DE2105136A1 - Iron sponge prodn - from iron oxide material reduced in revolving cylindrical furnace - Google Patents
Iron sponge prodn - from iron oxide material reduced in revolving cylindrical furnaceInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm durch Direktreduktion mittels fester Reduktionsmittel im Drehrohrofen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm aus oxydischen Eisenmaterialien durch Direktreduktion mittels fester Reduktionsmittel im Drehrohrofen, wobei feste Reduktionsmittel mit einem großen Anteil an flüchtigen Bestandteilen in die Schlußzone des Drehrohrofens chargiert und in Berührung mit der heißen Ofenbeschickung bis zum Austragsende des Drehrohrofens abgeschwelt werden, das abgeschwelte Reduktionsmittel aus dem Austragsmaterial des Drehrohrofens abgetrennt und in den Drehrohrofen an mindestens einer Stelle zwischen der Aufgabe stelle für das feste Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen und dem Eintragsende und/oder in das' Eintragsende chargiert wird, und in den Drehrohrofen Gase mittels auf der Ofenlänge verteil-ten Man-telrohren eingeleit.et werden. Process for the production of sponge iron by direct reduction by means of solid reducing agent in the rotary kiln The invention relates to a method for Production of sponge iron from oxidic iron materials by direct reduction by means of solid reducing agents in the rotary kiln, with solid reducing agents with a large proportion of volatile constituents in the final zone of the rotary kiln charged and in contact with the hot furnace charge up to the discharge end of the Rotary kiln are sloughed off, the descaled reducing agent from the discharge material the rotary kiln separated and in the rotary kiln at at least one point between the task put on for the solid reducing agent with a large proportion volatile constituents and the entry end and / or in the 'entry end and gases into the rotary kiln by means of jacket pipes distributed along the length of the kiln be initiated.
Bei der Verwendung von Reduktionsmitteln mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen tritt das Problem auf, die bei der Abschwelung frei werdenden flüchtigen Bestandteile im Drehrohrofen weitgehend auszunutzen und die an der oder an den Zugabestellen auftretenden DruckschwarASungen und das große Wänneangebot so zu steuern, daß möglichst gleicunäßige Ofenbodingungen erzielt werden. Deshalb wurden die Verfahren, bei denen die Zugabe das Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen im mittleren Teil des Ofens an einer oder mehreren Stellen erfolgte (GB-PS 935 353) so verbessert, daß dieses Reduktionsmittel über die Rcduktionszone des Ofens ver-teilt eingebracht ;wurde (GB-PS 1 222 123).When using reducing agents with a large proportion of volatile The problem occurs with constituents which are released in the course of desolation Extensive use of the components in the rotary kiln and those at or at the addition points occurring DruckschwarASungen and the large heat supply to control so that as possible Uniform furnace floor conditions can be achieved. Therefore, the procedures at which the addition of the reducing agent with a large proportion of volatile constituents took place in the middle part of the furnace in one or more places (GB-PS 935 353) so improved that this reducing agent is distributed over the induction zone of the furnace was introduced (GB-PS 1 222 123).
Bei großen Ofenlängen kann diese Verteilung jedoch Schwierigkeiten bereiten.In the case of long furnace lengths, however, this distribution can be difficult prepare.
Es ist auch bekannt, das Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in den Drehrohrofen so knapp vor dem Austragsende zuzugeben, daß die Länge der Zone hinter der Einführungsstelle gerade ausreicht, das Reduktionsmittel praktisch vollständig abzuschwelen, und die Beheizung der Schlußzone des Ofens ausschließlich durch die Verbrennung der bei der Abschwelung entwickelten gas- und dampfförmigen Schwelprodukte mit Hilfe eingeführter sauerstoffhaltiger Gase erfolgt. Der erzeugte Schwelkoks wird aus dem Austragsmaterial des Drehrohrofens abgetrennt und in den Drehrohrofen an einer oder mehreren Stellen vor der Zugabe stelle für das Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen zurückgeführt (DAS 1 265 174).It is also known that the reducing agent with a large proportion of volatile Add ingredients in the rotary kiln so just before the discharge end that the The length of the zone behind the insertion point is just sufficient for the reducing agent practically completely burned off, and the heating of the final zone of the furnace exclusively through the combustion of the gaseous and vaporous substances developed during decay Smoldering products takes place with the help of introduced oxygen-containing gases. The generated Smoldering coke is separated from the discharge material of the rotary kiln and fed into the Rotary kiln at one or more points in front of the addition point for the reducing agent with a large proportion of volatile components (DAS 1 265 174).
Weiterhin ist es bekannt, das Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in einen zweiten Drehrohrofen, einem Gefäß mit Rührvorrichtung oder einem Wirbelschicht ofen unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Reduktionsproduktes des Reduktions-Drehrohrofens abzuschwelen.It is also known to use the reducing agent with a large proportion of volatile constituents in a second rotary kiln, a vessel with a stirrer or a fluidized bed furnace using the sensible heat of the reduction product of the reduction rotary kiln.
Das dabei erzeugte brennbare Gas wird direkt zuni Austragsende des Reduktions-Drehrohrofens geleitet und dort in einem Gasbrenner verbrannt. Der erzeugte Schwelkoks wird vom Schwammeisen abgetrennt und in den Reduktions-Drehrohrofen chargiert (DAS 1 266 321).The flammable gas generated in the process is sent directly to the discharge end of the Reducing rotary kiln and burned there in a gas burner. The generated Smoldering coke is separated from the sponge iron and charged into the reduction rotary kiln (DAS 1 266 321).
Es ist auch bekannt, die Reduktion fast ausschließlich mit reduzierenden Gasen durchzuführen, wobei evtl. zugeg ene feste Reduktionsmittel zur Rückbildung von CO2 und H20 dienen, und wobei das am Austragsende des Drehrohrofens eingeführte reduzierende Gas von der heißen Beschickung aufgeheizt und die Beschickung auf etwa 150 0C abgekühlt wird.It is also known that the reduction is almost exclusively with reducing To carry out gases, with possibly added solid reducing agents for regression of CO2 and H20 serve, and that at the discharge end of the rotary kiln Introduced reducing gas from the hot feed and heated the feed is cooled to about 150 0C.
Durch die schlechte Ausnutzung der reduzierenden Gase im Drehrohrofen ist eine Gasrückführung erforderlich (DRP 639 900).Due to the poor utilization of the reducing gases in the rotary kiln a gas recirculation is required (DRP 639 900).
Ferner ist es bekannt, in einem ersten Drehrohrofen das Erz vorzuwärmen, dann in einem zweiten Drehrohrofen bituminöse Kohle zuzugeben, das Erz vorzureduzieren und die Temperatur des vorreduzierten Erzes durch Zugabe von weiterem Erz zu senken. Die gekühlte Mischung wird dann in einem Schachtofen fertigreduziert und eingeschmolzen. Dieses Verfahren kann kein Schwammeisen erzeugen (US-PS 1 941 983).It is also known to preheat the ore in a first rotary kiln, then add bituminous coal in a second rotary kiln to pre-reduce the ore and lowering the temperature of the prereduced ore by adding more ore. The cooled mixture is then completely reduced in a shaft furnace and melted down. This process cannot produce a sponge iron (US Pat. No. 1,941,983).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei der Zugabe des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in die Schlußzone des Drehrohrofens die Wärme ökonomie zu verbessern und die Weiterverarbeitung des Austragsmaterials des Drehrohrofens zu erleichtern.The invention is based on the task of adding the reducing agent with a large proportion of volatile components in the final zone of the rotary kiln to improve the heat economy and the further processing of the discharge material of the rotary kiln.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß in dem Drehrohrofen eine Teilkühlung der -Beschickung nach weitgehendem Erreichen des gewünschten Reduktionsgrades durch Chargierung mindestens eines Teiles des festen Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in die anschließende Ofenzone durchgeführt wird, das Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen dabei bis zum Austragsende weitgehend abgeschwelt, das abgeschwelte Reduktionsmittel aus dem Austrags-, material abgetrennt und in den Drehrohrofen zurückgeführt wird.This object is achieved according to the invention in Way that in the rotary kiln a partial cooling of the charge after extensive Achieving the desired degree of reduction by charging at least one part of the solid reducing agent with a large proportion of volatile components in the subsequent furnace zone is carried out, the reducing agent with a large proportion of volatile constituents largely sloughed off up to the end of the discharge, the Waxed reducing agents are separated from the discharge material and transferred to the Rotary kiln is returned.
Die Chargierung des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen kann durch Einschleudern oder Einblasen vom Austragsende oder durch Zugabe durch den Ofenmantel (z.B. mittels scoop-feeder) erfolgen.The charging of the reducing agent with a large proportion of volatile Components can be centrifuged or blown in from the discharge end or through Addition by the Furnace shell (e.g. by means of a scoop feeder).
Das abgetrennte, abgeschwelte Reduktionsmittel kann ganz mit der Beschickung in das Eintragsende des Drehrohrofens oder zum Teil oder ganz verteilt über die Ofenlänge bis zur Zugabe stelle des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen in den Drehrohrofen chargiert werden.The separated, corrugated reducing agent can be wholly with the feed in the entry end of the rotary kiln or partly or wholly distributed over the Furnace length up to the point of addition of the reducing agent with a large proportion of volatile substances Components are charged into the rotary kiln.
Die bei der Abschwelung freiwerdenden Gase werden mit sauerstoffhaltigen Gasen, die über auf der Ofenlänge angebrachten Nantelrohren in den Drehrohrofen eingeführt werden, in der Redustionszone und evtl. in der Vorheizzone nachverbrannt.The gases released during the desolation are mixed with oxygen-containing Gases that enter the rotary kiln through jacket tubes attached to the length of the kiln are introduced, post-burned in the reduction zone and possibly in the preheating zone.
Ein Teil des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen kann auch in die Reduktionszone mittels Chargiert vorrichtungen durch den Ofenmantel pder einer besonderen Einschleuder- oder Einblasevorrichtung vom Austragsende her zugegeben werden.Part of the reducing agent with a large proportion of volatile components can also be brought into the reduction zone by means of charging devices through the furnace shell Or a special injection or injection device from the discharge end be admitted.
Die Menge des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen wird vorzugsweise so eingestellt, daß die erzeugte Menge an abgeschweltem Reduktionsmittel ausreicht, den gewünschten weitgehenden Reduktionsgrad vor der Chargierung des Reduktionsmittels mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen zu erzielen; oder die Menge wird so eingestellt, daß die frei werdenden Gase zur Deckung der Wärmebilanz ausreichen.The amount of the reducing agent with a large amount of volatile components is preferably adjusted so that the amount of desmutted reducing agent produced sufficient to achieve the desired extensive degree of reduction before charging the reducing agent to achieve with a large proportion of volatile components; or the crowd will be like this set that the released gases are sufficient to cover the heat balance.
Es ist auch möglich, einen Teil der erforderlichen Wärmemenge durch Einleitung von brennbaren Gasen oder heißen Gasen zu decken. Dies erfolgt insbesondere, wenn die frei werdenden Gase nicht zur Deckung der Wärmebilanz ausreichen.It is also possible to use part of the required amount of heat Cover introduction of flammable gases or hot gases. This is done in particular, if the gases released are not sufficient to cover the heat balance.
Weiterhin ist es möglich, einen Teil des erforderlichen Reduktionsmittels mit geringem Anteil oder ohne flüchtige Bestandteile durch Zugabe von nicht im Ofen abgeschwelten festen Reduktionsmitteln, wie z.B. Anthrazit, zu decken.It is also possible to use some of the reducing agent required with low or no volatile components by adding not in the oven decayed to cover solid reducing agents such as anthracite.
Dies erfolgt insbesondere, wenn ein Reduktionsmittel mit sehr großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen verwendet wird, da dann im Verhältnis zum erforderlichen Kohlenstoffgehalt mehr flüchtige Bestandteile vorhanden sein können, als im Ofen ausgenutz-t werden können.This occurs especially when using a reducing agent with a very large Volatile content is used because then in proportion to the required Carbon content, more volatile constituents may be present than in the furnace can be exploited.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Teilkühlung der Beschickung auf eine Temperatur von etwa 500 bis 800 °C, vorzugsweise 600 bis 770 OC, erfolgt.A preferred embodiment of the invention is that the Partial cooling of the feed to a temperature of about 500 to 800 ° C, preferably 600 to 770 OC.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß die Teilkühlung der Beschickung auf eine Temperatur unterhalb des Curie-Punktes erfolgt und der Eisenschwamm aus dem Austragsmaterial unmittelbar nach dem Austrag aus dem Drehrohrofen durch Nagnetscheidung abgetrennt wird.Another embodiment is that the partial cooling of the Charging takes place at a temperature below the Curie point and the sponge iron from the discharge material immediately after discharge from the rotary kiln Magnetic separation is separated.
Durch die Abkühlung des Schwammeisens von etwa 1050 bis 1200 0C auf eine Temperatur unterhalb des Curie-Punktes läßt sich das Schwammeisen im heißen Zustand mittels MagnetS scheidung leicht abtrennen. Diese Abtrennung erfolgt vorzugsweise unter für das Schwammeisen nicht oxydierenden Bedingungen. Das Schwammeisen kann anschließend heiß in Elektroöfen chargiert werden oder brikettiert werden.By cooling the sponge iron from about 1050 to 1200 0C the sponge iron can be kept hot at a temperature below the Curie point Easily separate the state by means of magnetic separation. This separation is preferably carried out under non-oxidizing conditions for the sponge iron. The sponge iron can can then be charged hot in electric furnaces or briquetted.
Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Teilkühlung der Beschickung in einer Ofenzone erfolgt, die bis zu 20 %, vorzugsweise 5 bis 15 %, der gesamten Ofenlänge beträgt.A preferred embodiment of the invention is that the Partial cooling of the feed takes place in an oven zone, which is up to 20%, preferably 5 to 15% of the total furnace length.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß das Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen vor der Chargierung in den Drehrohrofen angefeuchtet wird.Another embodiment is that the reducing agent with a large proportion of volatile components before charging into the rotary kiln is moistened.
Durch diese Maßnatene kann die Kühlwirkung gesteigert werden und die Kühlung auf konstanter Temperatur gehalten werden.By this Maßnatene the cooling effect can be increased and the Cooling can be kept at a constant temperature.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß feinkörnig vorliegendes Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen vor der Chargierung in den Drehrohrofen agglomeriert wird.Another embodiment of the invention is that fine-grained present reducing agent with a large proportion of volatile components the batch is agglomerated in the rotary kiln.
Die Agglomeration kann durch Pelletierung, Brikettierung oder durch Walzen eines Bandes und anschließende Zerkleinerung erfolgen. Die Agglomeration verhindert ein unkontrolliertes Mitreißen des Reduktionsmittels durch die Ofengase und ermöglich-t, aus einem feinkörnigen Reduktionsmittel mit großem Anteil an flüchtigen Bestandteilen ein grobkörniges abgeschweltes Reduk-tionsmittel zu erzeugen.The agglomeration can be by pelleting, briquetting or by Rolling of a strip and subsequent comminution take place. The agglomeration prevents uncontrolled entrainment of the reducing agent by the furnace gases and enables a fine-grained reducing agent with a large proportion of volatile Ingredients to produce a coarse-grained degreased reducing agent.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Austragsmaterial des Drehrohrofens durch direkte Kühlung mittels Wasser fertiggekühlt wird.Another embodiment of the invention is that the discharge material of the rotary kiln is completely cooled by direct cooling with water.
Die Kühlung erfolgt bevorzugt durch Besprühung mit Wasser.The cooling is preferably carried out by spraying with water.
Die direkte Kühlung mit Wasser ist möglich, weil kaum noch eine Rückoxydation erfolgt.Direct cooling with water is possible because there is hardly any reoxidation he follows.
Die Schlußzone des Drehrohrofens kann erweitert ausgebildet werden. Auf diese Weise wird eine Erhöhung der Gasgeschwindigkeit vermieden.The final zone of the rotary kiln can be expanded. In this way an increase in the gas velocity is avoided.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise für den Betrieb des Drehrohrofens im Gegenstrom zwischen Beschickung und Gasatmosphäre geeignet. Es kann jedoch auch für Gleichstrom angewendet werden, wobei die Abgase dann zweclumäßigerweise nachverbrannt und zum Beispiel zur Dampferzeugung ausgenutzt werden.The inventive method is preferably for the operation of the Rotary kiln suitable for countercurrent flow between the feed and the gas atmosphere. It however, it can also be used for direct current, with the exhaust gases then after-burned and used, for example, to generate steam.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren bestehen darin, daß durch die Teilkühlung im selben Drehrohrofen eine bessere Wärmea:'tzung erfolgt und eine Erleichterung der Übergabe des Austragsmaterials in die anschließende Kühl strecke oder seiner Weiterverarbeitung im heißen Zustand erzielt wird. Weiterhin kann ein größerer Cfix-Gehalt in dem abgeschwelten Reduktionsmittel erzielt werden2 der insbesondere für den Betrieb langer Drehrohröfen erforderlich ist. PatentansprücheThe advantages of the method according to the invention over the known The method consists in that a through the partial cooling in the same rotary kiln better heat removal takes place and the transfer of the discharge material is facilitated in the subsequent cooling line or his Further processing is achieved when hot. Furthermore, a larger Cfix content in the decayed Reducing agents can be achieved2 especially for the operation of long rotary kilns is required. Claims
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