DE19518343C2 - Schmelzreduktionsverfahren mit erhöhter Effektivität - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Effektivität bei der Schmelzreduktion von oxidischen Metallträgern, insbesondere Eisenerz, und der Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe bei dem Schmelzreduktionsprozeß, der in einem Reaktionsgefäß abläuft, in dem sich eine Metallschmelze mit Schlackenschicht befindet und in dem die aus der Metallschmelze entweichenden Reaktionsgase mit oxidierenden Gasen nachverbrannt werden, die dabei entstehende Wärme an die Metallschmelze übertragen wird und die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff der Schmelze mindestens teilweise von oben durch den Gasraum des Reaktionsgefäßes zugeführt werden.

Die neuen Entwicklungen bei der Metallherstellung aus den entsprechenden Metallerzen sind bevorzugt darauf ausgerichtet, kostengünstige Reduktionsmittel und Energieträger einzusetzen. Für die Roheisenerzeugung besteht das Ziel insbesondere darin, Koks durch Kohle zu ersetzen.

Die Schmelzreduktion der Metallerze bietet günstige Voraussetzungen, um sowohl für den Ausgleich der Wärmebilanz des Prozesses und der Reduktionsreaktion selbst, Kohle verschiedener Qualitäten anzuwenden. Es kommen bereits erste Schmelzreduktionsverfahren in der industriellen Praxis zur Anwendung. Für die Roheisenerzeugung ist dies der COREX-Prozeß, und für die Nichteisenmetalle ist hier, beispielsweise für die Bleierzeugung, das QSL-Verfahren zu nennen. Dabei läßt sich für den COREX-Prozeß mit den relativ hohen Verbräuchen an Kohle und Sauerstoff nur eine Wirtschaftlichkeit im Vergleich zum Hochofenprozeß erreichen, wenn die relativ energiereichen Abgase industriell weiterverwertet werden.

Schmelzreduktionsverfahren, hauptsächlich für die Roh­ eisenerzeugung, bei denen die zugeführten Brennstoffe im Verfahrensablauf selbst besser ausgenutzt werden, befinden sich in der Entwicklung und ha­ ben teilweise das Pilot-Stadium erreicht. Die Veröffentlichung "Entwicklungslinien der Schmelzreduktion", Stahl und Eisen 109 (1989), Nr. 16, Seiten 728 bis 742, gibt einen Überblick über die verschiedenen Ent­ wicklungen zur Roheisenerzeugung. Der Begriff "Schmelzreduktionsverfahren" wird in diesem Artikel folgendermaßen defi­ niert: "Es soll in einer koksfreien Metallurgie aus Eisenerz - möglichst ohne Agglomerationsstufe - direkt flüssiges Eisen erzeugt werden, wobei in der "idealen Vorstellung" Reduktions- und Schmelzvorgang gleichzeitig ablau­ fen." Gemäß dieser Definition werden nämlich Kohle statt Koks und Erz bzw. Feinerz direkt, ohne Vorbehandlung, eingesetzt und man erspart sich einerseits die Kokerei und andererseits Erzaufbereitungsanlagen. Entsprechend diesen Zielvorgaben bemüht sich die Fachwelt, Schmelzreduktionsverfahren hauptsächlich in dieser Richtung zu entwickeln.

Wie den verschiedenen jüngeren Veröffentlichungen zu entnehmen ist, arbeiten die bekanntgewordenen Schmelzreduktionsprozesse, die mindestens das Pilot-Stadium erreicht haben, nach den genannten Ideen. Demzufolge dienen als Einsatzstoffe hauptsächlich Feinerz und Kohle. Dabei kann das Erz, bevorzugt unter Ausnutzung der im Einschmelzreaktor erzeugten Ab­ gase, in einem vorgeschalteten Reaktor vorreduziert und aufgeheizt und an­ schließend in den Einschmelzvergaser chargiert werden. Als Vorreduktions­ stufe kommen sowohl Schacht-, Drehrohröfen und Wirbelbettverfahren in Frage.

Bei dem CCF-Prozeß (Cylcone Converter Furnace) führt man die Vorreduktion bis zum Wüstit in einem Schmelzzyklon durch, von dem aus die aufgeschmolzenen Tröpfchen durch den Gasraum eines konverterähnlichen Schmelzreduktionsgefäßes in das Schlacke-Eisenbad fallen.

Beim japanischen DIOS-Prozeß (Direct Iron Ore Smelting) wird der Festeinsatz, Kohle, Eisenerz und Schlackenbildner, zunächst in einem Vorheizgefäß erwärmt, in einer Vorreduktionsanlage vorreduziert und das vorreduzierte Erz dann dem konverterähnlichen Schmelzreduktionsgefäß zugeführt. Im Schmelzreduktionsgefäß führt man die Nachverbrennung der Reaktionsgase CO und H₂ aus der Eisenschmelze in der darüber befindlichen Schaumschlackenschicht mit Sauerstoffzufuhr über eine Lanze durch. Zusätzlich wird über Bodendüsen Stickstoff zur besseren Durchmischung und Bewegung des Bades eingeleitet. Dabei kann das Konverterabgas vor dem Verlassen des Schmelzreduktionsgefäßes durch die Zugabe feinkörniger Kohle reformiert werden, um es für die nachgeschaltete Anwendung aufzubereiten.

Beim Hlsmelt-Prozeß leitet man in das trommelförmige Schmelzreduktionsgefäß vorreduziertes Erz aus einem zirkulierenden Wirbelbett ein, und durch Bodendüsen erfolgt die Kohlezugabe. Die Reaktionsgase aus der Schmelze werden durch aufgeblasenen Heißwind im Reaktor nachverbrannt. Es lassen sich weitere Feststoffe und auch feinkörniges Erz durch die Bodendüsen dem Prozeß zuführen.

Das Verfahren zur Verstärkung der Stoffumsätze in metallurgischen Gefäßen, beschrieben in der deutschen Patentschrift 42 34 974, dient insbesondere dazu, in metallurgischen Reaktionsgefäßen die Rückübertragung der aus der Nachverbrennung der Reaktionsgase freiwerdenden Wärme an die Metallschmelze zu steigern. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß sich im Gasraum dieser metallurgischen Reaktionsgefäße auf ballistischen Flugbahnen Anteile der Schmelze in Form von Tröpfchen, Spritzern und größeren Teilchen der Schmelze bewegen, die fontänenartig durch die über Unterbaddüsen eingeleitete Gasmenge aus der Schmelze herausgeschleudert werden. Hauptsächlich findet dieses patentierte Verfahren beim Hlsmelt-Prozeß seine Anwendung.

In einer europäischen Patentanmeldung mit der Veröffent­ lichungsnummer 04 18 627 wird eine Methode zur Durchführung der Schmelzreduktion beschrieben. Als wesentlich stellt man dabei eine große Schlackenmenge von mindestens 2000 kg/m² Badoberfläche heraus. Die Schlacke liegt bei der Prozeßdurchführung als Schaumschlacke in einer Schichtstärke von mindestens 2m bis über 4m vor. Durch Messung der Schlackenschichthöhe wird auf die Dichte der Schaumschlackenschicht geschlossen, und die Zugaberaten von Kohle, Sauerstoff und Erz werden kontrolliert, um die Schaumschlackenschicht in der gewünschten Dichte auf­ rechtzuerhalten.

Ein weiteres Schmelzreduktionsverfahren, bei dem in einem konverterähnlichen Gefäß mit einer Aufblaslanze für Sauerstoff, Düsen zur Entkohlung und weitere Düsen zur Nachverbrennung angeordnet sind, beschreibt die europäische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 03 08 925. Rührgas für die Durchmischung und den Konzentrationsausgleich in der Eisenschmelze und zur Erzeugung der gewünschten Schaumschlacke darüber, führt man durch Boden- und Seiten­ wanddüsen zu. Alle festen Einsatzstoffe, wie Eisenerz, kohlen­ stoffenthaltende Brennstoffe und Schlackenbildner, werden oberhalb der Schmelze in das Schmelzreduktionsgefäß chargiert oder von Fall zu Fall seitlich über Düsen eingeblasen.

Es gehören weiterhin zum Stand der Technik ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Erzeugung von Roheisen, niedergelegt in der deutschen Offenlegungsschrift 34 21 878. Dieses Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Roheisen aus eisenhaltigen Materialien, insbesondere Eisenerzen, bei gleichzeitiger Erzeugung eines Prozeßgases, ist dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltigen Materialien in Form von Grünpellets, Briketts, Schülpen oder anderen grünen Formlingen, einem Wanderrost aufgegeben und darauf mit Hilfe des Prozeßgases vorgewärmt, getrocknet und zu Eisenschwamm mit einem Reduktionsgrad von etwa 90% reduziert werden, und daß der Eisenschwamm unmittelbar einem Kohlevergasungsreaktor mit Eisenbad von oben aufgegeben und darin bei kontinuierlichem, getrenntem Abfluß von Eisen und Schlacke eingeschmolzen wird, wobei in den Kohlevergasungsreaktor Kohle und Sauerstoff vorzugsweise von unten in das Eisenbad eingeblasen werden, und die Kohle zu einem schwefelfreien Prozeßgas bzw. Reduktionsgas vergast wird, das dem Wanderrost zur Reduktion, Vorwärmung und Trocknung der Formlinge zugeführt wird. In dem Kohlevergasungsreaktor dieses Verfahrens herrscht Überdruck von etwa 2 bar, und das erzeugte heiße Prozeßgas verläßt den Reaktor im Bereich seiner Decke und wird dann einem Heißgaszyklon zugeführt, um es von dem mitgerissenen Staub zu befreien. Danach wendet man das Gas in der Reduktionskammer des Sinterbandes für die Reduktion der Eisenerze an.

Der Durchschnittsfachmann, der von den bekannten Verfahren ausgeht und nach einem wirtschaftlichen Weg sucht, aus Eisenerz Roheisen zu erzeugen, erkennt neben den positiven Aspekten dieser neuen Prozesse auch eine Reihe von Nachteilen. Verstärkt wird diese Erkenntnis durch den Tatbestand, daß außer dem COREX-Verfahren mit dem Nachteil der hohen Überschußgasmengen und dem erheblichen Sauerstoffverbrauch, kein Prozeß zur Erzeugung von Roheisen aus Erz ohne Kokseinsatz bislang Eingang in die großtechnische Betriebspraxis gefunden hat.

In der Zusammenschau des Standes der Technik zeigen die Schmelzreduktionsverfahren mit hoher Nachverbrennung der erzeugten Prozeßgase CO und H₂ bei guter Wärmerückübertragung, deutliche Vorteile in der Energiebilanz. Ein relativ hoher Staubaustrag mit dem Abgas und somit Verluste an Eisen und Kohlenstoff, erweisen sich als nachteilig. Dabei sind diese Nachteile selbstverständlich in Abhängigkeit von der Zugabeart von Kohle und Erz zu bewerten. Die Beherrschung der vom Abgas mitgerissenen heißen, flüssigen Bestandteile der Schmelze sind bei diesen Prozeßvarianten ebenfalls noch nicht zufriedenstellend gelöst. Sobald sich aber die Nachver­ brennung und die Prozeßreaktionen in einer Schaumschlacke abspielen, geben die Aufrechterhaltung der gewünschten Schaumschlackenschicht hinsichtlich Dichte und Höhe und die damit verbundenen Begrenzungen bei den Stoffumsätzen neue Probleme auf.

Die Zugabe von heißem vorreduziertem Erz von oben, d. h. durch den Gasraum des Schmelzreduktionsgefäßes, läßt wegen der Oxidationsgefahr für die metallisierten Erze keine Nachverbrennung der Reaktionsgase aus der Schmelze zu. Weiterhin ist der Staubaustrag bei dieser Zugabeart der vorreduzierten Einsatzstoffe erheblich und stellt neben den Materialverlusten neue Anforderungen an die Gasreinigungsvorrichtungen.

Der Anreiz, ein Schmelzreduktionsverfahren für die Roheisenerzeugung anzuwenden, um die Wirtschaftlichkeit gegenüber dem Hochofenprozeß zu verbessern, liegt für den Fachmann auf der Hand, zumal sich damit insbesondere bei Einbeziehung der Prozeßgasnachverbrennung hohe Energiedichten im Vergleich zu anderen Prozeßvarianten erzielen lassen, wie u. a. aus der Howe Memorial Lecture, 30. 03. 1987, AIME-Symposium Pittsburgh, zu ersehen ist. Die Anwendung von Heißwind und einer vorteilhaften Aufblasdüse gemäß der deutschen Patentschrift 39 03 705 hat sich bewährt. Es läßt sich damit reproduzierbar und betriebssicher ein Nachverbrennungsgrad von 55% bei einer Wärmerückübertragung an die Eisenschmelze von 80% erreichen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Vorteile der bekannten Schmelzreduktionsverfahren mit Re­ aktionsgasnachverbrennung zur Steigerung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe zu nutzen, und die Effektivität dieser Prozesse hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und Betriebssicherheit deutlich zu steigern, um aus Eisenerz kostengünstig Roheisen zu erzeugen. Dabei sollte sich ein Synergieeffekt, bei dem die Vorteile bekannter Verfahrensschritte genutzt werden, ohne die Summe ihrer Nachteile in Kauf zu nehmen, mit relativ einfachen Mitteln reproduzierbar verwirklichen lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff mit oder ohne weitere Begleitstoffe als Verbundmaterial der Metallschmelze in kompakter Form zugegeben werden und der Kohlenstoffanteil im Verbundmaterial mindestens so hoch eingestellt wird, daß er zur voll­ ständigen Reduktion des Metalloxidanteils im Verbundmaterial ausreicht.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der innige Kontakt zwischen den Reaktionspartnern Erz und Kohlenstoff in einem Agglomerat oder Verbundmaterial zur direkten Reduktionsreaktion zwischen dem Eisenoxid und dem Kohlenstoff führt. Es ist also nicht erst das Aufschmelzen des Eisenerzes vor dem Reduktionsschritt erforderlich. Die sich daraus ergebenden Vorteile wirken sich insbesondere bei der Reaktionsgeschwindigkeit der Reduktion und bei der Nachverbrennung der Reaktionsgase CO und H₂ oberhalb der Metallschmelze aus. Dies gilt sowohl für die Schmelzreduktionsverfahren mit schaumschlackefreiem Gasraum, beispielsweise dem Hlsmelt-Prozeß, als auch für die Nachverbrennung in einer Schaumschlacke, wie bei den sogenannten Deep-Slag-Prozessen.

Als ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis zu werten, das Verbundmaterial der Schmelze in kompakter Form zuzugeben. Es ist demzufolge sicherzustellen, daß die Verbundmaterialien bzw. Agglomerate, z. B. Pellets oder Briketts, als kompakte Einheit, d. h. ohne Zerfalls- oder Zerplatzungserscheinungen, in die Schmelze eintauchen. Diese Voraussetzung hat sich als bedeutungsvoll herausgestellt, um die überraschenden Vorteile der Erfindung, die Erhöhung der Effektivität bei der Schmelzreduktion von oxidischen Metallträgern, insbesondere Eisenerz, und der Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe bei diesem Schmelzreduktionsprozeß im vollen Umfang zu erhalten. Sobald das Verbundmaterial in kompakter Form in die Schmelze eintaucht, verringert sich der Staubaustrag mit dem Abgas aus dem Schmelzreduktionsgefäß um mindestens 20%, und es stellt sich eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der zugeführten Brennstoffe von mindestens 10% ein, was zu einem Teil auf die Erhöhung der Nachverbrennung selbst und zum anderen Teil auf die Verbesserung der Wärmerückübertragung aus der Nachverbrennung an die Metallschmelze zurückzuführen ist.

Gemäß der Erfindung kann es sich bei den Agglomeraten bzw. Verbundmaterialien um grüne, getrocknete, vorgebrannte und vorreduzierte Pellets, Briketts, Form- oder Preßlinge oder beliebige Mischungen dieser verschiedenen Agglomerate handeln.

Die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff mit oder ohne weitere Begleitstoffe, werden als Verbundmaterial der Schmelze im Reaktionsgefäß in kompakter Form zugegeben. Dieses wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist so zu verstehen, daß der Kohlenstoffgehalt in dem Agglomerat, beispielsweise einem Pellet oder Brikett, mindestens so hoch ist, daß er zur vollständigen Reduktion des mitgeführten Metalloxides, insbesondere des Eisenoxides, ausreicht. Darüber hinaus liegt es aber im Sinne der Erfindung, weiteren Kohlenstoff in freier oder gebundener Form, beispielsweise als Kohlenwasserstoff, in dem Verbundmaterial einzulagern. Dieser zusätzliche Brennstoff über den eigentlichen Reduktionspartner für das Erz hinaus, dient zum Ausgleich der Wärmebilanz bei der Durchführung des Schmelzreduktionsverfahrens. In der Praxis wird ein Anteil der Brennstoffe zur gezielten Prozeßsteuerung zusätzlich in die Schmelze eingeleitet, beispielsweise über Bodendüsen. Jedoch kann erfindungsgemäß der gesamte für den Prozeß benötigte Brennstoffanteil auch über das Verbundmaterial der Schmelze zugeführt werden.

Gemäß der Erfindung kann das Erz in stückiger und/oder feinkörniger Form im Agglomerat vorliegen. Es kann sich um Roherz, vorreduziertes Erz mit unterschiedlichem Reduktionsgrad bis hin zur vollständigen Metallisierung handeln. Ebenso beliebig kann der Kohlenstoff eingebracht werden, beispielsweise in Form von Kohle verschiedener Qualitäten, auch mit hohen flüchtigen Anteilen. Koks und andere feste Kohlenstoffträger und Kohlenwasserstoffe sowie flüssige Kohlenwasserstoffe in Form verschiedener Ölqualitäten, Teer, Pech und Raffinerierückstände lassen sich in den Verbundmaterialien einsetzen.

Als völlig unkritisch und somit besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich die Wahl der Kohlesorte herausgestellt. Es kann praktisch jede verfügbare Kohle, von der hochwertigen Anthrazitkohle bis hin zu den Kohlequalitäten mit erheblichem Anteil flüchtiger Bestandteile, wie Gasflammkohle, zum Einsatz kommen. Die nach der Entgasung und Vercrackung der Kohle sich bildenden Koks- bzw. Kohlenstoffbestandteile können in Größe, Form und Dichte variieren. Demgegenüber führen Kohlequalitäten mit hohem flüchtigem Anteil bei den bekannten Verfahren zu Nachteilen, beispielsweise ist das spontane Zerplatzen der Kohle im Gasraum der Reaktionsgefäße unerwünscht, denn dadurch wird der Austrag von Kohlenstoffpartikeln mit dem Abgas vergrößert. Bei dem erfindungsgemäßen Einsatz als Verbundpellet tauchen die Agglomerate beispielsweise tief in die Schaumschlacke ein, bevor sie zerplatzen, die dabei entstehenden Kohlenstoffpartikel verteilen sich relativ gleichmäßig in der Schaumschlackenschicht und tragen zu ihrer Stabilisierung bei.

Völlig unerwartet und überraschend hat es sich gezeigt, daß der erfindungsgemäße Einsatz dieser Agglomerate bzw. Verbundmaterialien zu einer deutlichen Erhöhung der Effektivität der Schmelzreduktionsverfahren führt. Der Staubaustrag mit dem Abgas aus dem Schmelzreduktionsgefäß ließ sich erheblich vermindern, und damit ist eine Reihe von weiteren Vorteilen verbunden. Am augenfälligsten ist dabei eine Verringerung des Ei­ senoxidanteils in der Schlacke.

Bei der Prozeßführung mit Schaumschlacke befinden sich im Vergleich zu der bekannten Kohle- und Erzzugabe weniger freier Kohlenstoff und eine verringerte Anzahl von aufgekohlten Eisentröpfchen in der Schaumschlacke. Damit wird das Einstellen der Schaumschlackenschicht an sich einfacher, und es lassen sich deutlich erhöhte Nachverbrennungsgrade erreichen.

Die geringere Anzahl reduzierter Tröpfchen und die Anteile der Schmelze in der Schlacke bewirken den kontrollierten FeO-Gehalt der Schlacke, und dieser Zusammenhang wiederum führt zur Abnahme der Gasreduktion zwischen dem oxidierenden Nachverbrennungsjet und dem Kohlenstoff in der Schlacke. Der Kohlenstoffgehalt in der Schlacke ist geringer im Vergleich zu den bekannten Prozessen, wegen der direkten Reduktion der Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff im Agglomerat. Abschätzungen haben ergeben, daß sich der Kohlenstoffgehalt in der Schlacke auf diese Weise um ca. 50% verringern läßt. Diese niedrigeren Kohlenstoffgehalte ergeben zusätzliche Vorteile durch reduzierte Kohlenstoffverluste beim Schlackenabstich und somit ein höheres Ausbringen der zugeführten Brennstoffe.

Die verbesserte Nachverbrennung, d. h. der erhöhte Nachverbrennungsgrad der Reaktionsgase CO und H₂ aus der Schmelze zu CO₂ und H₂O, ist nach dem heutigen Kenntnisstand sehr wahrscheinlich auf die verringerte Reduktion der nachverbrannten Reaktionsgase durch den verkleinerten Kohlenstoffanteil im Abgas zurückzuführen. Hierzu wirken sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einmal die verringerten Staubbeladungsraten im Abgase selbst aus, und zum anderen ist zusätzlich der Kohlenstoffanteil im Staub abgesunken. Durch diese beiden Verbesserungen steht schließlich weniger Kohlenstoff im Gasraum bzw. in der Schaumschlacke für Rückreaktionen mit dem nachverbrannten Abgas zur Verfügung. Mit anderen Worten, die zu CO₂ und H₂O nachverbrannten Reaktionsgase finden weniger freie Kohlenstoffpartikel für ihre Reduktion, d. h. Rückreaktion zu CO und H₂. Mit dieser Vorstellung lassen sich die unerwartet eingetretenen Verbesserungen bei der Nachverbrennung der Reaktionsgase und somit die Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erklären.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konnten bei sonst gleichen Betriebsbedingungen sowohl bei der Prozeßführung mit Schaumschlacke als auch bei dem schaumschlackefreien Verfahren, der Nachverbrennungsgrad der Reaktionsgase von 55% auf bis zu 70% und die Wärmerückübertragung an die Eisenschmelze von 80% auf bis zu 90% gesteigert werden.

Gegenüber den bekannten Zugabetechniken, hauptsächlich für die Reaktionspartner Kohle und Erz, weist das Verfahren gemäß der Erfindung eine Reihe von Vorteilen bei der Durchführung eines Schmelzreduktionsprozesses auf. Es kann die Energiebilanz des Verfahrens durch Erhöhung der Nachverbrennung und Steigerung der Wärmerückübertragung an die Schmelze insgesamt verbessert werden. Neben diesen wirtschaftlichen Vorteilen für das Verfahren, steigert man gleichzeitig auch die Einschmelzrate und somit die Eisenerzeugung pro Zeiteinheit. Diese Vorteile erhöhen also die Effektivität des Schmelzreduktionsverfahrens. Weiterhin hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auch der Verbrauch an Feuerfest- Materialien zurückgegangen ist. Wahrscheinlich wirkt sich die kontrollierte und gezielte Prozeßführung, beispielsweise die Vermeidung häufiger Temperaturüberhöhungen der Schmelze während der Eisenerzeugung, günstig auf die Verschleißrate der feuerfesten Ausmauerung des Reaktionsgefäßes aus.

Erfindungsgemäß hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Verbundmaterialien aus einer gewissen Höhe, mindestens jedoch 0,2m oberhalb der Schmelze im Schmelzreduktionsgefäß, in das Bad fallen zu lassen. Beim Durchlaufen dieses Fallweges, beispielsweise mit einer mittleren Geschwindigkeit von ca. 1 m/s oder größer, erhöht sich die Temperatur und damit der Wärmeinhalt der Agglomerate. Für dieses Aufheizen der Verbundmaterialien hat es sich als günstig erwiesen, wenn ihre Form erhalten bleibt und sie als kompakter Preßling in die Schmelze eintauchen. Mit anderen Worten, ein Zerfallen oder das Zerplatzen der Agglomerate im Gasraum der Schmelzreduktionsgefäße ist unerwünscht.

Gemäß der Erfindung können die Agglomerate bzw. Verbundmaterialien grundsätzlich beliebige geometrische Formen und Abmessungen aufweisen. Würfelähnliche Formlinge sind ebenso möglich wie kugelförmige. In der Praxis haben sich die üblichen, mehr abgerundeten, kugelähnlichen und ovalen Formen, z. B. Eierbrikettformen, bewährt. Die Abmessungen dieser Agglomerate können in Hinblick auf die erzielbare Vorheiztemperatur beim Durchlaufen der Fallstrecke in Abhängigkeit zur Länge der Fallstrecke stehen, beispielsweise können kugelähnliche, kleine Formlinge mit Durchmessern von 6 mm bei einer minimalen Fallstreckenlänge von 1 m und dementsprechend bei großen Fallstrecken von bis zu 10 m, in hohen konverterähnlichen Schmelzreduktionsgefäßen größere Durchmesser der Formlinge von 15 bis 50 mm eingesetzt werden. Als grober Richtwert für die maximale, mittlere Vorheiztemperatur der Verbundmaterialien sind ca. 200°C anzusetzen. Es läßt sich diese genannte Vorheiztemperatur aber auch weiter erhöhen, wenn beispielsweise die Fallstrecken der Verbundmaterialien gesteigert werden. Dies kann u. a. durch Nutzung der Abgassysteme für die Vorheizung der Pellets geschehen. Dabei können die Verbundmaterialien durch die oberhalb der Schmelzreduktionsgefäße angeordnete Abgasleitung bzw. Abhitzekessel fallen, und somit lassen sich Fallstrecken von 25 m und ggf. länger realisieren, die mit maximalen Vorheiztemperaturen bis zu ca. 500°C korrespondieren. Eine weitere Steigerung der Agglomeratvorheizung über 500°C hinaus wird nicht angestrebt. Bei deutlich höheren Temperaturen nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, daß Agglomerate zerplatzen, beispielsweise aufgrund der Abgabe flüchtiger Bestandteile der eingesetzten Kohle. Dieses Zerfallen oder Zerplatzen der Agglomerate vor ihrem Eintauchen in die Schmelze ist nicht im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das Eintauchen des Verbundmaterials, beispielsweise Pellets oder Bri­ ketts, in die Schmelze bedeutet nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, daß sie mindestens nach dem Eintauchen vollständig von der Schmelze be­ deckt sind, bevorzugt jedoch eine gewisse Eintauchtiefe in der Schmelze er­ reichen. Bei den Schmelzreduktionsverfahren, die mit einer Schaum­ schlackenschicht arbeiten, ist die Mindesteintauchtiefe ca. 0,5 m. Da die Schaumschlackenschichtstärke sehr unterschiedlich hoch sein kann, bei­ spielsweise zwischen 2 m bis über 4 m streut, läßt sich die Eintauchtiefe nur sehr ungenau in Bezug auf die Schaumschlackenhöhe definieren. Für eine verhältnismäßig geringe Schaumschlackenschicht von 2 m Höhe bedeutet also die minimale Eintauchtiefe der Verbundmaterialien von 0,5 m 1/4 der Schaumschlackenhöhe.

Die Schmelzreduktionsverfahren, die ohne Schaumschlacke arbeiten, bei denen also die Nachverbrennung im freien Gasraum oberhalb der Schmelze stattfindet, weisen normalerweise geringe Schlackenschichtstärken von kleiner 1 m, normalerweise zwischen 0,1 m bis 0,5 m, auf. Die Mindest­ eintauchtiefe der Verbundmaterialien ist demzufolge gering, aber immer so tief, daß sie vollständig mit Schlacke bedeckt sind.

Nach Erreichen der Mindesteintauchtiefe können die Agglomerate so­ weit aufgeheizt sein, daß sie teilweise oder ganz zerfallen, beispielsweise aufgrund der freigesetzten flüchtigen Bestandteile in der Kohle. Nach Errei­ chen der Mindesteintauchtiefe der Verbundmaterialien in der Schmelze, vor­ zugsweise in ihrer Schlackenschicht, können die Agglomerate zerfallen. Die festen Zerfallsprodukte, beispielsweise kohlenstoffreiche Partikel, tragen zur Stabilisierung der Schaumschlacke bei. In einer normalen Schlackenschicht, also bei dem schaumschlackefreien Schmelzreduktionsprozeß, werden die Teilchen der zerfallenen Verbundmaterialien sehr schnell von der Metall­ schmelze aufgenommen, da in der gesamten Schmelze eine starke Badbewegung herrscht und in der Grenzschicht Mischungen von Schlacke und Metallanteilen auftreten.

Bei der vorteilhaften Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung für Schmelzreduktionsprozesse, die mit einer Schaumschlackenschicht arbeiten, ergeben sich günstige Bedingungen bei der Aufrechterhaltung und Stabilisierung der gewünschten Schaumschlacke mit einer angestrebten mittleren Dichte von ca. 1g/cm³. Diese Schaumschlacke befindet sich ständig in Bewegung, es ist eine Strömung der Schlacke von der Metallschmelze in Richtung Schlackenoberfläche und umgekehrt zu beobachten, aber auch Querströmungen zu dieser bevorzugten Strömungsrichtung treten auf. In dieser bewegten Schaumschlackenschicht sammeln sich die Kohlenstoff-/Kokspartikel, die nach dem Zerfallen der Agglomerate in der Schaumschlacke frei werden, nicht wie bei den bekannten Prozessen an der Schaumschlackenoberfläche, sondern fließen bzw. strömen mit der Schaumschlacke selbst und verteilen sich in ihr überraschenderweise gleichmäßig. Durch die eingestellte höhere Dichte der Agglomerate bzw. Pellets gegenüber der Schaumschlacke sinken diese Verbundmaterialien in die Schlacke ein, bevor sie zerfallen und erhöhen die Effektivität der Reaktion in der Schaumschlacke. Die beim Zerfallen der Pellets freiwerdenden Gase haben die Tendenz, an den Feststoffpartikeln, beispielsweise den Koksteilchen, zu haften und diesen einen zusätzlichen Auftrieb zu verleihen. Jedoch hat sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, daß bereits eine Dichte der Pellets von ca. 1,5 g/cm³ oder höher ausreicht, um die Gleichverteilung der Kohlenstoff-/Kokspartikel in der Schaumschlacke zu gewährleisten. Es können damit betriebssicher die unerwünschte und von den üblichen Verfahren her bekannte Anreicherung von Koksteilchen und deren Zusammenbacken an der Schaumschlackenoberfläche verhindert werden.

Bei den bekannten Verfahren ist die zugeführte Kohle vollständig entgast, bevor sie in der Schlacke als Kohlenstoffpartikel integriert wird. Die über der Badoberfläche freiwerdenden flüchtigen Bestandteile der Kohle wirken reduzierend auf den oxidierenden Nachverbrennungsgasstrahl und verringern den Nachverbrennungsgrad und damit die Wärmebilanz des Prozesses bzw. den Wärmewirkungsgrad der zugeführten Kohlesorten mit flüchtigen Bestandteilen. Aus diesem Grund ist bei den Schaumschlacke- Verfahren der Anteil flüchtiger Bestandteile in den Kohlesorten auf kleiner 20% begrenzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hat die Freisetzung der flüchtigen Kohlebestandteile unterhalb der Schaumschlackenbadoberfläche eine Erhöhung der Effektivität des Prozesses zur Folge, da die reduzierenden Gase aus dem Zerfall der Kohle in der Schaumschlacke aufsteigen. Aus dieser Tatsache ergeben sich mehrere Vorteile für den Prozeßablauf. Die bei der Kohledekomposition freiwerdenden Reduktionsgase CO und H₂ sowie Rußanteile kommen in direkten Kontakt mit der eisenoxidhaltigen Schlacke und führen zur Metallisierung der Eisenoxide. Weiterhin stehen die Reduktionsgase zur Reaktion mit dem teilweise in die Schmelze eindringenden oxidierenden Nachverbrennungsjet zur Verfügung. Das Eindringen des Nachverbrennungsgasstrahles in die Schmelze ist erwünscht, da es zur höheren Wärmerückübertragung der Nachverbrennungsenergie an die Schmelze beiträgt. Die zusätzlich erzeugten Reaktionsgase aus der Reaktion der flüchtigen Bestandteile aus der Kohle mit dem Nachverbrennungsgasstrahl unterhalb der Badoberfläche, führen zu einer erhöhten, vorteilhaften Badbewegung in der Schlacke. Diese verstärkte Badbewegung wiederum erlaubt es, den Spülgasanteil durch die Unterbaddüsen zu verkleinern, um den gewünschten Wärmetransport in der Schlacke und die angestrebte Dichte der Schaumschlacke einzustellen.

Gemäß der Erfindung ist die Dichte der Verbundmaterialien so einzu­ stellen, daß sie über der Dichte der flüssigen Schlacke im Schmelzreduktionsgefäß liegt. Beispielsweise hat es sich bewährt, eine Mischung aus Feinerz, Kohle, Kalk und einem Bindemittel unter hohem Druck zu brikettieren, um eine Rohdichte von ca. 2,0 g/cm³ zu erreichen. Mit ungefähr gleicher Zusammensetzung ließen sich Pellets mit einer Rohdichte von 1,6 g/ cm³ erzeugen. Beim erfindungsgemäßen Einsatz dieser Agglome­ rate im Schmelzreduktionsgefäß hatte die Schlacke auf dem Eisenbad eine Zusammensetzung von 49% CaO, 32% SiO₂, 3% FeO, 17% Al₂O₃ und somit eine Dichte von 2,6 g/cm³. Als Schaumschlacke verringert sich die Dichte auf ca. 0,8 g/cm³.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat überraschenderweise den Staub­ austrag mit dem Abgas aus dem Schmelzreduktionsgefäß in überproportiona­ ler Weise vermindert. So werden beispielsweise in einer Pilot-Anlage, die nach dem Hlsmelt-Verfahren arbeitet, pro Stunde etwa 10 t flüssiges Eisen erzeugt. Beim Einsatz von Erz und Kohle, also ohne Vorreduktionsstufe für das Eisenerz, führt man der Schmelze ca. 16 t Feinerz pro Stunde mit einer Zusammensetzung von 63% Fe, 2,6% SiO₂, 1% Al₂O₃ zu, und gleichzeitig ca. 8 t Kohle mit einem flüchtigen Anteil von ca. 10%. Die Nachverbrennung im schaumschlackefreien Gasraum des Gefäßes beträgt ca. 50% und die Wärmerückübertragung (Heat Transfer Efficiency) an das Eisenbad ca. 80%. Unter diesen Betriebsbedingungen enthält das Abgas ca. 60 g/Nm³ Staub mit einem ungefähren Kohlenstoffgehalt von 15%. Wird jedoch das Feinerz zusammen mit dem Reduktionskohlenstoff als Agglomerat, insbesondere als Verbundpellet, von oben durch den Gasraum des Schmelzreduktionsgefäßes in die Schmelze eingeleitet, vermindert sich der Staubaustrag auf 30 g/Nm³ Abgas. Gleichzeitig erhöht sich der Nachverbrennungsgrad unter sonst gleichen Bedingungen auf 60% bei etwa 85% Wärmerückübertragung an die Eisenschmelze.

Demgemäß kann der Staubaustrag aus einem Schmelzreduktionsgefäß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens um ca. 50% im Vergleich zum üblichen Schmelzreduktionsbetrieb gesenkt werden. Es ist ungefähr mit einem Staubaustrag von maximal 45 g/Nm³ Abgas zu rechnen. Einen weiteren Vorteil stellt die Verminderung des Kohlenstoffgehaltes im Staub dar. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ließ sich der Kohlenstoffanteil im Abgasstaub auf Werte unter 8% einstellen. Vor der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens lagen die Koh­ lenstoffanteile im Abgas bei ca. 15% mit Schaumschlacke.

Durch diese Verminderung des Staubaustrages an sich und insbeson­ dere durch die Reduzierung des Kohlenstoffanteils im Abgasstaub ergeben sich Vorteile bei der Verwendung des Abgases zur Vorreduktion oder zum Vorheizen und hauptsächlich in der Gasreinigungsanlage. Neben den bereits beschriebenen Verbesserungen bei der Nachverbrennung der Reaktionsgase aus der Eisenschmelze und den Vereinfachungen beim Einstellen und bei der Stabilisierung der Schaumschlacke zeigen die Verbesserungen bei der Hand­ habung des Abgases selbst, die unerwartet deutlichen Vorteile bei der Zugabe der Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff als Verbundmaterial gemäß dem Verfahren nach der Erfindung.

Es ist vorstellbar, daß die Steigerung der Nachverbrennung mit der meßbaren Verringerung des Eisenoxidgehaltes der Schlacke, hauptsächlich bei der Nachverbrennung in einer Schaumschlackenschicht, in Verbindung steht. Es kommt wahrscheinlich zu weniger Oxidationsreaktionen zwischen dem Gasstrahl für die Nachverbrennung und der Schlacke. Der kleinere Anteil von FeO-Teilchen in der Schlacke vermindert gleichzeitig die Möglichkeit der aufgeblasenen oxidierenden Gase, die FeO-Moleküle aufzuoxidieren. Gleichzeitig bewirkt die verringerte FeO-Konzentration in der Schlacke eine deutliche Verbesserung beim Verschleiß der feuerfesten Gefäßausmauerung. Die Verschleißraten der Feuerfestauskleidung konnten um mehr als die Hälfte verkleinert werden. Durch den verringerten FeO- Anteil in der Schlacke ergibt sich weiterhin ein höheres Metallausbringen und damit eine gesteigerte Effektivität des Prozesses im Vergleich zu den bekannten Methoden.

Die Erfindung wird nunmehr anhand einer beispielhaften Zeichnung und eines nichteinschränkenden Beispiels näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Längsschnitt durch ein konverterähnliches Schmelzreduktionsgefäß, in dem der Prozeß mit Schaumschlackenschicht abläuft.

Das Schmelzreduktionsgefäß 1 mit dem Blechmantel verfügt über eine Ausmauerung 2, die im Bodenbereich durch die Düsen 3 durchdrungen wird. Die Aufblaslanze 4 weist Aufblasdüsenöffnungen 5 für die Frischreaktion und Nachverbrennungsdüsen 6 für die Nachverbrennung der Reaktionsgase CO und H₂ auf.

In dem Schmelzreduktionsgefäß 1 mit der Ausmauerung 2 befindet sich die Metallschmelze 7, deren Badtiefe durch den Pfeil 8 dargestellt ist.

Über dieser Metallschmelze 7 ist die Schaumschlacke 9 mit der durch den Pfeil 10 angedeuteten Badhöhe angeordnet. Die Gasblasen 11 in der Schmelze sind durch entsprechend kleine helle Flächen gekennzeichnet, während die Verbundmaterialien 12, in diesem Beispiel Pellets, die über die Zugabeöffnung 13 in das Schmelzreduktionsgefäß gelangen, durch dunkle Punkte dargestellt sind.

Das Abgas 14, charakterisiert durch die kleinen Pfeile, verläßt das Schmelzreduktionsgefäß durch die Abgasleitung 15. Mit dem Abgas 14 werden die Staubpartikel, einschließlich Ruß- und Kohleteilchen, aus dem Gefäß getragen.

Das Schmelzreduktionsverfahren in dem in Fig. 1 dargestellten Gefäß arbeitet mit einer Schaumschlacke und Sauerstoffaufblaslanze, wie für den sogenannten Deep-Slag-Process üblich. Die gesamten festen Reaktionspartner werden in Form von Pellets 12 durch die Zugabeöffnung 13 der Schmelze zugeführt. Die Pellets enthalten 65% Eisenerz und 25% Kohle (Zusammensetzung ca. 80% C, 10% Asche, 10% Flüchtige, davon 2% H₂O) sowie als Schlackenbildner 8% CaO und Bindemittel. Es handelt sich um grüne Pellets mit einem Raumgewicht von 2,5 g/cm³. Die Eisenschmelze 7 hat zu Prozeßbeginn ein Gewicht von 20t und bei einem Maximalgewicht von 40t werden über eine nicht-dargestellte Abstichöffnung aus dem Gefäß 20t Roheisen mit einer Zusammensetzung von 3,5% C, 95% Fe abgestochen. Gleichzeitig werden über eine ebenfalls nicht­ dargestellte Schlackenabstichöffnung 8,5t Schlacke mit einer Zusammensetzung von 38% CaO, 27% SiO₂, 17% Al₂O₃, 12% MgO, 3% Fe_ox aus dem Gefäß entfernt.

Während der Prozeßführung führt man der Schmelze ca. 700 kg/min der genannten Pellets 12 zu. Gleichzeitig werden über die Lanze 4 7500 Nm³/h Sauerstoff eingeblasen. Dabei strömen ungefähr 1500 Nm³/h durch die Aufblasöffnungen 5 und 6000 Nm³/h durch die Nachverbrennungsdüsen 6.

Durch die Abgasleitung 15 verlassen 17 000 Nm³/h Abgas mit einer Staubbeladung von 35 g/Nm³ das Schmelzreduktionsgefäß.

Des weiteren werden durch die Bodendüsen 3 1000 Nm³/h Rührgas, hauptsächlich Stickstoff, in die Schmelze geblasen, um die nötige Badbewegung der Eisenschmelze und den Aufbau der Schaumschlackenschicht zu gewährleisten.

Bei dieser Prozeßführung mit einer Schaumschlacke konnte durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Nachverbrennungsgrad von 60% bei einer Wärmerückübertragung von 85% erreicht werden. Im Vergleich dazu, ist bei der üblichen Fahrweise und gemischter Zugabe der Reaktionspartner durch Bodendüsen bzw. nicht pelletisierter Feststoffe durch den Gasraum, eine Nachverbrennung von 50% mit einer Wärmerück­ übertragung von 80% erreicht worden. Daraus ergibt sich eine Einsparung von 200 kg Kohle/t erzeugten Roheisens mit dem erfindungsgemäßen Prozeß gegenüber der üblichen Fahrweise. Gleichzeitig wird die Produktivität von 8t/h auf 10t/h Roheisen gesteigert.

Im Abgas konnte die Staubmenge um 25 g/Nm³ mit dem erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich zur bekannten Fahrweise herabgesetzt werden. Dabei ist weiterhin bedeutungsvoll, daß der Kohlenstoffanteil im Abgasstaub von 15% bei üblicher Fahrweise auf 6% mit dem Verfahren nach der Erfindung herabgesetzt werden konnte. Daraus resultiert eine Reihe von Vorteilen für die Nachbehandlung des Abgases, insbesondere in der Gasreinigungsanlage.

Das Verfahren zur Erhöhung der Effektivität bei der Schmelzreduktion von oxidischen Metallträgern, insbesondere Eisenerz, und der Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe bei dem Schmelzreduktionsprozeß, der in einem Reaktionsgefäß abläuft, in dem sich eine Metallschmelze mit Schlackenschicht befindet, und in dem die aus der Metallschmelze entweichenden Reaktionsgase mit oxidierenden Gasen nachverbrannt werden, die dabei entstehende Wärme an die Metallschmelze übertragen wird und die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff der Schmelze von oben durch den Gasraum des Reaktionsgefäßes zugeführt werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß diese Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff mit oder ohne weitere Begleitstoffe als Verbundmaterial der Metallschmelze in kompakter Form zugegeben werden, läßt sich in weiten Grenzen variieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Solange die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff in ausreichender Menge als Agglomerat der Metallschmelze in kompakter Form zugegeben werden, bewegt man sich im Rahmen der Erfindung, auch wenn diese Verbundmaterialzugabe beispielsweise aus verschiedenen Richtungen und Höhen in ein Schmelzreduktionsgefäß erfolgt. Dabei kann selbstverständlich der Schmelzreduktionsprozeß selbst auch erheblichen Veränderungen unterworfen sein.

Claims (8)

1. Verfahren zur Erhöhung der Effektivität bei der Schmelzreduktion von oxidischen Metallträgern, insbesondere Eisenerz, und der Verbesserung des Wärmewirkungsgrades der eingesetzten Brennstoffe bei dem Schmelzreduktionsprozeß, der in einem Reaktionsgefäß abläuft, in dem sich eine Metallschmelze mit Schlackenschicht befindet und in dem die aus der Metallschmelze entweichenden Reaktionsgase mit oxidierenden Gasen nachverbrannt werden, die dabei entstehende Wärme an die Metallschmelze übertragen wird und die Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff der Schmelze mindestens teilweise von oben durch den Gasraum des Reaktionsgefäßes zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese Reaktionspartner Erz und Kohlenstoff mit oder ohne weitere Begleitstoffe als Verbundmaterial der Metallschmelze in kompakter Form zugegeben werden und daß der Kohlenstoffanteil in Verbund­ material mindestens so hoch eingestellt wird, daß er zur vollständigen Reduktion des Metalloxidanteils im Verbundmaterial ausreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionspartner in Form von Pellets, Briketts, Preßkörpern, beliebigen anderen Agglomeraten, sortenrein oder als Mischungen dieser Verbundmaterialien der Schmelze zugegeben werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß grüne, vorerhitzt gesinterte, vorreduzierte Verbundmaterialien oder Mischungen dieser Agglomerate der Schmelze zugeführt werden.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffanteil im Verbundmaterial so hoch eingestellt wird, daß er zur Deckung der Wärmebilanz des Schmelzreduktionsprozesses ausreicht.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionspartner Kohlenstoff in Form von Kohle verschiedener Qualitäten, Koks, anderer fester Kohlenstoffträger und Kohlenwasserstoffen sowie flüssigem Kohlenwasserstoff, wie Öl der verschiedenen Qualitäten und Siedepunkten, Teer, Pech, Raffinerierückstände im Verbundmaterial der Schmelze zugeführt wer­ den.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionspartner Erz als stückiges und/oder feinkörniges unbehandeltes oder vorreduziertes Erz mit unterschiedlichem Reduktionsgrad bis hin zum vollständig metallisierten Material, in dem Verbundmaterial in die Schmelze eingebracht wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bereits im Verbundmaterial über den innigen Kontakt der Reaktionspartner eine Vorreduktion bis hin zur vollständigen Reduktion bewirkt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundmaterialien bzw. Agglomerate sich auf ihrer Fallstrecke im Schmelzreduktionsgefäß erwärmen, d. h. vorgeheizt werden, bevor sie in die Schmelze eintauchen.