AT402300B - Verfahren zur herstellung von eisen - Google Patents

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AT402300B AT0100687A AT100687A AT402300B AT 402300 B AT402300 B AT 402300B AT 0100687 A AT0100687 A AT 0100687A AT 100687 A AT100687 A AT 100687A AT 402300 B AT402300 B AT 402300B
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Description

AT 402 300 B
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Eisen aus Eisenoxid in Form von Feinstoffen oder Konzentraten durch Agglomerieren des Eisenoxids mit einem festen kohlenstoffhalten Reduktionsmittel, Erhitzen und Reduzieren der Agglomerate in einem Tellerofen und Schmelzen der reduzierten Agglomerate.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen von Eisen aus fein zerteilten Eisenerzen, wobei verdichtete Produkte in einem Ofen vorreduziert werden, die vorreduzierten Produkte vom Ofen entfernt werden, in einem Schmelzreduktionsbehälter ein Bad aus geschmolzenem Metall gebildet wird, in diesem Behälter unterhalb der Badoberfläche fein zerteiltes kohlenstoffhaltiges Material eingeführt wird, die vorreduzierten verdichteten Produkte im Schmelzreduktionsbehälter geschmolzen und reduziert werden und ein Abgas gebildet wird und dieses Abgas ohne vorheriges Kühlen in den Ofen eingebracht wird.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Eisen aus fein zerteilten Eisenerzen, welche eine Einrichtung zur Bildung von verdichteten Produkten, einen Ofen zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte, eine Einrichtung zum Einführen der verdichteten Produkte in den Ofen, Einrichtungen zum Erhitzen und Vorreduzieren der verdichteten Produkte in diesem Ofen, eine Einrichtung zum Entladen der vorreduzierten verdichteten Produkte in einen Schmelzreduktionsbehälter, Mittel zum Einführen von fein zerteiltem kohlenstoffhaltigen Material in den Behälter unterhalb der Oberfläche des darin befindlichen Bades, eine Einrichtung zum Entfernen des Abgases aus dem Schmelzreduktionsbehälter und eine Einrichtung zum Einführen des Abgases in den Ofen als Verfahrensgas zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte aufweist.
Die US-PS 4 469 510 beschreibt ein Verfahren bei dem Eisenoxid direkt reduziert wird, indem es ohne Vorreduktion zusammen mit kohlenstoffhaltigen Materialien von unten mittels einem inerten Gas in ein Bad aus geschmolzenem Eisen eingeblasen wird. Ein Agglomerieren und Vorreduzieren des Eisenoxids ist hierbei nicht vorgesehen.
Derzeit wird in kommerziellen Verfahren für die direkte Reduzierung ein Schachtofen, ein Ofen mit einem Wirbelbett oder ein Drehofen verwendet. Sowohl der Schachtofen als auch der Drehofen erfordern ein gehärtetes Agglomerat oder Grubenklein als Zufuhrmaterial. Sowohl der Schachtofen als auch der Wirbelbettofen te dieren zu Haft- oder Ansammlungsproblemen und Drehöfen weisen Umlaufprobleme auf, da die Beschickung zum Haften an den Ofenseiten tendiert. Diese Haftprobleme werden erhöht, wenn auf höhere Reduktionstemperaturen erhitzt wird. Um den vorgenannten Problemen zu begegnen, wurden Verfahren entwickelt, bei denen Wanderroste eingesetzt werden. Die US-PS 3 495 971 z.B. betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer vorreduzierten Chargierungszusammensetzung bestehend aus einer Mischung aus Eisenerz und festem kohlenstoffhaltigem Material, wobei die Zusammensetzung nach dem Vorreduzieren ein ursprüngliches Kohlenstoff/Sauerstoffverhältnis von 0,75 bis etwa 1,1 überschreitet. In diesem Verfahren wird das Reduktionsgas seperat hergestellt und weiters werden die erfindungsgemäß möglichen Temperaturen bei der Vorreduktion bei weitem nicht erreicht.
Dies gilt auch für die DE-AS 1 173 497, welche ein Verfahren betrifft zum Reduzieren von grünen, ungesinterten Eisenerzpellets, wobei die Pellets auf einen Wanderrost aufgegeben, vorbehandelt und auf diesem bei einer Temperatur von max. 1000°C fertigreduziert werden. Das Reduktionsgas wird dabei nach bekannten Methoden aus öl, Erdgas, Koksgas oder festen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen gewonnen.
Die DE-OS 1 508 052 betrifft einen Herdofen für die Wärmebehandlung von eisenoxidhaltigen Materialien, wobei die Oberflächenschicht des Herdes Wüstit (FeO) enthält. Problematisch ist bei dieser Vorrichtung, daß die Temperatur der Pellets beim Vorreduzieren von 1200 - 1260'C zur Zerstörung des Herdfutters führt.
Um die Rate der Reduktionsreaktionen zu erhöhen, werden jedoch höhere Temperaturen bevorzugt. Es wurde gefunden, daß höhere Arbeitstemperaturen (oberhalb der Temperatur, bei der die Teilchen aneinanderhaften) möglich sind, wenn ein Tellerofen für die direkte Reduktion oder Vorreduktion verwendet wird, da die Teilchen am Tellerofen nicht in innigem Kontakt sind, insbesondere wenn das Bett nur ein oder zwei Teilchen tief ist. Die obere Teilchenschicht ist nicht ausreichend schwer, daß sie bewirkt, daß Teilchen an der oberen Schicht an Teilchen in der unteren Schicht haften. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Agglomeratbett auf eine Temperatur von 1100 bis 1370 * C erhitzt.
Der Betrieb eines Tellerofens erfordert ein Gas, das einen hohen Prozentsatz an Reduktionsmitteln (CO + H2) enthält. Ein derartiges Gas wird gewöhnlich als hochqualitatives Gas bezeichnet. Die "Qualität" wird als das Verhältnis der Reduktionsmittel (CO + H2) zu den Oxidationsmitteln (CO2 + H20) im Gas definiert. Der Betrieb eines Tellerofens erfordert üblicherweise ein hochqualitatives Gas. Ein solches hochreines Prozeßgas ist auch für das in der DE-A1 34 21 878 beschriebene Verfahren nötig.
Die DE-34 21 878 A1 betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Roheisen bei gleichzeitiger Erzeugung eines Prozeßgases, wobei eisenhaltige Materialien in Form von Grünpellets, Briketts, 2
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Schülpen oder anderen grünen Formlingen einem Wanderrost aufgegeben und darauf mit Hilfe des Prozeßgases vorgewärmt, getrocknet und mit einem Reduktionsgrad von etwa 90 % zu Eisenschwamm reduziert werden, und wobei der Eisenschwamm unmittelbar einem Kohlevergasungsreaktor mit Eisenbad von oben aufgegeben und darin bei kontinuierlichem, getrenntem Abfluß von Eisen und Schlacke einge-5 schmolzen wird, wobei in den Kohlevergasungsreaktor Kohle und Sauerstoff vorzugsweise von unten in das Eisenbad eingeblasen werden und die Kohle zu einem schwefelfreien Prozeßgas vergast wird, welches dem Wanderrost zur Reduktion, Vorwärmung und Trocknung der Formlinge zugeführt wird. Bei diesem Verfahren neigt jedoch die Beschickung zum Haften am Wanderrost, weswegen ein Rostbelag aus Kalkstein oder Dolomit in einer von verschiedenen Faktoren abhängigen Schichtdicke vor Aufgabe der Formlinge auf den io Wanderrost aufgebracht wird. Dieser Rostbelag verhindert erst ein Ankleben der Formlinge am Rost während der Reduktion.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch ein derartiges hochqualitatives Gas nicht erforderlich, weil das Reduktionsmittel, festes kohlenstoffhaltiges Material , im Agglomerat.das im Tellerofen reduziert wird, enthalten ist. Eine Gasqualität von etwa 2,4 ist zum Verhindern von Reoxidation des reduzierten Eisens im 75 Tellerofen ausreichend, weil ein derartiges Gas mit Eisen bei 1200°C im Gleichgewicht ist. Die Reduktion von Eisenoxid in einem Tellerofen erfolgt auf Grund der involvierten extrem hohen Temperaturen und des innigen Kontaktes des Eisenoxids mit festem Reduktionsmittel im agglomerierten Zufuhrmaterial am Ofen ziemlich rasch. Wenn mehr als eine einzige Schicht von agglomerierten Teilchen in einem Tellerofen reduziert wird, gibt es einen ausgeprägten Unterschiedsgrad in der Reduktion zwischen den Schichten. Die 20 oberste Schicht erreicht zuerst die Reduktionstemperatur und erlangt demgemäß in einem kurzen Zeitraum hohe Metallisierung. Untere Schichten, die vor direkter Wärmestrahlung geschützt sind, brauchen längere Zeit, um Behandlungstemperatur zu erreichen, und brauchen daher länger, um die gewünschte Metallisierung zu erreichen. Während des Zeitraumes, nachdem die oberste Schicht ihre gewünschte Metallisierung erreicht hat und während die unteren Schichten an Metallisierung zunehmen, gibt es eine kritische Zeit für 25 die oberste Schicht, wenn die Ofengase diese zu Eisen oxidieren. Dies bewirkt einen Verlust an Metallisierung der obersten Schicht, während die unteren Schichten reduziert werden. Um diesen Metallisierungsverlust in den obersten Schichten zu verhindern, kann ein Tellerofen mit Brennern betrieben werden, die hoch betriebsfähig eingestellt sind, um ein Gas zu bilden, das mit metallischem Eisen im Gleichgewicht ist. Das Herstellen eines solchen Gases Ist mit Kohle in den Brennern äußerst schwer zu erzielen. Jedoch kann 30 diese Atmosphäre mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und vorerhitzter Luft leicht erzeugt werden.
Es wurde gefunden, daß durch die Verwendung von Abgas von einem Schmelzreduktionsbehälter im Tellerofen die obigen Schwierigkeiten überwunden werden und der Betrieb des Tellerofens mit 100 % Abgas eher ermöglicht wird als zusätzliche gasförmige oder flüssige Brennstoffe zu benötigen. 1 35 Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zum Herstellen von geschmolzenem Eisen aus Eisenerz in Form von Feinstoffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Eisen aus agglomerierten Eisenoxidfeinstoffen vorzusehen, in welchem Kohlenstoff zur Reduktion von Eisenoxid in den Agglomeraten vorhanden ist. 40 Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es auch, ein Verfahren zum Herstellen von Eisen vorzusehen, in welchem ein wesentlicher Teil des für die Endreduktion in einem Schmelzofen erforderlichen Kohlenstoffes im reduzierten Eisen, wie es in einen Schmelzreduktionsofen eingebracht wird, vorgesehen ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Eisen aus Agglomeraten in einem Tellerofen und einem Schmelzbehälter unter Verwendung von Kohle als Brennstoff im Schmelzbe-45 hälter ohne irgendein anderes Brennstofferfordernis als Kohle vorzusehen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Eisen aus Eisenoxidfeinstoffen vorzusehen, bei dem ein Tellerofen als Vorreduziervorrichtung dient, ohne durch Kohle oder einen gasförmigen oder flüssigen Brennstoff beheizt zu werden.
Diese und andere Ziele werden erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß fein zerteiltes Eisenoxid und fein so zerteiltes kohlenstoffhaltiges Material gründlich gemischt und dann agglomeriert werden. Die Agglomerate werden in einen Tellerofen bei hoher Temperatur eingebracht, in dem das Eisenoxid zu einem hoch metallisierten Produkt reduziert und das kohlenstoffhaltige Material entflüchtigt wird, wobei ein wesentlicher Teil umgesetzt wird. Das erhaltene heiße, hoch reduzierte Eisen, das etwas Kohlenstoff enthält, dient als Zufuhrmaterial für einen Schmelzofen, wie einen Schmelz- und Reduktionsofen, in welchem Blasen unter 55 das Bad erfolgt und in dem das Endschmelzen und Frischen bewerkstelligt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren obgenannter Art zum Herstellen von Eisen aus fein zerteilten Eisenerzen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß fein zerteiltes Eisenerz und teilchenförmiges fein zerteiltes kohlenstoffhaltiges Material agglomieriert wird, wobei verdichtete Produkte erhalten werden, daß 3
AT 402 300 B die verdichteten Produkte in einem Tellerofen vorreduziert und bei einer Temperatur von mindestens 1000 “C entfernt werden, daß das teilchenförmige kohlenstoffhaltige Material die einzige Quelle für Reduktionsmittel und Energiezufuhr im Schmelzreduktionsbehälter bildet und daß das gesamte aus dem kohlenstoffhaltigen Material gebildete Abgas als Brennstoff zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte in den s Tellerofen eingeführt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung von verdichteten Produkten eine Einrichtung zum Agglomerieren von fein zerteiltem Eisenerz und teilchenförmigem fein zerteiltem kohlenstoffhaltigen Material ist, daß der Ofen ein Tellerofen zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte ist und daß die Entladungseinrichtung eine Einrichtung zum Entladen der vorreduzier-io ten verdichteten Produkte vom Drehteller in einen Schmelzreduktionsbehälter bei einer Temperatur von zumindest 1000 · C ist.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig.1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erforderlichen Anlage und ihrer allgemeinen Anordnung zeigt, Fig.2 ein Querschnitt durch jeden Hauptteil der Anlage ist, die eine bevorzugte Anordnung der Vorrichtung ;5 zeigt, und Fig.3 eine schematische Ansicht eines Tellerofens in größerem Detail zusammen mit einem Schmelzreduktionsbehälter, die gemäß der Erfindung betrieben werden, ist.
Gemäß der Zeichnung werden Eisenerz vom Behälter 10, Kohlefeinstoffe vom Behälter 12 und ein Bindemittel vom Behälter 14 durch eine Fördereinrichtung 16 zu einem Mischer 17 und dann zu einer Agglomerier- oder Granuliervorrichtung 18, wie einer Luppenbildungstrommel oder einer Granulierscheibe, 20 zugeführt. Die agglomerierten Pellets werden durch die Fördereinrichtung 22 in den Tellerofen 20 eingebracht und durch beliebige Standardverteilmittel auf dem beweglichen Herd 24 verteilt. Vorreduzierte Pellets gelangen vom Tellerofen 20 durch einen Fallschacht 32 oder eine andere geeignete Beschickungsvorrichtung zum Schmelzreduktionsbehälter 30. Die vorreduzierten Pellets fallen in das geschmolzene Metallbad 36. Der Schmelzreduktionsbehälter weist einen oder mehrere Bodeneiniässe 38 zum Einblasen von 25 Sauerstoff und teilchenförmigem kohlenstoffhaltigen Brennstoff, wie Kohlefeinstoffe, vom Behälter 40 von unten auf. Trägergas, wie Stickstoff oder vom Schmelzreduktionsbehälter rückgeführtes abgekühltes Abgas, von der Quelle 42 bewegt die Kohle durch das Gasrohr 46 und die Winddüsen 48 in das Bad. Sauerstoff von der Quelle 50 und vom Rohr 52 wird ebenfalls in das Bad geblasen, gewöhnlich durch einen getrennten Satz von Winddüsen. Wenn erforderlich, ist der Schmelzreduktionsbehälter mit einem Heißmetallabstichloch 30 54 und einer Abschlacköffnung 56 versehen.
Wenn Sauerstoff unterhalb des Bades eingeführt wird, soll auch eine Sauerstofföffnung 60 im oberen Teil des Schmelzreduktionsbehälters vorgesehen sein, um den restlichen, für die vollständige Reaktion mit dem Kohlenstoff im Bad notwendigen Sauerstoff zu liefern. Die Öffnung 60 ist nach unten gerichtet, um auf das Bad zu treffen, wodurch die Badzirkulation und der Kontakt von Sauerstoff mit dem im Bad enthaltenen 35 Kohlenstoff gefördert wird und dadurch vollständige Reaktion des Kohlenstoffes gewährleistet ist. Für 100 Teile unterhalb der Badoberfläche eingeführten Sauerstoff sollen 15 bis 30 Teile durch die Öffnung 60 zum Zweck der Nachverbrennung eingeführt werden.
Andererseits kann vorerhitzte Luft verwendet werden, um den Sauerstoff für die Reaktion mit dem Kohlenstoff zu liefern. Luft oberhalb des Bades wird nur durch die Öffnung 60 zugeführt. In diesem Fall ist 40 kein Sauerstoff in irgendeiner Form erforderlich, der unterhalb der Badoberfläche eingeführt werden muß.
Ein Gasablaß 64 umschließt den Oberteil des Behälters 30 und steht mit Tellerofengasöffnungen 66 in Verbindung, um Gas zum Verbrennen im Tellerofen 20 zu liefern.
Wenn gewünscht, kann ein Trockner 70 zwischen der Granuliervorrichtung und dem Tellerofen vorgesehen sein, um ein Trockneragglomerat, d.h. Pellets mit einem geringeren Feuchtigkeitsgehalt als 45 normal, vorzusehen.
Abgas vom Tellerofen kann durch einen Wärmeaustauscher 72 zum Vorerhitzen von Verbrennungsluft von einer Quelle 74 zum Tellerofen oder durch den Wärmeaustauscher 76 zum Vorerhitzen von Verbrennungsluft von der Quelle 78 zum Schmelzreduktionsbehälter oder beide strömen, wie in Fig. 1 gezeigt. Abgas 80 vom Tellerofen und/oder Abgas vom Schmelzreduktionsbehälter von der Leitung 82 können für so zusätzliches Erhitzen zur lokalen Fläche, wie zum Trockner 70, verwendet werden.
Beim Betrieb wird Eisenoxid oder Eisenerz in Form von Feinstoffen oder Konzentrat vom Behälter 10 zusammen mit fein zerteiltem festen Reduktionsmittel vom Behälter 12 in die Mischvorrichtung unter Bildung einer Mischung zugeführt. Das feste Reduktionsmittel kann Kohle, Koksgrus, Holzkohlenfeinstoffe oder ein anderes kohlenstoffhaltiges Material sein. Wenn gewünscht, können Additive, wie Entschwefe-55 lungs- oder Bindemittel vom Behälter 14 der Mischung zusammen mit der notwendigen Feuchtigkeitszugabe zugesetzt werden. Derartige Additive sind Kalk und Bentonit oder ein anderes geeignetes Bindemittel. Kalk wirkt im Schmelzofen als Entschwefelungsmittel. Bentonit wirkt als Bindemittel. Ausreichend Kalk soll dem Mischer 17 zugesetzt werden, um ein Basizitätsverhältnis von zumindest 1,5 aufrechtzuerhalten. Die 4
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Mischung wird dann vom Mischer 17 in eine Agglomeriereinheit, wie die Granuliervorrichtung 18, geleitet. Die in der Granuliervorrichtung gebildeten grünen oder feuchten Pellets können im Trockner 70 getrocknet werden oder sie können den Trockner 70 umgehen und mittels einer Fördervorrichtung 22 direkt in den Tellerofen 20 geleitet werden.
Wenn Materialien mit einem hohen Schlammgehalt zum Bilden von Agglomeraten verwendet werden, müssen die Agglomerate getrocknet werden, bevor sie dem Tellerofen zugeführt werden, um Desintegrieren zu verhindern, da es für die Feinstoffe schwierig ist, die Schlackenschicht im Schmelzbehälter zu durchdringen. Der Trockner 70 ist eine gegebenenfalls vorgesehene Einheit. Es wurde gefunden, daß, wenn getrocknete Agglomerate in einer einzelnen Schicht einem Tellerofen 20 zugeführt werden, Kohleentflüchti-gung und Eisenoxidreduktion zu mehr als 90 % Metallisierung in etwa 8 bis etwa 15 min stattfinden, wenn die Temperatur der Reduktionszone 1260 bis 1370‘C beträgt. Abgas vom Schmelzbehälter sieht sowohl empfindliche Wärme als auch chemische Wärme zum Verbrennen im Tellerofen vor. Das Reduktionsmittel ist in den Pellets oder Agglomeraten als feine Kohlenstoffteilchen bereits vorhanden. Somit ist es nicht notwendig, die Qualität des Abgases auf derartige Weise zu verbessern, wie dies entweder in einem Schachtofen oder einem Wirbelbettofen erfolgen muß.
Telleröfen sind oft dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere bestimmte Arbeitszonen darin aufweisen. Wie in Fig. 3 gezeigt, deutet der Pfeil T die Laufrichtung des Herdes 24 an. Die erste Zone, Zone A, ist gewöhnlich als Trocknungs/Entflüchtigungszone, die Zone B als Heizzone und die Zone C als Reduktionszone gekennzeichnet. Eine Wand 86 teilt die Zonen A und C, um zu verhindern, daß Gase sich zwischen diesen Zonen vermischen. Agglomerate werden von der Fördervorrichtung 22 bei Zone A auf den Herd 24 aufgebracht. Schmelzbehälterabgas von der Leitung 64 gelangt durch Einlaßöffnungen 66 bei einer Temperatur von etwa 1250 bis 1400*C in den Tellerofen 20 und bewegt sich durch den Ofen in entgegengesetzter Richtung zur Herdrotation. Zuerst wird den Agglomeraten empfindliche Wärme verliehen, um deren Temperatur zu erhöhen. Vorerhitzte Luft von der Quelle 74 wird durch Öffnungen 90 eingeführt, um die Gase im Ofen zu verbrennen. Nachdem sie alle Zonen des Ofens durchlaufen haben und zumindest zu 50 % vorreduziert sind, werden die Agglomerate durch eine Entladevorrichtung 92, wie einen Schnek-kenförderer, entladen. Abgas 80 vom Tellerofen wird durch die Öffnung 94 entfernt. Wenn dem Tellerofen grüne Pellets zugeführt werden, ohne zuerst getrocknet zu werden, stellt die Zone A eine Entflüchtigungs-und Trocknungszone dar. In einem solchen Fall wird die Zeit für die Reduktion im Tellerofen bei einer Temperatur von 1260 bis 1370 *C um 20 bis 25 % erhöht, um eine Metallisierung von zumindest 90 % zu erzielen.
Die heißen vorreduzierten Pellets, zu mehr als 90 % metallisiert und bei einer Temperatur von etwa 1095’C, werden dem Schmelzreduktionsofen 30 zugeführt, in welchem die Agglomerate unter Bildung eines Bades von geschmolzenem Metall 36 unter einer Schlackenschicht geschmolzen werden. Das geschmolzene Metall wird beim Abstichloch 54 abgezogen und die Schlacke an der Abschlacköffnung 56 entfernt. Die Agglomerate enthalten etwas Restkohlenstoff, der für die Endreduktion im Schmelzofen verfügbar ist. Er fördert auch rasche Reaktionen, weil er heiß und gleichförmig dispergiert ist. Da die Agglomerate Kohlenstoff enthalten und in den Schmelzofen bei einer solchen hohen Temperatur eingebracht werden, weist der Ofen ein vermindertes Energieerfordernis pro Tonne gebildetem heißen Metall gegenüber bekannten Eisenherstellungsverfahren auf.
Die zum Agglomerieren im Verfahren verwendete Kohle sollte fein zerteilt, vorzugsweise gemahlen, sein. Zum Agglomerieren durch Granulieren sollen alle Kohleteilchen kleiner als 100 um sein. Zum Agglomerieren durch Brikettieren sollen die Kohleteilchen alle kleiner als 1 mm sein. Die in den Schmelzreduktionsbehälter durch die Winddüsen eingeführte Kohle soll fein zerteilt sein und vorzugsweise eine Größe von kleiner als 1 mm aufweisen.
In seiner weitesten Form umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren somit das Mischen von teilchenförmigem Eisenoxid mit festem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel unter Bildung einer Mischung, das Agglomerieren der Mischung, das anschließende Einbringen der Agglomerate in einen Tellerofen unter Bildung eines flachen Bettes von Agglomeraten mit einer Tiefe von 1 bis 3 oder mehr Schichten, das Erhitzen des Agglomeratbettes auf eine Temperatur von 1100 bis 1370*C während etwa 5 bis etwa 45 min, vorzugsweise etwa 10 bis 30 min, zum Bewirken von Trocknen, Erhitzen und Vorreduktion von zumindest 50 %, das Entfernen der heißen reduzierten Agglomerate vom Tellerofen und Einführen derselben in einen Schmelzofen, worin sie geschmolzen und zu geschmolzenem Eisen reduziert werden, das dann aus dem Schmelzofen gewonnen wird, das Zuführen von Kohlefeinstoffen und Sauerstoff in den Schmelzofen unterhalb der Oberfläche des geschmolzenen Metallbades als Reaktanten, das Abziehen des Abgases vom Schmelzofen und das Verbrennen des entfernten Abgases als Brennstoff im Tellerofen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorerhitzte Luft in den Schmelzreduktionsbehälter oberhalb des Bades durch die Öffnung 60 eingeführt und die Luft so gerichtet, 5

Claims (21)

  1. AT 402 300 B daß sie auf die Badoberfläche auftrifft. Bei dieser Ausführungsform wird weder Sauerstoff noch Luft, weder vorerhitzt noch bei Umgebungstemperatur, unterhalb der Badoberfläche eingebracht. Das einzige Gas, das unterhalb der Oberfläche eingebracht wird, ist das die Kohlefeinstoffe enthaltende Trägergas. Die folgende Tabelle zeigt die typischen Arbeitsparameter des Verfahrens unter verschiedenen Bedingungen. TABELLE Fall 1 2 3 4 Oxidationsmittel zum Schmelzbehälter Luft Luft o2 o2 Temperatur des Oxidationsmittels zum Schmelzbehälter (*C) 1200 1200 25 25 % Metallisierung im Tellerofen 70 90 70 90 Gasströmung - Schmelzbehälter zum Tellerofen (Nm3/t) 1294 1010 601 458 Sauerstoff Strömung zum Schmelzbehälter (Nm3/t) 0 0 204 166 Kohle zum Tellerofen (Gkal/t) 2,67 3,15 2,67 3,15 Kohle zum Schmelzbehälter (Gkal/t) 2,18 1,66 2,31 1,79 Gesamtkohle (Gkal/t) 4,85 4,81 4,98 4,94 Schmelzbehältergas zum Tellerofen 1400*0 alle Fälle DRI zum Schmelzbehälter 1100*0 alle Fälle Verbrennungsluft zum Tellerofen 650*0 alle Fälle Zusammenfassend kann somit gesagt werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Eisen weniger Energie, als dies derzeit pro Tonne heißem Metall erforderlich ist, und einen kleineren Schmelzofen für eine bestimmte Durchsatzrate benötigt. Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen von Eisen aus fein zerteilten Eisenerzen, wobei verdichtete Produkte in einem Ofen vorreduziert werden, die vorreduzierten verdichteten Produkte vom Ofen entfernt werden, in einem Schmelzreduktionsbehälter ein Bad aus geschmolzenem Metall gebildet wird, in diesen Behälter unterhalb der Badoberfläche fein zerteiltes kohlenstoffhaltiges Material eingeführt wird, die vorreduzierten verdichteten Produkte im Schmelzreduktionsbehälter geschmolzen und reduziert werden und ein Abgas gebildet wird und dieses Abgas ohne vorheriges Kühlen in den Ofen eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß fein zerteiltes Eisenerz und teilchenförmiges fein zerteiltes kohlenstoffhaltiges Material agglomeriert wird, wobei verdichtete Produkte erhalten werden, daß die verdichteten Produkte in einem Tellerofen vorreduziert und bei einer Temperatur von mindestens 1000°C entfernt werden, daß das teilchenförmige kohlenstoffhaltige Material die einzige Quelle für Reduktionsmittel und Energiezufuhr im Schmelzreduktionsbehälter bildet und daß das gesamte aus dem kohlenstoffhaltigen Material gebildete Abgas als Brennstoff zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte in den Tellerofen eingeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Agglomerieren Brikettieren angewandt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Agglomerieren Granulieren angewandt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulieren durch Verarbeitung zu Luppen in einer Luppenbildungstrommel durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fein zerteilte Eisenerz und das fein zerteilte kohlenstoffhaltige Material vor dem Agglomerieren mit einem Bindemittel gemischt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Kalk oder Betonit eingesetzt werden. 6 AT 402 300 B
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ausreichend Kalk zugesetzt wird, um ein Basizitätsverhältnis von zumindest 1,5 aufrechtzuerhalten.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als kohlenstoffhaltiges Material Kohle, Koksgrus oder Kohlefeinstoffe eingesetzt werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schmelzofen unterhalb der Badoberfläche Sauerstoff eingeführt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schmelzofen oberhalb der Badoberfläche zusätzlicher Sauerstoff zum Fördern der Verbrennung eingebracht wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Sauerstoff so eingebracht wird, daß er auf die Badoberfläche auftrifft und Turbulenzen des Bades verursacht.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 15 bis 30 Teile Sauerstoff oberhalb des Bades pro jeweils 100 Teile unterhalb der Badoberfläche eingeführten Sauerstoff eingeführt werden.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schmelzofen oberhalb der Badoberfläche Luft eingeführt wird, um die Reaktion von darin enthaltenem Sauerstoff mit Kohlenstoff unter Bildung von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zu fördern.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft vorerhitzt wird.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Tellerofen Luft eingebracht wird, die die Verbrennung darin fördert.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft vorerhitzt wird.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichteten Produkte vor dem Vorreduzieren getrocknet werden.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets einen Durchmesser von 10 bis 25 mm aufweisen.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts eine Dicke von nicht mehr als etwa 15 mm aufweisen.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des gesamten kohlenstoffhaltigen Materials 10 um bis 1 mm beträgt.
  21. 21. Vorrichtung zum Herstellen von Eisen aus fein zerteilten Eisenerzen, welche eine Einrichtung (18) zur Bildung von verdichteten Produkten, einen Ofen (20) zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte, eine Einrichtung (22) zum Einfuhren der verdichteten Produkte in den Ofen (20), Einrichtungen (74, 90) zum Erhitzen und Vorreduzieren der verdichteten Produkte in diesem Ofen (20), eine Einrichtung (32) zum Entladen der vorreduzierten verdichteten Produkte in einen Schmeizreduktionsbehälter (30), Mittel (38) zum Einführen von fein zerteiltem kohlenstoffhaltigen Material in den Behälter (30) unterhalb der Oberfläche des darin befindlichen Bades (36), eine Einrichtung (64) zum Entfernen des Abgases (80) aus dem Schmeizreduktionsbehälter (30) und eine Einrichtung (66) zum Einführen des Abgases (80) in den Ofen (20) als Verfahrensgas zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zur Bildung von verdichteten Produkten eine Einrichtung zum Agglomerieren von fein zerteiltem Eisenerz und teilchenförmigem fein zerteilten kohlenstoffhaltigen Material ist, daß der Ofen (20) ein Tellerofen zum Vorreduzieren der verdichteten Produkte ist und daß die Entladungseinrichtung (32) eine Einrichtung zum Entladen der vorreduzierten verdichteten Produkte vom Drehteller (24) in einen Schmeizreduktionsbehälter (30) bei einer Temperatur von zumindest 1000’C ist. 7 AT 402 300 B Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 8
AT0100687A 1986-04-30 1987-04-23 Verfahren zur herstellung von eisen AT402300B (de)

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