DE19853747C1 - Kombinierter Prozeß zur Direktreduktion von Feinerzen - Google Patents
Kombinierter Prozeß zur Direktreduktion von FeinerzenInfo
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Abstract
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Direktreduktion von Feinerzen mittels Wasserstoff oder einem anderen Reduktionsgas in einer liegenden Wirbelschichtrinne (6). DOLLAR A Die Vorrichtung weist u.a. einen an sich bekannten Vorerhitzer (3) auf, dem das Erz über eine reversierbare Förderschnecke (2) zugeführt wird. Das vorerhitzte Erz gelangt in die erste Kammer (6a) der Wirbelschichtrinne (6). Auf dem Boden dieser Kammer (6a) kann sich nicht fluidisiertes Erz in dem Aufnahmetrichter (12) absetzen. Dieses Erz gelangt dann in den darunter angeordneten Gegenstromreaktor (14), in welchem es fertig reduziert wird. DOLLAR A Wird Erz gröberer Körnung (z. B. 8 bis 10 mm) aufgegeben, so kann alternativ die Drehrichtung der Förderschnecke (2) geändert werden, so dass das Erz, unter Umgehung des Vorerhitzers (3) und der liegenden Wirbelschichtrinne (6), direkt dem Gegenstromreaktor (14) zur Direktreduktion zugeführt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Direktreduktion von Feinerzen mit
Vorerhitzung und anschließender Direktreduktion mittels Wasserstoff oder
einem anderen Reduktionsgas in einer liegenden Wirbelschichtrinne. Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten
Verfahrens.
Bekannt ist beispielsweise nach der DE 197 06 348 C1 eine Vorrichtung zur
Direktreduktion von Feinerzen mit breitem Körnungsspektrum mit einer
liegenden Wirbelschichtrinne. Bei dieser Vorrichtung ist zusätzlich zwischen
den Aufgabe-Druckgefäßen und der Wirbelschichtrinne ein stehender
Wirbelbettreaktor zur Vorwärmung des Feinerzes aus den Druckgefäßen
geschaltet.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das Feinerz zuvor auf eine Korngröße
von unter 3 mm zerkleinert. Dieser Zerkleinerungsprozess ist apparatemäßig
aufwendig und verteuert infolgedessen die Direktreduktionsvorrichtung nicht
unerheblich.
Trotz der Vorzerkleinerung des Erzes auf angestrebte Körnungen von unter 3
mm (vorzugsweise unter 1 mm) lässt es sich nicht vermeiden, dass ein
gewisser Anteil an gröberen Erzen erhalten bleibt, in die liegende
Wirbelschichtrinne gelangt und dort nicht oder nur unzureichend fluidisiert und
reduziert wird. Diese am Boden der Wirbelschichtrinne des Standes der
Technik segregierten Erzanteile müssen aus der liegenden Wirbelschichtrinne
entfernt, erneut einer Nachzerkleinerung zugeführt und anschließend reduziert
werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit
dessen Hilfe es gelingt, Feinerze mit einer Körnung von etwa 3 mm, jedoch
vorzugsweise mit einer Körnung unter 1 mm, problemlos in einem
Verfahrensgang zu reduzieren. Mit der Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens, die u. a. aus einer liegenden Wirbelschichtrinne des Standes der
Technik besteht, sollen auch zeitweilig anfallende gröbere Erzkörnungen,
nämlich beispielsweise Partikel bis zu 8 oder 10 mm, verarbeitet werden, ohne
das Risiko von Segregationen in den Kammern der liegenden
Wirbelschichtrinne eingehen zu müssen.
Diese vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines
Verfahrens zur Direktreduktion mit Vorerhitzung und anschließender
Direktreduktion in einer liegenden Wirbelschichtrinne sowie einer Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach den Merkmalen der Patentansprüche
gelöst.
Demnach besteht das Verfahren darin, dass das in der ersten Kammer der
liegenden Wirbelschichtrinne nicht oder nicht ausreichend fluidisiertes und
insofern segregiertes Erz aus dieser Kammer abgezogen und in einem
Gegenstromreaktor fertig reduziert wird.
Alternativ kann bei Aufgabe von grobkörnigem Erz dieses unter Umgehung des
Vorerhitzers direkt dem Gegenstromreaktor zugeführt und in diesem reduziert
werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Vorerhitzer, der einen
Venturi oder ein Sprudelbett und einen Zyklon enthält, ferner eine dem
Vorerhitzer nachgeschaltete liegende Wirbelschichtrinne und einen der ersten
Kammer dieser Wirbelschichtrinne nachgeschalteten Gegenstromreaktor.
In dem Gegenstromreaktor, der sich unterhalb der ersten Kammer der
liegenden Wirbelschichtrinne befindet, wird also der Erzanteil, der in der ersten
Kammer der liegenden Wirbelschichtrinne nicht oder nicht ausreichend
fluidisiert wurde, reduziert. Ferner kann der Gegenstromreaktor auch zur
Reduzierung desjenigen Erzanteils, der direkt, d. h. unter Umgehung der
liegenden Wirbelschichtrinne, in den Gegenstromreaktor eingeführt wird,
dienen.
Im oberen Teil des Gegenstromreaktors befindet sich ein Verteilbehälter für die
gleichmäßige Verteilung des Erzes innerhalb des Reaktors, sowie zur
Unterdrückung der Menge an Flugstaub, die ansonsten den Reaktor verlassen
würde. Derartiger Flugstaub, der zusammen mit dem aufsteigenden Gas in den
Ringraum zwischen dem Verteilbehälter und der Wand des Gegenstrom
reaktors aufsteigt, wird somit im oberen Bereich abgezogen und in den
Vorerhitzer geleitet.
Der untere Teil des Gegenstromreaktors wird von einer Ringleitung mit einer
Mehrzahl von Düsen am Umfang umfaßt. Durch diese Düsen wird
Reduktionsgas in den Reaktor eingedüst.
Unter dem Gegenstromreaktor sind ein Ausschleusorgan und darunter ein
Ausschleus-Druckbehälter angeordnet, in die sowohl das reduzierte Erz aus
dem Gegenstromreaktor als auch das reduzierte Erz aus den weiteren
Kammern der liegenden Wirbelschichtrinne ausgetragen wird.
Für die Aufgabe des Erzes in den Vorerhitzer ist zwischen dem Erzaufgabe-
Druckbehälter und dem Vorerhitzer eine reversierbare Förderschnecke
angeordnet. In der einen Förderrichtung der Förderschnecke wird das Erz aus
dem Erzaufgabe-Druckbehälter dem Vorerhitzer zugeführt.
Nach Umschalten der Förderschnecke auf die entgegengesetzte Förderrichtung
kann Erz aus dem Erzaufgabe-Druckbehälter unter Umgehung des Vorerhitzers
direkt in den Gegenstromreaktor gefördert werden. Diese Verfahrensweise wird
in dem Fall angewandt, wenn aus dem Erzaufgabe-Druckbehälter Erz gröbere
Körnung, beispielsweise 8 bis 10 mm, in den Reduktionsprozess ausgeschleust
wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand eines einzigen
Verfahrens- und Apparateschemas näher erläutert.
Vorgetrocknetes und zerkleinertes Feinerz wird in den Erzaufgabe-
Druckbehälter (1) gefördert und über ein Ausschleusorgan der Förderschnecke
(2) zugeführt.
Sofern es sich beim Feinerz um Körnungen bis zu 3 mm Korngröße handelt,
wird die Drehrichtung der Förderschnecke (2) so eingestellt, dass das Erz dem
Vorerhitzer (3) zugeführt wird.
Das vorerhitzte Erz aus dem Vorerhitzer (3) fällt in die erste Kammer (6a) der
liegenden Wirbelschichtrinne (6), um dort fluidisiert und somit reduziert zu
werden.
Eventuell in der ersten Kammer (6a) nicht oder nicht ausreichend fluidisiertes
Erz segregiert und sammelt sich in dem Aufnahmetrichter (12), von dem aus
diese Erzpartikel in den unterhalb der liegenden Wirbelschichtrinne (6)
angeordneten Gegenstromreaktor (14) gelangen.
Im oberen Bereich dieses Gegenstromreaktors (14) ist ein Verteilbehälter (13)
integriert, mit dessen Hilfe eine gleichmäßige Verteilung des Erzes im
Gegenstromreaktor (14) erzielt werden soll. Über eine Leitung (18) und eine
Ringleitung (22), die am Außenumfang des unteren Teils des
Gegenstromreaktors (14) angeordnet ist, und über eine Mehrzahl von am
Umfang dieser Ringleitung angeordnete Düsen wird Reduktionsgas in den
Gegenstromreaktor (14) eingedüst.
Das im Gegenstromreaktor (14) reduzierte Erz wird über ein Ausschleusorgan
(15), z. B. eine Zellenradschleuse, in einen Ausschleus-Druckbehälter (16)
abgelassen und von dort der weiteren Verwendung zugeführt.
Handelt es sich bei dem Erz, das aus dem Erzaufgabe-Druckbehälter (1)
ausgeschleust wird, um Erz mit einer Körnung von bis zu 8 bzw. 10 mm, oder
auch Erz mit einer Korngröße über 3 mm, so kann die Drehrichtung der
Förderschnecke (2) geändert werden, so daß die Förderrichtung, in der
Zeichnung gesehen, in Richtung des linken Pfeiles verläuft. Das Erz gelangt in
diesem Fall, unter Umgehung von Vorerhitzer (3) und liegender
Wirbelschichtrinne (6), direkt in den Gegenstromreaktor (14) und wird dort fertig
reduziert.
In den Ausschleus-Druckbehälter (16) unterhalb des Gegenstromreaktors (14)
wird auch fertig reduziertes Erz aus den weiteren Kammern (6b) der liegenden
Wirbelschichtrinne (6) über die Überlaufleitungen (7) und (11) ausgetragen.
1
Erzaufgabe-Druckbehälter
2
Förderschnecke
3
Vorerhitzer
4
Leitung zwischen
2
und
14
5
Leitung von
3
nach
6
6
Wirbelschichtrinne
6
a1. Kammer von
6
6
b2. Kammer von
6
7
Überlauf der 1. Kammer von
6
8
Heißgaszyklon über der 2. Kammer
6
b
9
Feststoffleitung von
8
nach
6
b
10
Wärmetauscher in
6
a und
6
b
11
Überlauf der 2. Kammer
6
b
12
Aufnahmetrichter in Kammer
6
a
13
Verteilbehälter in
14
14
Gegenstromreaktor
15
Ausschleusorgan unter
14
16
Ausschleus-Druckbehälter
17
Reduktionsgasleitung zum Wärmetauscher
10
in
6
b
18
Reduktionsgasleitung nach
14
19
Reduktionsgasleitung zum Wärmetauscher
10
in
6
b
20
Verbindungsleitung von
8
nach
3
21
Reduktionsgasaufheizeinrichtung
22
Ringleitung um
14
23
Verbindungsleitung von
14
nach
20
Claims (5)
1. Verfahren zur Direktreduktion von Feinerzen mit Vorerhitzung und
anschließender Direktreduktion mittels Wasserstoff oder einem anderen
Reduktionsgas in einer liegenden Wirbelschichtrinne,
dadurch gekennzeichnet,
dass vorerhitztes Erz, das in einer ersten Kammer (6a) der liegenden
Wirbelschichtrinne (6) nicht fluidisiert wurde, aus dieser Kammer (6a)
abgezogen und in einem Gegenstromreaktor (14) fertig reduziert wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Direktreduktion von
Feinerzen mit Vorerhitzung und anschließender Direktreduktion mittels
Wasserstoff oder einem anderen Reduktionsgas in einer Wirbelschichtrinne
nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
- 1. einen Vorerhitzer (3), der in an sich bekannter Weise mit einem Venturi oder einem Sprudelbett ausgerüstet ist und ferner einen Zyklon zur Aussichtung des aus dem Venturi oder Sprudelbett ausgetragenen Feingutes enthält,
- 2. eine dem Vorerhitzer (3) nachgeschaltete, liegende Wirbelschichtrinne (6), in deren erste Kammer (6a) vorerhitztes Erz aufgegeben wird und
- 3. einen der Kammer (6a) nachgeschalteten Gegenstromreaktor (14) zur Zuführung des in der Kammer (6a) nicht fluidisierten Erzes.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gegenstromreaktor (14) im oberen Bereich einen Verteilbehälter
(13) enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Umfang des unteren Teils des Gegenstromreaktors (14) an einer
Ringleitung (22) eine Anzahl von Düsen zur Einleitung von Reduktions
gas angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass unterhalb des Gegenstromreaktors (14) ein Ausschleusorgan (15)
und darunter ein Ausschleus-Druckbehälter (16) angeordnet sind, in das
sowohl das reduzierte Erz aus dem Gegenstromreaktor (14) als auch das
reduzierte Erz aus den Kammern (6b) der liegenden Wirbelschichtrinne
(6) ausgetragen werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998153747 DE19853747C1 (de) | 1998-11-21 | 1998-11-21 | Kombinierter Prozeß zur Direktreduktion von Feinerzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998153747 DE19853747C1 (de) | 1998-11-21 | 1998-11-21 | Kombinierter Prozeß zur Direktreduktion von Feinerzen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19853747C1 true DE19853747C1 (de) | 2000-03-30 |
Family
ID=7888552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998153747 Withdrawn - After Issue DE19853747C1 (de) | 1998-11-21 | 1998-11-21 | Kombinierter Prozeß zur Direktreduktion von Feinerzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19853747C1 (de) |
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WO2014040989A2 (de) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum erzeugen von stahl |
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- 1998-11-21 DE DE1998153747 patent/DE19853747C1/de not_active Withdrawn - After Issue
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