AT409496B - Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen und/oder stahlvorprodukten - Google Patents

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AT409496B
AT409496B AT0025201A AT2522001A AT409496B AT 409496 B AT409496 B AT 409496B AT 0025201 A AT0025201 A AT 0025201A AT 2522001 A AT2522001 A AT 2522001A AT 409496 B AT409496 B AT 409496B
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Erich Ing Schiefermair
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Description


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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung von Roheisen und/oder Stahlvorprodukten, wobei eine Reduktionszone, insbesondere ein Reduktions-Schachtofen, zur zumindest teilweisen Reduktion eines   metalloxidhältigen Einsatzmateriales,   vorzugsweise von Eisenoxid zu Eisenschwamm betrieben wird, und mindestens eine Reduktionsgasquelle betrieben wird, wobei zumindest in einer der Reduktionsgasquellen ein kohlenstoffhältiges, zumindest teilweise feststoffförmiges, Material zu Reduktionsgas umgesetzt wird, sowie ein, aus mindestens einer der Reduktionsgasquellen stammendes,   CO-und/oder H2-häit) ges   Gas, als Reduktionsgas der Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als Exportgas wieder abgezogen wird. 



   Für den Betrieb eines Reduktions-Schachtofens, beispielsweise zur Herstellung von Eisenschwamm und/oder Stahlvorprodukten, ist es von entscheidender Bedeutung, der Reduktionszone ein, in gleichbleibender Menge, verfügbares, sowie in seiner Zusammensetzung wenig variierendes, Reduktionsgas bereitzustellen. Reduktionsgas, das im wesentlichen CO und/oder   Hs   enthält wird aus kohlenstoffhältigen Materialien, beispielsweise Kohle oder Erdgas, in entsprechenden Aggregaten hergestellt. 



   Der Stand der Technik, insbesondere AT405523B, lehrt die Erzeugung von Reduktionsgas in einem Verbund aus einem Einschmeizvergaser und einem Schachtofen. Das erzeugte Reduktionsgas wird zur Reduktion von stückigem Oxid-Matenal in einem Reduktions-Schachtofen eingesetzt. 



   Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 21 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 weiter zu entwickeln, womit ein besonders wirtschaftlicherer Betrieb einer oder mehrerer Reduktionszonen und somit eines Verfahrens und einer Anlage zur Herstellung von   Roheisen- und/oder Stahivorproduk-   ten erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird entsprechend den erfindungsgemässen Verfahren nach den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 21 und entsprechend der erfindungsgemässen Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 gelöst. 



   Dadurch, dass das kohlenstoffhältige Material, insbesondere Kohle, in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei Fraktionen mit unterschiedlichem mittleren Korndurchmesser getrennt wird, und die erste Fraktion der ersten Reduktionsgasquelle und die zweite Fraktion einer zweiten   Reduktionsgasquelle   und/oder einem Aggregat zur thermischen Energieerzeugung, insbesondere einem kalorischen Kraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie, jeweils zur Umsetzung, zugeführt wird, wird gegenüber dem Stand der Technik ein besonders wirtschaftliches Verfahren eingeführt. 



   Die Trennung der Kohle in eine oder mehrere für die jeweilige Reduktionsgasquelle und/oder das jeweilige Aggregat zur thermischen Energieerzeugung besonders vorteilhafte Fraktionen ist bislang im Stand der Technik unberücksichtigt, stellt aber gleichwohl eine bedeutende Verbesserung eines Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 21 dar. Auf diese Weise kann eine besonders wirtschaftliche Verwertung des kohlenstoffhältigen Materials, insbesondere der Kohle, gewährleistet werden. 



   Weiters können durch eine Trennung des kohlenstoffhältigen Materiales, die durch den Betrelber eines derartigen Verfahrens und/oder einer derartigen Anlage selbst durchgeführt wird, wesentliche Kosten eingespart werden, da es ihm das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht, kohlenstoffhältiges Material, insbesondere Kohle, eines weiten Korngrössenspektrum zu erwerben. Bislang musste der Betreiber ein wesentlich teureres, weil vorsortiertes, Material zukaufen. 



   Nach einem Merkmal der Erfindung wird das   kohlenstoffhltige Matenal   vor Ort und/oder unmittelbar vor seinem Einsatz in die Fraktionen getrennt. Dabei ist die Unmittelbarkeit örtlich und/oder zeitlich gegeben. 



   Bei einem Transport von stückiger Kohle, wie sie beispielsweise zum Einsatz in einem Einschmelzvergaser oder zur Erzeugung von Reduktionsgas in einem Kohlevergaser bestimmt ist, fällt unweigerlich, durch zerkleinernd wirkende Beanspruchungen, ein nicht unwesentlicher Anteil an Feinkohle an. Bei einem Transport der Kohle von der Lagerstätte zum Verbraucher kann dieser Anteil bis zu 60 % der gesamten Masse der Kohle betragen. 



   Da Kohlevergaser im allgemeinen für ein vorbestimmtes Einsatzmaterial, vorbestimmter Grösse und Zusammensetzung, ausgelegt werden, ist eine optimale wirtschaftliche Betriebsweise des Kohlevergaser bei einem Einsatzmaterial vorbestimmter Grösse und Zusammensetzung möglich. 

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   Ähnlich verhält es sich bei metallurgischen Aggregaten. Ein Einschmelzvergaser etwa benötigt zum Aufbau seines charakteristischen Festbettes eine stückige Kohle von vordefinierter Korngrö- sse, Zusammensetzung und vordefinierten mechanischer Eigenschaften. 



   Nachdem bei einem Transport der Kohle verschiedene zerkleinernd wirkende Mechanismen auftreten, wird die vordefinierte Korngrössenverteilung der Kohle, wie sie vor dem Transport vor- liegt, in zufälliger Art und Weise verändert. Durch das erfindungsgemässe Verfahren erfolgt nach dem Transport, also unmittelbar vor dem Einsatz der Kohle in einer Reduktionsgasquelle, eine Trennung des kohlenstoffhältigen Materials in zumindest zwei Fraktionen, womit eine Kohlefraktion bereitgestellt werden kann, die der Spezifikation des bevorzugten Einsatzmateriales einer Reduktionsgasquelle entspricht. 



   Darüber hinaus kann der Betreiber des erfindungsgemässen Verfahrens oder der erfindungsgemässen Anlage eine unsortierte, und damit im Erwerb entsprechend günstigere, Kohle erwerben, und gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren vor Ort eine Trennung der Kohle in verschiedene, seinen Bedürfnissen entsprechende, Fraktionen durchführen. 



   Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann die Kohle in mehrere korngrössenabhängige Fraktionen getrennt, und so einer geregelten Verwertung zugeführt werden. Die Verwertung des kohlenstoffhaltigen Materials, entsprechend seiner Korngrösse, ist dabei energetisch günstiger als eine, bezüglich der Korngrösse, undifferenzierte Verwertung. 



   Die Verwertung in einem Aggregat zur thermischen Energieerzeugung ist insbesondere aus wirtschaftlichen Überlegungen heraus besonders vorteilhaft. 



   Nach einem Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird zum Betrieb der Reduktionszone, insbesondere des Reduktions-Schachtofens, ein, aus mindestens zwei der Reduktionsgasquellen stammendes   CO- und/oder H2-hältiges   Gas als Reduktionsgas dieser Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als Exportgas wieder abgezogen. 



   Auf diese Weise kann das Reduktionsgas mehrerer Reduktionsgasquellen, dass sich gegebenenfalls in seiner Zusammensetzung unterscheidet, zu einem Reduktionsgas kombiniert werden, das den Anforderungen in der Reduktionszone, insbesondere hinsichtlich Reduktand und Temperatur, am besten gerecht wird. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird ein zumindest teilweiser Ausfall der ersten Reduktionsgasquelle dadurch kompensiert, dass der, zur Aufrechterhaltung des Betriebes der zugeordneten Reduktionszone, fehlende Anteil des Reduktionsgases zumindest teilweise durch zumindest eine weitere der Reduktionsgasquellen bereitgestellt wird. 



   Der zur vollständigen Versorgung der Reduktionszone bzw. zum zumindest teilweisen Ersatz der ausgefallenen Reduktionsgasquelle fehlende Anteil an Reduktionsgas kann beispielsweise über eine   Rezyklierung   des Exportgases der Reduktionszone bereitgestellt werden. 



   Durch die Kombination mehrerer Reduktionsgasquellen zur Versorgung einer oder mehrerer Reduktionszonen kann flexibel auf Schwankungen in der Reduktionsgaserzeugung einer oder mehrerer Reduktionsgasquellen reagiert werden, und können durch eine geeignete Steuerung und/oder Regelung diese Schwankungen und/oder ein zumindest teilweiser Ausfall einer oder mehrerer Reduktionsgasquellen, dadurch kompensiert werden, dass der zum optimalen Betrieb der Reduktionszone fehlende Anteil an Reduktionsgas durch die weiteren Reduktionsgasquellen bereitgestellt wird. 



   Im Stand der Technik sind bislang Reduktionsgasspeicher mit geeigneten Verdichtungsvorrichtungen vorgesehen, durch welche das Reduktionsgas bei Ausfall einer primären Reduktionsgasquelle verfügbar wird. Sowohl die Errichtung als auch der Betrieb dieser Speicher erfordern jedoch einen erheblichen finanziellen Aufwand. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird zumindest eine der Reduktionsgasquellen durch eine Einschmelzzone gebildet, wobei in der Einschmeizzone metallhältige Einsatzstoffe unter Zufuhr einer oder mehrerer Fraktionen des kohlenstoffhaltigen Materials, und gleichzeitiger Erzeugung eines reduzierenden Gases, zu flüssigem Metall erschmolzen werden. 



   Nach einem Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird zumindest eine der Reduktionsgasquellen durch den Verbund einer weiteren Reduktionszone, insbesondere eines weiteren Reduktions-Schachtofens, mit einer Einschmelzzone, insbesondere einer Einschmelzvergasungszone, gebildet, wobei in der weiteren Reduktionszone ein   metalloxidhältiges   Material, vorzugswei- 

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 se von Eisenerz zu zumindest teilweise vorreduziertem Eisenerz, reduziert wird, bevor es in der Einschmelzzone unter Zufuhr einer oder mehrerer Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials, und gegebenenfalls gleichzeitiger Erzeugung eines reduzierenden Gases, zu flüssigem Roheisen erschmolzen wird. 



   In einer Einschmelzzone, wie sie beispielsweise im Rahmen des COREX-Verfahrens gelehrt wird, wird ein Festbett aus stückiger Kohle und gegebenenfalls eisenhältigem Material gebildet. Die stückige Kohle, die dabei zum Aufbau des Festbettes benötigt wird, muss besonderen Anforderungen bezüglich Qualität, Druckfestigkeit und Korngrösse genügen. Die Korngrösse soll dabei vorzugsweise zwischen etwa 8 mm und etwa 50 mm betragen, um so eine genügende Durchgasung des Festbettes zu gewährleisten. 



   Sowohl Kohle unterhalb einer Korngrösse von etwa 8 mm, man spricht dabei von Unterkorn, als auch Kohle oberhalb einer Korngrösse von etwa 50 mm, man spricht dabei von einem Überkorn, sind deshalb für den Einsatz in dieser Einschmelzzone ungeeignet. 



   Das Überkorn und/oder Unterkorn kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren nunmehr beispielsweise in Kraftwerksanlagen zur Energieerzeugung verfeuert und/oder für eine Reduktionsgaserzeugung verwendet werden. 



   Es ist weiters denkbar, dass bei einem solchen Verbund aus einer Einschmelzzone und einer weiteren Reduktionszone, beispielsweise einer   COREX-Anlage,   sowohl aus der Einschmelzzone, wie auch aus der weiteren Reduktionszone Reduktionsgas entnommen und zum Betrieb der Reduktionszone eingesetzt wird. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens weist eine der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials im wesentlichen Körner mit einer Korngrösse von höchstens 8 mm, vorzugsweise höchstens 6 mm, oder weniger auf, und wird zumindest teilweise in einem Kohlevergaser zu Reduktionsgas umgesetzt. 



   Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird dabei Insbesondere eine feinkörnige Fraktion in einem geeigneten Reaktor, insbesondere einem Feinkohlevergaser, vergast, und zu Reduktionsgas umgesetzt. 



   Durch die Anordnung von mindestens zwei Reduktionsgasquellen, wobei nach einer Ausführungsform der Erfindung eine Reduktionsgasquelle durch einen Feinkohlevergaser dargestellt wird, kann die Reduktionszone unabhängig von Schwankungen und/oder Ausfällen einer oder mehrerer Reduktionsgasquellen betrieben werden. 



   Da sich das Gas aus der Vergasung der feinteilchenförmigen Kohle durch einen hohen Anteil an Reduktanden sowie eine hohe Temperatur auszeichnet, können eine angebrachte CO2-Entfernungsanlage und/oder ein angebrachter Gas-Heater, bei entsprechender Einsparung an Investitionskapital, kleiner dimensioniert werden. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials, die im wesentlichen Körner mit einer Korngrösse von zumindest 48 mm oder vorzugsweise zumindest 50 mm oder höher aufweist, zumindest teilweise in einem Kohlevergaser zu Reduktionsgas umgesetzt. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials, die im wesentlichen Körner mit einer Körngrösse von grösser als 8 mm und kleiner als 50 mm aufweist, zumindest teilweise in einer Einschmelzzone, vorzugsweise zu Reduktionsgas, umgesetzt. 



   Die Korngrösse der Körner der einzelnen Fraktionen ist dabei prinzipiell vom Verfahren und der verwendeten Vorrichtung, beispielsweise vom verwendeten Einschmelzvergaser, abhängig, und kann von den angegebenen Werten abweichen. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Gas, welches aus der Vergasung einer der Fraktionen gewonnen wurde, bevor es der Reduktionszone zugeführt wird, in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung zumindest teilweise von CO2 befreit und/oder erwärmt und/oder verdichtet. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird zumindest eine der Fraktionen in einem Bunkersystem gesammelt und je nach Bedarf einer vorbestimmten Reduktionsgasquelle zugeführt. 



   Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Verfahren wird ein aus einer oder mehreren der Reduktionsgasquellen stammendes,   CO-und/oder H -häitiges   Gas in einem, oder gege- 

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 benenfalls einer Anzahl weiterer, Reduktionsgasspeicher gespeichert. 



   Die Erfindung ist weiters durch eine erfindungsgemässe Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gekennzeichnet, wobei diese Anlage mindestens ein metallurgisches Aggregat zur Aufnahme von einer oder mehreren Reduktionszonen, insbesondere einen oder mehrere Schachtöfen, zur Reduktion eines   oxidhältigen   Eisenerzes, sowie mindestens eine, vorzugsweise zumindest zwei, Reduktionsgasquelle (n) zur Erzeugung eines oder mehrerer CO-und/oder H2-hältiger Gase, die den Reduktionszonen zugeführt, und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als Exportgas wiederum abgezogen werden, wobei zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei, der Reduktionsgasquelle (n) mit kohlenstoffhaltigem, vorzugsweise feststoffförmigen, Material betreibbar ist/sind, aufweist.

   Die erfindungsgemässe Anlage weist dabei weiters ein Mittel zur Trennung des kohlenstoffhältigen Materials, insbesondere der Kohle, auf, womit das kohlenstoffhältige Material in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei Fraktionen getrennt wird, wobei eine erste Fraktion einen gegenüber der zweiten Fraktion kleineren mittleren Korndurchmesser aufweist und eine der Reduktionsgasquellen zur Umsetzung der ersten Fraktion, und eine weitere der Reduktionsgasquellen   und/oder   ein Aggregat zur thermischen Energieerzeugung zur Umsetzung der zweiten Fraktion vorgesehen ist. 



   Nach einem Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist eine   Regel- undloder   Steuereinrichtung vorgesehen, durch welche der Ausfall und/oder Betriebsschwankungen einer der Reduktionsgasquellen durch Bereitstellung des Gases von zumindest einer der weiteren Reduktionsgasquel-   ien   zumindest teilweise ausgleichbar ist. 



   Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist das Mittel zur Trennung des kohlenstoffhältigen Materials mit mindestens zwei Reduktionsgasquellen unmittelbar, vorzugsweise über einen Bunker und eine Dosiereinrichtung verbunden. 



   Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemässen Anlage weist das Mittel zur Trennung des kohlenstoffhaltigen Materials eine Siebanlage mit einer Anzahl von Feststoffsieben auf. 



   Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist ein Verbund einer weiteren Reduktionszone, insbesondere eines weiteren Schachtofens zur Reduktion eines eisenoxidhältigen Einsatzmateriales, mit einem metallurgischen Aggregat zur Aufnahme einer Einschmelzzone als eine der Reduktionsgasquellen vorgesehen, wobei in der Einschmelzzone unter Zufuhr einer oder mehrerer Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials, und gegebenenfalls gleichzeitiger Erzeugung eines reduzierenden Gases, Roheisen erschmelzbar ist. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Einschmelzzone als eine der Reduktionsgasquellen vorgesehen. 



   Nach einem zusätzlichen Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist zumindest ein Bunker vorgesehen, in dem eine der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materiales sammelbar ist. Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der   erfindungsgemässen   Anlage ist ein erster Reduktionsgasspeicher vorgesehen, in dem das aus einer oder mehreren der Reduktionsgasquellen stammende,   CO-und/oder Hz-häitige   Gas speicherbar ist. 



   Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal der erfindungsgemässen Anlage ist eine zweite Regel- und/oder Steuervorrichtung vorgesehen, mit welcher der   Fluss   des Gases, welches aus der Umsetzung einer der Fraktionen des kohlenstoffhaltigen Materiales gewinnbar ist, in einen CO2Wäscher und/oder einen By-pass des   CO2-Wäschers   und/oder eine Aufwärmvorrichtung und/oder einen Verdichter   regel- undloder   steuerbar ist. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich zumindest einen Teil des Exportgases der Reduktionszone zu rezyklieren und wiederum in die Reduktionszone einzuleiten. Je nach Zusammensetzung und Temperatur des Exportgases erfolgt dabei eine C02-Entfernung und/oder Erwärmung und/oder Verdichtung. Durch diese Ausführungsform kann eine besonders wirtschaftliche Betriebsweise verwirklicht werden. 



   Die Erfindung ist weiters durch ein Verfahren zur Reduktionsgaserzeugung für zumindest eine Reduktionszone zur Reduktion eines metalloxidhältigen Einsatzstoffes gekennzeichnet, wobei das Reduktionsgas zumindest teilweise aus kohlenstoffhältigem Material hergestellt wird, und das kohlenstoffhältige Material, insbesondere Kohle, in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei Fraktionen mit unterschiedlichen mittleren Durchmessern getrennt wird und eine erste Fraktion einem ersten Reduktionsgaserzeuger und eine zweite Fraktion einem zweiten Reduktionsgaserzeuger zugeführt wird. 

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   Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren, sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung schematisch anhand einer nicht einschränkenden Zeichnung näher erläutert. 



   Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens
Dabei ist ein erster Schachtofen 1 ersichtlich, der über einen Gas-Heater 2 sowie eine   COz-   Entfernungsvorrichtung 3, insbesondere einen   CO2-Wäscher,   und eine   Entstaubungs- und Kühlein-   richtung 4, insbesondere einen Zyklon, mit einem zweiten Schachtofen 5 verbunden ist. Das Exportgas dieses zweiten Schachtofens 5 dient dem ersten Schachtofen 1 als eine Reduktionsgasquelle. Der erste und zweite Schachtofen dienen jeweils zur Reduktion eines eisenoxidhältigen Erzes, wobei das zumindest teilweise reduzierte Eisenerz des zweiten Schachtofens in einem Einschmeizvergaser 6 zu Roheisen eingeschmolzen wird.

   Der Einschmelzvergaser 6 wird zudem mit einem kohlenstoffhältigen Material, insbesondere stückiger Kohle, beladen und dient zur Erzeugung eines für den Einsatz in dem zweiten Schachtofen bestimmten Reduktionsgases. Ober ein Fördersystem 7 wird ein kohlestoffhältiges Material angeliefert, dass in einen grob- und einen feinkörnigen Anteil getrennt wird. Während der grobkörnige Anteil in beschriebener Weise in dem Einschmelzvergaser umgesetzt wird, gelangt der feinkörnige Anteil in einen Vergaser 8 zur Vergasung von feinteilchenförmiger Kohle. In diesem Vergaser 8 wird ein Reduktionsgas hergestellt, welches, vorzugsweise über eine gemeinsame Leitung mit dem Gas des zweiten Schachtofens in die Reduktionszone des ersten Schachtofens eingeleitet wird. 



   Je nach Zusammensetzung dieses Gases wird es vor der Einleitung in den ersten Schachtofen einer   C02-Wäsche   und/oder einer Erwärmung ausgesetzt. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind dabei eine Leitung 9 und ein Bypass 10 angeordnet, die jeweils in die Reduktionsgasleitung, einerseits dem   CO2-Wäscher   vorgeordnet, andererseits dem C02-Wäscher nachgeordnet, einmünden. 



   Das Reduktionsgases unmittelbar vor Verwendung in dem Schachtofen 1 enthält in etwa 55 Vol% CO oder höher, sowie in etwa 30 Vol% H2 oder höher. 



   Nach dem ersten Schachtofen ist zweckmässig eine   Entstaubungs- und Kühlvorrichtung   11 angebracht, wobei zumindest ein Teil des Exportgases des ersten Schachtofens über eine Leitung 12 rezykliert und dem Reduktionsgas zur Verwendung in dem ersten Schachtofen beigemischt werden kann. 



   Das Exportgas enthält nach Austritt aus dem Schachtofen 1 In etwa 40 Vol% CO, und in etwa 20 Vol% Hz. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Roheisen   und/oder   Stahlvorprodukten, wobei eine Redukti- onszone, insbesondere ein Reduktions-Schachtofen, zur zumindest teilweisen Reduktion eines metalloxidhältigen Einsatzmateriales, vorzugsweise von Eisenoxid zu Eisen- schwamm betrieben wird, und mindestens eine Reduktionsgasquelle betrieben wird, wobei zumindest in einer der Reduktionsgasquellen ein kohlenstoffhältiges, zumindest teilweise feststoffförmiges, Material zu Reduktionsgas umgesetzt wird, sowie ein, aus mindestens einer der Reduktionsgasquellen stammendes,   CO-und/oder H -hättiges   Gas, als Redukti- onsgas der Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als
Exportgas wieder abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhältige
Material, insbesondere Kohle,

   in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei
Fraktionen mit unterschiedlichem mittleren Korndurchmesser getrennt wird, und die erste
Fraktion der ersten Reduktionsgasquelle und die zweite Fraktion einer zweiten Redukti- onsgasquelle und/oder einem Aggregat zur thermischen Energieerzeugung zugeführt wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhältige Mate- rial vor Ort und/oder unmittelbar vor seinem Einsatz in die Fraktionen getrennt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betrieb der Re- duktionszone, insbesondere des Reduktions-Schachtofens, ein, aus mindestens zwei der Reduktionsgasquellen stammendes CO- undloder H2-hltiges Gas als Reduktionsgas dieser Reduktionszone zugeführt und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als Ex- portgas wieder abgezogen wird.
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, <Desc/Clms Page number 6> dass ein zumindest teilweiser Ausfall der ersten Reduktionsgasquelle dadurch kompen- siert wird, dass der, zur Aufrechterhaltung des Betriebes der zugeordneten Reduktions- zone, fehlende Anteil des Reduktionsgases zumindest teilweise durch zumindest eine weitere der Reduktionsgasquellen bereitgestellt wird.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Reduktionsgasquellen durch eine Einschmelzzone gebildet wird, wobei in der Einschmelzzone metallhaltige Einsatzstoffe unter Zufuhr einer oder mehrerer Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials, und gleichzeitiger Erzeugung eines reduzie- renden Gases, zu flüssigem Metall erschmolzen werden.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Reduktionsgasquellen durch den Verbund einer weiteren Reduk- tionszone, insbesondere eines weiteren Reduktions-Schachtofens, mit einer, gegebenen- falls weiteren, Einschmeizzone gebildet wird, wobei in der weiteren Reduktionszone ein metalloxidhltiges Material, vorzugsweise von Eisenerz zu zumindest teilweise vorredu- ziertem Eisenerz, reduziert wird, bevor es in der Einschmelzzone zu flüssigem Metall er- schmolzen wird.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fraktionen des kohlenstoffhaltigen Materials im wesentlichen Körner mit einer Korngrösse von höchstens 8 mm oder weniger aufweist, und zumindest teilweise in einem Kohlevergaser zu Reduktionsgas umgesetzt wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fraktionen des kohlenstoffhaltigen Materials, im wesentlichen Körner mit einer Korngrösse von zumindest 50 mm oder höher aufweist, und zumindest teilweise in einem Kohlevergaser zu Reduktionsgas umgesetzt wird.
    9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Materials im wesentlichen Körner mit einer Körngrösse von grösser als 8 mm und kleiner als 50 mm aufweist, und zumindest teil- weise in einer Einschmelzzone umgesetzt wird.
    10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas, welches aus der Vergasung einer der Fraktionen gewonnen wurde, bevor es der Reduktionszone zugeführt wird, in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung, zumindest teilweise von CO2 befreit und/oder erwärmt und/oder verdichtet wird.
    11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Fraktionen in einem Bunkersystem gesammelt und je nach Bedarf einer vorbestimmten Reduktionsgasquelle zugeführt wird.
    12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einer oder mehreren der Reduktionsgasquellen stammende, CO-und/oder H2-hältiges Gas in einem Reduktionsgasspeicher gespeichert wird.
    13. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, die * mindestens ein metallurgisches Aggregat zur Aufnahme von einer oder mehreren Re- duktionszonen, insbesondere einen oder mehrere Schachtöfen (1), zur Reduktion eines eisenoxidhältigen Eisenerzes, sowie 'mindestens eine, vorzugsweise zumindest zwei, Reduktionsgasquelle (n) zur Erzeugung eines oder mehrerer CO-und/oder Hs-häitiger Gase, die den Reduktionszonen zuge- führt, und nach Umsetzung mit dem Einsatzmaterial als Exportgas wiederum abgezo- gen werden, wobei zumindest eine, vorzugsweise zumindest zwei, der Reduktionsgas- quelle (n) mit kohlenstoffhältigem, vorzugsweise feststoffförmigen, Material betreibbar ist/sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Mittel zur Trennung des kohlenstoffhaltigen Materials, insbesondere der Kohle, in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei Fraktionen vorgesehen ist, wobei eine erste Fraktion einen gegenüber der zweiten Fraktion kleineren mittleren Korndurchmesser aufweist und eine der Reduktionsgasquellen zur Umsetzung der ersten Fraktion, und eine weitere der Reduktionsgasquellen und/oder ein Aggregat zur thermischen Energieerzeugung zur Umsetzung der zweiten Fraktion <Desc/Clms Page number 7> vorgesehen ist.
    14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regel- undloder Steuer- einrichtung vorgesehen ist, durch welche der Ausfall einer der Reduktionsgasquellen durch Bereitstellung des Gases von zumindest einer der weiteren Reduktionsgasquellen zumin- dest teilweise ausgleichbar ist.
    15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Tren- nung des kohlenstoffhaltigen Materials mit mindestens zwei Reduktionsgasquellen unmit- telbar, vorzugsweise über einen Bunker und eine Dosiereinrichtung verbunden ist.
    16. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Trennung des kohlenstoffhaltigen Materials eine Siebanlage aufweist.
    17. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbund einer weiteren Reduktionszone, insbesondere eines weiteren Schachto- fens (5) zur Reduktion eines eisenoxidhältigen Einsatzmateriales, mit einem metallurgi- schen Aggregat (6) zur Aufnahme einer Einschmeizzone als eine der Reduktionsgasquel- len vorgesehen ist, wobei in der Einschmelzzone unter Zufuhr einer oder mehrerer Frak- tionen des kohlenstoffhältigen Materials, und gegebenenfalls gleichzeitiger Erzeugung eines reduzierenden Gases, ein Roheisen erschmelzbar ist.
    18. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bunker vorgesehen ist, in dem eine der Fraktionen des kohlenstoffhäl- tigen Materiales sammelbar ist.
    19. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Reduktionsgasspeicher vorgesehen ist, in dem das aus einer oder meh- reren der Reduktionsgasquellen stammende, CO-und/oder Hs-hättige Gas speicherbar ist.
    20. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Regel- und/oder Steuervorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Fluss des Gases, weiches aus der Vergasung einer der Fraktionen des kohlenstoffhältigen Mate- riales gewinnbar ist, in einen CO2-Wäscher (3) und/oder einen By-pass (9) des COz-Wä- schers und/oder eine Aufwärmvorrichtung und/oder einen Verdichter regel- undloder steuerbar ist.
    21. Verfahren zur Herstellung eines Reduktionsgases für zumindest eine Reduktionszone zur Reduktion eines metalloxidhältigen Einsatzstoffes, wobei das Reduktionsgas zumindest teilweise aus kohlenstoffhältigem Material hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Material, insbesondere Kohle, in Abhängigkeit von seiner Korngrösse in zumindest zwei Fraktionen mit unterschiedlichen mittleren Durchmessern getrennt wird und eine erste Fraktion einem ersten Reduktionsgaserzeuger und eine zwei- te Fraktion einem zweiten Reduktionsgaserzeuger zugeführt wird.
    22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhältige Ma- terial vor Ort und/oder unmittelbar vor seinem Einsatz in zumindest zwei Fraktionen ge- trennt wird.
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