DE2121241A1 - Verfahren zum Herstellen von Roheisen im Hochofen unter zusätzlichem Einbringen von Öl - Google Patents

Description

August Thyssen-Hütte -¹ \ -\n·

Aktiengesellschaft

I Z I Z 4 I

.·'"- :. ^f? ¹V i '""PC— ' ■'■-_■ ■■·"!

Verfahren zum Herstellen von Roheisen im Hochofen unter zusätzlichem Einbringen von öl

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Roheisen im Hochofen unter zusätzlichem Einbringen von Öl.

Bei den klassischen Verfahren der Roheisenherstellung im Hochofen erfolgt die Reduktion der Eisenoxyde mittels hochwertiger kohlenstoffhaltiger Reduktionsmittel, wie Koks oder Holzkohle. Die Jahrelangen Bemühungen um eine Leistungssteigerung und gleichzeitige Kostensenkung der Roheisenherstellung im Hochofen haben dazu geführt, einen Teil des teueren und voluminösen Hüttenkokses durch öl oder Erdgas zu ersetzen.

Bei den Verfahren, welche mit ölzusatz arbeiten, wird das öl üblicherweise mit einer rohrförmigen Lanze in die Blasdüsen des Hochofens eingebracht, wobei es zu Tröpfchen in einer Größe von etwa 5o bis loo Mikron zerstäubt. Auf diese Weise lassen sich Je nach Betriebsbedingungen 60 bis 80 kg öl je Tonne Roheisen in den Hochofen einbringen. Die Begrenzung dieser Menge ergibt sich daraus, daß unter den gegebenen Betriebsbedingungen (Windgeschwindigkeit, Windtemperatur) größere ölmengen nicht

209847/0266

ausreichend fein zerstäubt werden können. Mit steigender Ölmenge wächst die Tröpfchengröße, so daß die Zeit zur Vergasung im Reaktionsraum (Raum von der Lanzenmündung bis zur Koksfront) nicht ausreicht. Die Folge davon ist, daß die nicht vergasten Öltröpfchen beim Auftreffen auf den heißen Koks Ruß bilden, so daß es zu Störungen im Hochofengang kommt.

Die Rußbildung bei Einsatz größerer Ülmengen kann vermieden werden durch Verwendung kommerzieller Brennerkonstruktionen, wie Druckzerstäuberbrenner, Dampfzerstäuberbrenner oder Preßluftzerstäuberbrenner, die unter bestimmten Umständen eine ausreichend feine Zerstäubung des Öls ermöglichen. Versuche mit diesen Brennertypen haben jedoch gezeigt, daß für die Installation dieser Anlagen Jfierhebliche Aufwendungen notwendig sind. Außerdem treten Schwierigkeiten bei ihrer Bedienung auf, und die Anlagen zeigen Mängel in der Betriebssicherheit.

Diese Schwierigkeiten treten bei den seit Jahren im Einsatz bewährten Rohrlanzen nicht auf. Es gehört zur Aufgabenstellung der Erfindung, sich diese Vorteile uev ein jc Rohrlanzen zunutze zu machen.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den ölanteil bei der Verhüttung von Eisenerz im Hochofen weiter zu erhöhen, ohne daß die lästige Rußbildung auftritt, um dadurch den teueren und voluminösen Koksanteil im Hochoferijherabzusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das öl, insbesondere Schweröl, Ruckstandsöl, Heiz- oder Brennöl, als Wasser-in-öl-Emulsion mit einem Anteil von 85 bis 97 VoI % öl, Rest Wasser, in den Hochofen einbringt.

209847/0266

Vorzugsweise bringt man bis zu 200 kg Öl je Tonne Roheisen in den Hochofen ein. Von besonderem Vorteil sind ölmengen zwischen 90 und 200 kg öl je Tonne Roheisen.

Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einbringen der Emulsion rohrförmige, in die Blasdüsen des Hochofens mündende Lanzen verwendet.

Normalerweise wird die Emulsion mit einem Druck, der 1 bis 2 Atmosphären höher liegt als der Druck des Blaswindes, in die Blasdüse eingebracht. Es ist vorteilhaft diesen zusätzlichen Druck auf über 10 Atmosphären zu erhöhen. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der zusätzliche Druck auf 4o bis 50 Atmosphären erhöht wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man eine ausgezeichnete Ölzerstäubung infolge von Mikroexplosionen, die von der Verdampfung kleiner Wassertröpfchen in der geschlossenen ölphase herrühren. Derart ist es - gegenüber den herkömmlichen Verfahrensweisen - möglich, mehr als die doppelte Menge öl in den Hochofen einzubringen, ohne daß es zu der UnerWÜnSChten Rußbildung kommt. Durch den Koksanteil kann der Hochofen mit entsprechend mehr Erz beschickt werden, so daß die Roheisenerzeugung erheblich gesteigert werden kann. Darüber hinaus ergibt der geringere Koksanteil entsprechend weniger Sahlacke und das Gas besitzt einen höheren Heizwert.

Es ist bekannt, Wasser-in-Öl-Emulsionen, die über 25 VoI % Wasser enthalten, in Heizanlagen zu verbrennen. Die angegebene Mindestwassermenge in der Emulsion wurde von der Fachwelt als erforderlich angesehen, um ein vollständiges Versprü-hen bis zu kleinsten Tröpfchen im Bereich bis unter 50 Mikron zu erzielen. Dem gegenüber ist es überraschend, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Wasser-inöl-Emulsionen mit einem viel geringeren Wassergehalt noch eine äußerst feine Öltröpfchengröße im Reaktionsraum ergeben und es trotz der

erheblichen ölmenge nicht zu einer Rußbildung kommt, obgleich man bislang der Ansicht war, daß die gewünschte große Zahl von Mlkroexploslonen nur durch einen höheren Wassergehalt in der Waseer-in-öl-Emulslon erreicht werden kann. Hinzu kommt, daß durch die Verwendung der rohrförmigen Lanze die Schwierigkeiten vermieden werden, die beim Einsatz der eingange beschriebenen Brennerkonstruktionen auftreten. Das erflndungsgemäße Verfahren führt bei Einsatz einfacher und betriebssicherer Mittel zu einer erheblich wirtschaftlicheren Roheisenherstellung.

Eine Olteilchengröße im Reaktionsraum von praktisch 0 bis 30 Mikron wird schon erreicht, wenn man die Emulsion bei einer Windgeschwindigkeit von 100 bis 300 m/seo und einer Windtemperatur von 1000 bis 14OO° C in dem Bereich der Blasdüse einbringt. Die angegebenen Werte für die Windgeschwindigkeit und Windtemperatur sind beim Hochofenverfahren üblich.

Wird beim Einbringen der Emulsion zusätzlicher Druck aufgewandt, so kommt man zu einer noch günstigeren Tropfohen- verteilung.

Bei praktischen Versuchen konnten auf eine Koksmenge von 350 kg pro Tonne Roheisen 150 kg öl eingebracht werden, ohne daß die unerwünschte Rußbildung auftrat.

Die Wasser-in-öl-Emulsionen können in bekannter Weise durch Homogenisatoren, z.B. Kolloidmühlen, hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist es aber, einen Hochdruck-Homogenisator zu verwenden. Es kann unter bestimmten Umständen - wie im Falle einer Zwischenlagerung - zweckmäßig sein, den Emulsionen Emulgatoren zuzusetzen.

Patentansprüche t 209847/0266

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Herstellen von Roheisen im Hobhofen unter zusätzlichem Einbringen von öl, dadurch gekennzeichnet, daß man das öl, insbesondere Schweröl, Rückstandsöl, Heiz- oder Brennöl, als Wasser-in-öl-Emulsion mit einem Anteil von 85 bis 97 VoI % öl, Rest Wasser, einbringt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bis zu 2oo kg öl je Tonne Roheisen einbringt.

   5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen 9o und 2oo kg öl je Tonne Roheisen einbringt.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einbringen der Emulsion rohrförmige, in die Blasdüsen des Hochofens mündende Lanzen verwendet werden.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Emulsion unter zusätzlichem Druck von mindestens Io Atmosphären einbringt oder eindüst.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Druck 4o bis 5o Atmosphären beträgt.

   209847/0266