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Reduktionsverfahren für Eisenerze Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Reduktion von Eisenerzen in Schachtöfen und insbesondere in Hochöfen.
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Wie bekannt, wird die Reduktion von Eisenerzen in Schachtöfen entweder
direkt oder indirekt in der Hauptsache mittels Xohlenstoff bewirkt, der in Form
von Koks zusammen mit dem Erz und den Zuschlägen in den Ofen eingesetzt wird.
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Wie dem Fachmann ebenfalls bekannt, spielt der Koks in einem auf herkömmliche
Weise arbeitenden Schachtofen eine mehrfache Rolle, die sich wie folgt kurz umreissen
lässt: a) Der durch die Blasformen verblasene Wind fUhrt zur teilweisen oder vollständigen
Verbrennung des eingesetzten Kokses. Durch diese Verbrennung wird ein im wesentlichen
aus
CO, aus N2 und gegebenenfalls aus H2 bestehendes gasförmiges Gemisch freigesetzt,
das entsprechend den Ofenbetriebsbedingungen und den physikalisch-chemischen Eigenschaften
der behandelten Erze und der @etallverbindungen eine Temperatur zwischen 1200 und
2700°C hat. Dieses Gas übt eine doppelte @lrkung aus insofern, als es die den Ofeneinsatz
bildenden Stoffe nachwärmt und reduziert.
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b) Die Reduktion von Oxyden, die nur bei hoher Temperatur (T >
900°C) durch CO reduziert werden können wie zum Beispiel das Eisenoxyd (FeO), ist
von einer zweiten Reaktion begleitet, die unter der Bezeichnung "Boudouard'sche
Reaktion" oder auch "solution loss" bekannt ist. Diese zweite Reaktion verbraucht
Kohlenstoff and demzufolge Koks in den jeweiligen Ofenbetriebsbedingungen entsprechender
unterschiedlicher Menge.
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c) Eine geringe Menge des eingesetzten Kokses dient zur Aufkohlung
des geschmolzenen Metalls.
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Ganz allgemein gesprochen ist der Gesamtverbrauch von Koks in einem
Schachtofen aus der @umme des Koksteilverbrauches bei den drei vorstehend beschriebenen
Vorg@ngen zusammengesetzt.
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Und schliesalich spielt der Koks eine mechanische @o@le, indem er
eine von Fachleuten als "Koksgitter" bezeichnete feste Auflage bildet, die eine
Gegenstrombewegung der Gase und der flüseigen Stoffe (Schlacken, Motalle, Legierungen,
Schmelsstein bzw. Lech und Speisen) gewährleistet. Ein Koksverbrauch ist bei dieser
Rolle grundsätzlich nicht zu verzeichnen.
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Aufgrund der wachsenden Schwierigkeiten bei der Beschaffung von Kokskohle
und des stündigen Preisanstiegs für Koks wurde seit mehreren Jahren versucht, den
Koksv@rbrauch bei Schachtöfen zu verringern.
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Aus diesem Gesichtspunkt heraus wurde bereits der versuch unternommen,
andere Leiz- und Reduktionsmittel als Koks in den Ofen einzublasen, so beispielsweise
flüssige oder gasförmige Kohlenwasserstoffe wie Heizöl, wobei diese Einblasung Ublicherweise
in höhe der Windhauptblasformen und im allgemeinen durch diese hindurch erfolgt.
Mit einer derartigen Verfahrensweise war es möglich, je nach Art des Möllers und
den eingeblasenen Heizölmengen zwischen S und 15 % der erforderlichen Koksmenge
einzusparen.
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Wurde jedoch in den Betrieben versucht, diesen Verbrauch an durch
die Blasformen eingeblasenem Heizöl zu steigern, um den Koksverbrauch noch weiter
zu verringern, so zeigte sich, dass hierdurch eine übermässige Verringerung der
"Flammtemperatur" am Formenrüssel, also am in den Ofen hineinragenden Teil der Form,
mit einer schlechten Arbeitsweise des Ofens als Folge, eine Verschwendung an Heizöl
durch unverbrannte ClüIückstände oder beide Nachteile auf einmal auftraten. Um hier
Abhilfe zu schaffen, wurde Zuflucht zu zwei Notbehelfen genommen, und zwar einmal
zu einer Erhöhung der Windtemperatur und zum anderen zu einem erhöhten Sauerstoffgehalt
im Wind. Auf diese Weise konnte industriemässig eine Einsparung von 15 bis 20 %
der früher erforderlichen Koksmenge erzielt werden. Aus technischen Gründen ist
es im ersteren Falle, d.h. bei einer Erhöhung der Windtemperatur, schwierig, eine
noch grössere Einsparung zu erreichen. Darüberhinaus ist es im zweiten Falle, d.h.
bei der Erhöhung des Sauerstoffgehaltes im Wind, nicht möglich, über eine bestimmte
Grenze hinaus zugehen, da der Wärmeinhalt der auf steigenden Gase nicht mehr für
den Wärmebedarf im oberen Teil des Ofens und insbesondere nicht mehr zur Erwartung
der nach unten absinkenden Feststoffe ausreicht. Diese Tatsache wird unter anderem
durch eine merkliche Verringerung der Temperatur der Gichtgase bestätigt.
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Um diese Nachteile auszuschalten, wurde bereits daran gedacht, anetelle
der Einblasung von Heisöl in Höhe der Hauptblasformen bei de@ gleichen Ofen eine
Einblasung "rückgebildeten Gases" mit hoher Temperatur vorzunch@en, wobei eine solche
Einblasung weitgehendet in Höhe der Zone "1000°C" erfolgt, die dem F@chmann ebenfalls
@nter der Bezeichnung "Reservezone" wohlbekannt ist.
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Unter dem Begriff "rückgebildetes Gas" ist jedes Kohlenwasserstoff-Fl@d
zu verstehen, das einer oxydierenden Umwandlungs-bzw. Krackbehandlung unterzogen
wurde, wobei sich ein gasförmiges Gemisch mit beträchtlichen Anteilen an Wasserstoff
bzw. Kohlenoxyd ergibt. Diese Behandlung wird mittele einer geeigneten, hä@fig als
"Rückbildner" bezeichneten Vorrichtung durchgeführt; neben anderen Möglichkeiten
ist es bekannt, einen Rückbildner je Blasform oder je Blasformgruppe am Schachtofen
einzusetzen.
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Um die mit den bekannten Techniken erreichbaren Koksersatsmengen noch
weiter zu erhöhen, schl@gt die Anmelderin ein Verfahren zur Reduktion von Eisenersen
in einem Schachtofen vor, durch welches die erforderliche Koksmenge unter Gewährleistung
eines gleichmässigen und ausgewogenen Sch@chtofenbetriebs beträchtlich verringert
werden kann.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass in
den Schachtofen einmal in Höhe der dem Praktiker wohlbekannten "Reservezone" heisse
Reduktion@gase und zum anderen etwa in Höhe der Hauptblasformen oder durch diese
hindurch Reduktionsmittel ein eblasen werden.
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Eine bevorzugte erfindungsgemüsse Abwandlung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die erste der beiden vorerwähnten Einblasungen im unteren Abschnitt der sogenannten
Reservesone erfolgt.
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Erfindungagemäss müssen die in Höhe der Reservezone des Schachtofens
eingeblasenen @eduktionsgase im Augenblick ihrer Einblasung eine a@sreichend hohe
Temperatur im Bereich von 1000°C bis 1400°C haben, damit weder eine Abkühlung is
@@enbetrieb noch eine örtliche Überhit@ung des Einsatzes hervorger@fen wird.
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Liegt die Temperatur des Reduktionsgases über den vorerwähnten @erten,
so kann diese Temperatur dadurch gesonkt werden, dass gleichzeitig mit den heissen
Gasen kühlere Gase möglichst obenfalls in Reduktions@rt eingeblasen werden.
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Aber in allen anderen Fällen bringt die Forderung nach einer solchen
Einblastemperatur nicht nur das Problem der Rentabilität der Beheizung mit sich,
um die Gase auf solch hohe Temperaturen zu br@ngen bzw. auf @iesen Temperaturen
zu halten, sondern auch das Problem der Sichorheit aufgrund des @ventuellen Vorhandenseins
von Wasserstoff, der bei diesen Temperaturen ein Gemisch bildet, das beim Kontakt
mit der L@ft explodiert.
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Das erfindungsgemä@se Verfahren ist anwendbar in Verbindung mit allen
Arten von heissen Reduktionsgasen, die in Höhe der Reservezone des Schachtofen@
eingeblasen werden. Erfindungsgemäse handelt @@ sich bei diesen Reduktionsgasen
vor allen um solche Gase, die in der Hauptsache kohlenoxyd bzw. Wasserstoff enthalten
und nach jedem geeigneten Verfahren erseugt werden können.
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Eine besonders vorteilhafte abgewandelte Durchführungsform des erfindungsgemässen
Verfahrene besteht darin, dass in die Reservesone des Schachtofens "rückgebiliete
Gase" der vorbeschriebenen Art entweder für sich alleln oder als Gemisch mit anderen
Reduktionsgasen eingeblasen werden.
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Sind gasförmige Kohlenwasserstoffe verfigbar, so besteht der Rückbildungsvorgang
theoretisch darin, dass diese Kohlenwasserstoffe mit einer a@s@eichenden Sauerstoffmenge
verbrannt werden, um Kohlenmonoxyd und @asserstoff zu erhalten.
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Es ist jedoch fest@ustellen, dass i@ Falle gasförmiger Kohlenwasserstoffe
im kalten Zustand die Verbrannungsreaktionen nicht exotherm genug sind, um die für
einen zufriedenstellenden Rückbildungsvorgang orforderliche hohe Temperatur zu erreichen.
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Demgemäss ist es in der Praxie notwendig, die Verbrennung k@lter gasförmiger
Kohlenwasserstoffe mit einer solchen Menge an Sauerstoff durchzuführen, die grösser
als die nur zum Erhalt von K@hlenmonoxyd und @asserstoff in reiner Form erforderliche
Menge ist. Dieser @auerstoffüberschuss begünatigt das Auftreten von Kohleneäur@anhydrid
(CO2) und Wasser, deren Bildungsre@ktionen stark exetherm sind. Auf diese Weise
ergibt sich eine höhere Temperatur, doch geht dieser Temperaturanstieg leider zu
Lasten des Reduktionsvermögene der Rea@tionsprodukte.
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Es erhe@lt sich somit, dass mit der bisher allgenein üblichen Technik
für die Rückbildung kalter gasförmi@er Kohlenwasserstoffe das Problem der erforderlichen
hohen Temperatur gelöst werden konnte, doch haben die auf diese @eise rückgebildeten
Gase einen besti@@mten Bestandteil @n CO2 und H2O , so dass die Gefahr eines geringeren
Interesses an diesen Gasen besteht, deren wesentlichste Eigensch ft ihre Redusierb@rkeit
ist.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sicht die Anmelderin ein Verfahren
vor, mit dem dieser Nachteil ausgeschaltet, d.h. eine für den gu@en Ablauf der Rückbild@ngsbehandlung
ausreichende Temperatur gewährleistet werden kann, wobei gleichzeitig die unerwün@chten
Reaktionen der Bildung von CO2 und H2O auf ein Mindestmass beschränkt werden.
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Gemäss diesem Verfahren werden die rückzub@ldenden ka@ten gasförmigen
Kohlenwa@serstoffe zunächst einer @or@ä@mb@-handlung @nterzogen dergest@lt, dass
sie auf eine Temperater i@ Bereich von beispielsweise 650°C gebracht werden, die
etwas @nter der zur Bildung von Russ @ufgrund einer Thermolyse der gasförmigen Kohlenwasserstoffe
führenden Temperatur liegt, und die vorgewärmten gasförmigen Kohlenwasserstoffe
sodann einer Teilverbrennung mit gegebenenfalls vorgewärmtem Sauorstoff in einer
fir die @@ldung von C@ @nd H2 a@sreichanden Menge ausgesetzt.
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Von der An@eld@rin konnte nämlich festgestel@t werden, dass bei Vor@är@ung
der kalten gasförmigen K@hlenwasserstoffe auf vorb@schriebene Art die Verbrennungsreaktionen
auf der Basis der Rückbildung zufriedenstellend ablaufen, ohne dass in Verbindung
mit den gasförmigen Kohlenwasserstoffen, wie bis heute allgemein üblich, ein wesentlicher
@au@rstoffubersch@ss vorgehalten werden mass. Das Verfahren ist von besonderem interesse,
wenn es sich bei dem r@ckzubildenden Kohlenwasserstoff um @rdgas handelt.
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Generell jedoch müssen die rückgebildeten Gase, wie sie zum Beispiel
auf vorbeschriebene Weise @ntst@nden sind, noch auf die Temperatur von 1000 bis
1400°C gebracht werden, was durch jede geeignete Vorrichtung möglich ist.
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@ie bereits vorstehend er@ähnt, stellt die in dor Reservezone des
Schachtofens erfolgende Einbl@sung anderer Gase als den sich aus der oxydierenden
Umwandlung und dem thersi chen Kracken verschiedener Kohlenwasserstoff-Flude in
flüssiger oder gasförmiger K@nsistens, wie sie zum Beispiel von Erdölraffinerien
oder direkt aus natürlichen Lage@stätten kommen, ergebenden Gasen nur eine besondere
abgewandelte Durchführungsform der Erfindung dar.
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Es ist nämlich bekannt, dass in den Hüttenwerken Hochöfen und Koksöfen
zur Verfägung stahen, die täglich grosse Mengen an vor @llem CO und H2 enthaltanden
Gasen erzeugen, wobei diese Gase mittels einer entsprechenden Behandlung als Reaktionsgasquellen
analog den vorerwähnton "rückgebildeten Gasen" herangezogen werden können.
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Ausgehend von diesen @berlegungen ist eine zweckmässige abgewande@te
Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, dass die
in den Sch@chtofen eingeblasenen heissen Reduktionsgase zumindest teilweise durch
eine entsprechende Behandlung des Gichtgases von Hochöfen bzw. @es Gases von Koksöfen
gewonnen werden.
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Die Behandlung, der zum einen die Hochofengichtgase und zum anderen
die Koksofengase ausgesetzt werden, kann in einer ausreichenden Abkühlung bestehen,
um in bezug auf das Gichtgas den @chalt an H2O und CO2 und hinsichtlich der Koksofengase
den Gehalt an CO2 und die Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise CH4 zu beseitigen.
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Erfindungsgemäss kann es zweckmässig sein, die Kühlbehandlungen für
die Hochofengichtgase einerseits und die Koksofengase andererseits durch einen Waschvorgang
mit einer geeigneten Flüssigkeit zu vervollständigen.
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Ebenfalls erfindungsgemäss werden die durch die Kühl- und Waschbeh@ndlungen
anfallenden Flussigkeiten zweckmässigerweise in ihren entsprechenden Kreisen umge@älzt.
Diese Flüssigkeiten werden schliesslich im Hinblick auf die Rückgewinnung darin
möglicherweise enthaltener interessanter Produkte wie zum Beispiel die Kohlenwasserstoffe
(CH4...) und CO2 nochmals behandelt.
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Die in den Koksofengasen enthaltenen Kohlenwasaerstoffe (CH4,...)
können entweder nach ihrer Abscheidung aufgrund einer entsprechenden Behandlung
der Koksofengase oder vor einer solchen Abscheidung eine katalytische oder oxydierende
bzw. thermi che Rückbildung erfahren.
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Es gilt als vorausgesetzt, dass die Einblasung der heissen Raduktionsgase
in die Reservezone des Schachtofene unabhängig von der Art der Gase mittels jeder
beliebigen geeigneten Vorrichtung erfolgen kann.
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Besonders interessante Srgebni@se waren jedoch bei Vermendung von
Blasformen aus @iliziumkarbid oder jedem anderen Feuerfestmaterial auf Silisiumkarbidbasis
wie zum Beispiel Kitt zu verzeichnen.
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Gemäss einer besonde en Anordnungsform ist die Längsachse der eingesetzten
Blasformen nach unten geneigt und bilden diese Blasformen mit der Vertikalen einen
spitzen @inkel dergestalt, dass die eingeblasenen Stoffe in der gleichen Richtung
wie beim Absinken des Einsatses in den Hochofen eindringen. Der von der Längsachse
der Blasformen und der Vertik len gebildete spitze @inkel beträgt bevorzugt weniger
als 20°.
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@s liegt auf der Hand, dass die Verwendung von Blasformen in der Art
der herkömmlichen Heisswindblasformen mit wasserumlaufkühlung wenig @@nschenswert
ist, da sie insbesondere viel zu hohe @ärmeverl@ste mit sich bringen.
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Eine weitere Anforderung, der die Einblasformen ebenfalls genügen
müssen, bestaht darin, dass eine angemen@sene Eindringung der Heissgase in den Hochofen
gewährleistet zein muss.
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Zu diesem Zweck müssen die verw ndeten Blasformen ein genau bestimmtes
Innenprofil aufweisen. Nun enthalten die einzublasenden Gase vor allem Reduktionsgase
wie zum Beispiel CO und H2 und haben diese Gase eine hohe Temperatur, was bedestet,
dass das Material, aus dem die Einblasformen hergestellt sind, mit einer sehr aggressiven
mgebung in Kontakt kommt, der es chemisch und mechanisch standhalten muss, wenn
nicht eine schnelle Zerstörung des Innenprofils auftreten soll, was Schwierigkeiten
beim Durchtritt des Fludes in den Blasformen und beim Eindringen in den Hochofen
mit ich bringt.
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Die orliegende Erfindung hat ebenfalls eine Blasform zum Gegenstand,
mit der eine solche Zielsetzung genauestens erreicht werden kann.
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Gemäss einer in der als ein nicht im ein@chränkenden @inne zu betrachtendes
Beispiel beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die erfindungsgemässe
Blasform, die speziell zum @in@lasen von Heisegasen vor allem reduzierenden Charakters
wie zum Beispiel von Gasen auf der Basis von CO bzw. H2 bzw. von Kohlonwasserstoffen
in einen Sch chtofen und insbesondere in einen Hochofen bestimmt ist, wobei diese
Gase darüberhinaus CO2 und H2O enthalten können, im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
dass sie umfasst: a) einen äusseren Mantel bestehend aus einem Abschnitt (1) von
kreisrundem Querschnitt mit konstantem Durchmesser und einem grösseren Abschnitt
(2), der als Flansch für die Befestigung der Blasform einmal @m äusseren Panzer
(7) des Schachtofens und zum anderen an der Versorgungsleitung dient, wobei dieser
äussere Mantel aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, der eine g@te mechanische
und chemische Beständigkeit bei hohen Temperaturen besitzt; und
b)
ein inneres F@tter (3) mit einem mittleren Durchgang (4), dessen Längsprofil eine
geeignete Form wie beispielsweise in der Zeichnung dargestellt oder wie eine Laval-
oder Venturidüse hat, wobei dieses Profil an der Austrittsseite des einzublasenden
Fludes in einen Hals (5) von kreisrundem @@ rechnitt m@t konstantem Durchmesser
ausläuft, und wobei das innere Futter aus einem geeigneten Feuerfestmaterial b@steht,
das @nsbesondere eine glatte Innenfläche ergibt, um einen normalen @@@chtritt des
einzublasenden Fl @es zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäss ist der äussere Mantel bevorzugt auf seine volle
Länge mit einem oder mehreren Einschnitten versehen, wodurch er eine so ausreichende
@lastizität erhält, dass eine Zerstörung des feuerfesten F@tters aufgrund von Verformungen
des äusseren Mantels durch aufein@nderfolgende @@@ärmung und Abkühlung desselben
verhindert wird.
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Ebenfalls erfindungsgemäss besteht der äusseren @antel aus einem metallischen
@erkstoff @ie bevorzugt Stahl und vor allem möglichst nichtrontendem @delstuhl oder
einer Legierung, die gegenüber hohen Temperaturen e@ne höhere mech nische und chemische
Beständigkeit aufweist. Diese erhöhte Beständigkeit ist ebenfalls erforderlich,
um jeglichen Austrite von wasserstoff zu vermeiden, da dieses Gas bei den Anstehenden
hohen Temperaturen sehr gefährlich ist.
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Um eine glatte Oberfläche des feuerfesten Futters zu gewährleisten,
han@elt es sich bei dem hierfür verwendeten Material bevorzugt um einen verformbaren,
äusserst feinkörnigen Peuerfestkitt, der gegen hohe Temperaturen schr beständig
ist.
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Erfindungsgemäss ist es ebenfalle zweckmässig, dass die Länge des
in die zu diesem Z@eck in der Hochofenwandung ausgebildete Öffnung eingrei@enden
Blasformabschnitts unter der Stärke der feuerfesten Zustellung dieser @andung liegt,
so dass der Hauptabschnitt der Blasform geschützt und der Verschleiss am Ende des
Formenrüssels verringert wird.
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Nach einer abgewandelten erfindungsgemässen Ausführungeform ist der
Abschnitt (@) des äusseren Mantels von kreisförmigem Querschnitt mit konstantem
Durchmesser möglichst innen mit Halten@sen (6) oder Ansätzen verschen, die in das
innere @utter (3) vorspringen, um dieses Futter (3) dauerhaft zu befestigen und
alle ihm beaufschlagten Belastungen @fzunehmen.
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Entsprechend einer besonders vorteilhauften erfindungsgemässen Ausführungsform
wird mindestens eine Kühlkammer in der Nähe des Formenrüssels vorgeschen.
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Eine bevorzugte Version dieser abgewandelten Ausführungsform besteht
darin, dass im feuerfesten Futter (3) um den Hals (5) zum Austritt des einzublasenden
Fludes herum eine kreisringförmige Aussparung vorgesehen wird, deren Kühlung beispielsweise
durch Wasserumlauf @rfolgt.
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Gemäse einer weiteren interessanten abgewandelten Ausführungsform
ist die Leitung zur Z@fuhr der Redu@tionsgase zur Einblasvorrichtung mit einem Ringleit@ngssystem
verbunden, das den Ofen weitgehendet in der Höhe umgibt, in der die Einblasung erfolgen
muss.
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Die Leitung zur Zufuhr der Heduktionsgase ist zweckmässigerweise vom
Ringleitungssystem bis zur Gaseinblasvorrichtung und gegebenenfalls einschliesslich
der letzteren mit einer geeigneten Inolierung versehen, bei der es sich zum Beispiel
um eine Zustellung aus Feuerfeststeinen handeln kann.
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Nachdem nunmehr die Einblasung der heissen Reduktionsgase in die Reservezone
des Schachtofens ausführlich erläutert ist, sei jetzt das zweite Merkmal des erfindungsgemässen
Verfahrens, d.h. die Einblasung von Reduktionsmitteln etwa in Höhe der Hauptblasformen
oder durch diese hindurch, beschrieben.
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Diese Reduktionsmittel, die im wesentlichen Kohlen- bzw.
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Wasserstoffträger sind, können fest, flüssig oder gasförmig sein oder
aus einem Gemisch dieser Phasen bestehen.
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Zur Verwendung kommen können beispielsweise Kohlenölschlamm, verschiedenste
Arten von Kohlenwa serstoffen und bevorzugt selbst extrasch@eres Heizöl, gasförmige
Kohlenwasserstoffe und vor sllem Erdgas; in Höhe der Hauptblasformen können auch
in diesem Fall rückgebildete Gase eingeblasen werden, wie diese vorstehend erläutert
wurden und auf die eine oder andere Art entsprechend dem ersten Teil der vorliegenden
Erfindung gewonnen werden. Auf gleiche Weise können Hoch-bzw. Koksofengase in ihrer
zweckmässigsten Form eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäss werden die Reduktionsmittel möglichst mit einer Temperatur
zwischen 1700°C und 2400°C in den Schachtofen eingeblasen.
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Zu diesem Zweck kann die Erhitzung des Reduktionsmittels auf jede
an sich bekannte geeignete Art und Weise erfolgen, so zum Beispiel mi tels eines
@ärmeaustauschers, auf elektrischem Wege, dew. ....
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Desgleichen können im Hinblick auf die Einblasvorrichtungen ebenfalle
die bekannten Blasformen einschliesslich der vorstehend beschriebenen Blasformen
eingesetzt werden.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zur Reduktion von Elsenerzen in einem
Schachtofen ist besonders vorteilhaft in seiner An endung, wenn die Einblasung der
Reduktionsgase im heissen Zustand in die Reservezone so erfolgt, dass die eingoblasenen
Gase sich zu einer Randsäule entlang den Schachtwandungen verteilen, bzw. @enn die
entweder durch die Hauptblasformen oder durch ungeführ in Höhe derselben gelegene
Hilfeblasformen eingeblasenen Reduktionsmittel so eingeführt werden, dass die auf
diese zweite Weise eingeblasenen Gase nach Passioren des unteren Ofen@bschnitts
die mittlere Säule des Sch chtes bilden.
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Zu diesem Zweck werden für die @inblasung @lasformen in geeigneten
Formen und Abmessungen sowie genau festliegende Gasdrücke und -geschwindigkeiten
verzendet.
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Und d@ bekannt ist, dass der Ofenbetrieb oder mit anderen Worten die
erarbeitete @ualität (Analyse und Temperatur) des Metalls oder der Legierung von
der Einblastemperatur des Reduktionsgases abhängig ist, sieht die Anmelderin schliesslich
vor, dass die Regulierung des Ofenbetriebs auf jede geeignete @eise erfolgt, mit
der diese Temperatur beeinfluest werden kann.
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Erfindungsgemäss wird diese Regulierung bevorzugt dadurch erreicht,
dass @inblasangen mit nachwärmendem oder kühlendem Charakter vorgenommen werden
und insbesondere mit den heissen Reduktionsgasen oder Reduktionsmitteln entweder
ein Reduktionsmittel bzw. ein Reduktionsgas, das @eniger heiss ist, oder durch geeignete
Vorrichtungen Gemische aus reduzierenden Stoffen oder Oxydationsmi@teln im heissen
oder kühlen Zustand gleichzeitig eingeblasen werden.
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Unter red zierende@ Stoffen sind Kohlenwasserstoffe, feste oder flüssige
Produkte mit Kohlenstoffgehalt, Kohlenwasserstoffgase oder CO, CO2, H2 oder H2O
enthaltende Gase zu verstehen. Als Oxydationsmittel gelten freien oder mit @em Kohlen-
oder @asserstoff chemisch gebundenen Sauerstoff enthaltende Gase oder Dämpfe wie
zum Beispiel Luft, übersäu rte Luft, Sauerstoff, CO2 und H2O.
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Erfindungsgemäss können diese Einblasungen ebenfalls zwischen der
Höhe der Hauptblasformen und der Höhe der Reservezone vorgenommen werden.
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Gemäss einer noch anderen vorteilhaften abgewandelten Ausführungsform
des erfindungsgemässen Verfahrens wird der einwandfreie Hochofanbetrieb dadurch
kontrolliert, dass im Verlauf der Zeit auf entsprechends Weise die @inblasmenge
in Höhe der Hauptblasformen, in Höhe der Reservezone und zwischen diesen beiden
Höhen verändert wird, wobei diese Einbl sungen selbst regelmässig abwech elnd, pulsierend,
usw.
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vorgenommen werden können.
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Auch wird der Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht verlassen, @enn
gleichzeitig eine Anreicherung des an den Hauptbl@sfor@en eingeblasenen Windes mit
Sauerstoff erfolgt.
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Dank des vorstehend beschriebenen Verfahrens mit doppelter Einblasung
von Reduktionsgas und Reduktionsmittel ist eine wirkamme Möglichkeit gegeben, einen
Grossteil an Heizkoks und an Koks für die Boudouard'sche Reaktion einzusparen, wobei
dennoch den metallurgischen Anforderungen des Prozesses vollauf genügt wird, d.h.
im wesentlichen der @eckung des Wärmebedarfs und der chemischen Reduktion im Ofen.
Lediglich
als Beispiel für die Vorteile des erfindungsgemAssen Verfahrens zeigt die nachfolgende
Tabelle die charakteristischen Merkmale eines Ofens, in dem Untersuchungen mit dei
vorbeschriebenen Verfahren angestellt wurden. Diese charakteristischen Mer)c:aale
sind auf einen normalen Betrieb, ohne Einblasung oder mit Einblasung in der gleichen
Höhe, und auf einen normalen Betrieb mit gleichzeitiger Einblasung von extraschwerem
Heizöl in die Hauptblasformen und von rückgebildetem Gas in Hohe der Wüstitbildungszone
bei 10000C bezogen.
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Die Einrichtung zur Gewinnung und Einblasung von rückgebildeten Gasen
umfasst: - eine Zentralapparatur, in der die Ruckbildung eines Xohlenwasserstoffs
in Gegenwart von Erdgas auf katalytischem Wege erfolgt. Diese "Gaszentrale" wird
durch entsprechende Leitungen mit Xohlenwasserstoff versorgt.
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- ein Leitungsnetz zur Förderung des rUckgebildeten Gases mit niedriger
Temperatur von der Rückbildungszentrale bis zuden verschiedenen am Hochofen erforderlichen
Verbrauchsstellen.
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- Verbrauchsstellen, die in der Nähe des Hochofens durch Vorrichtungen
zum Aufheizen des kalten rückgebildeten Gases gebildet werden, um das Gas auf die
für seine Einführung in den Hochofen gewünschte Temperatur zu bringen.
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- und Blasformen.
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Charakteristische Merkmale Bezugs- Erfindungsgem.
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wert Verfahren Untere Einblasung Extraschweres Heizöl )cglt RE --
62 -- 155 Obere Einblasung Rückgebildetes Gas Nm3/t RE -- -- 290 280 Wind Temperatur
°C 1020 1020 1020 920 Sauerstoff % 21 31,5 21 26 So Trockenkoks kglt RE 648 563
515 372 Patentansprüche: