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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flussigem Roheisen und/oder Stahlvorprodukten aus eisenhaltigem Material, wie teil- und/oder fertigreduziertem Eisenschwamm,
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kohlenstoffhaltigem Material und sauerstoffhältigem Gas unter gleichzeitiger Bildung eines Reduk- tionsgases das eisenhaltige Material in einem aus festen Kohlenstoffträgern gebildeten Festbett eingeschmolzen wird, gegebenenfalls nach vorheriger Fertigreduktion.
Bei der Herstellung von flussigem Roheisen nach einem oben genannten Verfahren werden überwiegend eisenhaltiges und kohlenstoffhaltiges Material in stückiger Form mit Korngrössen bis etwa 30 mm eingesetzt Material mit geringeren Korngrössen als 5-8 mm ist für ein solches Verfahren nur bedingt einsetzbar (beispielsweise über Staubbrenner im Fall von staubförmiger bzw kleinkörniger Kohle, sogenannten "Kohlefines"), bzw muss durch aufwendige Aufbereitungs- massnahmen erst für den Einschmelzvergasungsprozess stückig gemacht werden
Aufgrund der Entwicklung am Kohlemarkt, welcher weitgehend durch die Anforderungen der Kohlekraftwerksbetreiber bestimmt wird, kann es vorkommen, dass bevorzugt Feinkohle für die heute üblichen Kohlenstaubbrenner angeboten wird.
Früher übliche Rostfeuerungen, welche den Einsatz stückiger Kohle erforderten, spielen am Markt der Kohleverbraucher nur mehr eine unter- geordnete Rolle. Dies hat dazu geführt, dass der Feihanteil der am Markt verfügbaren Kohlen einen erheblichen Umfang angenommen hat, welcher in einer Grössenordnung von 50 bis zu 70 % liegt
Auch Eisenerz, aus dem das eisenhaltige Einsatzmatenal, beispielsweise Eisenschwamm, für den Einschmelzvergaser durch Reduktion hergestellt wird, ist zunehmend weniger in den für den Gesamtprozess erforderlichen Komgrössen erhältlich.
Darüber hinaus fallen bei der Reduktion des Eisenerzes, beim Einschmelzvergasungsprozess selbst, sowie bei einer nachgeschalteten Stahlherstellung und darauffolgenden Weiterverarbei- tungsprozessen grosse Mengen an Stauben bzw Hüttenstäuben an, die bisher nur uber Staub- brenner in den Einschmelzvergaser oder nach einer Agglomeration (Brikettieren, Pelletieren,
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können Eisen in metallischer und/oder oxidischer Form und Kohlestaub enthalten.
Ein Verfahren zum Verwerten von Eisen in oxidischer und/oder Eisen in metallischer Form enthaltenden, sowie kohlenstoffhaltiger Abfall- und Reststoffe ist aus der AT-376 241 B bekannt Hierbei werden Feststoffpartikel aus dem Reduktionsgas sowie aus dem aus einem Reduktions- aggregat austretenden Topgas in Zyklonen abgeschieden und die abgeschiedenen Feststoffe mit Bindemitteln, wie Eisenoxidstaub, versetzt, brikettiert und anschliessend der Einschmelzver- gasungszone zugeführt, wobei der Eisenoxidstaub aus einer Gichtgasreinigungsanlage stammt, so dass die in der Gichtgasreinigungsanlage anfallenden Feststoffe ebenfalls verwertet werden können
Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass eine Rückführung der Reststoffe nur nach vorheriger Agglomeration (hier eine Brikettierung)
gelingt Die bei der Errichtung und insbesondere beim Betrieb einer Brikettiereinrichtung entstehenden Kosten schmälern die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens.
Aus der EP-A-0 623 684 A2 ist es bekannt, Abfall- und Reststoffe mit Kohlestaub und Eisen in metallischer und oxidischer Form nach ihrer chemischen Zusammensetzung in drei Gruppen getrennt zu sammeln, und zwar soll die erste Gruppe hauptsächlich Eisen in oxidischer Form enthalten, die zweite Gruppe hauptsächlich Eisen in metallischer Form und die dritte Gruppe hauptsächlich kohlenstoffhaltige Stoffe Die Verwertung erfolgt, indem die Stoffe der ersten Gruppe in das Reduktionsaggregat und die der zweiten und dritten Gruppe zugehörenden Stoffe direkt in den Einschmelzvergaser eingesetzt werden
Auch bei diesem Verfahren müssen die Reststoffe vor deren Wiederverwertung granuliert bzw brikettiert werden und dies noch dazu mehrfach und voneinander getrennt, weil die Reststoffe je nach ihrer Zusammensetzung in jeweils unterschiedliche Verfahren recycliert werden.
Aufgrund der zunehmend schlechteren Verfügbarkeit von stückiger Kohle ist es wünschens- wert, zumindest einen Teif der Kohle durch andere feste Kohlenstoffträger zu substituieren Dafür wurden sich zwar einerseits Kunststoffe anbieten, die wegen gesetzlicher Bestimmungen ohnehin zum Teil thermisch verwertet werden müssen, andererseits sind auch Kunststoffe nicht ohne vorheriges Aufbereiten, insbesondere Brikettieren, für den Einsatz in einem Einschmelzvergaser geeignet
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Die gegenständliche Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Feinstoffe, also Kohle- und Erzfines, Kunststoffe und sonstige Hüttenstäube, in einem Verfahren zur Herstellung von Roheisen einzusetzen, ohne dass eine vorherige Agglomeration der Feinstoffe erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von feinteilchenförmigen Kohlen- stoffträgem, gegebenenfalls zusammen mit feinteilchenförmigen Hüttenwerksreststoffen und/oder Feinerz und/oder feinteilchenförmigen Kunststoffen und/oder Additiven, gebildete Feinstoffe ver- dichtet, durch die beim Verdichten entstehende Reibungs- und Kompressionswärme zumindest teilweise plastifiziert und das plastifizierte Material in den Einschmelzvergaser extrudiert wird
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen des Verdichtens und Extrudierens (wobei das Extrudieren selbst das Verdichten bewirkt) der Feinstoffe ist es nicht mehr erforderlich, die Fein- stoffe vor dem Einbringen in den Einschmelzvergaser stückig zu machen.
Durch Ausnutzung der Reibungs- und Kompressionswärme werden die in den Feinstoffen enthaltenen Kohlefines derart verdichtet und in einen plastischen Zustand überführt, dass die gesamten Feinstoffe in einem kontinuierlichen Strang ausforderbar sind. Der kontinuierlich in den Einschmelzvergaser geförderte Strang reisst in für den Prozess erforderlichen Längen ab
Nach einem Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens werden für die Extrusion in den Einschmelzvergaser vorgesehene Ausgangsmatenalien zur Herstellung von Feinstoffen zerkleinert und/oder vermahlen.
Während ein Teil der zu extrudierenden Ausgangsmaterialien bereits in einer fur die Extrusion geeigneten Korngrösse vorliegt (insbesondere abgeschiedener Staub aus Gasreinigungsein- nchtungen), muss ein anderer Teil der Ausgangsmaterialien (insbesondere Kunststoffe, Feinkohle und Feinerz mit Komgrössen bis 10 mm) erst zerkleinert und/oder vermahlen werden, um insge- samt im bzw. mit dem plastifizierbaren Material eine homogene Mischung bilden zu können.
Gemäss einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens werden für die Extrusion in den Einschmelzvergaser vorgesehene Feinstoffe mit einem Bindemittel, beispielsweise Teer und/oder Bitumen, versetzt und anschliessend vermischt
Obwohl das erfindungsgemässe Verfahren vorzugsweise ohne den Einsatz eines Bindemittels durchgeführt wird und in der Regel (bei ausreichend grossem Gehalt der Feinstoffe an thermo- p'astischen Kunststoffen und/oder teerhältigen Kohlen) auch ohne ein solches auskommt, wird bei geringem Gehalt der Feinstoffe an plastifizierbaren Komponenten ein Bindemittel zugesetzt, wobei sich Teer bzw Bitumen als besonders geeignet erwiesen haben Auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Bindemittel, beispielsweise Kalk oder Melasse können verwendet werden.
Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Feinstoffe während des Extrudierens - zusätzlich zu der dabei ohnehin entstehenden Wärme - erhitzt Dies kann einerseits durch aus dem Einschmelzvergaser entnommene Energie beispielsweise durch Wärmeaustausch, erfolgen Da die Extrusion in den Einschmelzvergaser und daher räumlich auch nahe dem Einschmelzvergaser erfolgt, ist diese Variante baulich besonders einfach zu realisieren
Alternativ oder zusätzlich zur Erwärmung der Feinstoffe durch Wärmezufuhr aus dem Ein- schmelzvergaser wird die Energie für die Erwärmung der Feinstoffe aus einer Teilverbrennung des im Einschmelzvergaser gebildeten Reduktionsgases gewonnen
Da beim Einschmelzen des eisenhaltigen Materials im Kohlefestbett ohnehin mehr Reduktions- gas gebildet wird,
als fur die Reduktion von Eisenerz zu dem eisenhaltigen Material erforderlich ist, kann Reduktionsgas in vorteilhafter Weise als Energielieferant für die Erwärmung der Feinstoffe während des Extrudierens verwendet werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen und/oder Stahlvorprodukten aus stückigem eisenhaltigem Material, wie teil- und/oder fertigreduzier- tem Eisenschwamm, mit einem Einschmelzvergaser mit einer Zuleitung für stückige Kohle, einer Zuleitung für das eisenhaltige Material, einer Reduktionsgasleitung zum Abziehen des gebildeten Reduktionsgases, Zuleitungen für sauerstoffhältiges Gas, sowie mit einem Eisenschmelzen- und Schlackenabstich.
Zur Lösung der erfindungsgemäss gestellten Aufgabe ist die Vorrichtung dadurch gekenn- zeichnet, dass der Einschmelzvergaser mit zumindest einem Mittel zum Verdichten von Feinstoffen und zum kontinuierlichen Fördern von verdichteten, zumindest teilweise plastifizierten Feinstoffen in den Einschmelzvergaser, versehen ist.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Mittel zum Verdichten und kontinuier-
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lichen Fördern als Extruder ausgebildet, wobei der Extruder in an sich bekannter Weise zumindest von einer Aufnahmeeinrichtung für Feinstoffe, einer Extruderschnecke, sowie einer - einen Förder- kanal bildenden - Ummantelung der Extruderschnecke gebildet wird, und wobei der Förderkanal in den Einschmelzvergaser mündet
Schneckenextruder haben sich zum Einpressen von Feinstauben in den Einschmelzvergaser als besonders geeignet erwiesen Andere Mittel zum Verdichten und kontinuierlichen Fordern, beispielsweise Kolbenextruder, sind zwar ebenfalls einsetzbar,
wegen der bei gleicher aufgewen- deter mechanischer Energie gegenüber Schneckenextrudem geringeren Verdichtungsleistung und damit geringeren Erwärmung und Plastifizierung der Feinstoffe ist bei Kolbenextrudern auf jeden Fall eine zusätzliche Beheizung vorzusehen.
Gemäss eines Merkmals der erfindungsgemässen Vorrichtung weist der Förderkanal einen sich in Förderrichtung verjüngenden Querschnitt auf
Durch den sich verjüngenden Forderquerschnitt ist eine optimale Verdichtung und damit eine optimale Erwärmung und Plastifizierung der Feinstoffe sichergestellt
Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Aufnahmeeinnch- tung für Feinstoffe leitungsmässig mit einer Misch- und Homogenisierungseinrichtung verbunden
Verschiedene plastifizierbare Feinstoffe, wie teerhaltige Kohle oder thermoplastische Kunst- stoffe, müssen mit anderen, nicht plastifizierbaren, wie Koksstaub oder Erzfines, vermischt werden, um insgesamt eine plastifizierbare, für die Extrusion geeignete Mischung zu erhalten Die Misch- und Homogenisierungseinrichtung kann dazu beispielsweise als Schnecken-,
Schaufel- oder Fliess- bettmischer ausgelegt sein.
Nach einer Ausfuhrungsform ist die Misch- und Homogenisierungseinrichtung mit einer Leitung für die Zugabe eines Bindemittels verbunden
Da plastifizierbare Feinstoffe nicht über die Zeit hinweg in konstanten Mengen anfallen, kann es erforderlich sein, den Feinstoffen ein Bindemittel zuzusetzen, um eine ausreichende Festigkeit des in den Einschmelzvergaser geförderten Stranges zu erzielen.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Misch-
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Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist zumin- dest ein Längenabschnitt des Förderkanals beheizbar ausgeführt Dazu sind beispielsweise in bekannter Weise in der Ummantelung des Forderkanals Heizschlangen geführt, durch welche ein Heizmedium gefördert wird
Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung werden nachfolgend anhand des in den Zeichnungen Fig 1 und Fig 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
Einem in Fig 1 dargestellten Einschmelzvergaser 1 wird von oben über Zuleitungen 2,3 stückiges kohlenstoffhaltiges Material, insbesondere stückige Kohle, und stuckiges eisenhältiges Material, insbesondere Eisenschwamm,
aufgegeben Dem Einschmelzvergaser 1 wird weiters über Gasleitungen 4 sauerstoffhältiges Gas zugeführt In der Einschmelzvergasungszone 5 des Ein- schmelzvergasers 1 wird der Eisenschwamm unter gleichzeitiger Vergasung des kohlenstoff- haltigen Materials aufgeschmolzen Unter der Einschmelzvergasungszone 5 sammeln sich schmelzflüssige Schlacke 6 und schmelzflussiges Roheisen 7, die uber einen Abstich 8 abge- stochen werden Aus dem kohlenstoffhaltigen Material und dem sauerstoffhältigen Gas wird beim Erschmelzen des Eisenschwamms ein CO- und Hrhältiges Reduktionsgas gebildet, welches über eine Reduktionsgasleitung 9 aus dem Einschmelzvergaser 1 abgezogen wird
In einer Zerkleinerungs- und Mahlvornchtung 10 werden Ausgangsmaterialien 11, die in weiterer Folge gegebenenfalls mit einem Bindemittel versetzt,
vermischt und in den Einschmelzver- gaser extrudiert werden sollen, auf eine für die nachfolgenden Prozessschritte geeignete Teilchen- grösse zerkleinert. Die Zerkleinerungs- und Mahlvorrichtung 10 kann je nach Ausgangsmaterial 11 als Schneidemühle, Kugelmühle oder Walzenbrecher ausgeführt sein.
Bei mehreren verschie- denen zu zerkleinernden Ausgangsmaterialien 11können auch mehrere, jeweils für eine Art von Ausgangsmaterial 11 geeignete, Zerkleinerungs- und Mahlvorrichtungen 10 vorgesehen sein
Die in der bzw den Zerkleinerungs- und Mahlvorrichtung(en) 10 hergestellten Feinstoffe 12 werden in einer Misch- und Homogenisierungseinrichtung 13, beispielsweise einem Schnecken- oder Schaufelmischer, innig vermischt Ober eine Leitung 14 ist der Misch- und Homogenisierungs-
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einrichtung 13 ein Bindemittel zufuhrbar, um - fur den Fall nicht ausreichend plastifizierbarer Komponenten tn den Ausgangsmaterialien 11 - dennoch eine genügend grosse thermische Stabili- tät des in den Einschmelzvergaser 1 geförderten Stranges zu gewährleisten.
Die in der Misch- und Homogenisierungseinrichtung 13 vermischten und gegebenenfalls mit einem Bindemittel versetzten Feinstoffe werden mittels zumindest eines Extruders 15 als konti- nuierlicher Strang 16 in den Einschmelzvergaser 1 gefördert.
Die Erfindung ist natürlich nicht darauf beschränkt, die Feinstoffe durch nur einen Extruder 15 in den Einschmelzvergaser 1 zu fördern. Es konnen auch mehrere, beispielsweise vier sternformig angeordnete Extruder den Mantel des Einschmelzvergasers 1 durchsetzen
Fig 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäss einsetzbaren Extruders 15. Ein solcher Extruder 15 wird von einer drehbaren Extruderschnecke 17, einer - einen Förder- kanal 18 bildenden - Ummantelung 19 der Extruderschnecke 17, sowie einer Aufnahmeeinrichtung 20 für Feinstoffe gebildet. Solche Extruder sind hinlänglich aus anderen Gebieten der Technik, beispielsweise der Kunststoffverarbeitung, bekannt
Die Aufnahmeeinrichtung 20 für Feinstoffe ist leitungsmässig mit der Misch- und Homogenisie- rungseinrichtung 13 verbunden.
Der Förderkanal 18 weist in Förderrichtung, also in Richtung des Inneren des Einschmelzver- gasers 1, einen sich verjüngenden Querschnitt auf. Dadurch werden die geforderten Feinstoffe verdichtet und durch die dabei entstehende Reibungs- und Kompressionswärme plastifiziert
Die Querschnittsverringerung des Förderkanals 18 kann, wie in Fig.
2, durch eine stetige Abnahme des Durchmessers des Förderkanals 18 - bei gleichbleibendem Durchmesser der Welle der Extruderschnecke 17 - bewerkstelligt sein, oder - bei gleichbleibendem Durchmesser des For- derkanals 18 - durch eine stetige Zunahme des Durchmessers der Welle der Extruderschnecke 17
Ein Längenabschnitt des Förderkanals 18 ist mittels in der Ummantelung 19 gefuhrter Heizschlangen 21 beheizbar In den Heizschlangen 21 ist ein Heizmedium, beispielsweise Stick- stoff, welches beispielsweise durch Wärmeaustausch mit aus dem Einschmeizvergaser 1 abgezo- genem Reduktionsgas oder durch Wärmeaustausch mit den aus einer Teilverbrennung des Reduktionsgas hervorgehenden Verbrennungsprodukten des Reduktionsgases erhitzt wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in den Zeichnungen Fig 1 und Fig 2 dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfasst auch alle dem Fachmann bekannten Mittel, die zur Aus- führung der Erfindung herangezogen werden können.
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The invention relates to a method for producing liquid pig iron and / or intermediate steel products from ferrous material, such as partially and / or completely reduced sponge iron,
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carbon-containing material and oxygen-containing gas with simultaneous formation of a reducing gas, the iron-containing material is melted in a fixed bed formed from solid carbon carriers, if necessary after prior reduction.
When producing molten pig iron using the above-mentioned process, mainly iron-containing and carbon-containing material in lumpy form with grain sizes up to about 30 mm is used. Material with grain sizes smaller than 5-8 mm can only be used to a limited extent for such a process (for example, in the case of dust burners of dusty or small-grain coal, so-called "coal fines"), or must first be made lumpy by means of complex preparation measures for the melting gasification process
Due to the development on the coal market, which is largely determined by the requirements of the coal-fired power plant operators, it can happen that fine coal is preferred for the coal dust burners common today.
Previously conventional grate furnaces, which required the use of lumpy coal, now only play a subordinate role in the coal consumer market. This has led to the fact that the proportion of coal available on the market has reached a considerable level, which is in the order of 50 to 70%
Iron ore, from which the iron-containing feed material, for example sponge iron, is produced for the melter by reduction, is increasingly less available in the grain sizes required for the overall process.
In addition, in the reduction of iron ore, in the smelting gasification process itself, as well as in a subsequent steel production and subsequent further processing processes, large amounts of dust or metallurgical dust are produced, which until now have only been in the smelting gasifier or after agglomeration (briquetting, pelleting,
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can contain iron in metallic and / or oxidic form and coal dust.
A process for recycling iron in oxidic and / or iron in metallic form, as well as carbon-containing waste and residual materials is known from AT-376 241 B. Here, solid particles from the reducing gas and from the top gas emerging from a reducing aggregate are known in cyclones separated and the separated solids with binders, such as iron oxide dust, mixed, briquetted and then fed to the melting gasification zone, the iron oxide dust originating from a blast furnace gas cleaning system, so that the solids obtained in the blast furnace gas cleaning system can also be used
This method has the disadvantage that the residues are only returned after prior agglomeration (here briquetting)
successful The costs incurred in the construction and in particular in the operation of a briquetting device reduce the economy of the overall process.
From EP-A-0 623 684 A2 it is known to collect waste and residues with coal dust and iron in metallic and oxidic form separately according to their chemical composition in three groups, specifically the first group should contain iron in oxidic form , the second group mainly iron in metallic form and the third group mainly carbon-containing materials The recycling takes place by using the substances of the first group in the reduction unit and the substances belonging to the second and third groups directly in the melter gasifier
In this process, too, the residues must be granulated or briquetted before they are recycled, and moreover several times and separately, because the residues are recycled in different processes depending on their composition.
Due to the increasingly poor availability of lumpy coal, it is desirable to substitute at least a part of the coal with other solid carbon carriers. On the one hand, plastics were offered that, due to legal regulations, have to be partially thermally recycled anyway, on the other hand, plastics are not suitable for use in a melter without prior processing, in particular briquetting
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The object of the invention is therefore to use fine materials, that is to say coal and ore fines, plastics and other metallurgical dusts, in a process for producing pig iron without the agglomeration of the fine materials being necessary beforehand.
This object is achieved according to the invention in that fine particles formed from fine-particulate carbon carriers, optionally together with fine-particulate metallurgical residues and / or fine ore and / or fine-particulate plastics and / or additives, are compressed at least in part by the friction and compression heat generated during compression plasticized and the plasticized material is extruded into the melter
Due to the measures of compression and extrusion according to the invention (the extrusion itself causing the compression) of the fines, it is no longer necessary to make the fines lumpy before they are introduced into the melter gasifier.
By utilizing the heat of friction and compression, the carbon fines contained in the fine materials are compressed and converted into a plastic state in such a way that the entire fine materials can be challenged in a continuous strand. The strand continuously fed into the melter gasifier breaks off in the lengths required for the process
According to one feature of the method according to the invention, starting materials provided for extrusion into the melter gasifier are comminuted and / or ground to produce fine materials.
While some of the starting materials to be extruded are already in a grain size suitable for extrusion (in particular separated dust from gas cleaning devices), another part of the starting materials (in particular plastics, fine coal and fine ore with grain sizes up to 10 mm) must first be crushed and / or are ground in order to be able to form a homogeneous mixture overall in or with the plasticizable material.
According to a further feature of the method according to the invention, a binder, for example tar and / or bitumen, is added to the fine materials provided for extrusion into the melter gasifier and the mixture is then mixed
Although the process according to the invention is preferably carried out without the use of a binder and generally does not require one (if the fine content of thermoplastic plastics and / or tar-containing coals is large enough), plasticizers can be plasticized if the fine content is low Components have been added to a binder, tar or bitumen having proven particularly suitable. Other binders known from the prior art, for example lime or molasses, can also be used.
According to one embodiment of the method according to the invention, the fines are heated during the extrusion - in addition to the heat generated anyway - this can be done on the one hand by energy taken from the melter gasifier, for example by heat exchange, since the extrusion takes place in the melter gasifier and therefore spatially close to the melter gasifier , this variant is structurally particularly easy to implement
As an alternative or in addition to heating the fine substances by supplying heat from the melter gasifier, the energy for heating the fine materials is obtained from partial combustion of the reducing gas formed in the melter gasifier
Since more iron is formed anyway when the ferrous material melts in the fixed carbon bed,
than is required for the reduction of iron ore to the iron-containing material, reducing gas can advantageously be used as a source of energy for heating the fines during extrusion.
The invention also relates to a device for the production of molten pig iron and / or intermediate steel products from lumpy ferrous material, such as partially and / or reduced iron sponge, with a melter gasifier with a feed line for lumpy coal, a feed line for the ferrous material, one Reduction gas line for withdrawing the reduction gas formed, supply lines for oxygen-containing gas, and with an iron melt and slag tapping.
To achieve the object according to the invention, the device is characterized in that the melter gasifier is provided with at least one means for compressing fine materials and for continuously conveying compressed, at least partially plasticized fine materials into the melter gasifier.
According to a preferred embodiment, the means for compacting and continuously
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Lichen conveying is designed as an extruder, the extruder being formed in a manner known per se at least by a receiving device for fine materials, an extruder screw, and a casing of the extruder screw forming a conveying channel, and the conveying channel opening into the melter gasifier
Screw extruders have proven to be particularly suitable for injecting fine dust into the melter gasifier. Other means of compression and continuous conveying, for example piston extruders, can also be used,
Because of the lower compaction performance compared to screw extruders with the same mechanical energy and therefore less heating and plasticizing of the fine materials, additional heating must be provided for piston extruders.
According to a feature of the device according to the invention, the conveying channel has a cross section that tapers in the conveying direction
The tapering cross-section ensures optimal compression and thus optimal heating and plasticization of the fine materials
According to a further feature of the device according to the invention, the receptacle for fine substances is connected in line with a mixing and homogenizing device
Various plasticizable fines, such as coal containing tar or thermoplastic materials, have to be mixed with other non-plasticizable ones, such as coke dust or ore fines, in order to obtain an overall plasticizable mixture suitable for extrusion. The mixing and homogenizing device can be used, for example, as screws -,
Shovel or fluid bed mixer.
According to one embodiment, the mixing and homogenizing device is connected to a line for the addition of a binder
Since plasticizable fines do not accumulate in constant amounts over time, it may be necessary to add a binder to the fines in order to achieve sufficient strength for the strand conveyed into the melter gasifier.
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According to a further advantageous feature of the device according to the invention, the mixing
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According to a preferred embodiment of the device according to the invention, at least one longitudinal section of the conveying channel is designed to be heatable. For this purpose, heating coils, through which a heating medium is conveyed, are guided, for example, in a known manner in the casing of the conveying channel
The method according to the invention and the device according to the invention are explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiment illustrated in the drawings in FIGS. 1 and 2
A melter gasifier 1 shown in FIG. 1 is supplied with 2.3 pieces of carbonaceous material, in particular pieces of coal, and stucco iron-containing material, in particular sponge iron, from the supply lines.
The oxygen sponge is melted into the melting gasifier 1 via gas lines 4 Racking 8 are tapped from the carbon-containing material and the oxygen-containing gas during the melting of the sponge iron, a CO and H-containing reducing gas is formed, which is withdrawn from the melter gasifier 1 via a reducing gas line 9
In a comminution and milling device 10, starting materials 11, which are subsequently optionally mixed with a binder,
should be mixed and extruded into the melter gasifier, crushed to a particle size suitable for the subsequent process steps. The comminution and grinding device 10 can, depending on the starting material 11, be designed as a cutting mill, ball mill or roller crusher.
In the case of a plurality of different starting materials 11 to be comminuted, a number of comminution and grinding devices 10, each suitable for one type of starting material 11, can also be provided
The fine substances 12 produced in the comminution and grinding device (s) 10 are intimately mixed in a mixing and homogenizing device 13, for example a screw or paddle mixer. A mixing and homogenizing
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device 13, a binder can be supplied in order to ensure - in the case of insufficiently plasticizable components in the starting materials 11 - a sufficiently high thermal stability of the strand conveyed into the melter gasifier 1.
The fine substances mixed in the mixing and homogenizing device 13 and optionally mixed with a binder are conveyed into the melter gasifier 1 as a continuous strand 16 by means of at least one extruder 15.
The invention is of course not limited to conveying the fines into the melter 1 by only one extruder 15. Several, for example four, extruders arranged in a star shape can also pass through the jacket of the melter gasifier 1
2 schematically shows an embodiment of an extruder 15 which can be used according to the invention. Such an extruder 15 is formed by a rotatable extruder screw 17, a casing 19 of the extruder screw 17 forming a feed channel 18, and a receiving device 20 for fine materials. Such extruders are well known from other fields of technology, for example plastics processing
The receiving device 20 for fine substances is connected in line with the mixing and homogenizing device 13.
The conveying channel 18 has a tapering cross section in the conveying direction, ie in the direction of the interior of the melter gasifier 1. This compresses the required fine materials and plasticizes them through the resulting friction and compression heat
The reduction in cross section of the conveying channel 18 can, as shown in FIG.
2, can be accomplished by a steady decrease in the diameter of the conveying channel 18 - with a constant diameter of the shaft of the extruder screw 17 - or - with a constant diameter of the conveyor channel 18 - by a steady increase in the diameter of the shaft of the extruder screw 17
A length section of the conveying channel 18 can be heated by means of heating coils 21 guided in the casing 19. The heating coils 21 contain a heating medium, for example nitrogen, which is obtained, for example, by heat exchange with reducing gas withdrawn from the melter gasifier 1 or by heat exchange with those from a partial combustion of the Reducing gas resulting combustion products of the reducing gas is heated.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown in the drawings FIG. 1 and FIG. 2, but also includes all means known to the person skilled in the art that can be used to implement the invention.