AT394394B - Vorrichtung und verfahren insbesondere zum erhoehen des kohlenstoffgehaltes von direkt reduziertem eisen - Google Patents

Description

AT 394 394 B

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Direktreduzierung von Eisenoxidmaterialien zum Herstellen von metallisiertem Eisen in festem Zustand, wie heiße metallisierte Pellets oder heißer Eisen-schwamm, in einem Direktreduktionsschachtofen. Der hier verwendete Ausdruck "metallisiert" bedeutet: im wesentlichen auf den metallischen Zustand reduziert, d. h. durchwegs mehr als 75 % Metall, gewöhnlich mehr als 85 % Metall, im Produkt. Derartige metallisierte Pellets oder Eisenschwamm sind als Zufuhrmaterialien zu Stahlherstellungsöfen, wie Elektrolichtbogenöfen, gut geeignet

In der US-PS 4 054 444 sind Einrichtungen zum Regulieren des Kohlenstoffgehaltes von direkt reduzierten Eisenpellets, wenn sie kalt aus einem Direktreduktionsschachtofen entfernt werden, geoffenbart. Das gemäß dieser PS eingeführte Gas ist Methan, Erdgas oder ein schweres Kohlenwasserstoffgas, dem gegebenenfalls reines verbrauchtes Gichtgas vom Direktreduktionsofen zugesetzt werden kann. Das Gas wird in die Pufferzone eingebracht, d. h. die Zone zwischen der Reduktionszone und der Kühlzone im Ofen. Eine der Funktionen der Erfindung gemäß der obgenannten US-PS ist es, die Beschickung vorzukühlen, bevor sie die Kühlzone erreicht, um das erforderliche Kühlen innerhalb der Kühlzone zu vermindern. Die vorliegende Erfindung erfordert das Vermeiden dieses Kühleffektes.

Derzeit gibt es drei bekannte Methoden zum Erhöhen des Kohlenstoffgehaltes von direkt reduziertem Eisen-Produkt, die alle kommerziell ausgeführt werden. Bei diesen drei Methoden handelt es sich um: (1) das Senken der Temperatur des reduzierenden Gases beim Ofenbetrieb; (2) das Erhöhen des Gehaltes an Methan oder einem anderen Kohlenwasserstoff des reduzierenden Gases zum Betrieb durch Zusetzen von Erdgas und (3) das Einführen von Erdgas in den unteren oder Entladeteil des Ofens.

Jede dieser drei Methoden erhöht den Kohlenstoffgehalt des direkt reduzierten Eisenproduktes, doch gibt es bei jeder Methode im normalen Ofenbetrieb Beschränkungen.

Es hat sich gezeigt, daß das Senken der Temperatur des reduzierenden (Betriebs) Gases den Kohlenstoffgehalt im Produkt beim Betreiben von Direktreduktionsanlagen auf der ganzen Welt erhöht, jedoch leidet die Anlagenproduktion (Ertrag) infolge langsamerer Reduktionsreaktionen auch an einer Verminderung. Dieser Verlust an Produktionskapazität mit niedrigeren Temperaturen des reduzierenden Gases wurde viele Jahre lang durch Anlagenbetriebsgeschichte bestätigt

Es wurde versucht, den Kohlenwasserstoffgehalt des reduzierenden Gases durch Zusetzen von Erdgas zu erhöhen, um das reduzierende Gas beim Betrieb anzureichem und damit den Kohlenstoffgehalt des Produktes zu steigern. Der dem reduzierenden Gas zugesetzte Kohlenwasserstoff wird bei hohen Ofentemperaturen gecrackt, wobei dem Produkt mehr Kohlenstoff zugeführt wird.

Das Cracken dieser Kohlenwasserstoffe bildet Kohlenstoff, der in das Produkt integriert wird, und Wasserstoff, der durch den Schachtofen nach oben strömt, wo er als zusätzliches reduzierendes Gas beim Reduzieren des Eisenoxids zu metallisiertem Eisen (oder direkt reduziertem Eisen) in der oberen Reduktionszone des Schachtofens wirkt. Der Anteil an Kohlenwasserstoff, der dem Ofen zugeführt werden kann, ist begrenzt, weü das Cracken der Kohlenwasserstoffe eine endotherme Reaktion ist. Ein Überangebot an Kohlenwasserstoffen im reduzierenden Gas beim Cracken unter Bildung von Kohlenstoff (C) plus Wasserstoffgas (¾) bewirkt einen

Abkühlungstrend im Schachtofen. Die resultierende Reduktion in der Beschickungstemperatur bewirkt eine langsame Reduktionsreaktion zwischen dem reduzierenden Gas und dem Eisenoxid und letztlich eine niedrigere Produktion. Außerdem beeinträchtigt in einer Direktreduktionsanlage mit heißer Enüadung/heißer Brikettierung (HD/HB) das zusätzliche Kühlen die Fähigkeit des metallisierten Eisenproduktes, brikettiert zu werden, eine Situation, die immer vermieden werden muß.

Das Einführen von Erdgas in den unteren Konus (Kühl- und Entlade)bereich des Schachtofens ist ebenfalls eine erprobte Methode zum Zuführen von Kohlenstoff zum Produkt in Direktreduktionsanlagen. Bei einer Anlage, in der das Produkt kalt entfernt wird, ist dies eine ausgezeichnete und ökonomische Methode zum Zuführen von Kohlenstoff zum Produkt. Sie ist nur durch das Ausmaß des Kühlens beschränkt, das im oberen (Reduktions) Bereich des Schachtofens toleriert werden kann, ohne den Ofenertrag oder die Produktqualität signifikant zu vermindern. Der übliche erwünschte Grad an Kohlenstoffzufuhr zum Produkt kann leicht erzielt werden, ohne den Punkt der Überkühlung der Beschickung zu erreichen, da es erwünscht ist, das Produkt nahe Umgebungstemperaturen zu entladen. In HD/HB-Anlagen muß außer der Produktionsrate und der Produktqualität einer weiteren Produktspezifikation Rechnung getragen werden; das Produkt muß beim Entladen ausreichend heiß sein, um zu Briketts kompaktiert zu werden. Es ist diese Produktanforderung, die den Anteil an Erdgas, der in den unteren Teil des Ofens mit heißer Entladung eingebracht werden kann, stark beschränkt. Die endotherme Reaktion des Crackens von Erdgas kann die Beschickung unter die Mindesttemperatur für gutes Brikettieren abkühlen. Die drei oben beschriebenen Methoden weisen alle die gleiche Temperaturbeschränkung auf. Die Reduktionstemperatur im Ofen muß über mindestens 760 °C gehalten werden, wenn die Produktion aufrechterhalten werden soll. Bei einem HD/HB-Ofenbetrieb muß auch eine hohe Entladetemperatur (über 700 °Q aufrechterhalten werden, um gutes Brikettieren zu gewährleisten. Dieses Erfordernis der Endtemperatur für Anlagen mit heißer Entladung behindert die Wirksamkeit dieser drei Methoden zum Ablagern des gewünschten -2-

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Kohlenstoffanteils im Produkt schwer.

Das Problem ist ein zweifaches: zuerst Kohlenstoff dem Produkt zuzuführen, und zweitens, zu vermeiden, daß der Ofenbeschickung irgendeine signifikante endotherme Belastung beigetragen wird. Die vorliegende Erfindung überwindet diese beiden Probleme, indem ein regulierter Zusatz einer Mischung von heißem "endothermen Gas" angereichert mit Erdgas bei Umgebungstemperatur zur Ofenentladezone erfolgt. Endothermes Gas ist ein heißluftreformierter Kohlenwasserstoff, der in einer katalytischen Reformiervonichtung durch Umsetzen einer Mischung von Erdgas und Luft und/oder Sauerstoff gebildet wird.

In dieser Beschreibung umfaßt der Ausdruck "endothermes Gas” ein Gas, das einen Prozentsatz an Kohlenmonoxid von 20 bis 60 %, Wasserstoff, Restkohlendioxid und Wasserdampf von weniger als 1 % sowie Stickstoff, wenn das Reformieren durch Verwendung von Luft bewerkstelligt wird, enthält. Allgemein verfügbares endothermes Gas enthält etwa 20 % CO, 40 % 1¾. weniger als 0,4 % Rest H^O-Dampf und CO2,

Rest etwa 40 % 1¾.

Die Ausführung dieser beiden Ziele beruht auf der Tatsache, daß die Mischung endothermes Gas/Erdgas, vom Standpunkt der Reaktionsintensität her gesehen, ein "ausgewogenes" System bildet. Der Nachteil des Zusetzens nur von Erdgas zum Ofen sind die endothermen Gackreaktionen, die innerhalb des Ofens Kühlung bewirken. Bei der Mischung endothermes Gas/Erdgas gibt es eine die Crackreaktionen ins Gleichgewicht bringende Reaktion: 2CO (g) = C (s) + C02 (g)

Dies ist die Boudouard-Reaktion. Diese Reaktion ist auf Grund des hohen CO-Gehaltes im endothermen Gas möglich. Da die Temperatur im Ofen auf Grund des Kühleffektes vom Cracken des Erdgases zu fallen beginnt, begünstigt das Gleichgewicht der Boudouard-Reaktion die Kohlenstoffablagerung in größerem Ausmaß. Die Ablagerung von Kohlenstoff aus der Boudouard-Reaktion ist eine exotherme Reaktion. Daher wird durch Mischen von endothermem Gas und Erdgas im geeigneten Verhältnis ein Ausbalancieren der endothermen und exothermen Wärmebelastungen im Ofen verwirklicht. Da das Erdgas die Beschickung durch Cracken kühlt, stellt das CO die verlorene Wärme durch Zersetzen zu C02 und festem Kohlenstoff wieder her.

Die Mischung Erdgas/endothermes Gas wird in den unteren Konus des Ofens bei Temperaturen bei oder über der zum Gewährleisten von gutem Brikettieren erforderlichen Mindesttemperatur eingeführt. Diese Einlaßtemperatur wird durch den Anteil an kaltem Erdgas reguliert, das zum Anreichem des heißen endothermen Gases verwendet wird. Da die Mischung endothermes Gas/Erdgas zum unteren Konus heiß ist, ergibt sie während des Inbetriebsetzens der Anlage einen zusätzlichen Vorteil.

Die Mischung endothermes Gas/Erdgas sieht auf Grund der niedrigeren Temperatur im unteren Konusbereich des Ofens mehr Kohlenstoff vor als die Methode mit angereichertem Betriebsgas. Die Betriebsgastemperaturen sind ausreichend hoch, um die schweren Kohlenwasserstoffe im Erdgas zu cracken, doch ist die Temperatur zu hoch, daß die Boudouard-Reaktion Kohlenstoff ablagert. Im unteren Konusbereich sind die Temperaturen niedriger als die Betriebsgastemperaturen. Sie sind kühl genug, daß die Boudouard-Reaktion die Kohlenstoffablagerung begünstigt, während sie noch warm genug sind, um die Kohlenstoffe im Erdgasteil der Mischung zu cracken. Es ist diese etwas kühlere Umgebung im unteren Konusbereich, die diese Methode besser macht, als einfach das Betriebsgas mit Erdgas anzureichem. Mit diesen kühleren Temperaturen gibt es einen doppelten Kohlenstoffvorteil, der bei Betriebstemperaturen nicht verwirklicht wird.

Schließlich ergibt der Zusatz der Mischung heißes endothermes Gas/Erdgas in einem Mischungsverhältnis, wo kein Kühlen der Ofenbeschickung auftritt, ein heißes zur Reduktionszone des Ofens nach oben strömendes Gas. Während der Zusatz von Erdgas allein ein kaltes Gas vorsieht, das von der unteren Konuszone nach oben zur Mitte der Reduktionszone strömt, liefert die Mischung endothermes Gas/Erdgas ein viel heißeres Gas zur Ofenmitte.

Zusammenfassend ergibt somit gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Mischung endothermes Gas/Erdgas, die dem unteren Entladebereich oder Konus eines Direktreduktionsofens zugesetzt oder in diesen eingeführt wird, im Produkt so viel oder mehr Kohlenstoffgehalt als Erdgas allein. Das Mischungsverhältnis wird reguliert, um das Abkühlen der Beschickung zu verhindern, und beim Inbetriebsetzen beschleunigt das Verfahren das Erhitzen der Beschickung und die Anfangsreduktionsphase. Die Erfindung liefert das angestrebte synergistische Ergebnis: mehr Kohlenstoff, keine Abkühlung.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist somit das Vorsehen eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Herstellen eines direkt reduzierten Eisenproduktes mit höherem Kohlenstoffgehalt in einem Direktreduktionsofen, ohne daß der Gesamtofenbebetrieb beeinträchtigt wird.

Ein weiteres Ziel ist es, jegliche signifikante endotherme Reaktion mit der Beschickung eines Direktreduktionsofens zu vermeiden.

Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regulieren einer Gasmischung zum Einbringen in die Kühl- und Entladungszone eines Direktreduktionsofens vorzusehen, die den Ofenbetrieb nicht beeinträchtigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regulieren des Kohlenstoffgehaltes von heißen metallisierten Eisenpellets, die durch die Strömung im Gegenstrom von heißen reduzierenden Gasen durch eine sich nach unten -3-

AT 394 394 B bewegende Eisenoxidbeschickung in einem im wesentlichen vertikalen Schachtofen gebildet werden, welcher Ofen eine obere Reduktionszone und eine untere Produktentladezone aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß teilchenförmiges Eisenoxid in das Innere des Ofens eingeführt wird, wobei darin eine Beschickung gebildet wird; ein Teil der Beschickung vom Boden der Kühlzone entfernt wird, um ein Gravitationsabsinken der Beschickung vorzusehen; heißes reduzierendes Gas in die Reduktionszone des Ofens eingebracht wird, wobei die sinkende Beschickung damit reagiert und ein reagiertes Gichtgas bildet; eine Mischung aus a) einem heißen reformierten endothermen Gas, das in einer katalytischen Reformiervorrichtung durch Reagieren einer Mischung von gasförmigem Kohlenwasserstoff und Sauerstoff, Luft oder einer Mischung hievon gebildet wird, und b) kaltem Erdgas in die Produktentladezone des Schachtofens eingeführt wird; und die Rate der Gaszufuhr jeder Komponente der Mischung zur Produktentladezone des Ofens variiert wird, wodurch der Kohlenstoffgehalt des metallisierten Eisenpelletproduktes reguliert wird

Der erfindungsgemäße Reduktionsofen vom vertikalen Schachttyp mit einer oberen Reduktionszone, einer mittleren Reduktionszone und einer unteren Kohlenstoffregulier- und Produktentladezone, einer Einrichtung zum Einfuhren von reduzierendem Gas zwischen den Enden des Schachtofens, einer Einrichtung zum Entfernen von metallisiertem Produkt vom Unterteil hievon und einer Einrichtung zum Entfernen von reagiertem Gichtgas vom Oberteil des Ofens ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine Verfahrensgasquelle; einen ersten katalysatorhaltigen Reformierofen; eine Einrichtung zum Einführen von Verfahrensgas in den Reformierofen; eine erste Leitung, die den Gasauslaß des Reformierofens mit der Einrichtung zum Einführen von reduzierendem Gas in den Schachtofen verbindet; einen zweiten katalysatorhaltigen Reformierofen; eine Einrichtung zum Einfuhren einer Mischung von Luft und gasförmigem Kohlenwasserstoff in den zweiten Reformierofen; eine zweite Leitung, die den Gasauslaß des zweiten Reformierofens mit der Kohlenstoffregulier· und Produktentladezone des Schachtofens verbindet; eine Erdgasquelle; eine dritte Leitung, die die Erdgasquelle mit der zweiten Leitung verbindet; und eine Einrichtung zum Regulieren der Anteile des in die Produktentladezone vom zweiten Reformierofen und der Erdgasquelle eingeführten Gases aufweist.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben, die eine schematische Darstellung der Ausführung und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Reduktionsofen (10) vom vertikalen Schachttyp mit einer oberen Reduktionszone (12) im oberen Bereich des Ofens, einer Betriebsgaseinführungszone (14) im mittleren Bereich des Ofens und einem Kohlenstoffregulierungs- und Produktentladungsbereich (16) im Unterteil des Ofens verwendet. Eisenoxidpellets und andere Materialien, wie klumpenförmiges Erz, gelangen durch Schwerkraft in den Schachtofen, wo sie ein Bett aus teüchenförmiges Eisenoxid enthaltendem Material oder eine Beschickung innerhalb des Schachtofens bilden. Metallisiertes oder reduziertes Material wird vom Ofen durch den Auslaß (20) am Boden desselben entfernt. Ein Betriebsgas-Winddüsensystem, allgemein bei (24) gezeigt, umgibt den Schachtofen. Heißes reduzierendes Gas wird in die Reduktionszone durch Gasöffnungen im Betriebsgassystem eingeführt. Das heiße reduzierende Gas strömt in die Reduktionszone und nach oben im Gegenstrom zur Gravitationsbewegung der Beschickung. Das reduzierende Gas reagiert mit der Beschickung unter Bildung eines Gichtgases, das den Ofen durch das Gasablaßrohr (30) am Oberteil des Ofens verläßt.

Ein Reformierofen (34) mit nicht gezeigten Brennern und einer Vielzahl von indirekten Wärmeaus-tauscherkatalysatorrohren (36), die von außen erhitzt werden, von denen nur eines gezeigt ist, erzeugt heißes reduzierendes Gas. Der Reformierofen (34) wird mit Verfahrensgas von der Quelle (G) beschickt. Das reduzierende Gas strömt von den katalysatorhaltigen Rohren (36) durch das Rohr (38) für reformiertes Gas zum Betriebsgas-Winddüsensystem (24).

Ein zweiter katalytischer Reformierofen (40) mit nicht gezeigten Brennern und einer Vielzahl von indirekten Wärmeaustauscherkatalysatorrohren (42), die von außen erhitzt werden, von denen nur eines gezeigt ist, erzeugt endothermes Gas. Das endotherme Gas strömt von den katalysatorhaltigen Rohren (42) durch das Rohr (44) für reformiertes Gas zu einem heißen Venturi (50). Das Gasrohr (52) verbindet das Venturi (50) mit dem Ventil (54), das seinerseits mit dem unteren Konusteil (16) des Ofens durch das Rohr (56) in Verbindung steht.

Eine Erdgasquelle (N) ist mit dem Rohr (56) durch das Erdgasrohr (58) verbunden, das eine Dosieröffnung (60) und ein Strömungsregulierventil (62) aufweist.

Die elektrischen Reguliereinrichtungen für das Verfahren umfassen eine Strömungsreguliereinrichtung (68), die vom heißen Venturi (50) ein Signal erhält und das Ventil (54) regelt, und eine Strömungsreguliereinrichtung (70), die von der Erdgasdosieröffnung (60) ein Signal erhält und zum Ventil (62) ein Signal sendet Beide Strömungsreguliereinrichtungen (68 und 70) sind mit einer Abgleichstaüon (72) verbunden, die eine computerisierte Regelvorrichtung ist. Das Thermoelement (74) im Unterteil des Schachtofens kann, wenn gewünscht, mit der Abgleichregelstation (72) verbunden sein, ist aber im allgemeinen mit einer optischen Schaltuhr zur Verwendung durch die Betätigungsperson versehen. Das Thermoelement (76) im Rohr (56) an der Schachtofenseite der Verbindung mit dem Rohr (58), welche Verbindung den Mischpunkt der Gase darstellt, kann ebenfalls mit der Abgleichstation (72) verbunden sein. Der Gasanalysator (78) im Rohr (56) nahe dem -4-

Claims (13)

1. AT 394 394 B Schachtofen, der mit der Abgleichstation (72) verbanden ist, analysiert die Methanzusammensetzung des Gases im Rohr (56). Beim Betrieb wird Verfahrensgas von der Quelle (G), das verbrauchtes Gichtgas vom Schachtofenablaß (30) sein kann, in der katalytischen Reformiervorrichtung (34) im wesentlichen zu CO und H2 reformiert. Das reformierte Gas wird direkt in das Betriebsgas-Winddüsensystem (24) als reduzierendes Gas eingeführt. Endothermes Gas wird in der Reformiervorrichtung (40) durch Reagieren einer Mischung von Erdgas (N) und Luft (A) in einem Verhältnis Luft zu Gas von 2/1 bis 3/1 gebildet. Wenn gewünscht, kann die gesamte Luft oder ein Teil hievon durch Sauerstoff ersetzt werden. Außerdem kann das Erdgas durch einen gasförmigen oder vergasten Kohlenwasserstoff ersetzt werden. Das so gebildete endotherme Gas wird durch das heiße Venturi (50) dosiert, das ein Signal zur Strömungsreguliereinrichtung (68) führt, die das heiße Ventil (54) aktiviert, um die Strömung bei einem bestimmten Sollwert zu halten. Erdgas von der Quelle (N) wird in das System bei Umgebungstemperatur eingeführt und durch die Öffnung (60) dosiert Die Dosieröffnung erzeugt ein Signal zur Strömungsreguliereinrichtung (70). Das Strömungssignal vom heißen Venturi mit dem reformierten Gas wird von der Strömungsreguliereinrichtung (68) zur Abgleichstation (72) übermittelt. An der Abgleichstation (72) wird der Sollwert für die Strömungsreguliereinrichtung (70) für das Erdgas berechnet und zur Reguliereinrichtung (70) zur Ausführung übermittelt. Durch dieses Reguliersystem wird ein bestimmtes Mischungsverhältnis von reformiertem Gas zu Erdgas aufirechterhalten. Der Gasanalysator (78) bestimmt den Methan (CH^)-Gehalt der Gasmischung vor ihrer Einbringung in den unteren Konus und übermittelt diesen Methanwert zu der Ableichstation (72), die das Verhältnis der Erdgasströmung zu der Strömung des endothermen Gases einstellt, wobei der gewünschte Methangehalt erhalten wird. Das Thermoelement (74), das in der Produktentladekammer (16) des Ofens (10) angeordnet ist, registriert die Temperatur der Beschickung, nachdem diese den Gasmischungseinführungspunkt passiert hat. Wenn die Temperatur beim Einführen der Gasmischung zu tief fällt, kann die Station (72) entweder den Anteil an Erdgas in der Mischung vermindern oder sie kann die Strömungsrate der Mischung in den Ofen vermindern. Wenn die Temperatur in der Entladekammer (16) zu hoch steigt, kann die Erdgasströmung erhöht werden oder es kann die Strömungsrate der Gasmischung erhöht werden; beides senkt die Temperatur in den gewünschten Bereich. Die Station (72) bestimmt entsprechend der Mischungstemperatur, wie sie vom Thermoelement (76) registriert wird, was zu geschehen ist, d. h. Änderung des Mischungsverhältnisses oder Änderung der Strömungsrate der Mischung. Wenn der Erdgaszusatz vermindert wird, nähert sich diese Temperatur der Temperatur des heißen endothermen Gases abzüglich der inhärenten Wärmeverluste durch das Rohrsystem. Ein scharfes Ansteigen der Temperatur, wie durch das Thermoelement (74) in der Produktentladekammer angezeigt, könnte eine zu starke CO-Reaktion anzeigen, in welchem Fall die Erdgasströmung erhöht werden sollte, um lokalisierte Übererhitzung der Beschickung zu verhindern. Aus obigen Ausführungen geht hervor, daß die vorliegende Erfindung das Problem des Köhlens von direkt reduziertem Eisen durch endothermes Cracken von Methan unter Bildung von Kohlenstoff und durch exotherme Dissoziation von Kohlenmonoxid zur Erzielung von Kohlenstoff, wobei die exotherme und endotherme Reaktion innerhalb des Entladeteiles des Schachtofens ins Gleichgewicht gebracht werden, überwindet PATENTANSPRÜCHE 1. Reduktionsofen vom vertikalen Schachttyp mit einer oberen Reduktionszone, einer mittleren Reduktionszone und einer unteren Kohlenstoffregulier- und Produktentladezone, einer Einrichtung zum Einführen von reduzierendem Gas zwischen den Enden des Schachtofens, einer Einrichtung zum Entfernen von metallisiertem Produkt vom Unterteil hievon und einer Einrichtung zum Entfernen von reagiertem Gichtgas vom Oberteil des Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Verfahrensgasquelle (G); einen ersten katalysatorhaltigen Reformierofen (34); eine Einrichtung zum Einführen von Verfahrensgas in den Reformierofen (34); eine erste Leitung (38), die den Gasauslaß des Reformierofens (34) mit der Einrichtung (24) zum Einfuhren von reduzierendem Gas in den Schachtofen (10) verbindet; einen zweiten katalysatorhaltigen Reformierofen (40); eine Einrichtung zum Einführen einer Mischung von Luft und gasförmigem Kohlenwasserstoff in den zweiten Reformierofen (40); eine zweite Leitung (44, 52, 56), die den Gasauslaß des zweiten Reformierofens (40) mit der Kohlenstoffregulier- und Produktentladezone (16) des Schachtofens (10) verbindet; eine Erdgasquelle (N); eine dritte Leitung (58), die die Erdgasquelle (N) mit der zweiten Leitung (56) verbindet; und eine Einrichtung (68, 70, 72) zum Regulieren der Anteile des in die Produktentladezone (16) vom zweiten Reformierofen (40) und der Erdgasquelle (N) eingeführten Gases aufweist. -5- AT 394 394 B
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (44, 52, 56) ein heißes Venturi (50) und ein erstes Strömungsregulierventil (54) sowie eine Einrichtung (68) zum Einstellen des ersten Ventils (54) als Reaktion auf ein vom heißen Venturi (50) erzeugtes Signal aufweist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Leitung (58) eine Dosieröffnung (60) und ein zweites Strömungsregulierventil (62) sowie eine Einrichtung (70) zum Einstellen des zweiten Ventils (62) als Reaktion auf ein durch die Erdgasdosieröffnung (60) erzeugtes Signal aufweist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (68, 70) zum Einstellen des ersten Ventils (54) und des zweiten Ventils (62) Strömungsreguliereinrichtungen sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsreguliereinrichtungen (68, 70) mit einer computergeregelten Abgleichstation (72) verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Thermoelement (74) im Produktentladeteil (16) des Schachtofens (10) zwischen der Höhe der zweiten Leitung (56) und der Produktentladeeinrichtung (20) aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der zweiten Leitung (76) einen Analysator (78) für das darin enthaltene Gas aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (76) zum Bestimmen und Registrieren der Gastemperatur unmittelbar stromabwärts vom Schnittpunkt der zweiten Leitung (56) und der dritten Leitung (58) aufweist.
9. 9. Verfahren zum Regulieren des Kohlenstoffgehaltes von heißen metallisierten Eisenpellets, die durch die Strömung im Gegenstrom von heißen reduzierenden Gasen durch eine sich nach unten bewegende Eisenoxidbeschickung in einem im wesentlichen vertikalen Schachtofen gebildet werden, welcher Ofen eine obere Reduktionszone und eine untere Produktentladezone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß teilchenförmiges Eisenoxid in das Innere des Ofens eingeführt wird, wobei darin eine Beschickung gebildet wird; ein Teil der Beschickung vom Boden der Kühlzone entfernt wird, um ein Gravitationsabsinken da- Beschickung vorzusehen; heißes reduzierendes Gas in die Reduktionszone des Ofens eingebracht wird, wobei die sinkende Beschickung damit reagiert und ein reagiertes Gichtgas bildet; eine Mischung aus a) einem heißen reformierten endothermen Gas, das in einer katalytischen Reformiervorrichtung durch Reagieren einer Mischung von gasförmigem Kohlenwasserstoff und Sauerstoff, Luft oder einer Mischung hievon gebildet wird, und b) kaltem Erdgas in die Produktentladezone des Schachtofens eingeführt wird; und die Rate der Gaszufuhr jeder Komponente der Mischung zur Produktentladezone des Ofens variiert wird, wodurch der Kohlenstoffgehalt des metallisierten Eisenpelletproduktes reguliert wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße reduzierende Gas ein katalytisch reformiertes Gas, wie Methan, Erdgas, reagiertes Gichtgas von der Reduktionszone eines Direktreduktionsofens oder eine Mischung hievon ist
11. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das endotherme Gas durch Reagieren einer Mischung von Erdgas und heißer Luft gebildet wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 9 zum Herstellen eines heißen karburierten metallisierten Eisenproduktes in einem im allgemeinen vertikalen Schachtofen mit einer oberen Reduktionszone, in der Eisenoxid mit einem gasförmigen Reduktionsmittel reagiert, und einer unteren Kohlenstoffregulier- und Produktentladezone, dadurch gekennzeichnet, daß teilchenförmiges Eisenoxid in das Innere des Ofens eingebracht wird, wobei darin eine Füllkörperbettbeschickung gebildet wird; ein Teil der Beschickung von der Entladezone entfernt wird, um ein Gravitationsabsinken der Beschickung vorzusehen; ein heißes gasförmiges Reduktionsmittel in die herabsinkende Beschickung in der Reduktionszone eingebracht wird, um mit der Beschickung unter Bildung eines metallisierten Eisenproduktes und eines reagierten Gichtgases zu reagieren; das reagierte Gichtgas vom Oberteil des Ofens entfernt wird, um eine Strömung des reduzierenden Gases durch die herabsinkende Beschickung im Gegenstrom zu bilden; eine Kohlenwasserstoffgasmischung in den Produktentladeteil des Schachtofens eingebracht wird, welche Mischung aus -6- AT 394 394 B a) einem heißen reformierten Kohlendioxid enthaltenden endothermen Gas, das in einem katalytischen Reformierofen durch Reagieren einer Mischung von Erdgas und Heißluft gebildet wurde, und b) kaltem Erdgas 5 besteht, wobei der Kohlenstoffgehalt des metallisierten Eisenpelletproduktes für den Kohlenwasserstoffgasgehalt der Mischung verantwortlich ist, der durch Mischen der Bestandteile der Mischung in einem geeigneten Verhältnis, um die endotherme und die exotherme Reaktion im Entladeteil des Ofens ins Gleichgewicht zu bringt), bestimmt wird.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das endotherme Gas durch Reagieren von Luft und Erdgas in einem Verhältnis von Luft zu Gas von 2/1 bis 3/1 gebildet wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung 15