DD219798A5 - Verfahren zum reduzieren von teilchenfoermigem eisenerz - Google Patents

Verfahren zum reduzieren von teilchenfoermigem eisenerz Download PDF

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DD219798A5 DD84263006A DD26300684A DD219798A5 DD 219798 A5 DD219798 A5 DD 219798A5 DD 84263006 A DD84263006 A DD 84263006A DD 26300684 A DD26300684 A DD 26300684A DD 219798 A5 DD219798 A5 DD 219798A5
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Abstract

Verfahren zur gasfoermigen Reduktion von Eisenerz zu Schwammeisen in einem vertikalen Schachtreaktor mit Bewegbett, bei dem ein heisses gasfoermiges Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid zum Reduzieren des Erzes verwendet wird. Dabei braucht man nicht mehr einen aeusseren katalytischen Reformer, um Methan und andere Kohlenwasserstoffbestandteile des Naturgases, die ueblicherweise als gasfoermige Reduktionsmittel verwendet werden, zu reformieren. Durch die Einrichtung einer Reduktionsgaskreislaufschleife, zu welcher man als Frischgas Naturgas und Wasserdampf in einem geeigneten Verhaeltnis fuehrt, kann das im Reaktor 10 gebildete Schwammeisen zur katalytischen Reformierung von Kohlenwasserstoffen verwendet werden unter der Voraussetzung, dass der Kohlenstoffgehalt des im Kreislauf gefuehrten Gases durch die Entfernung des Kohlendioxids daraus niedrig gehalten wird. Verwendet man reines Methan, dann liegt das Molverhaeltnis von Wasserdampf zu Methan vorzugsweise im Bereich von 1,4:1 bis 2,2:1. Figur

Description

Verfahren zum Reduzieren von teilchenförmigen* Metallerz . .
ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von feinteiligem Eisenerz zu Schwammeisen in einem vertikalen Bewegbett^Schachtreaktor unter Verwendung eines heißen Reduktionsgasgemisches, welches sich von Naturgas ableitet. .
CHARAKTERISTIK DER BEKANNTEN TECHNISCHEN. LÖSUNGEN
Es ist seit langem bekannt/ Eisenerz zu Eisen in einer ' für die Stahlherstellung geeigneten Form zu reduzieren, wobei die Reduktionstemperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Eisens liegt, indem man ein heißes Reduk-' . tionsgas durch ein Bett vpn feinteiligem Eisenerz bei Temperaturen von- etwa 7000C bis 10000C unter Ausbildung
von Schwammeisen leitet. Wegen der breiten Anwendbarkeit hat man Naturgas (welches typischerweise 75 bis 85 % oder mehr an Methan enthält) ausschließlich als Quelle für das Reduktionsgas bei diesen Schwammeisenverfahren verwendet· Es ist bekannt, daß Naturgas auch geringere Menge an anderen einfachen Kohlenwasserstoffhomologen, wie Ethan (in der Größenordnung von 10 %) , Propan, Butan und auch'Pentan etc. enthält..Die jeweiligen Prozentsätze können sich,' in Abhängigkeit von ;10 der jeweiligen Quelle, -erheblich verändern. Da jedoch Methan per se und die anderen niedrigmolekulargewichti- ;. gen Paraffinkohlenwasserstoffe, die in. Naturgas yorkom-
" men (allein oder in Kombination), verhältnismäßig un- ; wirksame Reduktionsmittel für Eisenerz sind, ist es üblich, Methan und/oder die anderen niedrigen Kohlenwasserstoffe in. eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, für die Verwendung als Erzreduktionsmittel zu überführen. Insbesondere wird eine Mischung aus Naturgas und Wasserdampf katalytisch, in ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Viasserstoff in'einem Reformer umgewandelt und das erhaltene verbesserte Reduktionsgas wird dann erforderlichenfalls erhitzt und durch ein Bett von feinteiligem Eisenerz zur Umwandlung.des Erzes in Schwammeisen geleitet.
. Typische Reduktionsgassysteme werden, beispielsweise in den US-PS'en.3 765 872, 4 099 962, 4 150 972,(4 748 120, 4 046 557 und 3 9 05 8Ό6 beschrieben. Bei diesen Systemen verwendet man üblicherweise Senkrechtreaktoren mit einer 0 Reduktionszone im oberen Teil, in denen die heißen Reduk-
\ tionsgase in Gegenrichtung zu dem absteigenden Körper. ,aus Eisenerz fließen sowie eine Kühlzone', in welcher das reduzierte Erz in Form von Schwammeisen mit einem
Kühlgas gekühlt wird. Das verbrauchte Reduktionsgas wird am Kopf der Reduktionszone entfernt und entwässert, mit frischem Reduktionsgas aus dem Reformer vermischt, wieder .. erhitzt und in die Reduktionszone des Reaktors zurückgeführt.
Reduktionssysteme, bei denen reformiertes Naturgas als Reduktionsgas verwendet wird, sind technich in großem Maße, schon angewendet-worden, jedoch haben sie erhebliche Nachteile, weil die dabei verwendeten katalytischen Reformer sehr kostspielige Ausrüstungsstücke darstellen und einen erheblichen Teil der Investitionskosten 'bei einer Anlage zur Herstellung von Schwammeisen ausmachen. Daher würde ein Verfahren, welches in der Lage ist, ein hochqualitatives Schwammeisen herzustellen, ohne daß man einen äuße- '( ren Reformer verwendet, die Kapitalkosten in einer solchen Anlage erheblich vermindern. - . ·
Wie schon erwähnt/ stellt Naturgas als solches in einem Eisenerzreduktionsreaktor aus einer Anzahl;von Gründen ein nicht ausreichendes Reduktionsmittel dar. So ist die Reduktionsreaktionsgeschwindigkeit bei Verwendung eines Methan und/oder dessen Homologen enthaltenden Gases als Reduktionsmittel bei einer gegebenen Temperatur erheblich niedriger als die Reaktionsgeschwindigkeit für Mischungen aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Es trifft zwar zu, daß die Reaktionsrate für Methan und dessen Homologen durch
· . Erhöhung der Temperatur erhöht werden kann, die höheren Temperaturen, die erforderlich sind, um eine annehmbare Reaktionsrate zu erreichen, bedingen jedoch weitere Probleme. So zersetzt sich bei Temperaturen oberhalb etwa 1000°C Methan, ganz besonders in Gegenwart von Eisen, unter BiI-
•dung, von festem Kohlenstoff in Form von Ruß, welcher das eisenhaltige Material bedeckt und den Zugang des Gases zum'Inneren der zu .reduzierenden Teilchen oder Körner vermindert. ' ' ', ,„ ' , . " ·
Weiterhin besteht bei solchen hohen Temperaturen eine Neigung des reduzierten Erzes zum Sintern und zum Agglomerieren zu großen Aggregaten. Um einen annehmbaren Betrieb in , , einem Bewegbett-Schachtreaktor zu ermöglichen, ist ein freier Fluß der Teilchen oder Pellets durch den Reaktor und insbesondere durch alle Flächen im Reaktor, die einen, verminderten Querschnitt aufweisen, wesentlich. Die Ausbildung von großen unregelmäßigen Aggregaten kann, in einigen Fällen vollständig den Feststofffluß im Reaktor blokkieren und kann auch eine unerwünschte Kanalbildung für das hindurchströmende Gas verursachen.
Weiterhin sind die im Reaktor ablaufenden Reduktionsreaktionen im allgemeinen endotherm, und deshalb'muß das zuge- ~ führte Gas außerhalb des Reaktors erhitzt werden, um die nötige Reaktionswärme zur Verfugung zu stellen. Die Verwendung von hohen Reaktionstemperaturen /erhöht die Kosten zum Erhitzen des Reduktionsgases. .~ . ' ' -
\ ' . ' In der US-PS 4 268 303 werden Bemühungen, um die.vorerwähnten Probleme zu lösen, beschrieben. Bei dem bekannten Ver- ^fahren findet,die Reduktion des Erzes in zwei Stufen statt. In der ersten Reduktiönsstufe wird Methangas als Frischgas verwendet und die Reduktion wird bis zu dem Punkt durchgeführt, bei dem eine 30 bis .80 %ige Metallisierung
erzielt wird. Die letzte Reduktion bis zu etwa 95 bis 98 .% ! wird in einer zweiten Stufe erzielt, bei der man ein reformiertes Gas, das sich hauptsächlich aus Kohlenmonoxid
und Wasserstoff zusammensetzt, verwendet. Da zur Herstellung ' . des in der ersten Stufe verwendeten Reduktionsgases kein .
' Reformer erforderlich ist, kann der Reformer verhältnismäßig klein gehalten werden. Aber man benötigt dennoch für die Bildung des in der zweiten Stufe verwendeten Reduktionsgases :,' einen Reformer, sofern man eine ausreichend hohe Metallisierung erzielen will. Ein Nachteil des Verfahrens gemäß US-PS 4 268 303 sind die extrem hohen Kapitalkosten, weil·in dem 'Gaserhitzer hohe Betriebstemperaturen vorliegen. Ein ("- weiterer Nachteil besteht in den größeren Wärmeverlusten^ ν /- · die bei einem Betrieb bei derart hohen Temperaturen inherent sind. .
Beim Stand der Technik hat man bereits erkannt, daß Methan und dessen Homologe aus praktischen Gründen nicht direkt ohne vorherige Umwandlung in Hp und CO bei der Direktreduktion von Eisenerz verwendet werden können. So wird in dem Aufsatz "Die Reduktion von Eisenerz in einem gleichmäßigen Methangasstrom" von A. Dosma und Z. Sparchez vom Polytechnischem InstitutCluj , Bulgarien (Cercetari Metalurgice, Band 9, 1967, Seiten 133-141) beschrieben, daß Methan Eisenerz nur bei höheren Temperaturen oberhalb 1.00O0C reduzieren kann. Eine solche theoretische Verwendung von Temperaturen oberhalb 10000C ist wegen der sei tionsprobleme nicht praktikabel.
oberhalb 10000C ist wegen der schon vorerwähnten Agglomera- ,
ZIEL DER ERFINDUNG .. /
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reduzieren von teilchenförmigen] Metallerz zu schaffen, daß bei besserer Qualität des Produktes die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht -und hohe Anlagekosten vermieden werden.
-β -
DESWESENS DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde., ein "Verfahren zum Reduzieren von teilchenförmigen! Eisenerz zu Schwammetall in. einem vertikalen Schachtreaktor mit'Bewegbett mit einer Reduktionszone, in welchem das Erzbett zu Schwammeisen reduziert wird, und wobei ein heißes Reduktionsgas in die Reduktionszone geleitet wird und das Gas durch, wenigstens einen . Teil des Bettes unter Reduktion des Erzes darin geleitet wird und das verbrauchte Gas aus der Reduktionszone abgezogen und entwässert wird' .und Kohlendioxid aus dem entwässerten Gas entfernt und' das erhaltene Gas wiedererhitzt und in die Reduktionszone unter Ausbildung einer Reduktiönsgaskreislaufschleife wiedereingeführt wird, zu entwickeln, bei dem kein äußerer katalytischer Reformer erforderlich .ist und naturgas als solches als Frischgas- verwendet werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Frischgas;im wesentlichen aus Wasserdampf und wenigstens : einem gasförmigen1Kohlenwasserstoff in die Schleife in Abwesenheit einer katalytischen Reformierung des gasförmigen Kohlenwasserstoffes zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid außerhalb des Reaktors zugeführt wird und daß ein'Molverhältnis-,
bereich von Wasserdampf zu dem ..gasförmigen Kohlenwasser- " stoffgehalt von 1,4x:1 bis zu 2,2x:1 aufrechterhalten wird,' wobei χ der molare Kohlenstoffgehalt des Kohlenwasserstoffs in dem'Frischgas' ist und wodurch im wesentlichen.alle Was-' .serstoff- und Kohlenmönoxidkomponenten des Reduktionsgases aus dem gasförmigen Kohlenwasserstoffgehalt, des Frischgases innerhalb des. Reaktors -während des Betriebs unter konstanten Bedingungen.geformt werden. : . .'
- ,7
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ein kontinuierliches Reaktionssystem der vorher beschriebenen Art, ι, bei dem ein heißes Reduktionsgas von unten nach oben durch ein herabfließend'es Bett von feinteiligem Erz
. ;." ι' .5 in der Reduktionszone des Reaktors fließt und das entfernte Gas in der Nähe des Kopfes der Reaktionszone abgezogen und entwässert wird und das entwässerte Gas. wiedererhitzt und am Boden der Reduktion sz one ',in Form "
\ . . einer Reduktionsgasschleife wiedereingeführt wird,
MO eingebaut werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden im allgemeinen .dadurch erzielt, daß man das Frischgas in· der Reduktionsgasschleife, Wasserdampf ''' .. ' und Methan und/oder dessen Homologe in einem Mölverhält-.
nis von 1,4x bis 2,2x:1 zuführt, und das Kohlendioxid aus; . , "6 ' ~dem gasförmigen Gemisch, welches durch die Schleife zieht, abzieht, wobei χ der durchschnittliche molare Kohlenstoffatomgewichtsanteil der. Kohlenwasserstoff- .: bestandteile im Frischgas ist und beispielsweise χ =
;.' . für Ethan allein oder 1,5 für ein 50/50-Gemisch von Methan und Ethan steht. Es wurde überraschenderweise gefunden,
^-x . daß durch die Zugabe von Naturgas und Wasserdampf in
"""; ". ,.- '·, "einem geeigneten Verhältnis in das im Kreislauf geführte. Reaktionsgas eine Metallisierung von 90 % oder mehr bei Temperaturen von.900 bis 100Ö°C erzielt werden kann,
, : 25 ohne daß man einen äußeren Reformer anwenden muß und
ohne die Bildung von großen Agglomerate^.· Wie nachfolgend noch dargelegt wird, kann man durch Einstellen des Verhältnisses von Wasserdampf zu Kohlenstoff in dem Frischgas den Kohlenstoffgehalt im Schwainmeisen selek-,30 tiv über einen weiten brauchbaren Bereich einstellen,.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
Die Ziele und Vorteile der Erfindung werden am besten unter Bezugnahme auf die einzige Figur verstanden,-in welcher in einem Diagramm eine Vorrichtung für eine bevorzugte Äusführungsform der Erfindung gezeigt wird./ In der Zeichnung hat ein üblicher vertikaler Bewegbett- r Schacht-Reduktionsreaktor, für die gasförmige Reduktion von Eisenerz 10, eine Reduktionszone 12 im oberen Teil
TO und eine Kühlzone 14 im unteren Teil. Eisenerz, wird am Kopf der Zone 12 aufgeben, und das gekühlte' Schwammeisen - . wird am Boden der Zone 14 entfernt. Die Reduktionszone 1.2 des Reaktors 10 bildet einen Teil der Reduktionsgas- < schleife. Heißes Reduktionsgas, das sich hauptsächlich aus Wasserstofffkohlenmonoxid zusammensetzt, fließt durch eine Leitung 16 zum Boden der Zone 12 und von dort aufwärts durch den Körper aus feinteiligem Erz unter Reduktion des herabfallenden Erzes zu Schwammeisen. Das>verbrauchte Gas verläßt den Reaktor durch die Leitung 18 und wird gekühlt und in einem Kühler 20 mit einem Gasauslaßrohr 22 entwässert. Das durch.vdie Leitung 22 fließende Gas wird aufgeteilt in einen Teil, der aus dem System - durch die Leitung 24 mit einem Rückdruckregulator 26 entfernt wird, und einem anderen Teil, der in die Reduktionszone 12 zurückgeführt wird. .Tm einzelnen wird der im Kreislauf geführte Teil des gekühlten und entwässerten Gases mittels der Pumpe 28 durch die Leitung 30 zu einer Kohlendioxidabsorptionseinheit 3 2 geführt, in welcher CO2 aus dem Kreislaufgas unter Verminderung des Kohlenstoffgehaltes darin entfernt wird. Aus der Absorptionseinheit 32 fließt das Kreislaufgas durch die Leitungen , 34 und 36 zu einem Erhitzer 38, in welchem es auf eine geeignete Temperatur,, z. B. 95 0°C, erhitzt wird, und vcfn
. ·-. .- ' v · ' ' ·
dort fließt es durch die Leitung 16 in ihre Reduktionszone. Die Kühlzone 14 des Reaktors 10 bildet auch einen Teil der Kreislaufgasschleife. Kühlgas wird mittels einer Pumpe 40 durch eine Leitung 42 zum Boden der Kühlzone 14 geführt und fließt von dort nach oben durch den herab- ' sinkenden Körper aus feinteiligem Schwammeisen unter 'Kühlen desselben. Das' im Kreislauf, geführte Gas wird am. Kopf der Kühlzone 14 mittels einer Leitung 44 entfernt, wird in einem Kühler 46 gekühlt und 'durch die Leitung 48 auf die Saugseite der Pumpe 40 zurückgeführt. !
Bei gasförmigem Redüktionssystem der vorgenannten Art ..' . . ist es üblich, als Frischgas-Reduktionsgas, welches in die-Reduktibnsgasleitung zugeführt wird, eine vorgebildete Mischung aus Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoff zu ver-' .wenden, die durch .katalytische Reformierung eines Gemisches aus Naturgas und Wasserdampf in einem Reformer erhalten wurde. Wie vorher erwähnt, wird durch:die Verwendung eines solchen äußeren katalytischem Reformers, der.
0 Kapitalbedarf für eine solche Reduktionsanlage erheblich erhöht. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß.man den äußeren Reformer vollständig fortlassen kann, und daß man dennoch eine befriedigende Reduktion erzielt, 1 ohne daß man die Reduktionsgaszufuhrtemperatur erhöhen muß, indem man als Frischgas.Naturgas und Wasserdampf' in die Reduktionsgaskreislaufschleife in einem geeigneten Verhältnis zuführt und Kohlendioxid aus der Kreislaufschleife entfernt, um eine übermäßige Kohlenstoffablagerung auf dem Eisen enthaltenden Material in; der Reduktions-0 zone zu vermeide^. Im Gegensatz zur Lehre des Standes der Technik wurde gefunden, daß eine direkte Zugabe von Methan allein oder einem Naturgas'oder von anderen ähnlichen Gasen wie Gasen aus Vergasungsverfahren oder Koksofengas etc. im dynamischen Gleichgewicht; in einem Tempe-
raturbereich von 800 bis 10000C und vorzugsweise von 900 bis 96O0C erzielt werden kann. . , '
In der Zeichnung; wird .Naturgas .aus. einer geeigneten - . · ' Quelle in das System durch die Leitung 50, enthaltend ein Durchflußstrom-Stellglied 52 eingeführt. Das ein- . tretende .Naturgas wird aufgeteilt: Ein Teil davon fließt durch die Leitung 54, enthaltend ein Durchfluß-Stellglied 56 zu. der Kühlschleife,' der Rest fließt. durch die Leitung: 58 durch die Reduk(tionsgasschleife. ; Wasserdampf wird durch die Leitung 6 0 enthaltend ein Durchfluß-Stellglied 62, eingeführt und tritt in die Reduktionsgasschleife -in der'Nähe des Einleitungspunktes, 'des. Naturgases ein. Auf diese Weise werden das Frisch-..15 ' Naturgas und ,der Wasserdampf miteinander und mit dem Kreislaufgas vermischt, bevor sie erwärmt und in.den Reaktor eingeführt werden*
Aus der ,vorgehenden Beschreibung geht hervor,, daß das Eisenerzreduktionssystem unter Verwendung.der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, eine Reihe der Vorteile^ die ;zu Beginn der Beschreibung erwähnt wurden, zu erzielen. Man erzielt eine wirksame und effiziente Reduktion des Erzes unter Ausbildung von Schwammeisen, . ohne daß.man einen getrennten katalytischen Reformer, verwenden muß μηα ohne daß man unerwünscht hohe Temperaturen , wie sie beim Stand der Technik erforderlich waren, anwenden muß, bei dem man'nichtreformiertes Methan als Frischgas verwendete..Es scheint der Fall zu sein, 0 daß, wenn man das Naturgas und Wasserdampf zu dem Kreislaufgas in einem geeigneten Verhältnis zugibt, die gewünschte Refprmierung des Methans unter Ausbildung von Wasserstoff für die Erzreduktion durch das im Reaktor . gebildete Schwammeisen katalysiert wird. Indem man Koh-
lendioxid aus dem Kreislaufgas entfernt, wird der Kohlenstoff gehalt desselben auf, einem verhältnismäßig niedrigen Niveau gehalten (von etwa 1/3 % bis 2,5 %) , so daß die Einstellung des Molverhältnisses von zugeführtem Wasserdampf zu Methan enthaltenden Naturgas in dem Bereich, von 1,4χ: 1 bis 2,2.x: 1 verwendet werden kann, um in vorhersehbarer Weise ein Schwammeisen mit verhältnismäßig niedrigen Kohlenstoffgehalten zu erzielen. Darüber hinaus ist 'die beim vorliegenden. Verfahren benötigte Menge an Methan oder Naturgas pro Tonne hergestellten Schwammeisens erheblich niedriger als beim Stand der Technik. Gemäß dem vorliegenden Verfahren wird somit die Verwendung eines äußeren Reformers unter Umwandlung des Kohlenwasserstoffgehaltes von Naturgas etc. {haupt-. sächlich Methan) zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff, bevor man es in den Reaktor als Reduktionsgas einführt, vermieden. ' · . . ; ·. '

Claims (9)

ERFIITOOTGS ANSPRUCH
1. Verfahren sum Reduzieren von teilchenförmigen* Eisenerz . zu Schwammetall in einem vertikalen Schachtreaktor mit ·' Bewegbett mit einer 'Reduktionszone, in welchem' das Erzbett zu Schwammeisen reduziert 'v/ifd, und' wobei ein. - heißes Reduktionsgas in die Reduktionszone geleitet wird und das Gas durch wenigstens einen Teil des Bestes unter Reduktion des Erzes darin geleitet wird und das verbrauchte Gas aus der Reduktionszone abgezogen und entwässert wird und Kohlendioxid aus dem entwässerten Gas entfernt und das erhaltene Gas wiedererhitzt und in die jReduktionszone unter Ausbildung einer Reduktionsgaskreislauf schleife' wiedereingeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Prischgas im wesentlichen aus Wasserdampf und wenigstens einem gasförmigen Kohlenwasserstoff besteht und in die Schleife in Abwesenheit! einer katalytischem Reformierung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid außerhalb des Reaktors zugeführt, wird,' und. daß der Mol Verhältnisbereich von Wasserdampf zu dem gasförmigen Kohlenwasserstoffgehalt ton bis zu 2,2x:1 aufrechterhalten wird, worin ζ der molare Kohlenstoffgehalt des Kohlenwasserstoffs in dem
Frischgas ist und wodurch man-im wesentlichen den . Gesamtw.asserstoff und die Kohlenmonoxid komponente in dem Reduktionsgas aus dem gasförmigen Kohlenwasserstoff gehalt des Frischgases innerhalb des Reaktors : .- ' " ' v;ährend des Betriebs unter Gleichgewichtsb'edingungen
bildet. ;
/- > .2. Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß v~' "" das Frischgas im wesentlichen nur Wasserdampf, und
gasförmigen «Kohlenwasserstoff enthält und der Molver-• . hältnisbereich von 1,4^:1 bis 2",2x:1 beträgt.
3. Verfahren gemäß Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Reaktor-eine Kühlzone im unteren Teil zum
Kühlen des Eisenerzes mit einer Kühlgasschleife aufweist, und daß das. Frischgas in die Reduktionsgas'-schleife außerhalb des Reaktors zwischen den Punkt, , ; an dem. das Kohlendioxid' entfernt wird und dem Punkt, in welchem das Kreislaufgas wieder'erhitzt wird, zugeführt wird. ' .-." ·..'
4. Verfahren gemäß einem der vorhergenannten Punkte, ge- ^ kennzeichnet dadurch, daß der Gehalt an gasförmigem
Kohlenwasserstoff in dem Frischgas im wesentlichen , aus Methan besteht. , , '
.5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Puskte., gekennzeichnet dadurch, daß Wasserdampf und gasförmiger Kohlenwasserstoff in dem Frischgas vor der Zugabe in : .. die Reduktionsgaskreislaufschleife miteinander vermischt werden. . " ,
6. Verfahren -gemäß einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß Wasserdampf und gasförmiger Kohlenwasserstoff- in dem Frischgas getrennt in die Reduktionsgasschleife zugeführt werden· -
7. Verfahren gemäß einem der ,vorhergenannten Punkte, ge- . kennzeichnet dadurch, daß der gasförmige Kohlenwasserstoff in dem Frischgas ein'Naturgas ist. '
... . (
8. Verfahren gemäß einem der Punkte 3 fcis 7, gekennzeichnet dadurch, daß Methan als wenigstens ein Wesentlicher Teil im Frischgas zu der Kühlgasschleife in die ,Kühlzone zugeführt wird. · ·..' .
- ' . -.·
9. Verfahren gemäß einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeich-. net dadurch, daß die Temperatur in der Re'duktionszone im Bereich zwischen 850 und 1OGO0C gehalten wird. .
Hierzu eine Seite Zeichnung
DD84263006A 1983-05-16 1984-05-14 Verfahren zum reduzieren von teilchenfoermigem eisenerz DD219798A5 (de)

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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4668284A (en) * 1983-05-16 1987-05-26 Hylsa, S.A. Method of reducing iron ore
US5110350A (en) * 1983-05-16 1992-05-05 Hylsa S.A. De C.V. Method of reducing iron ore
US5064467A (en) * 1987-11-02 1991-11-12 C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. Method and apparatus for the direct reduction of iron
CA1336359C (en) * 1987-11-02 1995-07-25 Corporacion Venezolana De Guayana (Cvg) Method and apparatus for the direct reduction of iron
JPH0312067A (ja) * 1989-06-09 1991-01-21 Nec Corp 磁気ディスク装置
US5078788A (en) * 1989-12-22 1992-01-07 C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. Method for the direct reduction of iron
US5069716A (en) * 1989-12-22 1991-12-03 C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. Process for the production of liquid steel from iron containing metal oxides
US5296015A (en) * 1990-01-09 1994-03-22 Hylsa S.A. De C.V. Method for the pneumatic transport of large iron-bearing particles
US5181954A (en) * 1991-01-14 1993-01-26 Hylsa S.A. De C.V. Method for coating iron-bearing particles to be processed in a direct reduction process
CA2090906A1 (en) * 1992-03-05 1993-09-06 Corporacion Venezolana De Guayana (Cvg) Method for improving quality of reforming gas used in the direct reduction of metal oxides
US5387274A (en) * 1993-11-15 1995-02-07 C.V.G. Siderurgica Del Orinoco, C.A. Process for the production of iron carbide
AT505490B1 (de) * 2007-06-28 2009-12-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
AT509357B1 (de) * 2010-01-15 2012-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur reduktion von eisenerzhältigen einsatzstoffen oder zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
US8496730B2 (en) * 2010-05-14 2013-07-30 Midrex Technologies, Inc. System and method for reducing iron oxide to metallic iron using coke oven gas and oxygen steelmaking furnace gas
JP5630223B2 (ja) * 2010-11-10 2014-11-26 新日鐵住金株式会社 炉頂ガスを循環した直接還元炉の操業方法
JP2013108109A (ja) 2011-11-17 2013-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 直接還元鉄製造システム
JP2013108108A (ja) 2011-11-17 2013-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 直接還元鉄製造システム
RU2516316C2 (ru) * 2011-12-22 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "МетИнвест" Способ прямого восстановления металлосодержащего материала
UA111685C2 (uk) 2012-10-01 2016-05-25 Мідрекс Текнолоджиз, Інк. Пристрій та спосіб для поліпшення однорідності шихти в шахтній печі для комбінованого риформінгу/відновлення
DE102015008090A1 (de) * 2015-06-25 2016-12-29 Bogdan Vuletic Verfahren und Anlage zum Betreiben einer Corex - oder Finex-Anlage

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1645968A (en) * 1922-03-13 1927-10-18 Frank W Harris Process of making sponge iron from its oxide ores
US2547685A (en) * 1947-11-25 1951-04-03 Brassert & Co Reduction of metallic oxides
US2739055A (en) * 1952-03-17 1956-03-20 Charmilles Sa Ateliers Method and apparatus for reducing iron ores by means of methane gas
US3375098A (en) * 1964-07-22 1968-03-26 Armco Steel Corp Gaseous reduction of iron ores
FR1427188A (fr) * 1964-12-23 1966-02-04 Exxon Research Engineering Co Procédé perfectionné de réduction des minerais de fer
US3475160A (en) * 1967-02-15 1969-10-28 Exxon Research Engineering Co Method of producing reducing gases for the fluidized bed reduction of ores
US4150972A (en) * 1977-11-17 1979-04-24 Fierro Esponja, S.A. Controlling carburization in the reduction of iron ore to sponge iron
JPS5847449B2 (ja) * 1978-04-10 1983-10-22 株式会社神戸製鋼所 直接製鉄法
DE2907022A1 (de) * 1979-02-23 1980-08-28 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Tiefkuehl-aufbereitung von rohgas aus der kohlevergasung zur verwendung bei der direktreduktion
US4224057A (en) * 1979-08-20 1980-09-23 Hylsa, S.A. Method for carburizing sponge iron
US4261734A (en) * 1979-09-04 1981-04-14 Hylsa, S.A. Method of making sponge iron
GB2064590B (en) * 1979-09-11 1984-07-25 Kobe Steel Ltd Gas reduction of iron oxide
US4253867A (en) * 1979-10-15 1981-03-03 Hylsa, S.A. Method of using a methane-containing gas for reducing iron ore
US4246024A (en) * 1979-10-31 1981-01-20 Grupo Industrial Alfa, S.A. Method for the gaseous reduction of metal ores using reducing gas produced by gasification of solid or liquid fossil fuels
US4336063A (en) * 1980-09-29 1982-06-22 Hylsa, S.A. Method and apparatus for the gaseous reduction of iron ore to sponge iron
US4338123A (en) * 1981-02-23 1982-07-06 Hylsa, S.A. Method and apparatus for the reduction of metal ores
JPS59210140A (ja) * 1983-05-16 1984-11-28 ハイソ−ル・ジヤパン株式会社 断熱建材

Also Published As

Publication number Publication date
DE3484882D1 (de) 1991-09-12
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