DE19936935C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinsparung bei der Erzeugung von Roheisen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinsparung bei der Roheisenerzeugung in Schachtöfen, vorzugsweise Hochöfen, bei dem erfindungsgemäß das in der Formenebene durch Vergasung von Koks und Ersatzbrennstoff mit Sauerstoff erzeugte oder aus externen Anlagen über diese Ebene zugeführte, im Ofenschacht aufsteigende Reduktionsgas nach Abschluß der Reduktion von Magnetit oder Wüstit zu Eisen bei Temperaturen von 750 DEG C +- 150 DEG C aus dem Ofen abgeführt und in Teilströmen ohne Auswaschung von Kohlendioxid als Vergasungsmittel über die Formen und über einen Gassammelraum am oberen Ende des Ofenschachtes zum Zwecke der Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit mit dem Ziel wieder zugeführt wird, die Leistung des Ofens, bezogen auf den klassischen Hochofenbetrieb mit Koks und Heißwind zu steigern, und den Brennstoffverbrauch - bei gleichzeitiger Absenkung der Koksrate - zu senken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinspa­ rung bei der Erzeugung von Roheisen in Schachtöfen, z. B. Hochöfen mit Hilfe von fossilen und nachwachsenden Brennstoffen, insbesondere von Stein- und Braun­ kohlen oder anderen organischen Brennstoffen, wie Müll und Klärschlamm, aus Eisenerz oder -oxiden, die naturbelassen, pelletiert oder in Form von Feinerz oder Konzentrat bereitgestellt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung kann angewendet werden bei der Herstellung von Roheisen in Hochöfen oder anderen Vorrichtungen, die für eine mehrstufige Prozeßführung, wie z. B. die Reduktion des Erzes zu Eisen und das Aufschmelzen des Eisens, geeignet sind.

Die Prozeßführung bei der Roheisenerzeugung mit Hilfe von Schachtöfen ist seit Jahrzehnten weitestgehend unverändert geblieben, obwohl eine Vielzahl von Maßnahmen zur Leistungssteigerung, durch Vergrößerung der Ofenabmessungen und Erhöhung des Prozeßdruckes, und zur Reduzierung des Koksverbrauches, z. B. durch Einblasung von anderen Brennstoffen, wie Kohle, Heizöl, Erdgas, Kokereigas, Müll, Klärschlamm, Erz sowie die Verwendung von Sauerstoff u. a. bekannt geworden sind. Ergebnisse teilen u. a. Gudenau in der Zeitschrift "Stahl und Eisen" 117 (1997) Nr. 6 unter dem Titel "Versuche zum kombinierten Einbla­ sen von Kohlenstaub und feinkörnigem Eisenerz in den Hochofen" und auf dem 1^st TIMS/IEHK Metallurgical Symposium, 28/29 September 1997 in Kairo unter dem Titel "Environmental and economical benefits by injecting iron containing re­ cyclings and steel plant residues into the blast furnace" und der VDI mit dem Handbuch "Verwertung durch Einschmelzen, Sekundärmetallgewinnung und Energienutzung bei der thermischen Behandlung von Abfällen" zum Seminar vom 22. und 23.09.1997 in Düsseldorf mit. Eine grundsätzliche Beschreibung des Hochofenprozesses gibt unter anderen das Lehrbuch von Ost, H.; Rassow, B.: "Lehrbuch der chemischen Technologie", 26. Auflage, Leipzig, Barth-Verlag, 1955.

Kennzeichnend für den Stand der Technik der Prozeßführung in Hochöfen ist die Vergasung von Koks und anderen organischen Brennstoffen im Gegenstrom zum Schüttgut und der Reduktion des Eisenerzes, so daß der Prozeßwärmebedarf und die jeweilige Oxidationsstufe des Erzes die Gaszusammensetzung und damit die maximal mögliche Brennstoffausnutzung im Hochofen bestimmen. Bezogen auf das Oxidationspotential der Brennstoffe werden im praktischen Betrieb der Hoch­ öfen die Brennstoffe mit annähernd 65% ausgenutzt.

Unverzichtbarer Bestandteil des Hochofenprozesses ist deshalb die regenerative Vorwärmung der Prozeßluft, die außerhalb des Hochofens einen Teil der chemi­ schen Enthalpie des Gichtgases nutzt und damit in den Prozeß zurückführt. Gute Hochofenanlagen erreichen somit bereits eine Brennstoffausnutzung von ca. 80 % bei Verwendung eines hohen Anteils von teurem und knappem Hüttenkoks als Brennstoff.

Trotzdem sind eine Vielzahl von Bemühungen bekannt, die Roheisenerzeugung und den Hochofenbetrieb zu verbessern. Das betrifft insbesondere die Substitu­ tion von Hüttenkoks durch Ersatzbrennstoffe, die Absenkung des Brennstoff­ verbrauches durch bessere Ausnutzung des Gichtgases und die Steigerung der Raum-Zeit-Ausbeute vorhandener Anlagen.

So wurde mehrfach vorgeschlagen, Gichtgas durch Auswaschen von Kohlen­ dioxid zu Reduktionsgas aufzubereiten und dieses in den Hochofen zurückzu­ führen. Austin, P. R. u. a. haben in ISIJ Int. 38 (1998), Nr. 3, S. 239-245 Ergebnisse von Untersuchungen über die Rezirkulation von Gichtgas in den Hochofenprozeß veröffentlicht. Im Vergleich zur konventionellen Fahrweise ohne Gichtgasrezirku­ lation wurde die Rezirkulation von Gichtgas ohne Auswaschen von Kohlendioxid mit und ohne Sauerstoffanreicherung des Windes und die Rezirkulation mit Aus­ waschen von Kohlendioxid und gleichzeitiger Anreicherung des Windes mit Sauerstoff untersucht. Nur die letztgenannte Variante führte zu Brennstoffeinspa­ rungen und Leistungssteigerung.

Wesentlicher Bestandteil des Standes der Technik sind die Erkenntnisse über die Vorteile, die sich aus der Verwendung von Sauerstoff anstelle von Heißwind als Vergasungsmittel in den Wirbelkammern vor den Windformen ergeben. Ein we­ sentlicher Nachteil des Standes der konventionellen Hochofentechnik ist, daß Re­ duktionsgasbedarf und -qualität bestimmt werden von der Reduktion von Wüstit zu Eisen, obwohl ein Teil des danach vorliegenden Gases ausreicht, um Hämatit über Magnetit zu Wüstit zu reduzieren.

Aus der DE-AS 17 58 372 ist ferner ein Verfahren und Ofen zum Gewinnen von Eisen unter Verwendung einer speziell aufgebauten Schüttgutsäule im Ofen­ schacht in Form eines vertikalen zylindrischen Schüttgutrings aus Möller, welcher in zwei aus Brennstoff gebildeten Zylindern eingebettet ist, bekannt. Dies erfordert drei Beschickungsvorrichtungen, ist also aufwendig. Darüber hinaus wird hier im äußeren, aus glühendem Koks bestehenden Schüttgutzylinder eine schlechte Vergasungsqualität in Kauf genommen.

Die GB 1178287 beschreibt einen Hochofen mit kontinuierlicher Gegenstrom­ fahrweise und nachgeschalteter, zweistufiger rekuperativer Luftvorwärmung. Um Vergasung von Brennstoff im oberen Teil des Ofens zu verhindern, werden die Brennstoffe in einem Metallmantel eingeschlossen, der im unteren Teil des Ofens schmilzt und Brennstoff freigibt. Dies ist jedoch mit hohen Brennstoffkosten ver­ bunden.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, welche eine gegenüber dem Stand der Technik bessere Ausnutzung und Verwertung des Gichtgases, verbunden mit einer verbesserten Erzeugung von Reduktionsgas aus Ersatz­ brennstoffen ermöglichen und eine unter Beachtung der für die Roheisen­ erzeugung aus Eisenoxiden speziellen thermodynamischen Randbedingungen verbesserte Prozeßführung im Ofen vorzuschlagen, wodurch eine weitere Substi­ tution von Koks durch Ersatzbrennstoffe der bekannten Art und Reduktionsgas bei gleichzeitiger Senkung des Brennstoffwärmeverbrauchs sowie eine Steigerung der Raum-Zeit-Ausbeute, bezogen auf das Ausbringen von Roheisen bei Verwendung von Sauerstoff zur Windkonditionierung bis hin zum "Stickstofffreibetrieb" verwirklicht werden können.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen An­ sprüche gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung dar.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei welchem die aus der Formenebene und dem unteren Teil des Ofens aufsteigenden Gase bei einem Temperaturniveau von 750°C ± 150°C über eine erste Gasentnahme dem Ofenschacht entnommen, gekühlt, entstaubt, im Druck erhöht, regenerativ und/oder rekuperativ erwärmt und danach ein Teil, der für die Reduktion von Hä­ matit zu wahlweise Magnetit oder Wüstit und zur Erwärmung der Schüttung im Ofen erforderlich ist, unterhalb der Beschickung dem Ofen wieder zugeführt wird, während ein anderer Teil des Gases als Vergasungsmittel indirekt über eine ex­ terne Vergasung von Ersatzbrennstoff zu Reduktionsgas oder direkt über die Formenebene dem Ofen wieder zugeführt und die dann im Schacht absteigenden Gase aus dem oberen Teil des Schachtes oberhalb der ersten über eine zweite Gasentnahme entnommen werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das über die erste Gasent­ nahme aus dem Hochofen entnommene Gas nach seiner Druckerhöhung und gegebenenfalls rekuperativer Vorwärmung in bekannten Winderhitzern, vorzugs­ weise auf Temperaturen von 1.000 bis 1.200°C weiter vorgewärmt und das so erzeugte Heißgas über gegebenenfalls vorhandene Heißwindleitungen, ein­ schließlich Ringleitung, dem Ofen wieder zugeleitet, wobei das über die zweite Gasentnahme dem Hochofen entnommene Gas nach Kühlung, Entstaubung und gegebenenfalls Wiederaufwärmung in den zur Gaserhitzung betriebenen Heiß­ gaserzeugern verbrannt wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das dem Ofen über die erste Gasentnahmen entnommene Gas ohne Auswaschung von Kohlen­ dioxid als Vergasungsmittel für die Vergasung von Ersatzbrennstoff mit Sauerstoff bei der Erzeugung von heißem Reduktionsgas in externen Vergasungsstufen oder in den Wirbelkammern vor den Windformen im Ofen direkt verwendet, wobei das Kohlendioxid des Vergasungsmittels bei der Vergasung durch den Kohlenstoff der Ersatzbrennstoffe zu Kohlenmonoxid reduziert wird.

Besonders bevorzugt erfolgt erfindungsgemäß die Rückführung eines Teiles des dem Hochofen über die erste Gasentnahme entnommenen Gases nach Erhitzung auf vorzugsweise 1.000 bis 1.200°C in den Ofen unterhalb der Feststoffbeschic­ kung und damit die Realisierung der Reduktion von Hämatit zu wahlweise Magnetit oder Wüstit im Gleichstrom mit dem im Schacht absteigenden Gas bei annähernd isothermer Betriebsweise im Schachtbereich zwischen Feststoffbe­ schickung und zweiter Gasentnahme im Temperaturbereich von 750°C ± 150°C.

Es ist erfindungsgemäß auch möglich die Festlegung der erzspezifischen Verweil­ zeit der Schüttung bei der Reduktion von Wüstit zu Eisen im aufsteigenden Gas­ strom des unteren Teiles des Ofenschachtes zwischen Formenebene und erster Gasentnahme so einzustellen, daß die Reduktion bei Temperaturen um 1.000°C und annähernd der Hälfte der Verweilzeit abgeschlossen ist, und in der ver­ bleibenden Zeit bis zur Formenebene das Schüttgut auf Schmelztemperatur durch das aufsteigende Gas vorgewärmt wird.

Vorteilhaft werden die Drücke dabei in der ersten und zweiten Gasentnahme so eingestellt, daß darüber eine Vermischung der auf- und absteigenden Gase im Ofen dahingehend regelbar ist, daß die Vermischung sowohl weitgehend vermie­ den, als auch gezielt herbeigeführt werden kann.

Die Prozeßtemperatur bei der Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit im Gleichstrom mit dem Gas wird erfindungsgemäß eingestellt durch den Wärmeein­ trag mit dem rezirkulierten Heißgas und gegebenenfalls durch Zumischung von Luft und damit partieller Oxidation im oberen Schachtbereich des Hochofens.

Eine weitere Verbesserung der Gichtgasausnutzung wird erfindungsgemäß er­ reicht, indem das dem Ofen über die zweite Gasentnahme entnommene Gas nach seiner Kühlung, Entstaubung vor seiner Wiederaufwärmung und Verbren­ nung in den Heißgaserzeugern auch im Druck erhöht und das nach den Heißgas­ erzeugern vorliegende Verbrennungsgas zur Erzeugung von technischer Arbeit in Gasturbinenanlagen entspannt und diese zur Stromerzeugung sowie zur Ver­ sorgung der Verbrennung in den Heißgaserzeugern, der partiellen Oxidation bei der absteigenden Reduktion von Hämatit zu Wüstit und der Luftzerlegung mit Druckluft verwendet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entspricht in ihrem unteren Teil bis zur ersten Gasentnahme einem Hochofen des Standes der Technik, während der obere Teil aus zwei gasdichten Zylindern mit unterschiedli­ chen Durchmessern besteht, die ineinander so verbunden sind, daß der erste Zy­ linder mit dem größten Durchmesser in das Ofenunterteil eintaucht und mit die­ sem und dem sich im Ofen befindlichen Schüttgut rundum einen Gassammelraum bildet, aus dem über eine oder mehrere Rohrleitungen oder Kanäle die aufstei­ genden Gase abgezogen werden, während der zweite Zylinder mit kleinerem Durchmesser mit einem Füllschacht ausgerüstet ist, der mit dem Zylinder und dem Schüttgut einen zweiten Gassammelraum bildet, über den der für die Reduktion von Hämatit oder Magnetit verfahrenstechnisch erforderliche Teil des Gases aus der ersten Gasentnahme dem Ofen wieder zugeführt wird und der mit dem ersten Zylinder und dem Schüttgut einen dritten Gassammelraum bildet, aus dem die absteigenden Gase aus der Reduktionsstufe Hämatit zu Magnetit oder Wüstit aus dem Ofen abgeleitet und der externen Verwertung zugeführt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Heißgaseinblas­ vorrichtung auf, die in ihrer äußeren Gestaltung einer üblichen Windform ent­ spricht, welche erfindungsgemäß mit einem dem Stand der Technik entsprechen­ den Brenner zur Vergasung von Ersatzbrennstoff, vorzugsweise Kohlebrennstaub oder blasfähiger Feinkoks, mit Sauerstoff ausgerüstet ist, wobei über diese Ein­ blasvorrichtung anstelle von Heißwind heißes Gas aus der ersten Gasentnahme und/oder heißes Reduktionsgas aus externer Produktion in die Formenebene des Ofens eingeleitet wird und mit Hilfe des Brenners das rück- oder zugeführte Gas, der Ersatzbrennstoff und Luft und/oder Sauerstoff in die Formenebene so einge­ bracht werden, daß im Ofen eine Wirbelkammer freigeblasen wird, in der sich rückgeführtes Gas, Ersatzbrennstoff, Luft und/oder Sauerstoff bei Temperaturen von über 1.900°C zu Reduktionsgas umsetzen.

Der Vorteil der Erfindung liegt in einer Absenkung der Betriebskosten der Rohei­ senerzeugung mit Hochöfen, durch eine mögliche Leistungssteigerung von bis zu 150% und darüber, bezogen auf den Hochofenbetrieb mit Heißwind- und Koks­ betrieb bei Einblasung von Ersatzbrennstoff in die Formenebene bei Reduzierung des Brennstoffbedarfes von üblicherweise insgesamt 500 bis 550 kg/t auf bis zu 450 kg/t Roheisen und darunter sowie gleichzeitiger Absenkung der Koksrate von bisher 350 bis 400 kg/t auf bis zu 250 kg/t Roheisen und darunter durch bessere Ausnutzung des Gichtgases und Senkung der Direktreduktion im Schacht in Folge gezielter Temperaturführung.

Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der Fig. 1 beschrieben, ohne daß damit eine Einschränkung des Schutzumfangs beabsichtigt ist.

Der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Roheisen (Ofen) 1 wird über ein übliches Eintragssystem 2 mit Schüttgut 3, bestehend aus Möller, Zu­ schlägen und Koks, zyklisch beschickt. Schüttgut 3 und Füllschacht 4 bilden mit dem zweiten Zylinder 5 den Gassammelraum 6, über den der für die Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit erforderliche Gasteilstrom 7, des dem Ofen 1 über die erste Gasentnahme 8 entnommenen, aus der Formenebene im Ofen 1 aufsteigenden Gases 9, wieder zugeführt wird.

Das dem Ofen über 8 entnommene Gas 9 wird in 15 rekuperativ gekühlt und wie­ dererwärmt, entstaubt und im Druck auf das für die Einblasung in die Formenebe­ ne 11 des Ofens 1 erforderliche Niveau angehoben. Danach wird das Gas in be­ kannten, zyklisch betriebenen Heißgasgeneratoren 12, die mit dem aus dem Ofen 1 über die zweite Gasentnahme 13 entnommenen, im Ofen 1 absteigenden Gas 14 aus der Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit, das in 10 rekuperativ gekühlt und wiedererwärmt, entstaubt und im Druck auf das zur Einspeisung in den Ofen 1 über den Gassammelraum 6 erforderliche Niveau erhöht wird, wech­ selweise beheizt. Die dafür benötigte Druckluft 16 liefert die Gasturbolader-Anlage 17, der ein Rekuperator 16 zur Vorwärmung der Druckluft 16 nachgeschaltet ist. Die Gasturbolader-Anlage 17 ist gekoppelt mit einem Turbogenerator zur Strom­ erzeugung 20.

Ein anderer Teil des Gasstromes 9 wird nach seiner Aufbereitung in 15 und Erhit­ zung in 12 als Vergasungsmittel 21 über eine Ringleitung 22 den Einblasformen 23, die in ihrer äußeren Gestaltung den Windformen heutiger Hochöfen entspre­ chen, zugeführt. Die Einblasformen 23 sind mit Brennern zur Vergasung von Er­ satzbrennstoff, vorzugsweise für Kohlebrennstaub oder blasfähigen Feinkoks aus­ gerüstet, denen über die Leitung 24 Sauerstoff aus der kryogenen Luftzerle­ gungsanlage 25 und die Leitung 26 Kohlebrennstaub aus dem Silo 27 über das Dichtstromdosiersystem 28 zugeführt wird.

Für den Fall, daß nicht das gesamte in der Formenebene 11 erzeugte und über den Gassammelraum 8 dem Ofen 1 entnommene Gas 9 rezirkuliert werden kann, wird das Überschußgas 29 in einer Brennkammer 30 zum Zwecke der Tempera­ turerhöhung des Gasturbinenarbeitsmittels 31 verbrannt. Die dafür erforderliche Druckluft 32 liefert, wie auch die Druckluft für die Luftzerlegung 33 die Gasturbola­ der-Anlage 17.

Zum Zwecke der alternativen externen Erzeugung von heißem Reduktionsgas 34 sieht die Erfindung den Betrieb einer zweistufigen externen Vergasung 35 von Er­ satzbrennstoff 26 mit dem Ofen 1 entnommenem Gas 9 und Sauerstoff 24 vor. Diese Variante der Erzeugung von heißem Reduktionsgas 34 wird bevorzugt ge­ wählt, wenn die Ersatzbrennstoffe 26, z. B. aufgrund ihres hohen Aschegehaltes oder ihres Ascheschmelzverhaltens nicht für die direkte Einblasung in die Formen­ ebene 11 des Ofens 1 geeignet sind, oder wenn auf Grund des Durchströmungsverhaltens der kohäsiven Zone 36 im Ofen 1 die Aushaltung von Asche 37 bessere Betriebsbedingungen im Ofen 1 sicherstellt. Die flüssige Schlacke 38 und das erschmolzene Roheisen 39 werden auf bekannte Weise aus dem Ofen abgezogen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinsparung bei der Er­ zeugung von Roheisen in Schachtöfen, vorzugsweise Hochöfen, bei Re­ zirkulation dem Ofen selbst entnommener Gase und Verwendung von Sauerstoff zur Vergasung von Koks und Ersatzbrennstoff im Ofen, ge­ kennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

• - die aus der Formenebene (11) im unteren Teil des Ofens (1) aufstei­ genden Gase werden bei einem Temperaturniveau von 750°C ± 150°C über eine erste Gasentnahme (8) dem Ofenschacht entnommen, ge­ kühlt, entstaubt, im Druck erhöht, regenerativ und/oder rekuperativ er­ wärmt;
• - ein Teil (7) des entnommenen Gases (9), der für die Reduktion von Hämatit wahlweise zu Magnetit oder Wüstit und zur Erwärmung der Schüttung (3) im Ofen (1) erforderlich ist, wird unterhalb der Feststoff­ beschickung (2) in den Ofen (1) zurückgeführt;
• - ein anderer Teil des Gases (9) wird als Vergasungsmittel (21) direkt über die Formenebene (11) und/oder indirekt über eine externe Verga­ sung (35) von Ersatzbrennstoff (26) zu Reduktionsgas (34) dem Ofen (1) wieder zugeführt und die dann im Schacht absteigenden Gase (14) aus dem oberen Teil des Schachtes oberhalb der ersten Gasentnah­ mestelle (8) über eine zweite Gasentnahme (13) entnommen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über die erste Gasentnahme (8) aus dem Hochofen (1) entnommene Gas (9) nach seiner Druckerhöhung und gegebenenfalls rekuperativer Vorwärmung (15) in bekannten regenerativen Heißgaserzeugern (12) vorzugsweise auf Temperaturen von 1.000 bis 1.200°C weiter vorgewärmt wird und das so erzeugte Heißgas über Heißwindleitungen, einschließlich Ringleitung (22), dem Ofen (1) wieder zugeleitet wird, wäh­ rend das über die zweite Gasentnahme (13) aus dem Ofen (1) abgeführte Gas (14) nach Kühlung, Entstaubung und gegebenenfalls Wiederaufwär­ mung (10) in den zur Gaserhitzung betriebenen regenerativen Heißgaser­ zeugern (12) verbrannt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ofen (1) über die erste Gasentnahme (8) entnommene Gas (9) ohne Auswaschung von Kohlendioxid als Vergasungsmittel für die Ver­ gasung von Ersatzbrennstoff (26) mit Sauerstoff für die Erzeugung von heißem Reduktionsgas (34) in externen Vergasungsstufen (35) oder in den Wirbelkammern des Ofens (1) vor den Windformen (23) verwendet wird, wobei das Kohlendioxid des Vergasungsmittels bei der Vergasung durch den Kohlenstoff der Ersatzbrennstoffe (26) zu Kohlenmonoxid um­ gewandelt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Rückführung eines Teiles (7) des dem Ofen (1) über die erste Gasentnahme (8) entnommenen Gases (9) nach Erhitzung auf vorzugsweise 1.000 bis 1.200°C in den Ofen (1) unter­ halb der Beschickung (2) und damit die Realisierung der Reduktion von Hämatit wahlweise zu Magnetit oder Wüstit im absteigenden Gleichstrom bei annähernd isothermer Betriebsweise im Schachtbereich zwischen Fest­ stoffbeschickung (2) und zweiter Gasentnahme (13) im Temperaturbereich von 750°C ± 150°C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Schüttung (3) während der Reduktion von Wüstit zu Eisen im unteren Teil des Ofenschachtes im zwischen Formenebene (11) und erster Gasentnahme (8) aufsteigenden Gasstrom so eingestellt wird, daß die Reduktion bei Schüttguttemperaturen um 1.000°C und annähernd der Hälfte der Verweilzeit abgeschlossen ist und in der verbleibenden Zeit bis zur Formenebene (11) die Schüttung (3) durch das aufsteigende Gas hauptsächlich auf Schmelztemperatur vor­ gewärmt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke in der ersten (8) und zweiten Gasentnahme (13) so eingestellt werden, daß dadurch eine Vermischung der auf- und absteigenden Gase im Ofen (1) gesteuert wird, wobei diese im wesentlichen vermieden oder definiert herbeigeführt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßtemperatur bei der Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit im absteigenden Gasstrom durch den Wärmeeintrag mit dem rezirkulierten Heißgas (7) und gegebenenfalls durch partielle Oxidation des Gases im oberen Schachtbereich des Ofens (1) mit zusätzlich zugeführter Luft (16) eingestellt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das über die zweite Gasentnahme (13) entnommene Gas (14) nach seiner Kühlung und Entstaubung (10) vor sei­ ner Wiederaufwärmung und Verbrennung in den Heißgaserzeugern (12) im Druck erhöht und das nach den Heißgaserzeugern (12) vorliegende Ver­ brennungsgas (29) zur Erzeugung von technischer Arbeit in Gasturbinen­ anlagen entspannt und diese zur Stromerzeugung (20) und zum Antrieb von Kompressoren (17) zur Versorgung der Verbrennung in den Heißgas­ erzeugern (12), der partiellen Oxidation bei der absteigenden Reduktion von Hämatit zu Magnetit oder Wüstit und der Luftzerlegung (25) mit Druck­ luft (16, 32, 33) verwendet wird.

9. Vorrichtung zur Leistungssteigerung und Brennstoffeinsparung bei der Er­ zeugung von Roheisen, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Vorrichtung bis zur ersten Gasentnahme (8) entsprechend einem bekannten Hochofen (1) ausgestaltet ist, während der obere Teil aus zwei gasdichten Zylindern mit unterschiedlichen Durchmessern besteht, die miteinander so verbunden sind, daß der erste Zylinder mit einem gegenüber dem zweiten Zylinder (5) größeren Durchmesser in das Ofenunterteil eintaucht und mit diesem und dem sich im Ofen befindenden Schüttgut (3) einen Gassammelraum (8) bildet, aus dem über eine oder mehrere Rohrleitungen oder Kanäle die im Ofen (1) aufsteigenden Gase (9) abgezogen werden, während der zweite Zylinder (5) mit kleinerem Durchmesser mit einem Füllschacht ausgerüstet ist, der mit dem Zylinder und dem Schüttgut (3) einen zweiten Gassammelraum (6) bildet, über den der für die Reduktion von Hämatit zu Wüstit und Magnetit verfahrenstechnisch erforderliche Teil (7) des Gases (9) aus der ersten Gasentnahme (8) dem Ofen (1) wieder zugeführt wird, und der mit dem ersten Zylinder und dem Schüttgut (3) einen dritten Gas­ sammelraum (13) bildet, aus dem die absteigenden Gase (14) aus der Reduktionsstufe Hämatit zu Magnetit oder Wüstit aus dem Ofen (1) abge­ leitet und der externen Verwertung zugeführt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet, durch die Kombination einer Heißgaseinblasvorrichtung (23) mit einem Brenner zur Vergasung von Ersatzbrennstoff (26) vorzugsweise Kohlebrennstaub oder blasfähigem Feinkoks, mit Sauerstoff.