen Leistung von 150 Kw-Stunden betrieben, welche durch Elektroden zugeführt werden, wobei der Elektrodenverbrauch 1,5 kg beträgt.- Gleichzeitig werden 1,8 m' Sauerstoff und 1 m3 Stickstoff als Träger für die zu injizierenden Raffinierungszusätze verwendet. Exemplary embodiment A rotary kiln of the type shown in the drawing Kind is per ton of iron produced with 2.4 metric tons of silicic acid Iron ore, which contains about 42 percent iron and -38 percent gangue, as well as with one tonne of fine, non-coking coal with a carbon content of 79.6 Percent and 90 kg of limestone (CaO: SiO2 16) coated. This rotary kiln is like this operated that the iron ore mainly in the temperature range from 900 to 10000C is reduced. The resulting discharge mass is at a discharge temperature of 1100 ° C transferred into a melting furnace of the type shown in the drawing is. In this melting furnace, the entire discharge mass is about 120 minutes heated to T6500C and only in this oven is the content contained in the discharge mass Iron melted for the first time during the procedure. The one that forms Slag separates easily from the iron and contains some of the sulphurous and / or phosphorus-containing impurities in the discharge mass of the rotary kiln were included. The molten iron and slag become separated withdrawn from the melting zone. A total of 1080 kg of molten iron will be produced transferred from this melting zone to an electric furnace, with the charge also 60 kg of metallurgical lime, 40 kg of lime in granulate form, 22 kg of mill scale, 5 kg of coke and contains 4 kg of iron alloys. This electric oven comes with an electric Power of 150 Kw-hours operated, which are supplied by electrodes, where the electrode consumption is 1.5 kg. - At the same time, 1.8 m 'of oxygen are generated and 1 m3 of nitrogen is used as a carrier for the refining additives to be injected.

Selbstverständlich können die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens auch bei Einsatz eines Siemens-Martin-Ofens oder bei anderen Stahlverarbeitungsöfen anstelle des vorstehend genannten elektrischen Ofens erzielt werden. Obwohl die wirtschaftlichen Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens am stärksten zur Auswirkung kommen, wenn sowohl minderwertiges Eisenerz als auch minderwertige Kohle verarbeitet werden, wird selbstverständlich auch dann ein Vorteil erzielt, wenn irgend ein anderes beliebiges Eisenerz oder ein anderes kohlehaltiges Reduktionsmittel verwendet werden. Obwohl die Abtrennung der Schlacke vom schmelzflüssigen Eisen in heissem Zustand den Vorteil bietet, dass ein gewisser Anteil der schwefel- und/oder phosphorhaltigen Verunreinigungen entfernt wird, ist offensichtlich, dass die Konstruktion des Schmelzofens und/oder die Art des erfindungsgemässen Verfahrens es auch ermöglichen, derartige während des Schmelzens u WoSa; phosphor- und/oder schwefelhaltige Verunreinigungen/»ährend der Stahlherstellung zu entfernen. Hierzu müssen nur die erforderlichen Räffinationsmittel in der entsprechenden Verfahrens stufe angewendet werden. Selbstverständlich können die Betriebsbedingungen des Drehrohrofens und des Schmelzofens auch so gewählt werden, dass die Austragsmasse des Drehrohrofens im gewissen Ausmass auch noch im Schmelzofen reduziert wird. Bei einer solchen Arbeitsweise muss dem Drehrohrofen und/oder dem Schmelzofen eine genügende Menge an Brennstoff einschliesslich kohlenstoffhaltigem Brennstoff zugeführt werden. Falls die Austragsmasse aus dem Drehrohrofen noch etwas nichtverbrannten Kohlenstoff enthält, bietet das erfindungsgemässe Verfahren den Vorteil, dass der Heizwert dieser unverbrannten Kohle mit Vorteil dafür ausgenutzt werden kann, um in der Aufschmelzstufe Wärme zu erzeugen, in dem Luft und/oder Sauerstoff in die Austragsmasse injiziert werden, so dass dieser-Restkohlenstoff verbrennt. Das aufgeschmolzene Eisen braucht nicht direkt in den Elektroofen oder einen anderen Stahlerzeugungsofen überführt zu werden, sondern kann auch gewünschtenfalls zeitweilig in geschmolzener Form in Warmhalteöfen bei ausreichend hohen Temperaturen von beispielsweise 16000C gelagert werden, wobei die Temperatur selbstverständlich so hoch gewählt werden muss, dass das Eisen in geschmolzener Form bleibt. Bisher wurde es beim Betrieb von Drehrohröfen derart, dass die Austragstemperatur etwa 1300°C betrug, für wesentlich erachtet, die Beschickung für den Drehrohrofen innerhalb kritischer Grenzen einzustellen, um am Ofenauslass eine fadenbildende Schlacke zu erhalten. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet demgegenüber den wesentlichen Vorteil, dass die Beschickung für den Drehrohrofen keineswegs in diesem Ausmass bezüglich ihrer Zusammensetzung kritisch ist.Of course, the advantages of the method according to the invention even when using a Siemens-Martin furnace or other steel processing furnaces instead of the aforementioned electric furnace. Although the economic advantages of the method according to the invention are most effective come when both inferior iron ore and inferior coal are processed an advantage will of course also be achieved if any other any iron ore or other carbonaceous reducing agent can be used. Although the separation of the slag from the molten iron in a hot state has the advantage that a certain proportion of the sulfur and / or phosphorus Impurities removed is evident from the design of the melting furnace and / or the nature of the method according to the invention also enable such during melting u WoSa; Phosphorus and / or sulfur-containing impurities / »uring remove from steelmaking. All that is needed is the necessary refining agents in the relevant procedural stage be applied. Of course the operating conditions of the rotary kiln and the melting furnace can also be selected in this way be that the discharge mass of the rotary kiln to a certain extent also in Melting furnace is reduced. In such a way of working, the rotary kiln and / or the smelting furnace a sufficient amount of fuel including carbonaceous Fuel are supplied. If the discharge mass from the rotary kiln is still a little Contains unburned carbon, the inventive method offers the The advantage is that the calorific value of this unburned coal is used to advantage can be used to generate heat in the melting stage, in the air and / or oxygen be injected into the discharge mass, so that this burns residual carbon. The melted iron does not need to go straight into the electric furnace or another Steelmaking furnace to be transferred, but can also be temporarily if desired in molten form in holding furnaces at sufficiently high temperatures, for example 16000C can be stored, whereby the temperature of course chosen so high must be that the iron remains in molten form. So far it has been in operation of rotary kilns in such a way that the discharge temperature was about 1300 ° C, is essential considers that the loading of the rotary kiln should be stopped within critical limits, to get a thread-forming slag at the furnace outlet. The inventive In contrast, the method offers the significant advantage that the feed for The rotary kiln is by no means critical to this extent with regard to its composition is.

Claims

1. Process for the smelting of iron ore, which is not applicable It does not indicate that the ore is used together with carbonaceous reducing agents and optionally fed into a rotary kiln together with slag formers and there about 13000C at temperatures ranging from / b00 to about 130,000 to an iron sludge and gangue containing solid to pasty mass is converted, which discharged from the furnace while maintaining the aforementioned temperature range and in a separate melting zone which is directly connected to the furnace is transferred that the discharged mass in this zone through direct contact with the gaseous combustion products of solid2 liquid and / or gaseous Fuels is melted that the liquid slag that forms in a Layer is collected over the discharge mass in the melt, while the molten iron collects in a layer below this moisture, that the molten iron may be refined to some extent and is finally withdrawn from the melting zone, and optionally in one is further treated in a separate steel melting furnace.

2. The method according to claim 1, characterized in that the melting zone is maintained at a temperature in the range of 1500 to 1700 ° C.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Molten iron is processed into steel in an electric furnace.

4. The method according to claim 3, characterized in that the rotary kiln and the sheet metal furnace for steel production in one production line, one behind the other are arranged. Blank page