DE2114077C3

DE2114077C3 -

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Publication number: DE2114077C3
Application number: DE19712114077
Authority: DE
Priority date: 1970-03-31
Filing date: 1971-03-23
Publication date: 1976-12-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen in einem Schachtofen, insbesondere in einem Hochofen, wobei heiße Reduktionsgase mit hohen Gehalten an CO und H.> im Bereich der Reservezone und zusätzliche Reduktionsmittel etwa in Höhe der Hauptblasformen eingeblasen werden. Weiterhin werden eine Blasform und eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen. The invention relates to a method for reducing iron ores in a shaft furnace, in particular in a blast furnace, with hot reducing gases with high levels of CO and H.> in the area of the reserve zone and additional reducing agents are blown in at about the level of the main blow molds will. Furthermore, a blow mold and a device for carrying out this method are proposed.

Ein Verfahre;, dieser Art ist nach der deutschen Auslegeschrift 12 51 351 bekannt. Dabei werden durch unvollkommene Verbrennung von Erdölprodukten oder Erdgas mit heißer Luft einerseits Spaltgas und andererseits Ruß erzeugt, der mit einem kleinen Anteil des Spaltgases in das Gestell des Hochofens eingeblasen wird, während das übrige Spaltgas dem Ofen über die Rast oder über den Schacht zugeführt wird. Das Spaltgas hat dabei eine hohe Temperatur und soll an solchen Stellen eingeblasen werden, an denen es Wärme an aus dem Gestell aufsteigende Gase sowie an die niedergehende Beschickung abgeben kann. In hochüberhitztem Zustand soll es in die 1000 C-Zone, die auch als Reservezone bekannt ist, eingeblasen werden. Maßgeblich hierfür ist, daß der Partialdruek des Stickstoffs im Hochofen gesenkt wird, während der Partiaidruck der reduzierenden Gase, also des CO und des H₂, erhöht werden Dadurch erhöht sich die indirekte Reduktion, was eine Senkung des Koksverbrauchs zuläßt.A method of this type is known from German Auslegeschrift 12 51 351. Incomplete combustion of petroleum products or natural gas with hot air produces cracked gas on the one hand and soot on the other, which is blown into the frame of the blast furnace with a small proportion of the cracked gas, while the rest of the cracked gas is fed to the furnace via the rest or via the shaft. The cracked gas has a high temperature and should be blown in at those points where it can give off heat to gases rising from the frame and to the falling charge. In a highly overheated state, it should be blown into the 1000 C zone, which is also known as the reserve zone. The decisive factor for this is that the partial pressure of the nitrogen in the blast furnace is reduced while the partial pressure of the reducing gases, i.e. CO and H ₂ , are increased. This increases the indirect reduction, which allows coke consumption to be reduced.

Weiterhin ist es nach der britischen Patentschrift 3 69 393 bekannt, von Kohlendioxyd befreites Gichtgas in einem kleineren Anteil dem Gestell sowie in einem größeren Anteil, der beträchtlich \orerhii/t wird, an einer oder mehreren Stellen des Schachtes zuzuführen. Der Hochofen muß dabei anstatt mil Luft mit Sauerstoff betrieben werden, so daß die im Gestell entstehende Hitze auf eine entsprechend \erringeite Gasmenge konzentriert ist. Vom Betrieb eines Hochofens mit normaler Luft ist hiernach bekannt, daß die Einblasung reduzierender Gase in den Schacht des HnchnftMis unwirtschaftlich ist. weil dort die den Hochofen bereits durchströmende Gasmenge so groß ist und bereits einen derart großen Überschuß an Wärme bedingt, daß jegliche Erhöhung des Partialdruckes des CO im Schacht, wodurch die indirekte Reduktion gesteigert werden kann, die Einblasung derart gnßer Mengen an CO erforderlich machen würde, daß dessen Aufheizung jeglicher Koksersparnis entgegensteht.Furthermore, it is known from British patent specification 3 69 393, blast furnace gas which has been freed from carbon dioxide in a smaller portion of the frame and in a larger portion that is considerably higher is to feed at one or more points in the shaft. The blast furnace must be used instead of air operated with oxygen, so that the heat generated in the frame on a corresponding \ erringeite Amount of gas is concentrated. From the operation of a blast furnace with normal air it is known that the Injection of reducing gases into the shaft of the HnchnftMis is uneconomical. because that's where the furnace is the amount of gas already flowing through is so large and already causes such a large excess of heat, that any increase in the partial pressure of the CO in the shaft, thereby increasing the indirect reduction the injection can become so better Amounts of CO would require that Heating up any coke savings opposes.

Es ist dem Fachmann zum Zwecke der Verringerung des Koksverbrauches gleichfalls geläufig, andere 1leiz- und Reduktionsmittel als Koks in den Ofen einzubringen, so z. B. durch Einblasen flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe, wie Heizöl, in Höhe der Hauptblasformen und im allgemeinen auch durch diese hindurch. Je nach Art des Möllers und der eingeblasenen Heizölmengen lassen sich hierdurch 5 bis 15";, der Koksmenge einsparen. Wenn man darüber hinaus die Einbringung \on Kohlenwasserstoffen in der vorbeschriebenen Weise steigert, kommt man jedoch zu einer sehr starken Verringerung der Fiammentemperatur am Formenrüssel, also an dem in den Ofen hineinragenden Teil der Form, was zu unverhrannien Glührückständen einerseits und /u einer verschlechterten Arbeitsweise des Ofens andererseits führt. Die Steigerung der eingebrachten Kohlenwasserstoffe hai also oberhalb bestimmter Grenzen keine Senkung, sondern letztlich eine Steigerung des Koks\erbrauches zur Folge. Durch weitere Steigerung der Windiemperaiur und Steigerung des Sauersioffgehaltes im W ind können die letztgenannten Nachteile teilweise behoben werden.For the purpose of reducing coke consumption, the person skilled in the art is also familiar with other 1leiz- and introducing reducing agents as coke into the furnace, e.g. B. by injecting liquid or gaseous Hydrocarbons, such as heating oil, in the amount of Main blow molds and generally through them. Depending on the type of Möllers and the ones blown in In this way, 5 to 15 "; of the amount of coke can be saved on heating oil In addition to increasing the introduction of hydrocarbons in the manner described above, one comes, however to a very strong reduction in the filament temperature on the mold trunk, i.e. on the one in the furnace protruding part of the form, which leads to unrestricted Ignition residues on the one hand and / u a deteriorated operation of the furnace on the other hand. the An increase in the hydrocarbons introduced above certain limits does not mean a decrease, but rather a decrease ultimately an increase in coke consumption. By further increasing the wind temperature and increasing the oxygen content in the wind the latter disadvantages are partially eliminated.

so daß man eine Einsparung von 15 bis 20"., ki>ks erzielt. Eine weitere Steigerung der Windiemperaiur scheitert an technischen Schwierigkeiten, wählend die Sauerstoffanreicherung im Wind über eine bestimmte Grenze hinaus zur Folge hai. daß der Wärmeinhaii der aufsteigenden Gase nicht mehr für den Wärmebedarf im oberen Teil des Ofens und insbesondere nicht mehr zur Erwärmung der nach unten absinkenden Feststoffe ausreicht. Diese Tatsache wird auch durch eine merkliche Verringerung der Temperatur des Gichtgases bestätigt.so that you can save 15 to 20 "., ki> ks achieved. A further increase in the wind temperature fails due to technical difficulties, choosing the Oxygen enrichment in the wind beyond a certain limit results in hai. that the heat shark of the rising gases no longer for the heat requirement in the upper part of the furnace and in particular is no longer sufficient to heat the solids that are sinking downwards. That fact will too confirmed by a noticeable decrease in the temperature of the furnace gas.

Vom einleitend beschriebenen Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde. die Koksersparnis weiterhin zu erhöhen, wobei jedoch ein gleichmäßiger und ausgewogener Schachiofenbetrieb gewährleistet sein soll.Proceeding from the prior art described in the introduction, the invention is based on the object. to continue to increase the coke savings, but with a steady and balanced chachi-furnace operation should be guaranteed.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei einem Verfahren der einleitend beschriebenen Λ it die Einblasung der heißen Reduktionsgase mit einer zwischen 1000 und 1400 C mit der Maßgabe gewählten Temperatur erfolgt, daß der Einsat/ weder abgekühlt noch örtlich überhitzt wird.According to the invention, this is achieved in that, in a method, the Λ it described in the introduction the injection of the hot reducing gases with a temperature between 1000 and 1400 C selected with the proviso Temperature takes place that the insert / neither cooled down is still locally overheated.

Obgleich nach dem Stande der Technik eine Steigerung des Einbringens von Reduktionsgasen über einen bestimmten Wert hinaus \on ungünstigem Einfluß auf den Koksverbrauch ist. wird bei der nach dem Vorschlag der Erfindung vorgesehenen Art des Einbringens von Reduktionsgasen bzw. Reduktionsmitteln noch eine zusätzliche Koksersparnis in erheblichem Ausmaß erzielt, wie noch in der weiteren Beschreibung dargestellt werden wird. Dies liegt im wesentlichen daran. daß die erfindungsgemäße Einblasung der Reduktionsgase in den HocIk fenschachl darauf abzielt, ilen in Folge der Boudouardschen Reaktion gegebenen Kohlenstoffverbrauch zu vermindern oiler gar /u \ernieiden. In jedem Falle wird eine sehr weitgehende Reduktion der F.iscnoxyde bis zu derjenigen Ofenhöhe erreicht, in welcher normalerweise die Boudouardsche Reaktion einsetzt. Ls handelt sich dabei um die bereitsAlthough according to the state of the art, an increase the introduction of reducing gases beyond a certain value on an unfavorable influence is the coke consumption. will be at the according to the proposal the type of introduction of reducing gases or reducing agents provided by the invention an additional coke saving achieved to a considerable extent, as will be shown in the further description will be. This is essentially because of this. that the inventive injection of the reducing gases in the HocIk fenschachl aims to ilen in Result of the Boudouard reaction given carbon consumption to decrease oiler even / u \ ernieiden. In any case, a very substantial reduction in the oxides of iron is achieved up to the furnace height in which normally the Boudouard reaction begins. Ls are those already

benannte Reservezone des Ofens. Durch die vorgeschlagene Einblasung von Reduktionsgasen mit hohen Gehalten an CO und H₂ wird der Würmehaushali praktisch nicht beeinflußt, weil die zusätzliche Wärmemenge, die durch die Herabsetzung der endothermen Boudouardschen Reaktion frei wird, zur Deckung des Wärmebedarfs der Eisenoxydreduktion durch Wasserstoff herangezogen wird. Auf diese Weise ist erklärlich, daß die Auswirkungen des Zusatzes an Reduktionsmitteln in der Ebene der Blasformen und an Reduktionsgas im Schacht jeweils einen Ersatz des Kokskohlenstoffes gestatten, wobei indes die Zugabe des Reduktionsgases zum Schacht nur insofern zu diesem Ergebnis führt, wie die Boudouardschc Reaktion noch abläuft.named reserve zone of the furnace. The proposed injection of reducing gases with high levels of CO and H ₂ has practically no effect on the Würmehaushali, because the additional amount of heat released by reducing the endothermic Boudouard reaction is used to cover the heat requirement for iron oxide reduction by hydrogen. In this way it can be explained that the effects of the addition of reducing agents in the level of the blow molds and of reducing gas in the shaft each allow a replacement of the coking carbon, whereby the addition of the reducing gas to the shaft only leads to this result as the Boudouardschc reaction still does expires.

Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt, daß die heißen Rcduktionsgasc in den unteren Abschnitt der Reservezone eingeblascn werden. Hierdurch wird das Ziel, den Umsatz der Boudouardschen Reaktion herabzusetzen, besonders zuverlässig erreicht.The method according to the invention is particularly advantageously carried out in such a way that the hot Rcduktionsgasc blown into the lower part of the reserve zone. This creates the goal of sales reduce the Boudouard reaction, achieved particularly reliably.

Für die Verringerung des Koksverbrauehes ist die Erhitzung der in Höhe der Hauptblasformen eingeblasenen Reduktionsmittel auf 1700 bis 24(K) C von Vorteil. Zumindest teilweise können diese Reduktionsmittel aus Kohlenwasserstoffen bestehen. Teilweise können sie ebenfalls, wie an sich bekannt, Reduktionsgase sein.For the reduction of the coke consumption is The reducing agents blown in at the level of the main blow molds are heated to 1700 to 24 (K) C from Advantage. At least some of these reducing agents can consist of hydrocarbons. Partial they can also, as is known per se, be reducing gases.

Die heißen Reduktionsgase, die in den Sehacht eingeblasen werden, sind entsprechend ihrer vorgesehenen Zusammensetzung besonders vorteilhaft Kohlenwasserstoffe, die eine Teilverbrennung mit Sauerstoff erfahren haben. Damit die vorgesehene Temperatur erreicht wird, muß in der Praxis die Sauerstoffmenge für die Verbrennung etwas größer gewählt werden, als notwendig wäre, um nur CO und H₂ in reiner Form zu erhalten. Jedoch ist hierdurch eine teilweise Bildung von CO., und H₂O unvermeidlich, welche (läse zur indirekten Reduktion des Einsatzes keinen Beitrag leisten könnten.The hot reducing gases that are blown into the duct are, according to their intended composition, particularly advantageously hydrocarbons that have undergone partial combustion with oxygen. So that the intended temperature is reached, the amount of oxygen for the combustion has to be chosen in practice to be somewhat larger than would be necessary in order to obtain only CO and H ₂ in pure form. However, this way is a partial formation of CO., And H ₂ O inevitable, which (were reading for the indirect reduction in the use have nothing to say.

Um die vorstehenden Nachteile zu beheben, werden deshalb erfindungsgemäß die Kohlenwasserstoffe zunächst einer Vorwärmbchandlung unterzogen, so daß sie auf cineTemperatur im Bereich von bcispielswcisc650 C gebracht werden, die etwas unter der zur Bildung von Ruß führenden Temperatur liegt; der somit sorgewärmte, rußfreie, gasförmige Kohlenwasserstoff wird dann einer Teilverbrennung, gegebenenfalls auch mit vorgewärmtem Sauerstoff, unterzogen, wodurch es möglich ist, in einer ausreichenden Menge CO und H₂ zu erzeugen. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft, wenn es sich bei dem Kohlenwasserstoff um Erdgas handelt.In order to remedy the above disadvantages, according to the invention the hydrocarbons are first subjected to a preheating treatment so that they are brought to a temperature in the range of, for example, 650 C, which is somewhat below the temperature which leads to the formation of soot; the soot-free, gaseous hydrocarbon heated in this way is then subjected to partial combustion, possibly also with preheated oxygen, which makes it possible to generate _{sufficient quantities of CO and H 2.} This method is particularly advantageous when the hydrocarbon is natural gas.

Die schließlich noch erforderliche Temperatursteigerung auf 1000 bis 1400 C kann durch an sich bekannte Maßnahmen vorgenommen werden. Der durch die Hauptblasformen eingeblasene Wind kann auch mit Sauerstoff angereichert sein.The temperature increase to 1000 to 1400 C, which is finally still required, can be achieved by known methods Measures are taken. The wind blown in through the main blow molds can also be used Be oxygenated.

In Abwandlung der Verwendung von aus Kohlenwasserstoffen erzeugten Reduktionsgasen können auch Reduktionsgase mit hohen Gehalten an CO und H₂, die durch entsprechende Behandlung von Hochofengichtgas und/oder Koksofengas erzeugt wurden, verwendet werden. Die beiden letztgenannten Gase stehen dem Hochofenbetrieb oft unmittelbar zur Verfügung. Voraussetzung ist dabei, daß dem Gichtgas zunächst die Gehalte an H₂O und CO₂ und dem Koksofengas die Gehalte von CO₂ und CH₄ entzogen werden. Dies geschieh! zweckmäßig durch das an sich bekannte Abkühlungsverfahren, jedoch kann auch ein Wasclnorgang zur Ve:\o!ls!ändi;:uiig des Ergebnisses vorgesehen werden.As a modification of the use of reducing gases generated from hydrocarbons, reducing gases with high levels of CO and H ₂ , which have been generated by appropriate treatment of blast furnace top gas and / or coke oven gas, can also be used. The last two gases mentioned are often immediately available for blast furnace operation. The prerequisite is that the contents of H ₂ O and CO ₂ are first withdrawn from the furnace gas and the contents of CO ₂ and CH _{4 are withdrawn from the coke oven gas.} This be done! expediently by the cooling process known per se, but a washing process can also be provided for changing the result.

S Die durch die Kuh- und Waschbehandlungen anfallenden Eltissigkeiten lassen sich mit Vorteil in entsprechenden Kreisläufen führen, in denen ebenfalls interessante lnhalissloffe. wie die Kohlenwasserstoffe und CO.,. zurückgewonnen werden können.
ίο Das erfindiingsgemäßc Verfahren zur Reduktion \on Eisenerzen in einem Schachtofen ist besonders vorteilhaft in seiner Anwendung, wenn die Einblasung der Reduktionsgase im heißen Zustand in die Resenezonc so erfolgt, daß die cingcblasenen Gase sich zu einer Randsäule entlang den Schachlwandungen \erteilen, bzw. wenn die entweder durch die Hauptblasformen oder durch ungefähr in Höhe derselben gelegenen Hilfsblasformen cingeblasencn Reduktionsmittel so eingefühlt werden, daß die auf diese zweiteS The fluids resulting from the cow and washing treatments can advantageously be conducted in appropriate cycles in which inhalants are also of interest. like the hydrocarbons and CO.,. can be recovered.
ίο The process according to the invention for the reduction of iron ores in a shaft furnace is particularly advantageous in its application if the injection of the reducing gases in the hot state into the Resenezonc takes place in such a way that the blown gases are distributed to an edge column along the Schachl walls, or if the reducing agent blown in either by the main blow molds or by auxiliary blow molds located approximately at the same level, so that the second blow molds

ao Weise eingeblasenen (.läse nach Passieren des unteren Ofenabschnitts die miitlerc Säule des Schachtes bilden. Zu diesem Zweck werden für die Einblasung Blasformen in geeigneten Formen und Abmessungen sowie entsprechende Gasdrücke und -geschw indigkeiten verwendel. ao way blown (. blower after passing the lower The furnace section forms the middle column of the shaft. For this purpose, blow molds in suitable shapes and dimensions as well are used for blowing Use appropriate gas pressures and velocities.

Erfindungsgemäß wird weiterhin die Aufrcditcrhaltline der Ofenraumtemperatur dadurch erreich'., daß die Einblasungen mit nachwärmendem oder kühlendem Charakter vorgenommen werden: insbesondere werden mit den heißen Reduktionsgasen oder Reduktionsmitteln zusammen entweder ein Reduktionsmittel bzw. ein Reduktionsgas, das weniger heiß ist. oder Gemische aus heißen und kalten, reduzierenden Stoffen und Oxydationsmitteln durch geeignete Vorrichtungen eingehlasen.According to the invention, the display content line the furnace chamber temperature is achieved by blowing in with reheating or cooling Character are made: in particular, are made with the hot reducing gases or reducing agents together either a reducing agent or a reducing gas that is less hot. or Mixtures of hot and cold, reducing substances and oxidizing agents by means of suitable devices blown in.

Unter reduzierenden Stoffen sind Kohlenwasserstoffe, feste oder flüssige Produkte mit Kohlenstoff gehalt. Kohlcnwasserstoffgasc oder CO. CO,, H., oder H₂O enthaltende Gase zu verstehen. Als Oxydationsmittel gelten freien oder mit dem Kohlen- oder Wasserstoff chemisch gebundenen Sauerstoff enthaltende Gase oder Dämpfe, wie zum Beispiel Luft, übersäuerte Luft. Sauerstoff. CO., und H₂O.Reducing substances are hydrocarbons, solid or liquid products with a carbon content. Hydrogen gas or CO. CO ,, H., or H ₂ O containing gases. Oxidizing agents are gases or vapors that are free or that contain oxygen chemically bound with carbon or hydrogen, such as air or over-acidic air. Oxygen. CO., And H ₂ O.

Die Einblasungen können ebenfalls zwischen derThe injections can also be between the

■15 Höhe der Hauptblasformen oder der Höhe der Reservezone vorgenommen werden.■ 15 height of the main blow molds or the height of the reserve zone be made.

Gemäß einer anderen vorteilhaften abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der einwandfreie Hochofenbetrieb dadurch kontrollten, daß die Einblasmenge in Höhe der Hauptblasformcn, in Höht: der Reservezone und zwischen diesen beiden Höhen verändert wird, wobei diese Einblasungen selbst regelmäßig abwechselnd pulsierenc vorgenommen werden können.According to another advantageous modified embodiment of the method according to the invention the correct operation of the blast furnace is controlled by the fact that the injection quantity is equal to the level of the main blow molds, in height: the reserve zone and between these two heights is changed, with these injections even pulsating alternately can be carried out regularly.

Auch wird der Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht verlassen, wenn gleichzeitig eine Anreicherum des an den Hauptblasformen eingcblasenen Winde: mit Sauerstoff erfolgt.The scope of the present invention is also not departed from if at the same time an enrichment of the winch blown into the main blow molds: with oxygen.

Ais Folge der vorgeschlagenen Einblasung von ReAs a result of the proposed injection by Re

duküonscas und Reduktionsmitteln ist somit cini wirksame Möglichkeit gegeben, einen Großteil ai Heizkoks und an Koks für die Boudouardsche Reak tion einzusparen, wobei dennoch den metallurgische! Anforderungen des Prozesses vollauf genügt wird. d. hduküonscas and reducing agents is thus cini effective possibility given a large part of ai heating coke and of coke for the Boudouardsche Reak tion, with the metallurgical! Requirements of the process are fully met. d. H

^r'"' im wesentlichen der Deckung des Wärmebedarfs um der chemischen Reduktion im Ofen. ^r '"' essentially covering the heat demand for chemical reduction in the furnace.

Lediglich als Beispiel für die Vorteile des crfindungs gemäßen Verfahrens zeigt die nachfolgende Tabelle diJust as an example of the advantages of crfinding according to the method, the following table shows di

charakteristischen Merkmale eines ( »icnhetriehes. hei weichen-. I nleisuchungen mn dem ν οτ-beschi lclviu-n Verfaliren angesieih wurden. Diese Merkmale sind auf einen ncirnialen Bunch, ohne i'inhlasung oder mit ! m blasung m ik: gleichen Höhe, und aiii einen not malen Betrieb mit gleichzeitiger Einblasung \on extra sjiwcrein Heizöl in die I lauptblaslOnnen und \on liiikgehtldetem da* in Hohe der WiiMill'iidiiiu's/one bei KHK) C lxvo.eeii.characteristic features of a (»icnhetriehes. he soft-. I nleisuchungen mn the ν οτ-beschi lclviu-n Lapses were recognized. These characteristics are on an absolute bunch, without involvement or with! m blasung m ik: same height, and aiii a not paint Operation with simultaneous injection \ on extra sjiwcrein Heating oil in the main blower and \ on liiikldetem da * in the amount of WiiMill'iidiiiu's / one KHK) C lxvo.eeii.

( har.i(har.i

I ilüi-I ilüi-

Entere EinblasungEntere blowing 10201020 2»2 » l.xtraschweiesl. extra welding 31.531.5 HeizölHeating oil 102102 kg t Roheisenkg t pig iron 563563 22 Obere F.inblasungUpper air injection RückgebildetesRegressed 5151 C.asC.as Nur¹ t RoheisenOnly ¹ t of pig iron W mdW md Temperatur C 1020Temperature C 1020 Sauerstoff "„ 21Oxygen "" 21 kg 1rockenkoks tkg 1 dry coke t Roheisen ()4SPig iron () 4S

■)20■) 20

Weiterhin Ixviehl sich die Erfindung auf cmc Biasfiirni. die besonders gut fitr die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.Furthermore, the invention relates to cmc biases. which are particularly suitable for carrying out the invention Process is suitable.

Diese, unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschriebene Blasform kennzeichnet sich im wesentlichen durch die nachstehenden Merkmale:This, described with reference to the drawing Blow molding is essentially characterized by the following features:

a) einen äuf.^;cren Mantel bestehend aus einem Abschnitt 1 von kreisrundem Querschnitt niit konstantem Durchmesser und einem größeren Abschnitt 2. der als Flansch für die Befestigung der Blasform einmal am äußeren ranzer 7 des Schachtofens und zum anderen an der Versorgungsleitung dient, wobei dieser äußere Mantel aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, der eine gute mechanische und chemische Beständigkeit bei hohen Temperaturen besitzt' unda) an inc. ^; Cren jacket consisting of a section 1 of circular cross-section with a constant diameter and a larger section 2. which serves as a flange for fastening the blow mold on the outer ranzer 7 of the shaft furnace and on the other on the supply line, this outer jacket being made of a metallic material which has good mechanical and chemical resistance at high temperatures' and

b) cm inneres Futter 3 mit einem mittleren Durchgang 4. dessen Längsprofil einen konischen Übergang in einen engeren Abschnitt hat oder nach Art einer Laval- oder Venturidüse ausgebildet ist. wobei dieses Profi! an der Austrittsseite des einzublasenden Fluids in einen Hals 5 von kreisrundem Querschnitt mit konstantem Durchmesser ausläuft, und wobei das innere Futter aus einem gcgeigneten feuerfesten Material besteht, das vor allem eine clatte Innenfläche ergibt. Im Hinblickb) cm inner lining 3 with a central passage 4. whose longitudinal profile has a conical transition into a narrower section or according to Art a Laval or Venturi nozzle is formed. being this pro! at the outlet side of the to be injected Fluid runs out into a neck 5 of circular cross-section with constant diameter, and wherein the inner liner is made of a suitable refractory material that is previously everything results in a smooth inner surface. With regard to

hierauf ist die Blasform zweckmäßig, aus Siliziumkarbid oder einem anderen feuerfesten Material auf Sili/iumkai bidbasis hergestellt.on this the blow mold is expedient, made of silicon carbide or another refractory material based on silicon.

Line spezielle Alisführungsform der Erfindung sieht bei den Blasformen \or. daß sie nach unten geneigte 1 ängsachsen besitzen, die mit der Vertikalen spitze Winkel bilden. Somit dringen die eingehiasenen Stoffe in der gleichen Richtung wie die Beschickung beim Absinken in den Ofen ein. Mit Vorteil beträgt der spitze Winkel zwischen der Längsachse der Blasformen und der Vertikalen weniger ,ils 20 .Line special Alisführungform the invention provides for the blow molds \ or. that it was sloping downward 1 have longitudinal axes that point with the vertical Make angles. Thus the incoming substances penetrate in the same direction as the loading at Sinking into the oven. The acute angle is advantageously between the longitudinal axis of the blow molds and the vertical less, ils 20.

Der äuliere Mantel dei Blasform ist bevorzugt auf seiner \ ollen Länge mit einem oder mehreren einschnitten \ ersehen. Sonnt behält er eine hinreichende elastizität, so daß eine Zerstörung des feuerlesten I utters auf eirund von Verformungen des äußeren Mantels durch aufeinanderfolgende Erwärmung und Abkühlung desselben verhindert wird. Der weiteren Haitivn'kciissteigerung des äußeren Mantels dient dessen Ausbildung aus bei hohen Temperaluren mechanisch und chemisch hinreichend beständigem edelstahl. Dreh diese Beständigkeit des äußeren Mantels wird vor allem der Austritt von Wasserstoff vermieden, der bei l\l-\i bestehenden hohen Temperaturen bereits sehr kritisch ist.The outer jacket of the blow mold is preferably seen along its full length with one or more incisions. On the other hand, it retains sufficient elasticity so that the fire-resistant lining is prevented from being destroyed by deformations of the outer jacket caused by successive heating and cooling of the same. The further increase in the stability of the outer jacket is made of stainless steel that is mechanically and chemically sufficiently resistant at high temperatures. This rotational resistance of the outer jacket, especially of the leakage of hydrogen is avoided, the existing on l \ l- \ i high temperatures is already very critical.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Blasformaustrittsöffiiung gegenüber der feuerfesten Zustellung der Schaclitofenwandung zurückgesetzt. Dadurch wird der Hauptabschnitt der Blasform geschlitzt und der Verschleiß am Lnde derselben entsprechend verringert.The blow mold outlet opening is a further embodiment of the invention set back compared to the refractory lining of the Schaclitofenwandung. Through this the main section of the blow mold is slit and the wear at the end of the same accordingly decreased.

Der Abschnitt ! des äußeren Mantels wird innen mit Haltenasen 6 oder Ansätzen ausgeführt, die in das innere feuerfeste Futter 3 eingreifen. Dadurch wird eine dauerhafte Verankerung des Futters 3 tiewührleistet. The section ! the outer mantle is inside with Retaining lugs 6 or lugs running into the inner refractory lining 3 engage. This results in permanent anchoring of the chuck 3.

Der I ormenrüsscl wird zweckmäßig so gestaltet, daß mindestens eine Kühlkammer in seiner Nähe besteht. The I ormen's trunk is expediently designed in such a way that that there is at least one cooling chamber in its vicinity.

Im feuerfesten Futter 3 um den Hals 5. der den Austritt des einzublasenden Fluids umschließt, ist zweckmäßig eine ringförmige Aussparung für einen kühiwasscrumlauf vorgesehen.In the refractory lining 3 around the neck 5. which surrounds the outlet of the fluid to be injected is an annular recess for a cooling water circulation is expediently provided.

Nach dem einleitend beschriebenen Stand der Technik war bereits die Lmblasung zusätzlicher Reduktionsmittel etwa in Höhe der llauptblasformen bekannt. wobei es sich im wesentlichen um Ruß handelte. Auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei den Reduktionsmitteln um feste, flüssige oder gasförmige Stoffe oder um Gemische dieser Phasen handeln. Beispielsweise können Kohlenölschlamm. unterschiedliche Kohlenwasserstoffe und sogar extra schweres Heizöl, gasförmige Kohlenwasserstoffe und voi allem Erdgas in Höhe der Hauptblasformen eingeblasen werden.According to the state of the art described in the introduction was already the blowing of additional reducing agents known approximately at the level of the main blow molds. essentially being carbon black. Also In the context of the present invention, the reducing agents can be solid, liquid or gaseous Substances or mixtures of these phases. For example, coal oil sludge. different Hydrocarbons and even extra heavy fuel oil, gaseous hydrocarbons and voi all natural gas is blown in at the level of the main blow molds.

Hierzu 1 Bbtt Zeichnungen1 Bbtt drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for reducing iron ores in a shaft furnace, especially in a blast furnace, wherein hot reducing _{gases with high levels of CO and H 2} in the reserve zone and additional reducing agents are blown in approximately at the level of the main bias molds, characterized in that the hot Reduction gases are carried out at a temperature between 1000 and 1400 C with the proviso that the insert is neither cooled nor locally overheated.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the hot reducing gas is blown into the lower portion of the reserve zone.

That the injected approximately at the level of the Hauptblasformen or through einge- ^ao reducing agents have 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that a temperature of 1700-2400 C.

4. The method according to claim 3, characterized in that the reducing agents at least partially consist of hydrocarbons in a manner known per se.

5. The method according to claims 3 and 4, characterized in that it is the reducing agents at least in part, in a manner known per se, is a matter of reducing gases. 3 < >

6. Process according to claims 1 to 5, characterized in that for the production of the Reducing gas a gaseous "hydrocarbon is subjected to a preheating treatment, such that it is brought to a temperature in the range of, for example, 650 C, which is somewhat is below the temperature value leading to the formation of soot, and that the preheated, gaseous Hydrocarbon then undergoes partial combustion with optionally preheated oxygen in an amount sufficient for the maximum formation of CO and H.

7. The method according to claims 1 to 6, characterized in that the hot reducing gases blown into the shaft furnace with a high content of CO and H _{2 are} at least partially obtained by appropriate treatment of blast furnace top gas and / or coke oven gas.

8. The method according to claim 7, characterized in that on the one hand the furnace top gases and on the other hand the coke furnace gases are exposed to a treatment which, in a manner known per se, is sufficient cooling to achieve the content of Η., Ο in the furnace gas and CO ₂ and in the case of coke oven gas the content of CO ₂ and the hydrocarbons, such as. B. CH ₄ to eliminate.

9. The method according to claims I to 7, characterized in that the injection of the hot reduction gases into the reserve zone with the proviso that the gases blown in Distribute to an edge column along the shaft walls, and that either through the main blow molding or by reducing agents blown in at approximately the same level as auxiliary blow molding for their part, if possible, are introduced in such a way that the gases after passing through the lower furnace

section form the middle column of the shaft.

10. The method according to claim I, characterized in that that the injections to maintain the furnace temperature with reheating or made cooling character and in particular with the hot reducing gases or Reducing agents together either make a less hot reducing agent! or reducing gas or using suitable devices, mixtures of hot or cold reducing substances and oxidizing agents be blown in.

11. The method according to claim 10, characterized in that that the injections with reheating or cooling character are made at a level between the main blow molds and the reserve zone.

12. The method according to claims 9 or 10. characterized in that in the course of time the amount of injection in the amount of the main blow molds, at the level of the reserve zone and between these two levels, is changed, with these injections even regularly alternating, in particular pulsing, are carried out.

13. The method according to claims 1 to 12, characterized in that an oxygen enrichment of the wind blown into the main blow molds.

14. Blow mold for performing the method according to claims 1 to 13, characterized in that that it includes:

a) an outer jacket consisting of a section (1) of circular cross-section with constant diameter and a larger section (2), which acts as a flange for the Attachment of the blow mold once to the shell (7) of the shaft furnace and to the other Supply line is used, this outer jacket made of a metallic material is made that has good mechanical and chemical resistance at high temperatures owns; and

b) an inner lining (3) with a central passage (4), the longitudinal profile of which is conical Has transition into a narrower section or in the manner of a Laval or Venturi nozzle is formed, this profile on the Ausittsseitc of the fluid to be injected in a neck (5) of circular cross-section with constant diameter ends and wherein the inner lining made of a suitable refractory material! consists, above all, one results in a smooth inner surface.

15. Blow mold according to claim 14, characterized in that that they are made of silicon carbide or some other refractory material based on silicon carbide is made.

16. Blow mold according to claims 14 and 15. characterized in that its longitudinal axis is inclined downwards and one with the vertical forms acute angle.

17. Blow mold according to claims 14 to 16. characterized in that the outer jacket has one or more over its full length Incisions is provided.

18. Blow mold according to claims 14 to 17, characterized in that the outer jacket is made of stainless steel.

19. Blow mold according to claims 14 to IS, characterized in that the blow mold outlet opening is set back compared to the refractory lining of the shaft furnace wall.

20. Blow mold according to claims 14 to 19, characterized in that the section (1) of the outer jacket with retaining lugs (6) or inside Approaches is provided that engage in the inner refractory lining (3).

21. Blow mold according to claims 14 to 20, characterized in that at least one cooling chamber is provided in the vicinity of the blow mold outlet opening.

22. Blow mold me claim 21, characterized in that that in the refractory lining (3) around the neck (5) to the exit of the fluid to be injected around a circular recess is provided for a cooling water circulation.