DE10042899A1

DE10042899A1 - Kunstharzbrennstoff zur Eisenherstellung und Verfahren zur Eisenherstellung

Info

Publication number: DE10042899A1
Application number: DE10042899A
Authority: DE
Inventors: Kentaro Nozawa; Yasuo Yoshida
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: KR100368140B1; DE10042899C2; KR20010030089A; US6280498B1

Abstract

Ein Kunstharzbrennstoff zur stabilen Roheisenerzeugung in einem Hochofen wird bereitgestellt, welcher in Form zylindrischer Pellets vorliegt, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den drei Ausdrücken 3,0 X 10,2 Y 20 und Y/X >= 1,5 genügen. Die zylindrischen Pellets werden durch Schmelzen eines Harzes, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts hergestellt. Die zylindrischen Pellets sollten vorzugsweise mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten. DOLLAR A Ein Verfahren zur Herstellung von Roheisen in einem Hochofen durch Einblasen von Kunstharzbrennstoff in den Hochofen durch Windformen, wobei der Kunstharzbrennstoff in Form zylindrischer Pellets, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke von Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den vorstehend genannten drei Ausdrücken genügen, vorliegt, wird bereitgestellt. Die zylindrischen Pellets sollten vorzugsweise eine derartige Größenverteilung aufweisen, dass jene mit einem Durchmesser innerhalb +- 20% des mittleren Durchmessers mehr als 70 Gewichtsprozent ausmachen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zum Einblasen durch Windformen vorgesehenen Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in Hochöfen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Roheisenerzeugung mit dem Kunstharzbrennstoff.

Hochöfen erfordern zur Roheisenerzeugung vergleichsweise kostspieligen Koks. Ein Weg, der zur Senkung des Koksverbrauchs eingeschlagen wurde, ist das Einblasen einer Vielzahl von Brennstoffen, wie Erdgas, Erdöl, Schweröl, Teer und pulverisierte Kohle, in die Windformen.

Kürzlich wurde eine neue Technologie zur Verwendung von Kunststoffabfallmaterial hinsichtlich der Abfallverwertung und Wiederaufbereitung vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 143526/1997 die Verwendung eines Kunstharzmaterials mit einer spezifischen Oberfläche von mehr als 50 m²/kg zum effizienten Verbrennen in Hochöfen.

Zur effektiven Nutzung von Kunststoffabfallmaterial als Brennstoff werden fortwährend Untersuchungen hinsichtlich der Form und anderer Faktoren, die die Verbrennungseffizienz bzw. den Verbrennungswirkungsgrad und die stabile Ofenführung beeinflussen, unternommen.

Wichtige Faktoren für eine stabile Ofenführung schließen (1) die konstante Größe der Kanal-Verbrennungszone (engl. "raceway combustion zone"), (2) den stabilen Gasstrom aus der Verbrennungszone und (3) die Fähigkeit, ohne Verstopfen über eine lange Strecke zu den Windformen transportiert werden zu können ein. Kunststoffabfallmaterial als Brennstoff wird für eine effiziente Verbrennung gewöhnlich in Form agglomerierter Pellets mit einer hohen spezifischen Oberfläche eingesetzt. In ihrem halbgeschmolzenen Zustand zerbrechen solche Kunststoffpellets leicht während des Transports oder der Druckzuführung zu den Windformen. Zerbrochene Pellets erzeugen Brücken in den Trichtern und verstopfen Rohre. In anderen Worten, sie werfen bei ihrem Transport über längere Strecken Schwierigkeiten auf.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend Genannte ausgeführt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung durch stabile Hochofenführung bereitzustellen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung von Roheisen mit dem Kunstharzbrennstoff bereitzustellen.

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in einem Hochofen, wobei der Kunstharzbrennstoff in Form zylindrischer Pellets vorliegt, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den nachstehenden drei Ausdrücken:

3,0 ≦ X ≦ 10

2 ≦ Y ≦ 20

Y/X ≧ 1,5

genügen.

Die vorstehend definierten zylindrischen Pellets werden durch Schmelzen eines Harzes, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts hergestellt. Das Ausgangsmaterial für das Harz kann zerkleinertes Kunststoffabfallmaterial sein. Die zylindrischen Pellets sollten vorzugsweise mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten.

Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen durch Einblasen eines Kunstharzbrennstoffes in einen Hochofen durch Windformen, wobei der Kunstharzbrennstoff in Form zylindrischer Pellets vorliegt, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den nachstehenden drei Ausdrücken:

3,0 ≦ X ≦ 10

2 ≦ Y ≦ 20

Y/X ≧ 1,5

genügen.

Die vorstehend definierten zylindrischen Pellets werden durch Schmelzen eines Harzes, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts hergestellt. Das Ausgangsmaterial des Harzes kann zerkleinertes Kunststoffabfallmaterial sein. Die zylindrischen Pellets sollten vorzugsweise eine derartige Größenverteilung aufweisen, dass jene mit einem Durchmesser innerhalb ±20% des mittleren Durchmessers mehr als 70 Gewichtsprozent ausmachen. Die zylindrischen Pellets sollten vorzugsweise mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Anteil (auf das Gewicht) an enthaltenen Kunstharzpellets mit einem Durchmesser innerhalb ±20% des mittleren Durchmessers und der Temperaturfluktuation im unteren Teil des Hochofens zeigt.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die die Häufigkeit von Rohrverstopfungen bei den erfindungsgemäßen Kunstharzpellets und jenen üblicher Technologie zeigt.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Größenverteilung der Kunstharzpellets zeigt. Teil (A) gibt jene der erfindungsgemäßen Pellets wieder. Teil (B) gibt jene von agglomerierten Pellets üblicher Technologie wieder. Teil (C) gibt jene von zerkleinertem Produkt gemäß üblicher Technologie wieder.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Wassergehalt (Gewichtsprozent) in Harzpellets und der Verbrennungseffizienz zeigt.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Y/X-Wert und der Verbrennungseffizienz zeigt.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Größenverteilung der Pellets entsprechend den erfindungsgemäßen Beispielen zeigt.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Größenverteilung der agglomerierten Pellets in den Beispielen zeigt.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die Größenverteilung des zerkleinerten Produkts in den Beispielen zeigt.

Die Erfindung wird nun mit Hinweis auf die vier Verfahren beschrieben, die jeweils unterschiedlich hergestellte Kunstharzpellets verwenden.

(1) Verfahren, das aus Kunstharz hergestellte einmal geschmolzene Pellets verwendet.

Fig. 2 zeigt, wie sich die Häufigkeit von Rohrverstopfungen in Abhängigkeit von der Art der eingesetzten Kunstharzpellets ändert. Ein erfindungsgemäßes Verfahren verwendete Pellets, die durch Verfestigen von einmal geschmolzenem Kunstharz hergestellt wurden. Ein Verfahren üblicher Technologie verwendete agglomerierte Pellets, die durch Halbschmelzen von synthetischem Harz und dann Verfestigen zu Blöcken hergestellt wurden. Ein weiteres Verfahren gemäß üblicher Technologie verwendete Pellets, die aus zerkleinertem synthetischem Harz hergestellt wurden. Die Ordinate in Fig. 2 gibt relative Werte wieder, wobei das Ergebnis von zerkleinertem Produkt auf 1 gesetzt wurde.

Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Größenverteilung von Kunstharzpellets zeigt. Teil (A) gibt die erfindungsgemäßen Pellets wieder. Diese Pellets haben einen mittleren Teilchendurchmesser von 9,6 mm, mit einer derartigen Größenverteilung, dass jene mit mittlerem Durchmesser ±20% (7,7- 11,6 mm) 85 Gewichtsprozent ausmachen. Teil (B) gibt agglomerierte Pellets gemäß der üblichen Technologie wieder. Diese Pellets weisen einen mittleren Pelletdurchmesser von 9,0 mm auf, wobei die Größenverteilung derart ausgelegt ist, dass jene mit einem mittleren Durchmesser von ±20% (7,2-10,9 mm) 75 Gewichtsprozent ausmachen. Teil (C) gibt zerkleinertes Produkt gemäß üblicher Technologie wieder. Das zerkleinerte Produkt weist einen mittleren Durchmesser von 9,5 mm auf, wobei die Größenverteilung derart ausgelegt ist, dass jene mit einem mittleren Durchmesser von ±20% (6,8-10,2 mm) 43 Gewichtsprozent ausmachen.

Es geht aus Fig. 2 hervor, dass jene Pellets, die durch Verfestigen von synthetischem Harz nach einmaligem Schmelzen hergestellt wurden, während der Handhabung kaum zerbrechen und ohne Rohrverstopfung über eine lange Strecke durch Druck zu den Windformen transportiert werden können. Pellets mit derartigen Eigenschaften zerbrechen nicht, behalten jedoch die Größenverteilung bei, nachdem sie in den Ofen geblasen wurden. Dies führt zu einem stabilen Gasfluss im unteren Teil des Ofens und trägt folglich zu einer stabilen Ofenführung bei.

Eine genaue Beschreibung über die Herstellung von Pellets aus Kunstharz, das einmal geschmolzen wurde, wird nachstehend angegeben. Zunächst wird Kunststoffabfallmaterial zu kleinen Stücken zerkleinert, jeweils kleiner als etwa 30 mm. Die zerkleinerten Stücke werden mit Wasser gewaschen, um Fremdstoffe zu entfernen, wie hochschmelzende Kunststoffe und Metall und Schmutz. Hochschmelzende Kunststoffe verstopfen die Düsen am vorderen Ende des Extruders und schmirgeln auch die Schnecke des Extruders. Das Entfernen von Metall und Schmutz wird wirksam durch Waschen mit Wasser bewirkt. Der Schmelzgranulator besteht aus einer Vorerhitzungs- und Zerkleinerungsanlage, einem Extruder und einer Pelletiervorrichtung. Nach dem Waschen mit Wasser zur Abtrennung werden feuchte Kunststoffstücke vorerhitzt (etwa 100°C) und zerkleinert und dann dem Extruder zugeführt. Die Temperatur der Zuführung wird durch Thermometer beobachtet, die in den Vorheiz- und Zerkleinerungsvorrichtungen angebracht sind. In dem Extruder wird Kunststoffmaterial bei einer hohen Temperatur unter einem hohen Druck geschmolzen. Das geschmolzene Harz wird bei konstanter Geschwindigkeit extrudiert, wobei die Temperatur des Düsenendes bei etwa 280°C gehalten wird. Das Extrudat wird zu kleinen Stücken zerschnitten (Pellets), die sofort in fließendem Wasser abgeschreckt werden. Es ist möglich, durch Einstellen der Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers des Pelletierers Pellets unterschiedlicher Größe zu erhalten. Es ist möglich, durch Verwendung von Düsen bzw. Pressformen mit runden Löchern zylindrische Pellets zu erhalten. Es ist auch möglich, die Höhe (Dicke) des Zylinders durch Einstellen der Drehgeschwindigkeit des Schneidmessers zu ändern. In dieser Weise werden Harzpellets gewünschter Größe aus einmal geschmolzenem Harz erhalten.

(2) Verfahren unter Anwendung von zylindrischen Pellets, die aus einem geschmolzenen und dann verfestigten Kunstharz hergestellt wurden, wobei die Pellets jeweils Abmessungen mit X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser aufweisen, wobei X und Y den nachstehenden drei Ausdrücken:

3,0 ≦ X ≦ 10

2 ≦ Y ≦ 20

Y/X ≧ 1,5

genügen.

Der Vorteil dieses Verfahrens, das von der Verwendung von Pellets, die aus einmal geschmolzenem Kunstharz hergestellt wurden, abgeleitet ist, besteht darin, dass die Pellets während der Handhabung kaum zerbrechen und folglich, im Vergleich zu agglomerierten Pellets, bei einer geringeren Wahrscheinlichkeit von Rohrverstopfungen durch Druckübertragung über eine lange Strecke zu den Windformen transportiert werden können (Fig. 2).

Die zylindrischen Pellets ähneln scheibenförmigen Körpern oder dünnen Platten, die trotz ihrer geringeren spezifischen Oberfläche als jene der agglomerierten Pellets im Kanal in wirksamer Weise Strahlungshitze in allen Richtungen absorbieren. Daher steigern sie sehr rasch die Temperatur und vergasen im Kanal. Dies trägt zu ihrer hohen Verbrennungsgeschwindigkeit bei.

Die zylindrischen Pellets sollten eine Dicke (X) von 1 mm bis 10 mm aufweisen. Jene, die dicker als 10 mm sind, sind aufgrund von unregelmäßigem Schneiden schwierig herzustellen. Jene, die dünner als 1 mm sind, sind so schwach, dass sie leicht zerbrechen, wenn sie in die Windformen geblasen werden. (Dies gilt insbesondere im Fall, wenn sie eine hohe Menge an Fremdstoffen enthalten.)

Die zylindrischen Pellets aus Kunststoffabfallmaterial sollten einen Durchmesser (Y) von 2 mm bis 20 mm aufweisen. Jene, die 20 mm im Durchmesser übersteigen, liefern Schwierigkeiten beim glatten Schneiden, und jene, die im Durchmesser kleiner als 2 mm sind, sind in ihren Extrusionsvermögen äußerst mangelhaft und verstopfen aufgrund unschmelzbarem Fremdstoff leicht die Pressform.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, wie sich der Wert Y/X zur Verbrennungseffizienz verhält. Die Ordinate gibt den relativen Wert wieder, wobei die Verbrennungseffizienz von agglomerierten Pellets (gemäß der üblichen Technologie) auf 1 eingestellt ist. Für eine bessere Verbrennungseffizienz sollte der Wert Y/X größer als 1,5, bevorzugter größer als 1,8, sein.

Die in Fig. 5 dargestellten Ergebnisse werden durch Versuche erhalten, bei denen die aus Kunststoffabfällen erzeugten Produkte für Behälter und Verpackung verwendet werden. Das gleiche Verfahren, wie vorstehend in (1) beschrieben, wurde für die Pelleterzeugung verwendet. Die Kunststoffabfälle bestanden aus Kunststofffolie (Beutel und Umhüllungsfolie) und Kunststoffflaschen in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1. Außerdem bestanden die Kunststoffabfallmaterialien hauptsächlich aus Polyethylen, Polystyrol und Polypropylen in einem Verhältnis von 42 : 33 : 25.

Die Ergebnisse in Fig. 5 wurden durch Versuche mit Pellets erhalten, die 0,1% Wasser enthielten. Dieser Wassergehalt wurde durch Zentrifugenentwässerung, die den Wassergehalt in dem Abfallkunststoff auf 10% verminderte, und anschließendes Pelletieren unter speziellen Bedingungen erreicht.

Die vorstehend genannten Versuche wurden mit jenen Pellets ausgeführt, die in der Dicke (X) variieren, wobei deren Durchmesser (Y) bei 8,0 mm konstant gehalten wurde. Die Änderung der Dicke geschah so, dass jene Pellets mit einem mittleren Durchmesser von ±20% etwa 80 Gewichtsprozent der Gesamtmenge ausmachten. (Der Wert für X wird als mittlerer Durchmesser angesehen.)

Außerdem wurden die vorstehend genannten Versuche mit einem mit Koks gefüllten Versuchsofen (mit einem Volumen von 3,3 m³), ausgestattet mit einer Windform, so dass die Verbrennungseffizienz genau gemessen wurde, ausgeführt. Die Effizienz der Kunststoffverbrennung vor der Windform wurde aus dem Verschiebungsverhältnis abgeschätzt, das aus der Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, mit der der Kunststoff eingeblasen wurde, und der Geschwindigkeit, mit der die Koksschicht herabkam, berechnet wurde.

Den vorstehend genannten, vorangehenden Versuchen folgten Durchführbarkeitstests mit einem tatsächlichen Hochofen, in den jeweils 12 Tonnen Kunststoffpellets, die unter verschiedenen Bedingungen hergestellt wurden, eingeblasen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Außerdem wurde festgestellt, dass das Verhältnis von Y/X die mittlere Temperatur bei stabilem Betrieb beeinflusst. Die mittlere Temperatur bei Y/X = 1,0 war 10-40°C höher als bei Y/X = 2,0. Der wahrscheinliche Grund dafür besteht darin, dass, wenn Y/X 2,0 ist, eine effiziente Verbrennung in dem Kanal vor der Windform stattfindet, Koks sich langsam zu dem Kanal herabbewegt und die Temperatur im unteren Teil des Hochofens steigt (oder das thermische Massestromverhältnis abnimmt). Die Ergebnisse der Versuche mit einem Versuchsofen wurden durch die Versuche mit einem tatsächlichen Ofen verifiziert.

(3) Das Verfahren unter Verwendung von Pellets, die aus einem Kunstharz hergestellt wurden, das geschmolzen und dann so verfestigt wurde, dass die erhaltenen Pellets mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten.

Das Verfahren wendet Pellets an, die durch einmaliges Schmelzen von Kunstharz hergestellt wurden. Solche Pellets zerbrechen während der Handhabung kaum und neigen daher weniger zum Verstopfen von Rohren als die agglomerierten Pellets und erlauben einen Drucktransfer über eine weite Strecke zu den Windformen, wie vorstehend erwähnt (Fig. 2).

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, wie sich der Wassergehalt (Gewichtsprozent) in den Harzpellets zu der Verbrennungseffizienz verhält. Die Ordinate gibt den relativen Wert wieder, wobei die Verbrennungseffizienz der agglomerierten Pellets (gemäß der üblichen Technologie) bei 1 eingestellt ist. Es ist aus Fig. 4 entnehmbar, dass jene Pellets, die mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten, rasch in Temperatur und Volumen ansteigen, wenn sie den Kanal nach den Windformen erreichen. Expandierte Pellets verbrennen wirksamer als agglomerierte Pellets. Daher sollte der Wassergehalt in den Harzpellets vorzugsweise höher als 0,1 Gewichtsprozent sein.

Die vorstehend genannten Pellets werden aus synthetischem Harz, das 0,5-20 Gewichtsprozent Wasser enthält, durch Schmelzextrusion, gefolgt von Kühlen und Schneiden, hergestellt. Sie sollten vorzugsweise feine Löcher auf ihrer Schnittoberfläche aufweisen. Wenn der Wassergehalt vor der Extrusion geringer als 0,5 Gewichtsprozent ist, weisen die erhaltenen Pellets nicht ausreichend Löcher auf. Ein Kunstharz, das mehr als 20 Gewichtsprozent Wasser enthält, ist aufgrund seiner Wärmeabsorption durch das Wasser im Extrudiervermögen mangelhaft.

Pellets mit feinen Löchern auf ihrer Schnittoberfläche erzeugen aufgrund ihrer erhöhten Reaktionsoberfläche die gleiche Wirkung wie agglomerierte Pellets.

Dieselbe Art Harz und dasselbe Verfahren für die Herstellung der Harzpellets wurden in beiden Versuchen für Fig. 4 und Fig. 5 eingesetzt. Die Harzpellets waren zylindrisch, im Durchschnitt 8 mm im Durchmesser und 5 mm in der Dicke und hatten eine derartige Größenverteilung, dass jene mit einem mittleren Durchmesser von ±20% 82-83 Gewichtsprozent der Gesamtmenge ausmachten. Der Wassergehalt in den Harzpellets wurde durch Änderung des Wassergehalts des in die Vorheiz- und Zerkleinerungsvorrichtung zu speisenden Harzes gesteuert und auch die Temperatur in der Vorheizvorrichtung eingestellt. Während der Extrusion bei einer hohen Temperatur unter einem hohen Druck wird Wasser in dem Extruder eingeschlossen. Wenn das Extrudat am Düsen- bzw. Pressformende pelletiert wird, verdampft Wasser teilweise aus der Harzoberfläche und verbleibt teilweise in dem sich rasch verfestigten Harz.

Der Versuch für Fig. 4 verwendet denselben Versuchsofen, wie er in dem Versuch für Fig. 5 eingesetzt wurde.

Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse in Fig. 4 wurde ein Versuch im großtechnischen Maßstab ausgeführt. Proben (jeweils 5 Tonnen) der vorstehend genannten Form, die 0,02 Gewichtsprozent und 0,12 Gewichtsprozent Wasser enthielten, wurden hergestellt. Jede Probe wurde in einen mit einer Windform ausgestatteten tatsächlichen Hochofen eingeblasen. Der Betrieb mit der ersten Probe führte zu einer Temperaturfluktuation von ±30°C, wohingegen der Betrieb mit der zweiten Probe zu einer Temperaturfluktuation von ±18°C führte. Dies lässt vermuten, dass der hinreichende Wassergehalt zu einer Verbrennungseffizienz sowie zu stabilem Verbrennen beiträgt.

(4) Das Verfahren unter Verwendung von Pellets, die aus Kunstharz hergestellt wurden, das geschmolzen wurde und dann in einer Weise verfestigt wurde, dass die erhaltenen Pellets eine Größenverteilung aufwiesen, so dass jene mit einem mittleren Durchmesser von ±20% mehr als 70 Gewichtsprozent der Gesamtmenge ausmachten.

Die Größenverteilung der Pellets (Brennstoff) beeinflusst die Verbrennung in dem Hochofen. In der Kanal-Verbrennungszone (engl. "raceway combustion zone"), die sich hinter der Windform bildet, wird Sauerstoff, der durch den Wind eingeblasen wird, von dem rotglühenden Koks und dem Brennstoff verbraucht, unter Erzeugen von Kohlendioxidgas und Verbrennungswärme. Im Fall von Pellets mit stark veränderter Größenverteilung dehnt sich die Zone des Sauerstoffverbrauchs im Kanal zu der Achse aus. Im Ergebnis wird die Verteilung der Kohlendioxidkonzentration breit, wodurch die Position, bei der ein Gas hoher Temperatur in dem Kanal erzeugt wird, instabil gemacht wird. Umgekehrt tragen Pellets mit einer geringen Änderung der Größenverteilung zu einer stabilen Position zur Erzeugung von Hochtemperaturgas im Kanal bei, was zu einer geringeren Temperaturfluktuation im unteren Teil des Ofens führt.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung, die zeigt, wie sich die Temperaturfluktuation im unteren Teil des Ofens in Abhängigkeit vom Anteil der Pellets mit einem mittleren Durchmesser von ±20% ändert. Die Ordinate in Fig. 1 stellt den relativen Wert der Temperaturfluktuation dar, wobei der Bezugswert (1,00) die Temperaturfluktuation im Fall von Pellets mit einer solchen Größenverteilung ist, dass jene mit einem mittleren Durchmesser von ±20% 30 Gewichtsprozent der Gesamtmenge ausmachen. Es ist Fig. 1 entnehmbar, dass der Gasstrom im unteren Teil des Ofens sich mit der Änderung im Verhältnis der Pellets mit einem Durchmesser innerhalb ±20% des mittleren Durchmessers ändert. Jene Pellets mit einem Verhältnis, größer als 70%, trugen zu einer deutlichen Verbesserung im Gasstrom im unteren Teil des Ofens bei. Das Verhältnis von Pellets mit einem Durchmesser innerhalb von ±20% des mittleren Durchmessers sollte vorzugsweise größer als 80% sein, bevorzugter größer als 90% sein.

Dieselbe Harzart und dasselbe Verfahren zur Herstellung von Harzpellets wurde in beiden Versuchen für Fig. 1 und Fig. 5 verwendet. Der Versuch für Fig. 1 wendete Pellets an, deren Größenverteilung durch Betreiben der Pelletiervorrichtung bei unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten (gering, mittel und hoch) für sich periodisch ändernde Zeiträume gesteuert wurde. Im einzelnen wurde die Pelletiervorrichtung kontinuierlich 8 Stunden bei drei unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen lassen, die periodisch bei Intervallen von 30 Minuten umgeschaltet wurde. Eine Charge mit einem Gewicht von 5 Tonnen Pellets bekannter Größenverteilung wurde in den Hochofen geblasen und die Temperatur der Ziegel im unteren Teil des Ofens wurde hinsichtlich Fluktuation untersucht. Eine Reihe von Versuchen wurde mit anderen Chargen unterschiedlicher Größenverteilung ausgeführt. Diese Versuche wendeten Harzpellets mit festem Durchmesser von etwa 5 mm an, wobei die Dicke im Bereich von 1 bis 10 mm variierte.

Das nachstehende Beispiel erläutert das vorstehend erwähnte Verfahren.

Harzpellets unterschiedlicher Art wurden in der nachstehenden Weise aus Kunststoffharzrohmaterialien hergestellt, eine in Folienform und die andere in fester Form.

1. Pellets, die zu der vorliegenden Erfindung gehören, wurden aus dem Rohmaterial durch Schmelzen, Verfestigen und Schneiden hergestellt.
2. Agglomerierte Pellets zum Vergleich wurden gemäß dem Verfahren, das in der Japanischen PCT-Anmeldung Nr. 507105/1996 offenbart ist, hergestellt.
3. Zerkleinertes Produkt zum Vergleich wurde durch Zerkleinern des Ausgangsmaterials durch einen Hochgeschwindigkeitszerkleinerer hergestellt.

Jede Charge von Pellets (oder zerkleinertem Produkt) wurde durch Sieben klassiert und das Ergebnis der Klassifizierung ist in Tabelle 2 dargestellt.

Fig. 6 bis 8 zeigen die Größenverteilung jeder Art von Pellets (oder zerkleinertes Produkt), zusammengestellt aus den Daten in Tabelle 2. Es ist aus Fig. 6 bis 8 entnehmbar, dass agglomerierte Pellets und zerkleinerte Produkte eine breite Größenverteilung aufwiesen oder dass sie keine Gleichförmigkeit aufwiesen. Im Gegensatz dazu waren die erfindungsgemäßen Pellets gleichförmig, ungeachtet der Form des Ausgangsmaterials. Daher erlaubten sie einen Transport über eine weite Strecke zu den Windformen, ohne Rohrverstopfung und sie gestatten auch eine stabile Verbrennung im Hochofen.

Es wurde nun gezeigt, dass die vorstehend genannten vier Verfahren (1) bis (4) es ermöglichen, Kunstharz in den Hochofen einzublasen, während die Verfahrensführung stabil gehalten wird. Die Kombination dieser Verfahren trägt außerdem zu einem stabilen Betrieb des Hochofens bei.

Claims

1. Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in einem Hochofen, wobei der Kunstharzbrennstoff in Form zylindrischer Pellets vorliegt, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den nachstehenden drei Ausdrücken:
3,0 ≦ X ≦ 10
2 ≦ Y ≦ 20
Y/X ≧ 1,5
genügen.

2. Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in einem Hochofen nach Anspruch 1, wobei die zylindrischen Pellets durch Schmelzen eines Harzes, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts erzeugt werden.

3. Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in einem Hochofen nach Anspruch 1, wobei die zylindrischen Pellets durch Zerkleinern und Schmelzen von Kunststoffabfallmaterial, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts erzeugt werden.

4. Kunstharzbrennstoff zur Roheisenerzeugung in einem Hochofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zylindrischen Pellets mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten.

5. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen durch Einblasen eines Kunstharzbrennstoffes in einen Hochofen durch Windformen, wobei der Kunstharzbrennstoff in Form zylindrischer Pellets vorliegt, jeweils mit Abmessungen von X mm in der Dicke und Y mm im Durchmesser, wobei X und Y den nachstehenden drei Ausdrücken:
3,0 ≦ X ≦ 10
2 ≦ Y ≦ 20
Y/X ≧ 1,5
genügen.

6. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen nach Anspruch 5, wobei die zylindrischen Pellets durch Schmelzen eines Harzes, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts erzeugt werden.

7. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen nach Anspruch 5, wobei die zylindrischen Pellets durch Zerkleinern und Schmelzen von Kunststoffabfallmaterial, Verfestigen der Schmelze und Schneiden des verfestigten Produkts erzeugt werden.

8. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die zylindrischen Pellets eine derartige Größenverteilung aufweisen, dass jene mit einem Durchmesser innerhalb ±20% des mittleren Durchmessers mehr als 70 Gewichtsprozent ausmachen.

9. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen in einem Hochofen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die zylindrischen Pellets mehr als 0,05 Gewichtsprozent Wasser enthalten.