DE2131876C3 - Verfahren und Einrichtung zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz, in einem Schachtofen - Google Patents

Description

net, daß das Reduktionsgut durch Zwischenlagen aus gasdichtem Material in Schichten unterteilt wird, deren Dicke höchstens dem Abstand zwischen zwei in Ofenlängsrichtung hintereinander zugeführten Gasströmen entspricht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen aus feinkörnigem, keramischem Material oder aus einem im Verfahren nutzbaren Material, insbesondere feinem Eisenerz oder Entschwefelungsmittel, wie Kalk oder Dolomit, gebildet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen einzelnen, einander benachbarten Beschickungsschichten Platten aus Blech, keramischem Material od. dgl. eingelegt werden.

13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, bestehend aus einem einen Ofenraum umschließenden Mantel, in welchem in den Ofenraum, mündende Gaseintritts- und -Austrittsstutzen angeordnet sind, die an ein mit Reduktionsgas gespeistes Rohrleitungssystem angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stutzen (38) wahlweise an die Gaszuführungs- (41, 44) und Gasabführungsleitung (44, 41) des Rohrleitungssystems anschaltbar ist.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Querstromofens diesem Querstromofen ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitender Vorreduktions-Ofenvorsatz mit einem Vertikalschacht vorgescl altet und zu dem Querstromofen vorzugsweise koaxial angeordnet ist, wobei die Leitung des Reduktionsgases aus dem Querstromteil des Ofens herausgeführt ist und in den Ofens orsatz mündet.

15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ofenmantel in kreisförmiger Anordnung vorgesehenen Gaseintritts- bzw. Gasaustrittsstutzen nacheinander in einem gegebenen Umlaufsinne mit einer Gaszuführungs- bzw. Gasabführungsleitung verbindbar und danach von dieser wieder abtrennbar sind, während die auf der gegenüberliegenden Seite des Ofenmantels angeordneten Stutzen von einer Gasabführungsbzw. Gaszuführungsleitung abtrennbar und danach mit dieser wieder verbindbar sind.

16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reduktionsofen (53) eine Trocknungskammer (51) mit einer angeschlossenen Sauerstoffbzw. Luftleitung (52) vorgeschaltet ist, in welche die aus dem Reduktionsofen (53) herausgeführte Leitung des Kr !uktionsgases (13) mündet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz, in einem Schachtofen, druch dessen Ofenraum das Beschickungsgut vom Aufgabenende zum Austragsende hindurchgefördert und dabei der Wirkung von im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Be-

schickungs- bzw. Reduktionsgutes geführten reduzierenden Gasen, wie CO und H₅, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, ausgesetzt wird.

Zur Reduktion von Eisenerzen mit Hilfe von reduzierenden Gasen, wie Kohlenmonoxyd und Wasserstoff, werden bisher Schachtofen angewandt, bei denen oben das Beschickungsgut aufgegeben und unten das reduzierte Material - der Eisenschwamm — abgezogen wird, während das frische Reduktionsgas unten eingeblasen und das verbrauchte Reduktionsgas oben abgezogen wird.

Der besondere Nachteil derartiger Reduktionsofen besteht darin, daß es schwierig ist, bei großen Anlagen mit der erforderlichen großen Durchsatzleitung eine gleichmäßige Durchgasung des gesamten Ofenschachtes mit dem durch die Wandungen am unteren Teil des Schachtes eingeblasenen Reduktionsgas zu erzielen. Die ungleichmäßige Durchgasung führt zu einer ungleichmäßigen Reduktion zwiscehn dei· Randzone und der Ofenmitte, gegebenenfalls zu einer Überhitzung in der Randzone und einem Zusammensintern des gebildeten Eisenschwamm*, während in der Mitte des Ofens noch eine genügende Reduktion und Erhitzung des Materials vorliegt.

Ferner ist ein Verfahren zum Reduzieren von Eisenerz zu Eisenschwamm in einem Schachtofen bekannt, bei dem die reduzierenden Gase durch ein zentrale·*, mit Gasaustnttsöffnungen versehenes Rohr geführt \serden. Durch die Öffnungen wird das reduzierende Gas in das Beschickungsgut eingeleitet und durchströmt es quer zu dessen Bewegungsrichtung. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt dann, daß die Einleitung des reduzierenden Gases \on der Mitte der Beschikkungsschicht aus zu ihren Randzonen deshalb schwierig ist. weil die Stärke und der Verlauf der einzelnen Gasströme nicht geregelt werden kann und ständig Änderungen ausgesetzt ist. Die Einrichtung zur Durchführung dieses bekannten Verfahrens ist in ihrem Aufbau — bedingt durch die Anordnung des Zentralrohres mit den Gasaustrittsöffnurigen im Öfenschacht — kompliziert.

Ein Schritt zur Vereinfachung des geschilderten Verfahrens wäre die Beseitigung des Zentralrohres und Führung des reduzierenden Gases von einer Ofenwand aus zu der dieser gegenüberliegenden hin Dadurch würde man jedoch den Querschnitt der durchströmten Schicht so vergrößern, daß an der Einströmseite des Gases infolge des hohen Reduktionspotentials der noch unverbrauchten Reduktionsgase eine wesentlich stärkere Reduktionswirkung auf das Erz ausgeübt wird als auf der Ausströmseite.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, das die Nachteile der vorher beschriebenen Reduktionsverfahren vermeidet und darüber hinaus eine Vergrößerung des Querschnitts der Beschickungsschicht bei gleichzeitiger, vollständiger und gleichmäßiger Reduktion des Beschickungsgutes über den ganzen Beschickungsschichtquerschnitt ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird so verfahren, daß die reduzierenden Gase durch eine der Sehaehtofenwände in das Reduktionsgut eingeführte und aus diesem durch die gegenüberliegende Ofenwand wieder herausgeführt werden und daß der Strömungisinn des das Reduktionsgut durchströmenden Reduktionsgases periodisch geändert wird. Das reduzierende Gas wird einmal von der einen Seite aus in die Beschickungsschicht eingeführt und an der der Eintrittsseite gegenüberliegenden Wandseite abgeführt und danach während einer normalerweise gleich langen Periode voi der früheren Ausströmungsseite her aus im entgegen gesetzten Sinne in dieselbe oder eine weitere Bc schickungsschicht an der Stelle eingeführt, wo nocl ein geringerer Reduktionsgrad des Beschickungsgute vorliegt. Durch diesen Vorgang wird eine günstigi Ausnutzung des Reduktionsgases durch eine modifi zierte Gegenstromwirkung erreicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wire

ίο das Reduktionsgas nach dem Durchgang durch da¹ Reduktionsgut erneut in dieses in einer Zone eingelei tet, in der der Reduktionsgrad geringer ist als in de; Zone, die das Gas zuvor durchströmt hat.

Der Reduziereffekt kann wesentlich erhöht werden wenn nach einem anderen Merkmal der Erfindung derr Reduktionsgas nach mindestens einmaligem Durch gang durch das Reduktionsgut frisches reduzierende: Gas zugesetzt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ha es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Reduktions gas nacheinander durch mehrere Zonen des Beschikkungsgutes mit entsprechend \erschiedenem Reduktionsgrad auf einem mäanderförmigen Wege gefühn wird.

Bei Jem Reduktionsverfahren nach dem bekannter Querstromprinzip unterbleibt normalerweise die Gegenstromwirkung zwischen dem Gas und der Beschickung, die bei dem Verfahrensprinzip der vertikalen Schachtdurchströmung vorhanden ist. Eine wichtige Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht dehalb dann, daß der Strom des Reduktionsgases als Kreuzstrom an in Längsrichtung dei Ofenraumes zueinander versetzten Stellen zu- unc abgeführt wird. Die reduzierenden Gase werden durch das Beschickungsgut im Schrägstrom geführt, so daC bei einem Schachtofen die Gase im unteren Teil einei Ofenwand in die Beschickung eingeführt und im oberer Teil der gegenüberliegenden Ofenwand aus der Beschickung wieder herausgeführt werden. Nach dei periodisch vorzunehmenden Umstellung des Durchströmungssinnes erfolgt das Einblasen im unteren Ter der Gegenwand und das Abführen der Gase irr oberen Teil der ersteren Wand. Somit wird eine Gegenstromwirkung auch beim Reduzierverfahren nach Jem Querstromprinzip herbeigeführt.

Bei Verwendung eines Ofens mit kreisförmigen· Querschnitt wird gemäß einer vorteilhaften Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dei Gasstrom in radialer Richtung zu- und abgeführt.

wobei die Strömungsrichtung des Gasstromes schrittweise in einem Umlaufsinne geändert wird.

Die wünschenswerte Gegenstromausnutzung de< Reduktionsgases kann nach einem weiteren Merkmai der Erfindung dadurch sichergestellt werden, daß da< Gas nach im Querstrom erfolgender Durchströmun«; einer Endreduktionsschicht einem mit Frischerz beschichteten Gegenstromschacht zugeleitet wird. Da< Beschickungsgut wird demnach in einen Gegenstromschacht durch die Abgase eines Querstromschachte!

\orreduziert und danach in dem Querstromschach! durch da- frische Reduktionsgas zu Ende reduziert.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Durchführungsforrn der Erfindung ist es zweckmäßig, dem periodischen Wechsel des Strömungssinnes der reduzierenden Gase eine Druckpulsation zu überlagern. Die Pulsation kann beispielsweise mit einer Veränderung des Einblasedrucks um 20% mit einer Penode von 1 Sekunde erreicht werden.

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Die Reduktionsbedingungen können durch die Vorwärmung bzw. Trocknung des Metallerzes verbessert werden. Dazu wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das zu reduzierende Metallerz in einer vom Ofen getrennten Vorbereitungsstufe durch einen Teil des aus dem Ofen abgezogenen, mit Luft und/oder Sauerstoff verbrannten Reduktionsgases vorgewärmt und getrocknet.

Eine erfolgreiche Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens hat zur Voraussetzung, daß ein direktes Überströmen des Reduktionsgases zwischen zwei nacheinander vom gleichen Gas durchströmten Ofenniveaus verhindert wird. Dazu wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Reduktionsgut durch Zwischenlagen aus gasdichtem Material in Schichten unterteilt, deren Dicke höchstens dem Abstand zwischen zwei in Ofenlängsrichtung hintereinander zugeführten Gasströmen entspricht. Dadurch werden die sogenannten Kurzschlußgasströmungen verhindert. Die Zwischcnlagen erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Beschickungsgutes.

So können bei der Verwendung eines Vertikalschachtes, in dem das zu reduzierende Erz kontinuierlich oder diskontinuierlich von oben nach unten absinkt, bei entsprechender Einebnung der Erzschüttkegel im Schacht dünne Schichten aus feinkörnigem, keramischem Material von etwa 20 cm Dicke mit im wesentlichen horizontalen Verlauf in die Beschickung eingebracht werden. Die Schichten sinken mit der Beschickung nach unten. Zur Bildung der Zwischenlagen kann auch ein im Verfahren nutzbares Material nagewandt werden, z. B. feines Eisenerz oder Entschefelungsmittel, wie Kalk oder Dolomit.

Die unerwünschte Vertikalströmung des Reduktionsgases kann ferner durch die jeweils zwischen einzelnen benachbarten Beschickungsschichten eingelegten Platten aus Blech, keramischem Material od. dgl. verhindert werden. Die Platten können in geeigneten Abständen in das Beschickungsgut eingelegt werden und mit diesem nach unten sinken. Besonders geeignet sind Platten aus feinkörnigem Eisenerz mit einem geeigneten Bindemittel, deren Stärke einige Zentimeter beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Ofen, insbesondere einem Schachtofen, durchgeführt werden, der aus einem einen Ofenraum umschließenden Mantel, in welchem in den Ofenraum mündende Gaseintritts- und Austrittsstutzen angeordnet sind, die an ein mit Redutkionsgas gespeistes Rohrleitungssystem angeschlossen sind, besteht.

Der Ofen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stutzen wahlweise an die Gaszu- führungs- und -abführungsleitung des Rohrleitungssystems anschaltbar ist.

Bei Verwendung eines Querstromofens wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung diesem Querstromofen ein nach dem Gegenstromprinzip arbeitender Vorreduktions-Ofenvorsatz mit einem Vertikalschacht vorgeschaltet und zu dem Querstromofen vorzugsweise koaxial angeordnet, wobei die Leitung des Reduktionsgases aus dem Querstromteil des Ofens herausgeführt ist und in den Ofenvorsatz mündet. Das oben in den Schacht eingeführte'Beschickungsgut wird zuerst durch die Vertikalstrom-Stufe geführt, danach durch die mit einem Gasstrom mit wechselndem Strömungssinn durchströmte Querstromstufe und wird schließlich am Boden des Schachtes in Form von Eisenschwamm ausgetragen.

Bei der Verwendung eines Ofens mit kreisförmigem Querschnitt sind nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung die am Ofenmantel in kreisförmiger Anordnung vorgesehenen Gaseintritts- bzw. -austrittsstutzen nacheinander in einem gegebenen Umlaufsinne mit einer Gaszuführungs- bzw. Gasabführungsleitung verbindbar und danach von dieser wieder abtrennbar, während die auf der gegenüberliegenden Seite des Ofenmantels angeordneten Stutzen von einer Gasabführungs- bzw. Gaszuführungsleitung abtrennbar und danach mit dieser wieder verbindbar sind.

In einer anderen Ausführung der Erfindung ist dem Reduktionsofen eine Trockenkammer mit einer angeschlossenen Sauerstoff- bzw. Luftleitung vorgeschal-IS tet. in welche die aus dem Reduktionsofen herausgeführte Leitung des Reduktionsgases mündet.

Die Erfindung wird an Hand nachstehender Beispiele erläutert:

»ο Beispiel 1

Ein Versuchsquerstromschachtofen mit einer durchströmten Schüttung von I m Breite ist mit Hämatiterz mit der Korngröße 3 bis IO mm beschickt. Von der einen Vertikalwand des Schachtofens wird in die Erzkörnung ein Reduktionsgas mit der Leerrohrgeschwindigkeit etwa 1 m/scc. und der Zusammensetzung 50% CO und 50% N₂ eingeleitet. Die Einleitungstemperatur des Gases beträgt 1000 C. Das Gas wird an der gegenüberliegenden Wand des Ofens abgeführt.

Nach vier Stunden Versuchszeit liegen die folgenden Reduktionsgrade des Erzes als Funktion des Abstandes der Probenahme von der Seite der Gaszuführung her vor:

An der Gaszuführungswand Red.
Bei '/4 Abstand der Schachtbreite
von der Einleitungsstelle Red.

Bei ¹Z₂ Abstand der Schachtbreite
von der Einleitungsstelle Red.

Bei ³/4 Abstand der Schachtbreite
von der Einleitungsstelle Red.

An der Seite der Gasabführung Red.

Grad 97%
Grad 95%

Grad 50%

Grad 30%

Beispiel 2

Das Erz in Beispiel 1 wurde unter den gleichen Bedingungen in denselben Reduktionsofen eingesetzt und mit dem obigen Gas reduziert.

Nach jeweils 15 Minuten Reduktionsdauer wurde der Gasströmungssinnwechsel vorgenommen. Die Gesamtreduktionszeit betrug ebenfalls 4 Stunden.

Es ergab sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der folgende Verlauf des Reduktionsgases in der Be schickung, wiederum gemessen als Funktion des Ab-Standes von der Gaseinblaseseite (die gleiche Gasein blaseseite wie in Beispiel 1):

An der Gaszuführungswand Red. Grad 93%

Bei Vn Abstand der Schachtbreite

von der Einleitungsstelle Red. Grad 91 %

Bei ¹Z₂ Abstand der Schachtbreite

von der Einleitungsstelle Red. Grad 88 %

Bei y₄ Abstand der Schachtbreite

von der Einleitungsstelle Red. Grad 90 %

Auf der Seite der Gasabführung Red. Grad 91 %

Es zeigt sich, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einem Querstromofen eine wesentlich ausgeglichenere Reduktionswirkung erzielt wird.

fr 8

Die Einrichtung zur Durchführung des crfindungs- oberen Schachtabschnitt über den Stutzen 27 bei cegemäßcn Verfahrens wird an Hand der schematischen öffnetcm Ventil 28, über die Gabelung 29 als Gas 30

Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt: nach der Reduktion den Ofen. Das Ventil 34 ist hierbei

Fig. I einen nach dem einfachen Querstromprinzip geschlossen. Inder zweiten Phase wird das Reduktionsarbeitenden Reduktionsofen im Axialschnitt, 5 gas 1 über die Gasrohrlcitungsgabelung 2 bei geöff-

I-"ig. 2 einen nach dem mehrstufigen Querstromprin- netem Ventil 31 und geschlossenem Ventil 3 über den

zip arbeitenden Reduktionsofen im Axialschnitt, Stutzen 19 in die Bcschickungsschicht 17 im unteren

Fig. 3 einen kombinierten, nach dem Vertikal-sowie Schachtabschnitt eingeleitet. Das Reduktionsgas ver-

Querstromprinzip arbeitenden Reduktionsofen im läßt die Bcschickungsschicht 17 über den Stutzen und

Axialschnitt. io wird durch das Gebläse 32 über den Stutzen 23 durch

['ig. 4 einen Teil des Bcschickungsschachtcs eines die Schicht 22 in den Stutzen 21 gefördert, der an ein

Schachtofens im Axialschnitt, Gebläse 33 angeschlossen ist. Über den Stutzen 27

Fig. 5 einen Reduktionsofen mit einem Vortrock- gelangt das Gas bei geschlossenem Ventil 28 in den

nungs-Vorsatz. oberen Schachtabschnitt bzw. in die dort befindliche

In Fig. I ist mit 1 das zugeführte Reduktionsgas, mit 15 Beschickungsschicht 26. Von hier wird es über den 2.4. 10 und 12 Gasrohrlcitungsgabelungen bezeichnet; Stutzen 25 bei geöffnetem Ventil 34 zu der Rohrlci-3, II, 14 und 15 sind Ventile; 5 und 9 sind seitliche Gas- tungsgabelung 29 geleitet. Von dort aus verläßt es stutzen für die Gaszuleitung bzw. -ableitung. Der ver- als Gas 30 nach der Reduktion den Ofen. Daneben tikale Reduktionsschacht 6 wird vom Beschickungs- dient Fig. 2 dazu, einen Arbeitsgang zu verdeutlichen, gut 7 beaufschlagt und vom Eisenschwamm 8 verlas- 20 der unter Fortfall der Stutzen 21 und 23 sowie ohne sen. In der ersten Zeitphase gelangt das reduzierende die Gebläse 20. 24, 32, 33 verlaufen kann. Bei diesem Gas 1 über die Rohrleitungsgabelung 2 durch das Arbeitsgang werden die reduzierenden Gase nach dem offene Ventil 3 bei geschlossenen Ventilen 14 und 15, sogenannten »Kreuzgegenstromprinzip« durch die über die Rohrleitungsgabelung 4 und den Stutzen 5 in Beschickung geleitet, nämlich von dem sich am ausden Reduktionsschacht 6. Das Gas verläuft durch den »5 tragsendenseitigen Schachtwandteil befindenden Stut-Stutzcn 9 und die Gabelung 10 und verläßt bei ge- zen 16 bzw. 19 aus zu dem am gegenüberliegenden öffnetem Ventil 11 über die Gabelung 12 als Gas nach aufgabenendenseitigen Schachtwandteil angebrachten der Reduktion 13 den Reduktionsschacht 6. Stutzen 27 bzw. 25 hin. Nach Umstellung des Gasin der zweiten Zeitphase, nach Umschaltung der Strömungssinnes wird das Beschickungsgut vom Stut-Ventile 3. 11. 14 und 15, wird das Reduktionsgas 1 30 zen 25 bzw. 27 aus zum Stutzen 19 bzw. 16 hin durchüber die Rohrleitungsgabelung 2 bei geöffnetem Ven- strömt. Die Voraussetzung ist, daß die ganze kreuztil 14 und geschlossenen Ventilen 3 und II in den durchströmte Beschickungsschicht eine gleichmäßige Stutzen 9 eingedrückt. Das Gas durchläuft den Beschaffenheit aufweist.

Schacht 6 quer zur Bewegungsrichtung des zu redu- Fig. 3 zeigt einen in seinem oberen Teil vertikal zierenden Beschickungsgutes und verläßt ihn durch 35 durchströmten Schachtofen, mit einem nach dem den Stutzen 5. Von dort strömt das Gas nach der Querstromprinzip mit Strömungssinnwechsel durchReduktion 13 bei geschlossenem Ventil 3 über die strömten Unterofen. 2 und 29 stellen Gasrohrleitungs-Gabelung 4 durch das geöffnete Ventil 15 und verläßt gabelungen dar. 3 und 31 sind Ventile. 20 und 32 beüber die Rohrlcitungsgabelung 12 den Ofen. Der zeichnen Gebläseeinrichtungen. 16 und 19 sind die istromungssinn des Reduktionsgases wird periodisch 40 Stutzen am Unterschacht. 21 und 23 bilden die Stutzen gewechselt, wobei der Effekt des Sinnwechsels noch am mittleren Ofenteil, 27 und 25 sind die Stutzen für erhöht werden kann, indem man ihm eine Druck- die Gaszuführung bzw. -abführung zu dem bzw. aus pulsation überlagert. dem oberen Schachtteil, der mit Eisneerz 7 beauf-

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung arbeitet nach schlagt wird. Durch den unteren Schachtteil verläßt dem mehrstufigen Querstromprinzip mit Strömungs- 45 der Eisenschwamm 8 den Schacht. In der ersten Zeitsinnwechsel. 2 und 29 stellen Gasrohrleitungsgabelun- phase wird das Reduktionsgas 1 über die Gabelung 2 gen dar. 3. 28. 31 und 34 sind Ventile. 20, 24, 32 und 33 bei geöffnetem Ventil 3 und geschlossenem Ventil 31 sind Gebläse. 16, 19. 21, 23. 25 und 27 sind Gasstutzen. durch am Stutzen 16 in die sich im unteren Schachtteil Das Beschickungsgut ist durch gasdichte Zwischen- befindliche Beschickungsschicht 17 eingeleitet. Das lagen 58 aus feinkörnigem, keramischem Material, 5° Gas verläßt den unteren Schachtteil durch den Stutfeinem Eisenerz oder Kalk oder Dolomit, in im wesent- zen 19 und wird mit Hilfe des Gebläses 20 in den liehen waagerechte Beschickungsschichten 17, 22 und Stutzen 21 eingebracht. Durch den mittleren Schacht-26 eingeteilt. Als Zwischenlagen können auch Blech- teil gelangt es in vertikaler Richtung in den oberen platten benutzt werden. Schachtteil mit der Beschickungsschicht 26, von wo es

In der ersten Zeitphase des Reduktionsprozesses 55 über die Stutzen 25 und 27 und die Gabelung 29 als

wird das reduzierende Gas 1 über die Gabelung 2 bei Gas 30 nach der Reduktion den Schacht verläßt. In

geöffnetem Ventil 3 und geschlossenem Ventil 31 über der zweiten Zeitphase wird bei geöffnetem Ventil 31

den Stutzen 16 in die im unteren Teil des Schachtes und geschlossenem Ventil 3 das Reduktionsgas 1 über

befindliche Beschickungsschicht 17 geführt. die Gabelung 2 in den Stutzen 19 eingeleitet. Nach

Das Gas verläßt über den Stutzen 19 den unteren ⁶O Durchströmen der Beschickungsschicht 17 im unteren

Schachtteil und wird durch das Gebläse 20 über den Schachtabschnitt gelangt das Reduktionsgas durch

Stutzen 21 in die sich im mittleren Schachtabschnitt den Stutzen 16 mit Hilfe des Gebläses 32 über den

befindende Beschickungsschicht 22 eingeleitet. Nach Stutzen 23 in die Beschickungsscbicht 22. Von hier

dem Durchgang durch diese Schicht wird das Gas über wird das Gas vertikal in die Beschickungsschicht 26

den Stutzen 23 aus dem Schacht entfernt. Nach Passie- 65 geleitet, von wo es über die Stutzen 25 und 27 und über

ren des Gebläses 24 wird es in den Stutzen 25 einge- di Gabelung 29 als Gas 30 nach der Reduktion den

bracht. Im oberen Schachtabschnitt dient das Gas zur C ϊπ verläßt. Das in den Reduktionsprozeß einge-

Vorreduktion des Eisenerzes 18. Es verläßt dann den fi rte Beschickungsgut 7 wird demnach durch das

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bereits vorher nach dem Querstiompriiizip durch die Beschickung geführte Reduktionsgas in den oberen Schachtabschnitten im Gegenstrom vorredu/iert.

In (ig. 4 sind waagerechte Schichten 37 der Beschickung in einem Vertikalschacht 48 dargestellt. l;inzelne Heschiekungsschiehten sind durch gasdichte Zwisehenlagen 58 voneinander getrennt. 41 und 44 sind zwei Rohrleitungen eines mit Reduktionsgas gespeisten Rohrleitlinussystems. Mit 38 sind Gaseintritts- bzw. -austrittsstutzen bezeichnet, die wahlweise an die abwechselnd als Gaszuführungs- und Abführungsleitungen dienenden Rohrleitungen 41, 44 anschaltbar sind. Der Sl ro in des Reduktionsgases ist mit 1 bzw. Γ bezeichnet. Wie aus der Zeichnung er-

sichtlich ist, entspricht jeweils der Abstand A zweie paralleler, in Ofenlängsrichtiing hintereinander ge führten Gasströme dem Abstand α der einande benachbarten Zwisehenlagen 58. welche jeweils dii Schichten 37 begrenzen.

Wie. f-ig. 5 zeigt, ist dem Reduktionsofen 53 eint separate Vorbereitungsstufe vorgeschaltet, die au; einer zu dem Ofen 53 koaxial angeordneten Trocknungskammer 51 mit einer Sauerstoff- bzw. Luftzuso leitung 52 besteht. In der Trocknungskammer 51 werden die aus dem Ofen 53 abgezogenen Reduktionsgasi 13 mit Sauerstoff verbrannt und die Verbrennungswärme wird zum Vortrocknen bzw. Vorwärmen des eintretenden zu reduzierenden f-r/es 7 benutzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (10)

CHNUNGEN BLATT 1 Nummer2131 876InL α.:C 21 b, 13/t2Deutsche Kl.:It a, 13/#2Auslegetag:15. November 1973 609641/397 Patentansprüche: 2

1. Verfahren zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz, in einem Schachtofen, durch dessen Ofenraum das Beschickungsgut vom Aufgabenende zum Austragsende hindurchgefördert und dabei der Wirkung von im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Beschickungs- bzw. Reduktionsgutes geführten reduzierenden Gasen, wie CO und H₂, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierenden Gase durch eine der Schachtofenwände in das Reduktionsgut eingeführt und aus diesem durch die gegenüberliegende Ofenwand wieder herausgeführt werden und daß der Strömungssinn des das Reduktionsgut durchströmenden Reduktionsgases periodisch geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgas nach dem Durchgang durch das Beschickungs- bzw. Reduktionsgut erneut in dieses in einer Zone eingeleitet wird, in der der Reduktionsgrad geringer ist als in der Zone, die das Gas zuvor durchströmt hat.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reduktionsgas nach mindestens einmaligem Durchgang durch das Reduktionsgut frische« reduzierendes Gas zugesetzt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgas nacheinander durch mehrere Zonen des ßeschikkungsgutes mit entsprechend verschiedenem Reduktionsgrad auf einem mäanderförmigen Weg geführt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom des Reduktionsgases als Kreuzstrom an in Längsrichtung des Ofenraumes zueinander versetzten Steilen zu- und abgeführt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom bei Verwendung eiiiüs Ofens mit kreisförmigem Querschnitt in radialer Richtung zu- und abgeführt wird, wobei die Strömungsrichtung des Gasstromes schrittweise in einem Umlaufsinn geändert wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach im Querstrom erfolgender Durchströmung einer Endredukt onsschicht einem mit Frischerz beschichteten G:genstromschacht zugeleitet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem periodischen Wechsel des Strömungssinnes der reduzierenden Gase eine Druckpulsation überlagert wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zu reduzierende Metallerz in einer vom Ofen getrennten Vorberei:ungsstui'e durch einen Teil des aus dem Ofen abgezogenen, mit Luft und/oder Sauerstoff verbrannten Retluktionsgases vorgewärmt und getrocknet wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich-876