DE1458742C3 - Reaktor für die Herstellung von Schwammeisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor für die Herstellung von Schwammeisen.

Zur Gewinnung von Schwammeisen aus Eisenerzen sind bereits verschiedene Verfahren und dazu geeignete Anlagen bekannt.

Allgemein bestehen diese Verfahren darin, zwecks Reduktion des Eisenerzes zu Schwammeisen zerkleinertes Eisenerz in Mischung mit Kalkstein in bestimmtem Verhältnis durch Reduktionsstoff zu metallischem Eisen zu reduzieren, das reduzierte Produkt abzukühlen und in zerkleinerter Form von Verunreinigungen abzuscheiden.

Als Reaktoren wurden dabei bisher in der Regel Koksöfen vom üblichen Typus verwendet, wie sie etwa Verkokungsöfen nach Eisenhütte (5. Auflage, 1961, S. 497 und 498) entsprechen. Solche Koksöfen bestehen aus feuerfestem Baustoff und sind für eine Beschickung von oben ausgebildet. Um ein Ausdrucken der fertigen Beschickung zu erleichtern, weisen diese Öfen — vgl. DT-AS 1 204 621 — einen veränderlichen Durchmesser der Beschickungskammern auf. Verwendet wurden derartige, übliche Koksöfen bisher nur zur direkten Reduktion von Eisenerz zu Eisenschwamm.

Ein Reaktor für die Herstellung von Schwammeisen gemäß der Erfindung, bestehend aus mindestens einer feuerfesten Kammer veränderlichen Querschnitts und Einrichtungen für das Durchleiten reduzierender Gase durch die Kammerbeschichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch mehrere identische nebeneinander angeordnete einander angeordnete in deren Decke Beschickungsöffnungen, Brenner zur Anheizung und Injektoren für die Reduktionsgaszufuhr vorgesehen sind und durch einen perforierten Boden zum Ableiten des Reduktionsgases.

Als Reduktionsgas wird dabei zweckmäßig Wasserstoff, Kohlenmonoxid oder Kohlenwasserstoff allein oder in Mischung als Reduktionsgas beim Betrieb der Vorrichtung, wie vor, verwendet.

Sowohl die Verwendung eines Kammerofens aus feuerfestem Material mit auch Kammern von veränderlichem Querschnitt zwecks erleichterten Herausdrükkens der Beschickung in horizontaler Richtung beschreibt die CH-PS 149 145. Hierbei wird jedoch das Eisenerz in Mischung mit schwefelfreien Reduktionsmitteln in die Kammern eines regenerativ arbeitenden Koksofens eingeführt und erst durch Verbrennung von Gasen in angrenzenden Feuerungsräumen die Beschikkung auf Reaktionstemperatur gebracht, um Sauerstoff aus Charge zu entfernen.

Durch die Beheizung besonderer benachbarter Gaskammern wird dabei sonach das kohlenstoffhaltige Material indirekt beheizt. Eine solche indirekte Beheizung ergibt sich als notwendig aus der Tatsache, daß es sich hier um einen Koksofen vom Standardtypus handelt,
ίο Bei dem Reaktor nach der vorliegenden Erfindung dagegen findet keine indirekte Beheizung statt, weshalb ein üblicher Koksofen nicht verwendbar ist, sondern vielmehr eine kontrollierte Beheizung der Charge.

Die Beheizung findet bei dem Reaktor gemäß der Erfindung direkt durch Öl oder Gas statt, wobei die reduzierenden Gase, Wasserstoff und Kohlenmonoxid in entsprechenden Verhältnissen geregelt zugeführt werden und damit die Reaktion dahin kontrolliert werden kann, daß sie endothermisch oder exothermisch ablaufen kann.

Eingehende Prüfungen haben gezeigt, daß nur auf diesem Wege technisch und wirtschaftlich eine wesentlich verbesserte Schwammeisengewinnung erreichbar ist. Bedeutsam ist, daß mittels der Ausbildung eines Reaktors nach der Erfindung und den dadurch sich abspielenden Prozeß der Anfall an unreagierten Eisenpartikelchen aus der Mischung besonders gering gehalten wird, in dem die gesamte Beschickung bei geregelter Temperatur gehalten werden kann und wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Gases durch die Beschickung sichergestellt ist. Die Brenner im Bereich des Kammeroberteils gewährleisten eine gute Verteilung der Beheizung durch die gesamte Mischung, und das reduzierende Gas als Mischung von Wasserstoff und Kohlenmonoxid, injiziert am Oberteil der Kammer, gewährleistet, daß das Gas die gesamte Kammer praktisch mit der Wirkung vollständiger Reduzierung des Eisens durchdringt. Durch den gelochten Boden ist eine Austreibung der reduzierenden Gase aus den Kammern sichergestellt.

Alle diese Einzelheiten tragen dazu bei, daß das bisher nur unvollkommen gelöste Problem der Herstellung von Schwammeisen einer in der Praxis bewährten Lösung zugeführt ist.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch ein Beispiel eines Reaktors nach der Erfindung.

F i g. I zeigt einen Aufriß eines Reaktors aus mehreren Kammern in senkrechtem Schritt;

F i g. 2 ist eine Draufsicht auf einen Reaktor aus mehreren Kammern;

F i g. 3 zeigt schematisch die Anordnung zur Beschikkung und Beschickungsentleerung.

Dazu sei zunächst bemerkt, daß jede gewünschte Anzahl von Kammern Rt, R2, Ri... Rm einen Reaktor bilden kann, dessen Kammern nebeneinander angeordnet und durch Wände Wt, Wi, H^ ... ^26 getrennt sind. Diese werden von einem gemeinsamen Beschickungsund Ausdrückmechanismus bedient.

Die Abmessungen einer einzelnen Reaktorkammer 6c können z. B. 4,2 m Höhe, 12 m Länge und 48 bis 51 cm am einen Ende und 45 cm am anderen Ende betragen. Stabile Wände einer Dicke von ungefähr 61 cm trennen benachbarte Kammern und bestehen z. B. aus feuerfesten Baustoffen mit einem Schmelzpunkt von über 120O⁰C

Die Rückwände der Kammern sind durch Türen Eh, Di abgeschlossen, die zum Ausdrücken der fertigen Beschickung nach außen offenbar sind.

Jede Kammer hat oben Zufuhröffnungen, z. B. die dargestellten vier Öffnungen Ci, Ci, d, Ca.

Ein Begichtungswagen F mit Trichtern H), Hi, in denen die Mischung aus Eisenerz und Kalkstein enthalten ist, läuft auf Schienen / entlang der Kammergruppe und gibt jeweils über der zu beschickenden Kammer über Rutsche in die Ladeöffnungen Ci, Ci, Q, Ca Beschikkungsgut ab.

Zum Ausdrucken nach Beendigung des Reduktionsprozesses werden die Türen Di, Di geöffnet und in an sich bei Koksöfen bekannter Weise durch den Ausstoßkolben R das fertige Material aus der oder den Kammern) auf eine Löschbühne V/ geschoben, von wo es mit Schienenwagen abtransportiert wird. Ein beweglicher Kolbenwagen RCgenügt für eine ganze Kammergruppe.

leder Kammerreaktor hat am oberen Ende sechs Brenner B\ ... Ö6, denen Brennöl und Verbrennungsluft zugeführt wird, und zwar über Steuerventile, aus einer Hauptölleitung L\ und einer Hauptluftleitung Li. Die Verbrennungsluft kann durch Wärmetausch mit Abgasen vorgwärmt werden, die in der Hauptgasauslaßleitung U zum Schornstein strömen. Am Boden jeder Reaktorkammer sind Öffnungen von etwa 6,5 cm² vorgesehen, durch die das Abgas in die Leitung Lz abströmen kann.

Oben bei jeder Reaktorkammer befinden sich die Anschlüsse Gi, Cn, Gi und C-4, durch die ein reduzierendes Gas in den Reaktor eingebracht wird. Das reduzierende Gas wird über Steuerventile von der Hauptleitung La des reduzierenden Gases zu den Injektoren jeder Kammer gebracht. Als reduzierendes Gas kommt, wie oben erwähnt, Kohlenmonoxid, Wasserstoff oder kommen Kohlenwasserstoffe od. dgl., entweder aliein oder in Kombination, in Betracht.

Man arbeitel mit dem erfindungsgemäßen Reaktor derart, daß man die Kammern zunächst durch Verbrennen von Öl auf 900 bis 1100⁰C innen aufheizt, dann die Brenner abschaltet und sodann klassiertes Eisenerz oder Agglomerate von Eisenerzstäuben mit 5 Gewichtsprozent Kalkstein vermischt, als Beschickung einbringt. Darauf leitet man ein reduzierendes Gas durch die Beschickung. Nach erfolgter Reduktion wird das Schwammeisen aus den Kammern durch den Aufstoßkolben auf den Ablageplatz befördert. Das Schwammeisen wird dann in einem geschlossenen Wagen gekühlt oder trocken abgelöscht, dann fein zerstoßen und einer Schwerkrafttrennung oder einer magnetischen Trennung unterworfen, um das reine, gewünschte Schwammeisen vom anhaftenden Ganggestein zu trennen. Das reine Schwammeisen, das gemäß dieser Erfindung hergestellt worden ist, kann dann gepreßt oder zu Roheisen, Stahl oder anderen Verbindungen weiter verarbeitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Reaktor für die Herstellung von Schwammeisen, bestehend aus mindestens einer feuerfesten Kammer veränderlichen Querschnitts und Einrichtungen für das Durchleiten reduzierender Gase durch die Kammerbeschickung, gekennzeichnet durch mehrere identische nebeneinander angeordnete Reduktionskammern (R]-Rx), in deren Decke Beschickungsöffnungen (Ct-Cx), Brenner (Bx-Bx) zur Anheizung und Injektoren (GuGx) für die Reduktionsgaszufuhr vorgesehen sind und durch einen perforierten Boden zum Ableiten des Reduktionsgases.

2. Verwendung von Wasserstoff, Kohlenmonoxyd oder Kohlenwasserstoffen allein oder in Mischung als Reduktionsgas beim Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 1.