DE19543074A1 - Direktreduktionsverfahren und Einrichtung - Google Patents

Direktreduktionsverfahren und Einrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Direktreduktionsverfahren, bei dem metalloxidhaltiges mit kohlenstoffhaltigem Material vermengt, zu ungebranntem Beschickungsmaterial geformt und in einem Herdofen, insbesondere einem Drehherd behandelt wird.
Eine direkte Reduktion von Eisenoxid und anderen Metalloxiden kann in einem Herdofen, insbesondere in einem Drehherdofen, unter Verwendung von pelletiertem oder brikettiertem Einsatzmaterial erfolgen, das auf den Herd aufgegeben wird.
Im praktischen Einsatz sind Drehherdöfen für die unterschiedlichsten Materialien.
So ist aus der EP 0 058 736 ein Herdherdofen mit einer Heizeinrichtung zur Erzeugung einer heizen Zone bekannt, in der unterschiedliche Artikel wie beispielsweise Fittings o. ä. in einer bestimmten Weise durch den Herd geführt werden.
Weiterhin ist aus der EP 0 259 510 ein Drehherdofen bekannt, der als kontinuierlicher Nachwärmofen Schüttgüter erwärmt. Ein solcher Herdofen weist im allgemeinen eine zylindrische Innenwand auf, die einem gewissen Abstand von einer zylindrischen Außenwand angeordnet ist. Der Raum dazwischen bildet den eigentlichen Drehherd dar. Weiterhin können in der Innenwand und der Außenwand wie auch im Deckel Brenner angeordnet sein. Dieser Herdofen wird für die direkte Reduktion von Eisenoxid eingesetzt. Das zu reduzierende Material wird gewöhnlich in einem Förderband oder einer Schurre auf einen Drehherd aufgegeben bzw. abgeworfen. Üblicherweise wird das Material, welches auf den Herd weiter transportiert wurde, am Ende der Behandlung mit einer Förderschnecke entfernt.
Bei den bisherigen Direktreduktionsverfahren wird Kohlenstoff in die Pellets bzw. Briketts eingeschlossen. Die Kohlenstoffmenge deckt den Bedarf für die Reduktion der Metalloxide, sowie für Reoxidationsschutz des reduzierten Metalls und ggf. einen Überschuß, der für die Weiterverarbeitung z. B. in einem E-Ofen benötigt wird und ggf. für Brennstoff in der Abschlußzone des Herdes vor seinem Abwurf. Unter Umständen verlangt der Kunde für seinen E-Ofen noch einen Restkohlenstoffgehalt, der bislang im Beschickungsmaterial bereits zugemengt werden mußte.
Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine dazu erforderliche Vorrichtung zu schaffen, mit der kostengünstig und energiesparend bei optimalen Festigkeitswerten des Beschickungsmaterials eine Direktreduktion von Eisenoxid und anderen Metalloxiden durchführbar ist.
Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs sowie des Vorrichtungsanspruchs.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dem grünen Beschickungsmaterial, wie Pellets oder Briketts so viel Kohlenstoff mitzugeben, wie der für die Reduktion und die spätere Weiterverarbeitung erforderlich ist. Der Kohlenstoffbedarf für den Reoxidationsschutz und der Kohlenstoff, der als Brennstoff im hinteren Teil des Herdes eingesetzt wird, wird in Form von Kohlengries unabhängig zum Zeitpunkt und an dem Ort zugegeben, in dem er Verwendung findet. Der Kohlengries hat eine Korngröße zwischen 0,2 bis 1,5 mm und kann ggf. zonenweise aufgegeben werden.
Die Aufgabe des Kohlengries geschieht in der Form, daß er dem Beschickungsmaterial zugemischt wird und insgesamt ein gleichmäßig verteiltes Gemenge darstellt.
Der Kohlengries hat eine Korngröße, die von den im Herdofen herrschenden Strömungen, insbesondere von den Flammen der einzelnen Brenner, nicht weggeblasen werden kann.
Durch seine höhere Affinität des Kohlenstoffs zum Sauerstoff bildet die benetzte Kohlengrußschicht einen besonderen Schutz der grünen Pellets bzw. Briketts.
Durch den erfindungsgemäß niedrigen Kohlenstoffgehalt des grünen Beschickungsmaterials neigt dieser nicht zum Zerfallen, so daß die einzelnen Pellets bzw. Briketts formstabil auf das Transportband gebracht und im Ofen gefördert werden können.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt. In der Zeichnung ist der Drehherdofen mit der Innen- und Außenwand und der Gaszu- bzw. dem Gasabzug sowie der Materialaufgabe und dem Materialabzug dargestellt.

Claims (11)

1. Direktreduktionsverfahren, bei dem metallhaltiges mit kohlenstoffhaltigem Material vermengt, zu grünem Beschickungsmaterial geformt und in einem Herdofen, insbesondere Drehherd behandelt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Erzeugung des grünen Beschickungsmaterials diesem eine Kohlenstoffmenge zugegeben wird, die der zur Reduktion erforderlichen Menge entspricht und
daß dem fertigen grünen Beschickungsmaterial vor seinem Einführen in den Herdofen zusätzlich Kohlenstoff als Gries zugeführt wird.
2. Direktreduktionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der für die Reduktion erforderlichen eine Kohlenstoffmenge zugegeben wird, die für die Weiterverarbeitung in den nachfolgenden Aggregaten gewünscht wird.
3. Direktreduktionsverfahren nach den Ansprüchen 2 oder 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffgries zusätzlich in mindestens einer der der Aufgabezone sich anschließenden Zonen zugegeben wird, insbesondere in der Reduktionszone.
4. Direktreduktionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlengries eine Korngröße zwischen 0,2 bis 1,5 mm aufweist.
5. Direktreduktionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlengries an mindestens einer Übergabestation von einer Fördereinrichtung auf eine Nachfolgende dem Beschickungsmaterial zugegeben wird und sich mit diesem vermengt.
6. Direktreduktionsverfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlengries von einem oberhalb des Drehherdes angebrachten Bauteil in der Reduktionszone aufgeworfen oder aufgeschleudert wird.
7. Direktreduktionsverfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die brennbaren Bestandteile der flüchtigen das Beschickungsmaterial in der ersten Zone verlassenden flüchtigen Stoffe zum Aufwärmen der Charge in den hinteren Zonen des Herdes Verwendung finden.
8. Direktreduktionsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Steuerung des Gasabzuges des Herdofens Einfluß auf die Strömungsrichtung des Brennstoffes genommen wird.
9. Einrichtung zur Durchführung eines Direktreduktionsverfahrens mit einem Herdofen, insbesondere einem Drehherd, bei dem grünes Beschickungsmaterial an einer Stelle des Ofens aufgegeben wird und am Ende der Behandlung aus dem Ofen abgezogen wird, wobei der Ofen zum Transport des Gutes sich dreht und Lanzen zum Verbrennen von gasförmigen und/oder festen Anteilen aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen rieselfähiges Material den für das Beschickungsmaterial auf die vorgesehenen Fördereinrichtungen zuführbar ist,
daß im Bereich des Ofens, in dem Beschickungsmaterial zugegeben wird und in dem Bereich, in dem das fertig reduzierte Material abgezogen wird, in der Herddecke Öffnungen zum Abzug von Gasen vorgesehen ist und
daß in diesen Öffnungen steuerbare Schließelemente vorgesehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Slinger-Vorrichtung vorgesehen ist, mit der rieselfähiges Material gleichmäßig geschleudert werden kann.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein quer zum Förderband angeordnetes Becherwerk vorgesehen ist, mit dem gleichmäßig ein rieselfähiges Material auf das darunter angeordnete Transportband aufgebbar ist.
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