DE19623246C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung eines Einschmelzvergasers mit Vergasungsmitteln und Eisenschwamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der DE 30 34 539 A1 und der DE 37 23 137 C1 bekannt. Die DE 30 34 539 A1 zeigt einen Einschmelzvergaser und einen Reduktionsschacht, der im Abstand über und fluchtend zu dem Einschmelzvergaser angeordnet ist. Im unteren Bereich des Reduktionsschachtes ist in waagerechter Anordnung senkrecht durch die Umfangs­ wandung von diesem eine Mehrzahl von sternartig an­ geordneten Austragsvorrichtungen in Form von Schnec­ kenförderern vorgesehen, die den Eisenschwamm aus diesem Bereich des Reduktionsschachtes austragen, so daß er über zugehörige Fallrohre unmittelbar in den Einschmelzvergaser abgegeben wird. Zu diesem Zweck enden die Fallrohre im Kopfbereich des Einschmelzver­ gasers zentrisch um dessen Mittelachse im Abstand von dieser und zueinander angeordnet. Unmittelbar neben den Einlaßstutzen dieser Fallrohre im Vergaserkopf befinden sich auch die Einlaßöffnungen für das Ver­ gasungsmittel, vorzugsweise Kohle, sowie gleichfalls die Auslässe für das im Vergaser erzeugte Reduktions­ bzw. Rohgas.

Durch die Fallrohre ist der Einschmelzvergaser direkt mit dem Reduktionsschacht verbunden. Über diese ge­ langt daher mit dem unentstaubten Vergasergas eine große Staubmenge in den Reduktionsschacht. Um den Gesamtstaubeintrag in den Reduktionsschacht zu redu­ zieren und die daraus resultierenden Probleme zu be­ grenzen, wird die Hauptmenge des Vergasergases nach einer Entstaubung in Heißgaszyklonen mindestens 2 m oberhalb der Förderschnecken der Austragsvorrichtun­ gen als Reduktionsgas in den Reduktionsschacht einge­ leitet. Die Schüttung im Reduktionsschacht zwischen der Mündung der Förderschnecken und dem Reduktions­ gaseintritt dient als Gassperre, damit die über die Fallrohre in den Reduktionsschacht gelangende Menge des unentstaubten Vergasergases begrenzt wird. Je größer jedoch der Schachtdurchmesser ist, desto grö­ ßer muß dieser Abstand sein. Bei einem Reduktions­ schachtdurchmesser von 5 m beträgt dieser schon über 4 m. Der Reduktionsschacht wird hierdurch entspre­ chend höher und schwerer.

Dadurch, daß die Förderschnecken in ihrer radialen Anordnung in die senkrecht verlaufenden Wandungsab­ schnitte im unteren Bereich des Reduktionsschachtes münden, ergibt sich zwischen der hierdurch definier­ ten Ebene innerhalb des Reduktionsschachtes und dem darüber befindlichen Reduktionsgaseinlaß ein Totraum, in welchem der Eisenschwamm nicht reduziert wird, der somit nicht am Verfahrensablauf teilnimmt und diesen in unwirtschaftlicher Weise belastet. Dieser Totraum vergrößert zwangsläufig auch den Abstand zwischen dem Reduktionsschacht und dem darunter befindlichen Ein­ schmelzvergaser und vergrößert das Gewicht des Reduk­ tionsschachtes sowie die Gesamthöhe der Anlage. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Anordnung ist ein sehr geringer Gaswiderstand der Schüttung, gege­ ben durch einen großen Querschnitt des Reduktions­ schachtes in diesem Bereich, wodurch eine erhebliche Gasmenge aus dem Einschmelzvergaser durch die Fall­ rohre in den Reduktionsschacht strömt, welche viel Staub mit sich trägt. Zusätzlich wird von diesem auf­ strömenden Vergasergas ein großer Teil von feinen Partikeln des ausgetragenen Eisenschwamms und gegebe­ nenfalls der kalzinierten Zuschlagstoffe in den Fallrohren gesichtet und wieder zum Reduktionsschacht zurückgefördert, so daß der Staubeintrag in den Re­ duktionsschacht noch erhöht wird. Besonders nachtei­ lig sind Kohlepartikel, die aus den nahen Vergasungs­ mitteleinlässen in die Fallrohre gelangen und wegen ihrer kurzen Verweilzeit im Vergaser noch einen Teil von flüchtigen Bestandteilen und Teer enthalten, wel­ che im unteren Bereich des Reduktionsschachtes als Bindemittel zu einer Brücken- und Agglomeratbildung und zu einem unkontrollierten Austrag der Förder­ schnecken führen können.

Es hat sich auch herausgestellt, daß bei dieser An­ ordnung bei der Beschickung des Einschmelzvergasers eine gleichmäßige Verteilung und Vermischung zwischen dem Vergasungsmittel und dem Eisenschwamm im Bereich des Vergaserbettes nicht gewährleistet ist oder zu­ mindest nicht befriedigend sichergestellt werden kann. Diese Inhomogenität in der Beschickung macht sich insbesondere in der Vergasermitte und bei unru­ higem Betrieb des Einschmelzvergasers mit starken Schwankungen der Gasmengen und des Anlagendrucks so­ wie vor den einzelnen Sauerstoffdüsen nachteilig be­ merkbar, wenn eine der Eisenschwamm-Fördervorrichtun­ gen ausfällt und vor den zugehörigen Sauerstoffdüsen nur sauere Schlacke aus Kohleasche ohne Eisenschwamm und Zuschlagstoffe eingeschmolzen wird. Weitere Nach­ teile dieser Anordnung sind ein starker Verschleiß der Ausmauerung in den Fallrohren und die Notwendig­ keit der Leerung des Reduktionsschachtes bei größeren Reparaturen an den Fördervorrichtungen. Hierdurch entstehen längere Produktionsausfälle sowie hohe An­ fahrkosten. Durch die Tatsache, daß die Fördervor­ richtungen nur einseitig gelagert sind, ist weiterhin eine Begrenzung der Größe und der Effektivität der Gesamtanlage gegeben.

Bei der Vorrichtung nach der DE 37 23 137 C1 werden mehrere der vorgenannten Probleme gelöst oder gemil­ dert. Das Problem eines noch immer relativ hohen Staubeintrages über die Verbindungsleitungen zum Re­ duktionsschacht und die damit verbundenen Folgepro­ bleme, mit denen alle Schmelzreduktionsverfahren zu kämpfen haben, sind jedoch auch bei dieser Vorrich­ tung noch nicht zufriedenstellend gelöst. Ein größe­ rer Teil des Staubes wird in den Verbindungsschächten zwischen den Austrageinrichtungen und dem Reduktions­ schacht in der Schüttung zwar während eines normalen Betriebs abgeschieden, so daß weniger Staub in den Reduktionsschacht gelangt; die Verstaubung der Schüt­ tung in den Verbindungsschächten wird jedoch weiter­ hin hoch bleiben, wodurch die Schüttung in diesem Bereich relativ leicht zum Hängen neigt. Bei einer stärkeren Verstaubung der Ofenschüttung im Reduk­ tionsgas-Eintrittsbereich, dem sogenannten Bustle­ bereich des Reduktionsschachtes, erhöht sich der Druckunterschied zwischen dem Einschmelzvergaser und dem unteren Bereich des Reduktionsschachtes und dem­ entsprechend die auf strömende Menge des unentstaubten Vergasergases über die Verbindungsschächte bzw. bei der Ausführung der der DE 30 34 539 A1 über die Fall­ rohre zum Reduktionsschacht. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, daß das Vergasergas über die Fall­ rohre bzw. Verbindungsschächte und Austragsvorrich­ tungen einen direkten Zugang zur relativ unverstaub­ ten Schüttung in der Mitte des Reduktionsschachtes hat. Dabei wird die Wirkung der Windsichtung in dem Kuppelaufsatz des Vergasers bzw. in den Fallrohren ebenfalls immer stärker, der Staubgehalt des zurück­ strömenden Gases wird immer höher und die Schüttung in den Verbindungsschächten sowie im unteren Bereich des Reduktionsschachtes kann mit diesem Kreislauf­ staub so angereichert werden, daß wegen hoher Rei­ bungskräfte in der Schüttung ganz geringe Druckunter­ schiede ausreichen, um die Schüttung in den Verbin­ dungsschächten und im unteren Teil des Reduktions­ schachtes zum Hängen zu bringen, wodurch die bekann­ ten Phänomene der Kanalbildung und der ungestörten Gasströmung mit sehr hohem Staubgehalt vom Ein­ schmelzvergaser zum Reduktionsschacht auftreten. Sol­ che Fälle ereignen sich, wenn zu viel Feinstaub mit der Kohle eingetragen wird, wenn in der Kohlemischung eine größere Menge Kohle eingesetzt wird, die bei hohen Temperaturen stark zerfällt, wenn extrem hohe Temperaturen im Vergaser auftreten, die zu einem stärkeren Kohlezerfall führend sowie bei stärkerem Erzzerfall im Reduktionsschacht und bei Ausfall bzw. Teilausfall der Staubrückführung. In solchen Fällen können durch den zurückgeführten Staub noch mehr Pro­ bleme bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der DE 37 23 137 C1 auftreten als bei der Vorrichtung nach der DE 30 34 539 A1, da durch Zugabe von Verga­ sungsmittel bzw. Kohle und Eisenschwamm über einen gemeinsamen Kuppelaufsatz, in welchem weit niedrigere Temperaturen herrschen als im Dom des Einschmelzver­ gasers, der Vergaserstaub überwiegend unentgaste und teerhaltige Kohlepartikel enthält, die zu einer Agglomerat- und Brückenbildung führen. Diese Brücken können in relativ schmalen Verbindungsschächten viel schwerer beseitigt werden als im Unterteil des Reduk­ tionsschachtes mit seinem großen Querschnitt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der DE 37 23 137 C1 enthält der Staub weniger Kohleparti­ kel, jedoch ist die Problematik dort ähnlich.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Vorrichtung aus einem Einschmelzvergaser und einem oberhalb von diesem angeordneten Reduk­ tionsschacht zur Reduktion von Eisenerz in Eisen­ schwamm, der durch horizontale Austragsvorrichtungen im unteren Teil des Reduktionsschachts und eine Rohr­ verbindung in den Kopf des Einschmelzvergasers einge­ bracht und in diesem mit Hilfe eines ebenfalls in den Kopf des Einschmelzvergasers eingebrachten Verga­ sungsmittels sowie eines sauerstoffhaltigen Gases aufgeschmolzen und zu flüssigem Roheisen reduziert wird, wobei gleichzeitig ein Reduktionsgas erzeugt wird, das aus dem Kopf des Einschmelzvergasers abge­ führt wird, so zu verbessern, daß der Eintrag von Staub vom Einschmelzvergaser zum Reduktionsschacht über die Austragsvorrichtungen und Verbindungsschäch­ te sowie des Rückführstaubes aufgrund der Windsich­ tung unterbunden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung sowie ein bevorzugtes Ver­ fahren unter Verwendung dieser Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu­ tert. Diese zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Ein Reduktionsschacht 1 ist nur in bezug auf seinen unteren Bodenbereich angedeutet, während ein Ein­ schmelzvergaser 2 auf die Darstellung seines oberen Bereichs beschränkt ist. Im wesentlichen senkrecht zwischen dem Reduktionsschacht 1 und einem Staub­ sperrbehälter 5 angeordnete, vorzugsweise trichter­ förmige Verbindungsschächte 4 münden direkt in den waagerechten oder leicht gewölbt ausgebildeten Boden des Reduktionsschachtes 1. In der Schnittdarstellung sind nur zwei Verbindungsschächte 4 wiedergegeben; jedoch sind in bekannter Weise mehrere solcher Ver­ bindungsschächte auf dem Umfang eines Kreises, dessen Mittelpunkt die Längsachse des Reduktionsschachtes 1 bildet, angeordnet. Förderschnecken von Austragsvor­ richtungen 7 sind sternartig, bezogen auf die Längs­ achse des Staubsperrbehälters 5 bzw. des Reduktions­ schachtes 1 in radialer Richtung waagerecht angeord­ net und verbinden die Verbindungsschächte 4 vom Re­ duktionsschacht 1 mit Einlässen 9 des Staubsperrbe­ hälters 5, aus welchem der ausgetragene Eisenschwamm unmittelbar über ein Fallrohr 11 zu einem Mischbehäl­ ter 12 abgegeben wird. Der Staubsperrbehälter 5 wird im oberen Bereich über mindestens einen Einlaß 10 und/oder über jeweils einen Einlaß 19 der einzelnen Austragsvorrichtungen 7 mit Sperrgas beaufschlagt, um in diesem einen leichten Überdruck in bezug auf den Druck im Einschmelzvergaser 2 aufrechtzuerhalten, so daß der Staubeintrag über das Fallrohr 11 in den Re­ duktionsschacht 1 unterbunden wird. Als Sperrgas wird üblicherweise das gewaschene und gekühlte Vergasergas verwendet. Dieses Gas dient bei den meisten Eisenerz­ reduktions-Schmelzverfahren zur Einstellung der Tem­ peratur des Reduktionsgases. Bei Ausfall dieses Kühl­ gases wird Stickstoff als Sperrgas verwendet. Die Messung des Überdruckes erfolgt über eine Differenz­ druckmeßeinrichtung 15 und die Zugabe des Sperrgases findet über eine Regelarmatur 14 statt.

Der Eintrag des Vergasungsmittels erfolgt über einen am Mischbehälter 12 unter einem steilen Winkel ange­ ordneten Einlaß 3. Dieser Einlaß 3 wird durch Zugabe von Kühlgas über eine von Temperaturmeßeinrichtungen 17 und 18 gesteuerte Regelarmatur 16 gekühlt, um Teerablagerungen und eine Ansatzbildung im Einlaß 3 zu vermeiden. Über diese Kühlgaszugabe wird auch Kühlgas über den Mischbehälter 12 in den Dom des Ein­ schmelzvergasers 2 gegeben, wenn in diesem zu hohe Temperaturen, bedingt durch einen Ausfall der Kohle­ beschickung, ein unangepaßtes Verhältnis Sauerstoff­ menge/Schmelzleistung oder aus anderen Gründen auf­ treten. Überhöhte Temperaturen im Dombereich des Ein­ schmelzvergasers 2 verstärken den Kohlezerfall, was sich sehr nachteilig auf den Betrieb des Einschmelz­ vergasers 2 und des Reduktionsschachtes 1 auswirkt, da dadurch eine kleinere Körnung und ein feinerer Staub in größerer Menge entstehen, der Abscheidegrad der Heißgaszyklone für die Entstaubung des Vergaser­ gases schlechter wird und somit neben einer größeren Staubmenge über das Fallrohr 11 wesentlich mehr Staub auch über den Bustlekanal in den Reduktionsschacht 1 gelangt und die Schüttung schnell verstaubt. In der­ artigen Fällen übernimmt die Temperaturmeßeinrichtung 18 die Regelung der Kühlgasmenge.

Der Mischbehälter 12 ist direkt oberhalb des Ein­ schmelzvergasers 2 angeordnet. Aus dem Mischbehälter 12 wird die Mischung aus heißem Eisenschwamm und kal­ tem Vergasungsmittel unmittelbar über einen Einlaß 6 in die Mitte des Einschmelzvergasers 2 abgegeben.

Im Eintrittsbereich der Verbindungsschächte 4 oder oberhalb hiervon eingebaute Brückenbrecher 13 verhin­ dern den Eintritt von größeren Agglomeraten in die Verbindungsschächte 4. Hierdurch wird die Schüttung in den Verbindungsschächten 4 vom Gewicht der darüber befindlichen Materialsäule entlastet und aufgeloc­ kert, so daß die Bildung von Brücken vermieden wird. Nach Bedarf kann auch im unteren Bereich der Verbin­ dungsschächte 4 ein zusätzlicher Brückenbrecher ein­ gebaut sein. Die einzelnen Brückenbrecher 13 werden mittels eines Hydraulikzylinders jeweils um etwa 30° hin- und herbewegt.

Der Einsatz des Staubsperrbehälters 5 ermöglicht, daß die direkte Verbindung jeder einzelnen Austragsvor­ richtung 7 mit dem Einschmelzvergaser 2 durch das gemeinsame Fallrohr 11 ersetzt wird. Dadurch verrin­ gert sich die Anzahl der Verbindungen von etwa sechs bis acht auf eine Rohrverbindung. Er ermöglicht auch, daß unabhängig von der Anlagengröße kürzere und da­ durch robustere, weniger wartungsanfällige und bil­ ligere Austragsvorrichtungen 7 eingesetzt werden, die auch ohne problematische und kostspielige Leerung des Reduktionsschachtes 1 ausgetauscht werden können. Beim Austausch kann die Förderschnecke in einen rela­ tiv kleinen Materialhaufen hineingedreht und dann hineingeschoben werden. Der Staubsperrbehälter 5 wird üblicherweise im oberen Bereich mit einem Mannloch­ deckel versehen, so daß eine Inspektion und ein schneller Austausch dieser wichtigen Vorrichtungen, auf deren kontinuierlichen Betrieb nur mit großen Nachteilen für den Betrieb der Gesamtanlage verzich­ tet werden kann, möglich werden.

Durch die Zugabe des Sperrgases über die Regelarmatur 14 und die Druckdifferenzmeßeinrichtung 15 über den mindestens einen Einlaß 10 in den oberen Bereich des Staubsperrbehälters 5 und/oder über die Einlässe 19 in den oberen Bereich der einzelnen Austragsvorrich­ tungen 7 wird im Zugabebereich ein leichter Über­ druck, bezogen auf den Druck im Einschmelzvergaser 2, aufrechterhalten und damit der Eintrag von Staub aus dem Einschmelzvergaser 2 in den Reduktionsschacht 1 unterbunden. Auch die mit dem Eisenschwamm ausgetra­ genen Feinpartikel werden nicht mehr durch das auf­ strömende Vergasergas gesichtet und zum Reduktions­ schacht 1 zurückbefördert, sondern sie werden durch die nach unten gerichtete Strömung eines Teils des Sperrgases zum Einschmelzvergaser 2 hin verdrängt. Dadurch wird der Staubeintrag in den Reduktions­ schacht 1 im normalen Betrieb im Vergleich zu den bekannten Reduktionsschächten um ein Viertel bis ein Drittel reduziert, und in Problemfällen um wesentlich mehr, wodurch eine robustere und stabilere Fahrweise des Reduktionsschachtes und der Gesamtanlage gewähr­ leistet ist. Es werden ohne Kohlepartikel und Verga­ serstaub, die im Reduktionsschacht als Bindemittel wirken, keine festen Agglomerate mehr im unteren Teil des Reduktionsschachtes 1 gebildet, ohne die bei gleichzeitiger Herabsetzung der Verstaubung der Schüttung im unteren Bereich des Reduktionsschachtes 1 ein stabiler Betrieb der Fördereinrichtungen mit konstanter Fördergeschwindigkeit gegeben ist.

Der zwischen dem Staubsperrbehälter 5 und dem Ein­ schmelzvergaser 2 eingebaute Mischbehälter 12 dient zur Vermischung von Eisenschwamm und Vergasungsmit­ tel, wodurch sich mehrere Vorteile ergeben. Durch die Zugabe des Eisenschwamms und des Vergasungsmittels über den gemeinsamen Einlaß 6 entfallen sechs bis acht getrennte Einlässe für den Eisenschwamm bzw. ein großer Kuppelaufsatz, wodurch die Ausmauerung im gro­ ßen Dombereich des Einschmelzvergasers 2 stabiler und leichter ausgeführt werden kann. Durch eine vorteil­ hafte Ausbildung des Staubsperrbehälters 5 und des Mischbehälters 12, die jeweils mit Verschleißtaschen versehen werden, wird erreicht, daß der Eisenschwamm und zum Teil auch das Vergasungsmittel auf ein Mate­ rialpolster fallen, wodurch der Verschleiß der Aus­ mauerung herabgesetzt wird. Der schräg angeordnete Einlaß 3 richtet den Materialstrom des Vergasungsmit­ tels zum Teil auf ein Materialpolster und zum Teil gegen den Materialstrom der nach unten rutschenden Mischung. Dadurch werden diese beiden Materialströme vermischt in die Mitte des Einschmelzvergasers 2 ab­ gegeben und die Wand des Einlasses 6, gegen die der Materialstrom des Vergasungsmittels gerichtet ist, wird durch die nach unten abfließende Schicht des Eisenschwamms bzw. der Mischung vor Verschleiß ge­ schützt. Da somit das Vergasungsmittel mit einer hei­ ßen Ausmauerungswand, an weicher sich Teer- und Staubansätze bilden könnten, praktisch nicht in Kan­ takt kommt, kann man bei dieser vorteilhaften Aus­ bildung auf die bei separater Zugabe des Vergasungs­ mittels sonst unverzichtbare wassergekühlte Auskleidung beim Einlaß 6 verzichten. Dadurch entfällt ein Aggre­ gat, das dem Einschmelzvergaser 2 die Wärme entzieht und in längeren Zeitabständen wegen Verschleißes oder Reißens der Schweißnähte ersetzt werden muß. Bei ei­ ner separaten Zugabe der Kohle in die Vergasermitte und des Eisenschwamms in einem Außenring, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist, rut­ schen die gröberen Kohlepartikel nach außen und die feinen Partikel bleiben in der Mitte, die auch schlechter durchgast wird und kälter bleibt. Wenn dann eine größere Kohlemenge mit kleinerer Körnung aus der kälteren Mitte des Vergaserbettes in den stärker durchgasten und heißeren Außenring abrutscht, in welchem sie durch ein großes Wärmeangebot des Ver­ gaserbettes und des aufsteigenden Gases sehr schnell entgast, bewirkt sie einen schnellen Anstieg der pro­ duzierten Gasmenge bzw. des Druckes und damit einen unruhigen Betrieb der Gesamtanlage. Je feiner die Kohle ist, desto schneller entgast sie und verstärkt die vorbeschriebenen Vorgänge. Durch eine Vermischung des Eisenschwamms und des Vergasungsmittels im Misch­ behälter 12 und die gemeinsame Abgabe der Mischung in die Mitte des Einschmelzvergasers 2 wird erreicht, daß in der schlechter durchgasten Vergasermitte die Restfeuchte und ein großer Teil der flüchtigen Be­ standteile der Kohle durch fühlbare Wärme des Eisen­ schwamms entgasen, bevor die Mischung aus der kälte­ ren Mitte des Vergaserbettes in den stärker durchga­ sten und heißeren Außenring abrutscht. Die gemeinsame Zugabe mit den heißen und schwereren Eisenschwammpar­ tikeln, die dadurch länger in der Mitte mit der Fein­ kohle verweilen und ihre Entgasung bewirken, sorgt auch für mehr Bewegung und weniger Entmischung, wo durch das Lückenvolumen des Vergaserbettes und die Gasströmung im mittleren Bereich ansteigen und dieser Bereich heißer wird. Falls auch größere Mengen der Feinkohle aus der Vergasermitte in den heißen Außen­ ring abrutschen, wird weniger Gas erzeugt, da die Mischung viel weniger und schon zu einem großen Teil entgaste Kohle enthält als bei Zugabe der Kohle über einen separaten Einlaß. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus gleichmäßigeren Bedingungen im Schmelzbe­ reich der einzelnen Sauerstoffdüsen. Auch wenn eine der Austragsvorrichtungen 7 nur eingeschränkt fördert oder ganz ausfällt oder schlechter reduzierten Eisen­ schwamm und weniger kalzinierte Zuschlagstoffe aus­ trägt, gelangt bei einer gemeinsamen Zugabe von Ei­ senschwamm und Vergasungsmittel über die Vergasermit­ te eine nahezu gleichförmige Mischung aus entgaster Kohle, Eisenschwamm und kalzinierten Zuschlagstoffen zum Einschmelzbereich jeder einzelnen Sauerstoffdüse. Daher ist die vorherige Vermischung von Eisenschwamm von Vergasungsmittel in dem Mischbehälter 12 und eine gemeinsame Zugabe in die Mitte des Einschmelzverga­ sers außerordentlich wichtig für einen ruhigen und stabilen Betrieb des Einschmelzvergasers und der Ge­ samtanlage.

Durch die temperaturgeregelte Zugabe des entstaubten Kühlgases über die Regelarmatur 16 und die Tempera­ turmeßeinrichtung 17 wird vermieden, daß es im Einlaß 3 für das Vergasungsmittel zu Teerausscheidungen und etwaigen Verstopfungen kommt. Wie bereits erwähnt, wird diese geregelte Kühlgaszugabe auch bei überhöh­ ten Temperaturen im Dom des Einschmelzvergasers 2 zu einer geregelten Kühlung in diesem genutzt. In diesem Fall wird über den Einlaß 3 mehr Kühlgas zugegeben, als für seine Kühlung selbst erforderlich ist, und die Regelung der Kühlgasmenge erfolgt über die im Dom des Einschmelzvergasers 2 installierte Temperaturmeß­ einrichtung 18.

Durch die Zugabe des Sperr- und des Kühlgases jeweils von oben und über mit Gefälle verlegte Leitungen wird eine etwaige Verstopfung dieser Leitungen vermieden.

Dadurch, daß die Austragsvorrichtungen 7 für den Ei­ senschwamm nur über eine gemeinsame Verbindung, be­ stehend aus dem Staubsperrbehälter 5, dem Fallrohr 11, dem Mischbehälter 12 und dem Vergasereinlaß 6, mit dem Einschmelzvergaser 2 verbunden sind, wird der Gesamtquerschnitt der Verbindung zwischen Einschmelz­ vergaser und Reduktionsschacht stark reduziert. Die Anzahl der Verbindungen verringert sich von sechs bis acht auf nur ein Fallrohr mit unwesentlich größerem Querschnitt als dem der Einzelverbindungen, da dieser nicht von der ausgetragenen Menge des Eisenschwamms und der Zuschlagstoffe, sondern von der Größe der Gegenstände, die das Fallrohr blockieren können, be­ stimmt wird. Eine große, über diesen relativ kleinen Querschnitt ausgetragene Gesamtmenge des Eisen­ schwamms und der Zuschlagstoffe erzeugt durch freien Fall einen so starken Pumpeffekt, daß eine sehr klei­ ne Menge des zum Einlaß 10 des Staubsperrbehälters 5 geführten Sperrgases ausreicht, um die Strömung des Vergasergases zum Reduktionsschacht 1 zu unterbinden. Die Brückenbrecher 13 oberhalb jeder Austragsvorrich­ tung 7 bzw. oberhalb jedes und/oder in jedem vorzugs­ weise trichterförmigen Verbindungsschacht 4 haben einerseits die Aufgabe, die Schüttung in dem jeweili­ gen Verbindungsschacht 4 vom Gewicht der darüber be­ findlichen Materialsäule zu entlasten und dadurch aufzulockern, so daß sich darunter keine Brücken bil­ den können, und andererseits für den Fall, daß sich während eines Stillstands Agglomerate oberhalb der Brückenbrecher 13 bilden, diese zu zerstören. Der Abstand eines Brückenbrechers 13 zum Einlaß 8 des zugehörigen Verbindungsschachtes wird so gewählt, daß die Abmessungen der größten Agglomerate, die diesen Bereich durchwandern können, kleiner sind als der Durchmesser der engsten Stelle der Verbindungsschäch­ te 4.

Claims (14)

1. Vorrichtung aus einem Einschmelzvergaser (2) und einem oberhalb von diesem angeordneten Reduk­ tionsschacht (1) zur Reduktion von Eisenerz in Eisenschwamm, der durch horizontale Austragsvor­ richtungen (7) im unteren Teil des Reduktions­ schachtes (1) und eine Rohrverbindung (11) in den Kopf des Einschmelzvergasers (2) eingebracht und in diesem mit Hilfe eines ebenfalls in den Kopf des Einschmelzvergasers (2) eingebrachten Vergasungsmittels sowie eines sauerstoffhaltigen Gases aufgeschmolzen und zu flüssigem Roheisen reduziert wird, wobei gleichzeitig ein Reduk­ tionsgas erzeugt wird, das aus dem Kopf des Ein­ schmelzvergasers (2) abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrichtungen (7) in einen im unteren Teil des Reduktionsschachtes (1) ange­ ordneten Staubsperrbehälter (5) münden, an den die zum Einschmelzvergaser (2) führende Rohrver­ bindung (11) angeschlossen ist, und daß der Staubsperrbehälter (5) mit einer Zuführvorrich­ tung (10) für Sperrgas mit gegenüber dem Gas­ druck im Kopf des Einschmelzvergasers (2) erhöh­ tem Druck verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am vergaserseitigen Ende der Rohr­ verbindung (11) ein Mischbehälter (12) vorgese­ hen ist, der einen zusätzlichen Einlaß (3) für das Vergasungsmittel aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mischbehälter (12) einen Aus­ laß aufweist, der unmittelbar mit einem Einlaß (6) in der Mitte des Einschmelzvergaserkopfes verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrverbindung zwischen dem Reduktionsschacht (1) und dem Ein­ schmelzvergaser (2) ein Fallrohr (11) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Reduktionsschachtes (1) in ringförmig an der Innenseite der Außenwand des Reduktionsschachtes (1) angeordnete, senkrechte Verbindungsschächte (4) mündet, an deren unterem Ende sich jeweils eine Austragsvorrichtung (7) befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am oberen Ende der Verbindungs­ schächte (4) jeweils ein Brückenbrecher (13) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsvorrich­ tungen (7) jeweils an ihrer Außenseite einen Einlaß (19) zur Zuführung des Sperrgases aufwei­ sen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Ein­ laß (3) für das Vergasungsmittel im Mischbehäl­ ter (12) mit einer Kühlgasquelle verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Verbindungsleitung zwischen der Kühlgasquelle und dem zusätzlichen Einlaß (3) für das Vergasungsmittel eine von einer Tem­ peraturmeßeinrichtung (17, 18) gesteuerte Regel­ armatur (16) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrich­ tung für das Sperrgas eine Druckdifferenzmeßein­ richtung (15) und eine Regelarmatur (14) auf­ weist.

11. Verfahren zum Beschicken eines Einschmelzvergasers (2) mit Eisenschwamm aus einem Reduktionsschacht (1) und mit einem Vergasungsmittel unter Verwen­ dung einer Vorrichtung aus dem Einschmelzvergaser (2) und dem oberhalb von diesem angeordneten Re­ duktionsschacht (1) zur Reduktion von Eisenerz in Eisenschwamm, der durch horizontale Austragsvor­ richtungen (7) im unteren Teil des Reduktions­ schachtes (1) und eine Rohrverbindung (11) in den Kopf des Einschmelzvergasers (2) eingebracht und in diesem mit Hilfe eines ebenfalls in den Kopf des Einschmelzvergasers (2) eingebrachten Verga­ sungsmittels sowie eines sauerstoffhaltigen Gases aufgeschmolzen und zu flüssigem Roheisen reduziert wird, und gleichzeitig ein Reduktionsgas erzeugt wird, das auf dem Kopf des Einschmelzvergasers (2) abgeführt wird, wobei die Austragungsvorrichtung (7) in einen im unteren Teil des Reduktionsschach­ tes (1) angeordneten Staubsperrbehälter (5) mün­ den, an den die zum Einschmelzvergaser (2) führen­ de Rohrverbindung (11) angeschlossen ist, und der Staubsperrbehälter (5) mit einer Zuführvorrichtung (10) für Sperrgas mit gegenüber dem Gasdruck im Kopf des Einschmelzvergasers (2) erhöhtem Druck verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenschwamm im unteren Teil des Reduktionsschach­ tes (1) vor der Zuführung zum Einschmelzvergaser (2) in einen Raum (5) befördert wird, in welchem durch ein Sperrgas ein höherer Druck als im Kopf des Einschmelzvergasers (2) erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Eisenschwamm und das Vergasungsmit­ tel vor ihrer Eingabe in den Einschmelzvergaser (2) miteinander vermischt und in der Mitte des Kopfes des Einschmelzvergasers (2) in diesen eingebracht werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Vergasungsmittel vor dessen Vermi­ schung mit dem Eisenschwamm ein Kühlgas zuge­ setzt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zuführung des Sperrgases und des Kühlgases jeweils von oben und durch mit Gefälle verlegte Leitungen erfolgt.