DE1508071A1 - Process for the extraction of iron from ores - Google Patents

Process for the extraction of iron from ores

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DE1508071A1
DE1508071A1 DE19661508071 DE1508071A DE1508071A1 DE 1508071 A1 DE1508071 A1 DE 1508071A1 DE 19661508071 DE19661508071 DE 19661508071 DE 1508071 A DE1508071 A DE 1508071A DE 1508071 A1 DE1508071 A1 DE 1508071A1
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iron
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hydrocarbon
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Description

. F. WUBSTHOFF "Mu " ~~ . F. WUBSTHOFF " Mu " ~~

SCHWEIGEKSTHASSJi 2SCHWEIGEKSTHASSJi 2

I O U O U 7 1I O U O U 7 1

n I O U O U 7 1 38 06 81n I O U O U 7 1 38 06 81

PATKNWKWILTEPATKNWKWILTE

l-HOTJCOTPATMTl-HOTJCOTPATMT

1A-32 Beschreibung1A-32 description

zu der Patentanmeldungto the patent application

SHELL IKTEHNAi1IONALS HESEAlIGH KAATSCiIAPPIJ- N. V. 30, Garel van Bylandtlaan, Haag / NiederlandeSHELL IKTEHNAi 1 IONALS HESEAlIGH KAATSCiIAPPIJ- NV 30, Garel van Bylandtlaan, Hague / Netherlands

betreffend
Verfahren zur Gewinnung von Eiaen aus Erzen .concerning
Process for the extraction of eggs from ores .

Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Verfahren zur Gewinnung von Eisen aus Erzen.The invention relates to a multi-stage process for the extraction of iron from ores.

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, bei dem ein flüssiger bzw. gasförmiger Kohlenwasserstoff zur Heduktion des Eisens aus dem oxydierten Zustand verwendet wird und bei dem die Behandlung des Erzes in mehreren aufeinanderfolgender Stufen durchge- IThe aim of the invention is to develop a method in which a liquid or gaseous hydrocarbon is used to hedge the iron from the oxidized State is used and in which the treatment of the ore is carried out in several successive stages

führt wird, wobei die Bedingungen so gewählt werden, dai3 das Aufheizen und die Heduktion des L'isens so geregelt wird, daß das Verfahren leistungsfähig und wirtschaftlich arbeitet.is carried out, the conditions being chosen so that the heating and the heduction of the iron are so regulated that the process works efficiently and economically.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, "bei dem der Kohlenwasserstoff sowohl als Reduktionsmittel als auch als Heizquelle dient, wobei beide Funktionen über die verschiedenen Stufen so verteilt und geregelt sein sollen, dai3 eine optimale Leistungsfähigkeit des Verfahrens erreicht wird.Another object of the invention is a process "in which the hydrocarbon acts both as a reducing agent as well as a heating source, whereby both functions are distributed and controlled over the various levels should be so that an optimal performance of the process is achieved.

3s wurde nun ein Verfahren entwickelt zur Gewinnung von Eisen aus Eisenerzen, bei dem erfindungsgemäß in einer ersten Stufe das Eisenerz in Kontakt mit einem heißen G-asgemisch, das ein Reduktionsmittel enthält, gebracht wird, wobei das Erz vorgeheizt und mindestens teilweise zu niedrigeren Oxyden und gegebenenfalls zu freiem Eisen vorreduziert wird, worauf die Eisenerze bei geregelter Temperatur einer zweiten Stufe zugeführt werden, in der das Erz geschmolzen und die Reduktion vervollständigt wird,, wobei Kohlenwasserstoff und Oxydationsmittel eingesetzt werden, mindestens ein gewisser Teil der Kohlenwasserstoffe direkt in das geschmolzene Erz eingebracht, insbesondere eingedüst, wird, das Oxydationsmittel und gegebenenfalls ein anderer Teil des Kohlenwasserstoffes oberhalb der Erzoberfläche zugeführt wird, und das geschmolzene metallische Eisen schließlich aus der zweiten Verfahrensstufe abgezogen wird.3s a method has now been developed for the production of iron from iron ores, in which according to the invention in a first stage the iron ore in contact with a hot one Gas mixture containing a reducing agent brought is, wherein the ore is preheated and at least partially is prereduced to lower oxides and possibly to free iron, whereupon the iron ores at regulated Temperature are fed to a second stage in which the ore is melted and the reduction is completed is ,, using hydrocarbons and oxidizing agents at least some of the hydrocarbons are introduced directly into the molten ore, in particular, is injected, the oxidizing agent and optionally another part of the hydrocarbon is fed above the ore surface, and the molten metallic iron finally comes from the second Process stage is deducted.

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Ein besonderer Vorteil ergibt sich durch die Überführung der Eisenerze von der ersten in die zweite Stufe bei geregelter Temperatur. Dieser besteht darin, daß ein übermäßiges Ansteigen der Temperatur in der ersten Stufe vermieden werden kann, bei der das Eisenerz klebrig werden könnte, womit natürlich die innige Mischung und die Berührung mit dem Reduktionsmittel herabgesetzt würde, was zu weiteren Verfahrensschwierigkeiten in der ersten Stufe führen würde und schließlich auch zu Schwierigkeiten bei der Überführung des Erzes von der ersten in die zweite Stufe.A particular advantage results from the transfer of the iron ore from the first to the second stage at a controlled temperature. This consists in an excessive rise in temperature in the first stage can be avoided, in which the iron ore could become sticky, with which of course the intimate mixture and the Contact with the reducing agent would be reduced, leading to further procedural difficulties in the first Stage and finally also to difficulties in transferring the ore from the first to the second step.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Menge an Kohlenwasserstoff, die direkt in das geschmolzene Erz eingedüst wird, geregelt wird, so daß eine bestimmte Menge an freiem Kohlenstoff als Reduktionsmittel innerhalb des Bades eingestellt werden kann.Another advantage of the invention is that the amount of hydrocarbon directly in the Molten ore is injected, is regulated, so that a certain amount of free carbon is used as a reducing agent can be adjusted within the bathroom.

Die Abgase aus der zweiten Stufe können erfindungsgemäß in die erste Stufe rückgeführt werden und mindestens einen Anteil des heißen Gasgemisches in dieser ausmachen. Ein weiterer Anteil dieses Gasgemisches kann erfindungsgemäß aus einem bestimmten Anteil des bei der ersten Stufe entstehenden Abgases bestehen, das zum Gaseinlaß der ersten Stufe rückgeführt und mit dem Abgas von der zweitenThe exhaust gases from the second stage can according to the invention be returned to the first stage and make up at least a portion of the hot gas mixture in this. A further proportion of this gas mixture can, according to the invention, consist of a certain proportion of the in the first stage The resulting exhaust gas is recirculated to the gas inlet of the first stage and with the exhaust gas from the second

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Stufe gemischt wird. Der so erhaltene Gasstrom, der in die erste Stufe eingespeist wird, kann demgemäß eine Temperatur besitzen, die zwischen der des von der zweiten Stufe stammenden Abgases und dem von der ersten Stufe stammenden liegt. Die gewünschte Temperatur des gemischten Gasstromes kann erhalten werden durch Regeln des Anteiles, der vom Abgas der ersten Stufe rückgeführt wird. Erfindungsgemäß kann dies durch Regeleinrichtungen bewirkt werden, die entweder in Abhängigkeit von der Aus- . gangstemperatur des Erzes der ersten Stufe oder in Abhängigkeit von der Einlaßtemperatur des Gasgemisches, das der ersten Stufe zugeführt wird, gesteuert werden.Level is mixed. The gas stream thus obtained, which is fed into the first stage, can accordingly be a Have a temperature between that of the exhaust gas from the second stage and that of the first stage originating lies. The desired temperature of the mixed gas stream can be obtained by regulating the proportion that is recirculated from the exhaust gas from the first stage. According to the invention, this can be done by regulating devices be effected either depending on the Aus. transition temperature of the ore of the first stage or depending can be controlled by the inlet temperature of the gas mixture supplied to the first stage.

Das Abgas der ersten Stufe enthält im allgemeinen gewisse Mengen an Kohlend.ioxyd und Wasserdampf, diese Bestandteile können gegebenenfalls entfernt werden, bevor dieses zurückgeführt und mit dem Abgas der zweiten Stufe gemischt wird.The exhaust gas from the first stage generally contains certain amounts of carbon dioxide and water vapor, these Components can optionally be removed before this is returned and with the exhaust gas of the second stage is mixed.

Die in der zweiten Stufe benutzten Kohlenwasserstoffe wirken teils als Reduktionsmittel, teils als Heizmittel. Der Anteil an Kohlenwasserstoff, der direkt in das geschmolzene Eisenerz eingebracht, insbesondere eingedüst wird, wird georackt, wobei freier Kohlenstoff entsteht, der dann in innige Berührung mit dem Eisenerz tritt und das Hauptreduktionsmittel darstellt. Der KohlenwasserstoffThe hydrocarbons used in the second stage act partly as a reducing agent and partly as a heating medium. The proportion of hydrocarbon that is introduced, in particular, injected directly into the molten iron ore is georacked, creating free carbon that then comes into intimate contact with the iron ore and is the main reducing agent. The hydrocarbon

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wird vergast und bildet Xohlenmonoxyd und Wasserstoff, die zum Teil ebenfalls als Reduktionsmittel wirken, der übrige Anteil tritt aus dem Bad an de33en Oberfläche aus. Oberhalb der Badoberfläche wird ein Oxydationsmittel eingespeist, gegebenenfalls mit einem weiteren Anteil an Kohlenwasserstoff. Bei dem Oxydationsmittel kann es sich um reinen. Säuerst off, Luft oder mit Sauerstoff angereicherte Luft handeln. Die Verbrennung von Kohlenwasserstoff oberhalb der Badoberfläche gewährt die Bildung ausreichender Wärmeenergie, um das Bad auf einer erhöhten Temperatur und damit im geschmolzenen Zustand zu halten.is gasified and forms carbon monoxide and hydrogen, some of which also act as a reducing agent, the rest of which emerges from the bath on the surface. An oxidizing agent is fed in above the bath surface, optionally with a further proportion of hydrocarbon. The oxidizing agent can be pure. Acid off, air or oxygenated Act air. The combustion of hydrocarbons above the bath surface allows sufficient formation Thermal energy to keep the bath at an elevated temperature and thus in the molten state.

Der Anteil an Kohlenwasserstoff, der in der zweiten Stufe direkt in das geschmolzene Eisenerz eingedust wird, kann gemäß dem gemescsenen Anteil an freiem Kohlenstoff, der durch Gracken des eingedüsten Kohlenwasserstoffes im Eisenerz freigesetzt wird, geregelt werden. Urfindungsgemäß können Regeleinrichtungen geschaffen werden, indem man die Kohlenwasserstoffzuspeisung in zwei Ströme aufteilt, wobei einer direkt in das geschmolzene Eisenerz eingedust wird und der restliche Teil oberhalb der Eisenerzoberfläche eingeführt wird, wobei die Regeleinrichtungen in Abhängigkeit von der im Eisenerz freigesetzten gemessenen Kohlenstoff menge arbeiten.The proportion of hydrocarbon that is injected directly into the molten iron ore in the second stage, can according to the measured proportion of free carbon, which is caused by the spray of the injected hydrocarbon in the Iron ore is released to be regulated. According to the original Control facilities can be created by using the Split hydrocarbon feed into two streams, one being injected directly into the molten iron ore and the remainder is introduced above the iron ore surface, the control means in dependence work on the measured amount of carbon released in the iron ore.

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Vorzugsweise wird der Kohlenwasserstoff bzw. das Oxydationsmittel vor dem Eintritt in die aweite Stufe vorgeheizt. Das Oxydationsmittel sollte mindestens auf eine Temperatur von 400°C erhitzt werden. Bas Vorerhitzen des Kohlenwasserstoffs hängt weitgehend von dessen Art ab, die geeignete Temperatur liegt bei gasförmigen Kohlenwasserstoffen, wie Methan, anders als bei flüssigen Kohlenwasserstoffen. Kohlenwasserstoff bzw. Oxydationsmittel können mittels dem nicht rüokgeführten Abgas-Anteil der ersten Stufe vorerhitzt werden, wozu man gegebenenfalls den brennbaren Anteil dieser Abgase vor dem Wärmeaustausch, verbrennt.The hydrocarbon or the oxidizing agent is preferably preheated before entering the second stage. The oxidizing agent should be heated to a temperature of at least 400 ° C. Bas preheat the Hydrocarbon largely depends on its type, the suitable temperature for gaseous hydrocarbons, such as methane, is different from that for liquid hydrocarbons. Hydrocarbons or oxidizing agents can by means of the non-recirculated exhaust gas portion of the first stage, including, if necessary, the combustible portion of these flue gases before the heat exchange, burns.

Die Abgase der «weiten Stufe, die der ersten Stufe zugeführt werden, besitzen im allgemeinen Temperaturen um etwa 1600 C. Dieses Abgas kann mit dem aus der ersten Stufe rüokgeführten Anteil in solchem Ausmaß gemischt werden, daß das vorreduzierte Bisenerz, das aus der ersten in die zweite Stufe überführt wird, höchstens Sintertemperatur erreicht. G-eeignete Temperaturen für das Eisenerz, das die erste Stufe verläßt, liegen innerhalb von 700 bis maximal 135O0G. Besonders geeignete TemperaturenThe exhaust gases from the second stage which are fed to the first stage generally have temperatures of around 1600 C. the second stage is transferred, at most sintering temperature is reached. Suitable temperatures for the iron ore leaving the first stage are within 700 to a maximum of 135O 0 G. Particularly suitable temperatures

den hängen von der Art des Erzes und/Reduktionsgrad, der inden depend on the type of ore and / or degree of reduction used in

der ersten Stufe erreicht wurde, ab. ·the first stage has been reached. ·

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Da die Reaktionskomponenten des Kohlenwasserstoffes in Form freien Kohlenstoffes bzw. in Form von Kohlenmonoxyd oder Wasserstoff als Reduktionsmittel wirken sollen, versteht es sich von selbst, daß der Betrag an Oxydationsmittel, wie zum Beispiel Luft, der in der zweiten Stufe direkt zugeführt wird, beträchtlich niedriger liegen muß im Vergleich zum stö"chiometrisehen Anteil an Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtmenge an eingespeistem Kohlenwasserstoff. Erfindungsgemäß sollte dieser Oxydationsmittelanteil vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 30 bis 5ü/° des stöchiometrischen Betrages liegen.Since the reaction components of the hydrocarbon in the form of free carbon or in the form of carbon monoxide or hydrogen should act as a reducing agent, it goes without saying that the amount of oxidizing agent, such as air, which is fed directly in the second stage, is considerably lower must be in comparison to the stoichiometric proportion of oxygen, based on the total amount of hydrocarbon fed in. According to the invention, this oxidizing agent proportion should preferably be within the range from 30 to 50 / ° of the stoichiometric amount.

Das neue Verfahren soll im Folgenden anhand einer Zeichnung, die ein schematisches Verfahrensfließbild zeigt, näher erläutert werden.In the following, the new process will be based on a drawing that shows a schematic process flow diagram, are explained in more detail.

1 zeigt die erste Stufe, bei der vorreduziert wird, 2 stellt die zweite Stufe dar und zeigt einen Schinelzbad-Reaktor. Das Eisenerz wird dem Vorreduzierer 1 durch die Leitung 3 zusammen mit einem Flußmittel über die Leitung zugeführt. In der Zeichnung ist der Vorreduzierer in Form eines rotierenden Behälters dargestellt, der ein inniges Mischen des Erzes mit den Reduktions- und Heizmitteln erlaubt. Natürlich ist es möglich, den Vorreduzierer in anderer Weise auszubilden, beispielsweise in Form eines Schachtofens oder eines Wirbelschichtοfens.1 shows the first stage in which pre-reduction takes place, Figure 2 represents the second stage and shows a Schinelzbad reactor. The iron ore is supplied to the pre-reducer 1 through the line 3 together with a flux through the line fed. In the drawing, the pre-reducer is shown in the form of a rotating container that has an intimate Mixing of the ore with the reducing and heating agents allowed. Of course it is possible to use the pre-reducer in to train in another way, for example in the form of a shaft furnace or a fluidized bed furnace.

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Das vorreduzierte Eisenerz, das bereits freies Eisen enthalten kann, wird durch die Leitung 5 der zweiten, durch den Reaktor 2 dargestellten Stufe zugeführt. Das geschmolzene Eisen verläßt den Reaktor 2 durch die Leitung 6, die geschmolzene Schlacke tritt durch die Leitung 7 aus.The pre-reduced iron ore, which may already contain free iron, is transferred through line 5 to the second, supplied by the reactor 2 shown stage. The molten iron leaves the reactor 2 through the Line 6, the molten slag exits through line 7.

Der Kohlenwasserstoff wird durch die Leitung 8 zugeführt und geht über einen Verteiler 9. Ein Teilstrom wird durch die Leitung 10 direkt in das Schmelzbad eingedüst nach Durchgang durch einen Wärmeaustauscher 11. Der andere Kohlenwasserstoff-Teilstrom wird durch die Leitung 12 über einen Wärmeaustauscher 13 einem Brenner 14 zugeführt, der oberhalb der Oberfläche des Schmelzbades in den Reaktor 2 einmündet. Das Oxydationsmittel wird dem Brenner 14 durch die Leitung 15 zugeführt, die über einen Wärmeaustauscher führt.The hydrocarbon is fed in through line 8 and goes through a distributor 9. A partial flow is injected through line 10 directly into the molten bath after passing through a heat exchanger 11. The other hydrocarbon substream is through line 12 over a heat exchanger 13 fed to a burner 14, the opens into reactor 2 above the surface of the molten bath. The oxidizing agent is the burner 14 through the line 15 is supplied, which leads through a heat exchanger.

Die Abgase der zweiten Stufe werden über die Leitung in die erste Stufe 1 rückgeführt, jedooh vor dem Einspeisen mit einem kühleren Gasstrom, der aus der Leitung 18 zugeführt wird, gemischt, dieses Gasgemisch tritt in den Vorreduzierer 1 durch die Leitung 19 ein.The exhaust gases from the second stage are returned to the first stage 1 via the line, but before they are fed in mixed with a cooler gas stream which is supplied from line 18, this gas mixture enters the Pre-reducer 1 through line 19.

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Das Abgas des Vorreduzierera 1 wird durch die Leitung zu einem Verteiler 21 geführt, ein Teilstrom wird durch die Leitung 22 dem Behälter 23 zugeleitet, in dem Kohlendioxyd und Jasserdarapf entfernt werden, danach gelangt er in die bereits genannte Leitung 18.The exhaust gas of the Vorreduzierera 1 is through the line out to a distributor 21, a partial flow is through the line 22 is fed to the container 23, in which the carbon dioxide and Jasserdarapf are removed, after which it arrives into the aforementioned line 18.

Der'restliche Teil des Abgases wird durch die Leitung 24 einer Verbrennungsanlage 25 zugeführt, in der die brennbaren Anteile verbrannt werden. Hierzu wird ein Oxydationsmittel durch die Leitung 26 eingeleitet. In der Verbrennungsanlage wird die Temperatur des Q-ases erhöht, der heiße Gasstrom verläßt diese durch die Leitung 27, um danach den Wärmeaustauschern 11, 16 baw. 13 zugeleitet zu werden.Der'restliche part of the exhaust gas is through the Line 24 is fed to an incinerator 25 in which the combustible components are burned. To do this, a Oxidant introduced through line 26. In the incinerator the temperature of the Q-ases is increased, the hot gas flow leaves this through the line 27 to then the heat exchangers 11, 16 baw. 13 forwarded to become.

Der Regler 28 regelt den Verteiler 21, wobei das erforderliche Signal von einem Keßpunkt in der Leitung 5 am Ausgang des Vorreduzierers abgenommen wird. Der Regler 29 regelt den Verteiler 9, er erhält sein Signal von einem in dem Reaktor 2 an geeigneter Stelle angebrachten Meßpunkt.The controller 28 regulates the distributor 21, whereby the required signal comes from a Kßpunkt in the line 5 is taken at the output of the pre-reducer. The controller 29 regulates the distributor 9, it receives its signal from a measuring point attached at a suitable location in the reactor 2.

Im Anschluß an das gezeigte Durchführungabeispiel sollen noch einige andere Möglichkeiten beschrieben werden.Following the implementation example shown some other possibilities should be described.

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Der Schmelzbadreaktor kann in beliebiger, für die Endreduktion des Eisenerzes geeigneter V/eise ausgebildet sein. Es ist auch möglich, den gesamten Kohlenwasserstoffstrom direkt in das Schmelzbad einzudüsen und nur das Oxydationsmittel am Kopf des Reaktors 2 einzubringen. Das in der Verbrennungsanlage 25 eingespeiste Oxydationsmittel kann auch aus Leitung 15 vor oder nach dem Wärmeaustauscher abgezweigt werden.The molten bath reactor can be designed in any configuration suitable for the final reduction of the iron ore be. It is also possible to inject the entire hydrocarbon stream directly into the weld pool and only that Bring oxidizing agent at the top of the reactor 2. The oxidizing agent fed into the incinerator 25 can also be branched off from line 15 before or after the heat exchanger.

Der durch die Leitung 12 am Kopf des Reaktors eingespeiste Kohlenwasserstoff kann ein anderer sein als der durch die Leitung 10 eingespeiste. In diesem Fall wird der Verteiler 9 ersetzt durch einen proportionalen Mengenregler, mit dem zwei unterschiedliche Leitungen verbunden sind.The one fed through line 12 at the top of the reactor Hydrocarbon may be different from that fed in through line 10. In this case it will the distributor 9 is replaced by a proportional flow regulator with which two different lines are connected are.

In dem Beispiel sind die Wärmeaustauscher 11, 16 und 13 in Serie geschaltet, doch ist es auch möglich, den Gasstrom 27 in ein, zwei oder mehrere parallele Ströme aufzuteilen. Der am Kopf des Reaktors 2 durch die Leitung zugeführte Kohlenwasserstoff braucht nicht zusammen mit dem Sauerstoff durch einen Brenner eingespeist zu werden, obwohl eine solche Anordnung in den meisten Fällen vorzuziehen ist. Es ist auch möglich, eine Viölzahl von Brennern, am Kopf des Reaktors 2 anzubringen. Schließlich kann auch die Vorreduktionsstufe gegebenenfalls in mehrere Stufen aufgeteilt werden.In the example the heat exchangers are 11, 16 and 13 connected in series, but it is also possible to divide the gas flow 27 into one, two or more parallel flows to split up. The hydrocarbon fed in at the top of the reactor 2 through the line does not need to be included the oxygen being fed through a burner, although such an arrangement is preferable in most cases is. It is also possible to use a number of burners, to be attached to the head of the reactor 2. Finally, the pre-reduction stage can optionally also be divided into several stages be divided.

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Wie schon ausgeführt, kann das Verfahren in verschiedener Weise durchgeführt werden. So kann beispielsweise ein Teil des Kohlenwasserstoffs durch den Brenner mit einem Unterschuss an Sauerstoff geführt werden, so daß das entstehende Gas Kohlenmonoxyd, Wasserstoff und freien Kohlenstoff enthält. Diese Gase treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Feststoffgemisches und gewährleisten damit einen guten Wärmeübergang und ein rasches Aufheizen und Schmelzen des Gemisches. Die hohe Geschwindigkeit der Gase ermöglicht ein gute3 Durchmischen der Schmelze und damit eine verbesserte Berührung des Ürzes mit der Kohle und den Flußmitteln.As already stated, the method can be carried out in various ways. For example some of the hydrocarbon are passed through the burner with a deficit of oxygen, so that the resulting gas contains carbon monoxide, hydrogen and free carbon. These gases hit at high speed on the surface of the solid mixture and thus ensure good heat transfer and a rapid heating and melting of the mixture. The high speed of the gases allows a good3 mixing the melt and thus an improved contact of the Ürzes with the coal and the fluxes.

Die Gegenwart von Reduktionsmitteln wie Kohlenmonoxyd und Wasserstoff im Gasstrom unterstützt die Wirkung des Kohlenstoffes, der das primäre Reduktionsmittel darstellt, bei der Umwandlung des Erzes in Eison. Eine andere Funktion dieser gasförmigen Redaktionsmittel besteht in der Verminderung des Kohlenstoffverlustes des Feststoffgemisches durch Reaktion mit gasförmigem Oxydationsmittel und um ein Reduktionsmittel für die erste Re du! et ions stufe des Erzes im Vorreduzierer bereitzustellen. Die heißen, an Kohlenmonoxyd und 'Wasserstoff reichen Gase, die beim Hochtemperaturreaktor entstehen, werden, wie beschrieben, in den Vorreduzierer eingespeist. Ein anderer wichtiger TeilThe presence of reducing agents such as carbon monoxide and hydrogen in the gas flow supports the effect of carbon, which is the primary reducing agent, in converting the ore into ice. Another function of these gaseous editors is to reduce the carbon loss of the solid mixture due to reaction with gaseous oxidizing agent and around a reducing agent for the first Re you! et ions stage of the ore in the pre-reducer. They are called on Carbon monoxide and hydrogen-rich gases that are produced in the high-temperature reactor are, as described in fed into the pre-reducer. Another important part

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an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd wird innerhalb des Schmelz-bades bei der Eindüsung der Kohlenwasserstoffe unterhalb der Oberfläche der Schmelze gebildet. Diese Kohlenwasserstoffe oraoken beim Erhitzen und man erhält Kohlenstoff in der Schmelze. Ein weiterer Vorteil, der durch das Cracken der Kohlenwasserstoffe im Schmelzbad zustande kommt, besteht darin, dai3 die den Vorreduzierer durchlaufenden Ga3e reicher an Wasserstoff sind, der für das feste Erz ein wirksameres Reduktionsmittel darstellt als Kohlenmonoxyd. Werden größere Mengen an Kohlenwasserstoff in das Schmelzbad eingedüst, so kann die Benutzung eines gesonderten Brenners zur Erzeugung der Schmelzwärme entfallen, da diese durch Teilverbrennung der aus dem Schmelzbad entwickelten G-ase mit eingedüstem Sauerstoff erzeugt werden.of hydrogen and carbon monoxide is generated within the molten bath when the hydrocarbons are injected formed below the surface of the melt. These hydrocarbons oraoken when heated and are obtained Carbon in the melt. Another benefit from the cracking of the hydrocarbons in the weld pool comes about consists in the fact that the pre-reducer Ga3e passing through are richer in hydrogen, which is used for the solid ore is a more effective reducing agent than carbon monoxide. Will be larger amounts of hydrocarbon injected into the molten bath, a separate burner can be used to generate the heat of fusion not applicable, as this is due to the partial combustion of the Melt bath developed gases with injected oxygen be generated.

PatentansprücheClaims

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Claims (1)

Pat entansprüchePatent claims 1. Verfahren zur Gewinnung von Eisen aus Eisenerzen durch Reduktion mittels kohlenwasserstoffhaltiger Gase, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe das zerkleinerte Eisenerz mit einem heißen, ein Reduktionsmittel enthaltenden Gasgemisch in Kontakt gebracht wird, das das Erz vorerhitzt und vorreduziert zu niedrigeren Oxydationsstufen, gegebenenfalls teilweise zu freiem Eisen, wonach das Eisenerz bei geregelter Temperatur zum Schmelzen und vollständigen Reduzieren einer zweiten Stufe zugeführt wird, wobei Kohlenwasserstoffe und Oxydationsmittel eingesetzt werden, mindestens ein geregelter Anteil der Kohlenwasserstoffe direkt in das geschmolzene Erz eingedüst wird, das Oxydationsmittel und gegebenenfalls ein weiterer Teil an Kohlenwasserstoff oberhalb der Oberfläche des Erzes zugeführt wird, worauf das geschmolzene metallische Eisen aus der zweiten Stufe entfernt wird.1. Process for the extraction of iron from iron ores by reduction using gases containing hydrocarbons, characterized in that in a first stage the crushed iron ore with a hot, a gas mixture containing a reducing agent in contact is brought that the ore is preheated and prereduced to lower oxidation levels, optionally partially to free iron, after which the iron ore at a controlled temperature to melt and completely reduce a second stage is fed, wherein hydrocarbons and oxidizing agents are used, at least one controlled proportion of hydrocarbons is injected directly into the molten ore, the oxidizing agent and optionally a further part of hydrocarbon is fed above the surface of the ore, whereupon the molten metallic iron is removed from the second stage. 2. Verfahren nach Anspruoh 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Abgas der zweiten Stufe rüokge-2. The method according Anspruoh 1, characterized geke η η is characterized in that the exhaust gas of the second stage rüokge- 909810/0612909810/0612 führt wird und einen Te ._> heißen Gasgemisches der ersten Stufe bildet.leads and a Te ._> hot gas mixture the first stage forms. ?. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ e lehnet, daß ein geregelter Anteil an Abgas der ersten Stufe rückgeführt wird zum G-aseinlaß der ersten Stufe und mit dem Abgas der zweiten Stufe gemischt wird.?. The method of claim 1 or 2, characterized GEK e η e leans η ζ that a controlled amount of exhaust gas of the first stage is returned to the G-aseinlaß the first stage and is mixed with the exhaust gas of the second stage. 4. /erfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ■ a ■-·=* lehnet, daß die Regelung des rückgeführten Abgases der ersten Stufe in Abhängigkeit von der Austritt st emperat ur des Erzes bei der ersten Stufe erfolgt.4. / experience according to claim 3, characterized in that g e k e η η ■ a ■ - · = * rejects that the regulation of the returned Exhaust gas of the first stage depending on the outlet st emperat ur of the ore takes place in the first stage. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das im ruckgeführten Abgasstrom der ersten Stufe enthaltene Kohlendioxyd und Wasserdampf vor dem Mischen pit dem Abgasstrom aus der zweiten Stufe entfernt wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the recirculated exhaust gas stream the first stage contained carbon dioxide and water vapor before mixing the exhaust gas flow from the pit second stage is removed. 6» Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der zweiten Stufe direkt eingedüste Kohlenwasserstoffanteil durch den gemessenen Anteil an freiem Kohlenstoff, der durch Graoken des eingedüsten Kohlenstoffmaterials im Eisenerz freigesetzt wird, geregelt wird.6 »Method according to claim 1 to 5, characterized in that in the second stage directly injected hydrocarbons due to the measured amount of free carbon that passes through Gray of the injected carbon material in iron ore is released, is regulated. 909810/0612909810/0612 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e Ic e η η -7. Method according to claim 6, characterized in that g e Ic e η η - regelbar zeichnet, daß eine Kohlenwasserstoffzuleitung/in zwei Teilströme aufgeteilt wird, wobei der eine direkt in das geschmolzene Eisenerz eingedüst und der andere Teil oberhalb der Eisenerz-Oberfläche eingeführt wird und die Hegeleinrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Menge an im Eiseners freigesetztem Kohlenstoff arbeitet.controllable draws that a hydrocarbon feed / in two partial streams is divided, one injected directly into the molten iron ore and the other part is introduced above the iron ore surface and the Hegel device depending on the measured amount is working on the carbon released in the Eiseners. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch g e kennze ich net, daß der Kohlenwasserstoff und/oder das Oxydationsmittel vor der Zuleitung in die zweite Stufe vorgeheizt wird.8. The method according to claim 1 to 7, characterized g e identifier I do not want the hydrocarbon and / or the oxidizing agent to be fed into the second stage is preheated. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dai3 das Oxydationsmittel auf mindestens 40O0G vorgeheizt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the oxidizing agent is preheated to at least 40O 0 G. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e kennze lehnet, daß der Kohlenwasserstoff und/oder das Oxydationsmittel durch den nicht rückgeführten Anteil der Abgase der ersten Stufe vorgeheizt wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized g e identifier rejects that the hydrocarbon and / or the oxidant by the unrecycled Proportion of the exhaust gases of the first stage is preheated. 11 ο Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der brennbare Anteil der Abgase verbrannt wird, bevor diese zum Vorheizen verwendet werden.11 ο method according to claim 10, characterized in that the combustible portion of the exhaust gases burned before they are used for preheating. 909810/061 2909810/061 2 12. Verfahren nach Anspruch 1 "bis 11, dadurch g e ke nnze i c h net, daß das vorreduzierte Eisenerz von der ersten zur zweiten Stufe bei einer Temperatur zwischen 90ü und maximal 1350 G überführt wird.12. The method according to claim 1 "to 11, characterized g e ke It should be noted that the prereduced iron ore passes from the first to the second stage at one temperature between 90 ° and a maximum of 1350 G is transferred. 13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, def.uroh gekennzeichnet, daß das Abgas der zweiten Stufe zur ersten Stufe bei einer Temperatur von ungefähr 16000G geleitet wird.13. The method according to claim 1 to 12, def.uroh characterized in that the exhaust gas of the second stage is passed to the first stage at a temperature of approximately 1600 0 G. 14o Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxydationsmittel in der zweiten Stufe in einem Verhältnis zur Gesamtmenge an Kohlenwasserstoff eingeführt wird, das höchstens 50$ der stöchiometrisehen Sauerstoffmenge entspricht.14o method according to claim 1 to 13, characterized in that the oxidizing agent in the second stage is introduced in a proportion to the total amount of hydrocarbon which is not more than 50 $ the corresponds to the stoichiometric amount of oxygen. XIII77XIII77 90981 0/061290981 0/0612
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