DE2132150A1

DE2132150A1 - Verfahren zum direkten herstellen von stahl

Info

Publication number: DE2132150A1
Application number: DE19712132150
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Wasmuth jobst-Thomas dr-Ing
Current assignee: Wasmuth jobst-Thomas dr-Ing
Priority date: 1971-06-29
Filing date: 1971-06-29
Publication date: 1973-01-18
Also published as: AU463981B2; ES431600A1; JPS5441981B1; FR2143852B1; DE2132150B2; AU4393872A; CA964863A; BR7204275D0; ES404098A1; IT958641B; FR2143852A1

Description

Dipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-Ing. R. König ■ Dipl.-Ing. K. Bergen

Patentanwälte ■ 4000 Düsseldorf ■ Gecilienallee 7b · Telefon 43273a

Unsere Akte: 26 693 23. Juni 1971

Dr_e-Ing. Jobst-Thomas Wasmuht, 4600 Dortmund-Reichsmark,

Alte Landstraße 15

Dipl.-Ing. Ralph Weber, 423 Wesel, Am Nordglacis 93

"Verfahren zum direkten Herstellen von Stahl"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum direkten Herstellen von Stahl, bei dem Peinerz in hintereinandergeschalteten Zyklonen indirekt reduziert und der Eisenschwamm eingeschmolzen wird.

Es sind bereits zahlreiche Versuche gemacht worden, pulverförmiges oder körniges Eisenerz unter Ausschaltung des Hochofens in einer kohlenmonoxydhaltigen Gasphase indirekt zu reduzieren. Derartige Verfahren sind insbesondere dort von großem Interesse, wo Kokskohle in ausreichender Menge oder Qualität, die unerläßliche Voraussetzung für den Hochofenprozeß ist, nicht zur Verfügung' steht.

Bei einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 184 363 bekannten Verfahren zum direkten Herstellen von Stahl wird das Eisenerz in Mischung mit Kohle auf einem Sinterband vorreduziert und der noch heiße Sinter in einen Konverter gegeben, in dem der vorreduzierte Sinter durch Aufblasen von Sauerstoff fertigreduzierfc und eingeschmolzen sowie schließlich zu Stahl gefrischt wird. Diesem Verfahren haftet der Nachteil an, daß die Vorreduktion auf dem Sinter-

band wegen der verhältnismäßig geringen Reaktionsoberfläche nur langsam verläuft. Außerdem kann es auf dem Wege vom Sinterband zum Konverter, insbesondere wegen der unvermeintlichen Bunkerung zu einer Rückoxydation des bereits herabreduzierten Eisens kommen. Außerdem geht das beim Frischen anfallende Abgas verloren, das nicht nur eine erhebliche fühlbare Wärme sondern auch einen wesentlichen Anteil an Kohlenmonoxyd und Eisenoxydul enthält. Schließlich ist die Wirtschaftlichkeit des bekannten Verfahrens dadurch stark beeinträchtigt, daß ein wesentlicher Teil der Reduktion im Konverter selbst erfolgt.

Aus der deutschen Patentschrift 1 086 256 ist ein Verfahren zur direkten Reduktion von Eisenerz bekannt, bei dem von oben in einen Schachtofen kalter Erzstaub eingeführt wird, der vom dort aufsteigenden Abgas übernommen und aus dem Ofen herausgetragen sowie alsdann tangential in einen Vorreduktionszyklon eingeführt wird. In diesem Vorreduktionszyklon scheidet sich das Erz unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft von dem Schachtofengas, das alsdann einem Wärmeaustauscher zum Vorwärmen der Verbrennungsluft für den Schachtofen und schließlich einer Gasreinigung zugeführt wird. Das sich am Fuße des Zyklons sammelnde vorreduzierte Erz wird mit dem Erzstaub der Gasreinigung vereinigt und mit Kohlenstaub versetzt sowie zusammen mit Sauerstoff über Düsen radial in den Schachtofen eingeblasen. Im freien Raum vor den Düsen reagieren die eingeblasenen Stoffe miteinander, wobei flüssiges Eisen und flüssige Schlacke entstehen, die durch ein im Schachtofen befindliches Koksbett hindurchtropfen. Im Koksbett soll die Schlacke ausreagieren und das Eisen desoxydiert sowie aufgekohlt werden, das sich schließlich ebenso wie die Schlakke am Fuße des Schachtofens sammelt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren jedoch, daß das Schachtofenabgas eine erhebliche Menge Kohlendioxyd enthält:, das für die Vorreduk-

2 0

tion im Zyklon ausfällt "und lediglich noch seine fühTbare Wärme im Wärmeaustauscher abgeben kann, während andererseits das Kohlenmonoxyd des Schachtofenabgases wegen der verhältnismäßig kurzen Berührungszeit mit dem Erz ebenso wie die fühlbare Wärme des Schachtofenabgases nicht vollständig ausgenutzt wird. Die Ausnutzung der fühlbaren Wärme des Schachtofenabgases erfordert nach dem Trennen vom vorreduzierten Feinerz bzw. Möller im Zyklon zudem einen Wärmeaustauscher, der zwar die Ausnutzung der fühlbaren Wärme erlaubt, seinerseits jedoch dem korrosierenden Angriff des Schachtofenabgases unterliegt. Hinzu kommt, daß die Temperatur des Schachtofenabgases über 1OOO°C liegt, so daß es zu einem Zusammenbacken der Feinerzpartikel und etwaiger Zuschlagstoffe im oberen Teil des Schachtofens, in der Gasleitung sowie im Vorreduktionszyklon kommen kann. Ein wirksames Kühlen des Schachtofenabgases ist aber wegen dessen starker Verunreinigung und Beladung mit Staub bzw. den Möllerteilchen nicht möglich. Außerdem würde durch eine solche Kühlung dem Verfahren zunächst wertvolle Wärme entzogen und damit dessen Wirtschaftlichkeit weiter beeinträchtigt. Schließlich laufen die Reaktionen im Schachtofen nur äußerst langsam ab, so daß die Anwendung des bekannten Verfahrens auf das Herstellen von Roheisen beschränkt ist.

Weiterhin ist aus der deutschen Auslege schrift 1 160 462 noch ein Direktreduktionsverfahren bekannt, bei dem das Feinerz in einem Zyklon mit einem heißen Mischgas aus Kohlenmonoxyd und Kohlendioxyd vorreduziert und anschließend eingeschmolzen wird. Das Mischgas stammt aus einem Schmelzofen; in einem Regelzyklon wird es durch Einleiten von Kohlenstaub und gegebenenfalls Verbrennungsluft bzw. Sauerstoff zur Einstellung der Temperatur durch Reduktion des Kohlendioxyds aus der vorhergehenden Feinerzreduktion auf ein bestimmtes Verhältnis von Kohlenmonoxyd zu Kohlendi-

9 383/0166

oxyd sowie auf eine bestimmte Temperatur eingestellt. Das Feinerz wird dann unter dem Einfluß der Schwerkraft einem darunter befindlichen zweiten Reduktionszyklon zugeführt, aus dem es in einen Schmelzofen gelangt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es einen besonderen Regel-Zyklon erfordert, der das im wesentlichen aus Kohlendioxyd bestehende Schmelzofenabgas in Anwesenheit von Kohlenstoff endotherm zu Kohlenmonoxyd umsetzt. Schließlich entsteht auch bei diesem Verfahren nur ein flüssiges Roheisen, das in einem besonderen Aggregat bzw. nach einem der üblichen Verfahren zu Stahl gefrischt werden muß, wobei erneut ein reaktionsfähiges Abgas entsteht, dessen Reaktionsfähigkeit und fühlbare Wärme ebenso wie der staubförmige Eisenoxydulanteil zwangsläufig verlorengehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich staubförmiges oder körniges Eisenerz unter weitestgehender Ausnutzung der in verschiedenen Verfahrensstufen anfallenden Reaktionsprodukte, insbesondere des jeweiligen Abgases bei niedrigem Brennstoffverbrauch und optimaler Ausnutzung der fühlbaren Abgaswärme direkt in Stahl umwandeln läßt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei dem eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäß das im Abgas mindestens eines Vorreduktionszyklons suspendierte Feinerz einschließlich etwaiger Zuschlagstoffe tangential in einen Vorwärmzyklon eingeführt und nach dem Trennen von dem Abgas am Fuße des Vorwärmzyklons im Abgas eines Fertigreduktionszyklons suspendiert und tangential dem Vorreduktionszyklon zugeführt sowie dessen fester Austrag in einem aus Kohlenmonoxyd bestehenden Abgas eines Schmelz- und Frischaggregats suspendiert und tangential dem Fertigreduktionszyklon zugeführt wird, und daß der feste Austrag des Fertigreduktionszyklons im Schmelz- und Frischaggregat bei gleichzeitiger Erzeugung des Reduktionsgases durch unvollständige Verbren-

209'] 83/01 Ü 6

nung von Kohlenstoff eingeschmolzen und anschließend mittels Sauerstoff gefrischt wird.

Vorzugsweise wird das Feinerz in mehreren hintereinandergeschalteten Zyklonen vorgewärmt, um die Abgaswärme weitestgehend auszunutzen und gleichzeitig den Staubanteil im Abgas zu verringern bzw. im Verfahren zu halten. In ähnlicher Weise kann die Reduktion in mehreren hintereinandergeschalteten Zyklonen erfolgen, um dem Schmelz- und Frischaggregat ein weitestgehend reduziertes Schwammeisen zuzuführen. Im einzelnen kann das in der Weise geschehen, daß das Vorwärmen im Gegenstrom und das Fertigreduzieren zunächst im Gleichstrom und dann im Gegenstrom erfolgt» Die jeweilige Reaktionstemperatur kann dabei durch Einblasen von Luft oder reinem Sauerstoff in das System zur Nachverbrennung von Kohlenmonoxyd eingestellt werden,, Insbesondere kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Magnetit (Fe,O.) eingesetzt und in der Vorwärmstufe oxydierend geröstet und in den wesentlich leichter reduzierbaren Hämatit (Fe₂O,) umgewandelt werden. Bei schwefelreichem Magnetit ist damit eine beträchtliche Verringerung des Schwefelgehaltes verbunden. Im übrigen können in den einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens reduzierende Fremdgase, beispielsweise Spaltgas aus Methan oder anderen Kohlenwasserstoffgasen, eingeleitet werden, um die Reduktionsgleichgewichte zu beeinflussen.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Schmelz- und Frischaggregat gleichzeitig als Generator für das Reduktionsgas fungiert und damit die erforderliche Schmelz- und Reduktionswärme liefert, erfolgt das Einschmelzen des fertigreduzierten Zyklonaustrags vorzugsweise in Anwesenheit von Kohlenstoff, so daß etwa vorhandenes oder entstehendes Kohlendioxyd sogleich in Kohlenmonoxyd umgewandelt wird. Während des Frischens wird die Zufuhr von Kohlenstoff un-

20 9 883/0166

terbrochen und der Zustrom des Eisenschwamms aus dem Fertigreduktionszyklon zunächst nur allmählich verringert, um das Bad zu kühlen und FeO-Reste im Eisenschwamm für die Frischreaktionen nutzbar zu machen. Der Eisenschwammzustrom wird jedoch schließlich bis auf Null verringert, so daß in der Endphase ausschließlich mit Sauerstoff gefrischt wird.

Die besonderen Vorteile des erfindungs gemäß en Verfahrens liegen darin, daß aus dem aufgegebenen Feinerz bzw. Möller in einer Hitze Stahl erzeugt wird und das beim Einschmelzen des Eisenschwamms und beim nachfolgenden Frischen entstehende Abgas in mehreren Stufen zum Reduzieren, Vorreduzieren und Vorwärmen des Einsatzgutes verwendet wird. Dabei ergeben sich wegen der geringen Fallgeschwindigkeit des Einsatzgutes in den Zyklonen lange Kontaktzeiten für die Reaktionen zwischen Feststoff und Gas, Auf diese Weise werden das Reduktionsvermögen des Abgases und dessen chemische und fühlbare Wärme voll ausgeschöpft, so daß der Brennstoffverbrauch je Tonne Stahl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren außerordentlich niedrig ist. Dabei wird durch Regelung des Verhältnisses von Kohlenstoff und Sauerstoff im Schmelz- und Frischaggregat sichergestellt, daß das Schmelz- und Frischabgas neben unbeachtlichen Verunreinigungen ausschließlich aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff besteht. Ein etwaiger Restgehalt des Eisenschwamms an FeO wird im Aggregat selbst direkt reduziert. Zudem entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Reihe von Entstaubungsproblemen; denn lediglich das den ersten Vorwärmzyklon verlassende Gas bedarf einer Entstaubung, während der beim Frischen anfallende Staub, insbesondere der unangenehme braune Rauch in den Zyklonen festgehalten und reduziert wird.

Das.erfindungsgemäße Verfahren wird in einer Vorrichtung mit mindestens einem Vorwärmzyklon durchgeführt, dessen

.209883/0186

oberer Teil über eine sich gabelnde Leitung mit einem Aufgabebunker und der zentralen Abgasleitung eines Vorreduktionszyklons verbunden ist, in dessen oberen Teil eine sieh gabelnde Leitung mündet, deren einer Abzweig zum Austragende des Vorwärmzyklons führt und dessen anderer Abzweig mit der zentralen Abgasöffnung eines Fertigreduktionszyklons verbunden ist, dessen Austragende in ein Schmelz- und Frischaggregat mündet und in dessen oberen Teil eine sich gabelnde Leitung führt, deren einer Abzweig mit dem Austragende des Vorreduktionszyklons verbunden ist und dessen anderer Abzweig in eine über dem Schmelz- und Frischaggregat angeordnete Abgashaube übergeht, durch die eine vertikal verfahrbare Doppellanze für Brennstoff und Sauerstoff in das Frisch- und Schmelzaggregat ragt. Vorzugsweise ist zwischen dem Fertigreduktionszyklon und dem Vorreduktionszyklon wenigstens ein Gleichstromzyklon angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Vorrichtungen zu seiner Durchführung des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Vorrichtung zum direkten Herstellen von Stahl im Wege der indirekten Reduktion von Feinerz und

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des vorerwähnten Verfahrens mit Gegenstrom- und Gleichstromzyklonen.

Unterhalb zweier Bunker 3, 4 (Fig. 1) für das Feinerz und etwaige Zuschlagstoffe wie Kalkstein ist ein Aufgabetrichter 5 mit einem Zuteiler 6 in einem Fallrohr 7 angeordnet, von dem ein Abzweig 8 tangential in den oberen Teil eines Vorwärmzyklons 9 mündet, von dem eine Abgasleitung 10 ge-

0iM83/0 1 36

gebenenfalls über eine nicht dargestellte Gasreinigung zu einem Kamin oder einer Mahltrocknung für das Erz geführt ist. In den Abzweig 8 mündet eine Leitung 11 zum Einspeisen von Luft oder Sauerstoff, um den für eine Reduktion wegen der niedrigen Temperatur nicht mehr infragekommenden Restanteil von Kohlenmonoxyd zur Erhöhung der fühlbaren Wärme zu verbessern. Das Fallrohr 7 ist mit der zentralen Abgasleitung 12 eines Vorreduktionszyklons 13 verbunden, in dessen oberen Teil eine Leitung 14 mündet, die über einen Abzweig 15 mit dem Austragende des Vorwärmzyklons 9 und über einen zweiten Abzweig 16 mit der zentralen Abgasöffnung 17 eines Fertigreduktionszyklons 18 verbunden ist. In den oberen Teil des Fertigreduktionszyklons 18 mündet tangential eine sich gabelnde Leitung 19, deren einer Abzweig 21 mit dem Austragende des Vorreduktionszyklons 13 und deren anderer Abzweig 22 mit einer Abgashaube 23 verbunden ist. Die Abgashaube 23 befindet sich oberhalb eines Konverters 24, in den eine vertikal verfahrbare Doppellanze 25 sowie ein mit dem Austragende des Fertigreduktionszyklons 18 verbundenes Fallrohr 26 ragen«

Die Zyklone und Leitungen bzw. Steig- und Fallrohre bestehen aus metallischen Werkstoffen, gegebenenfalls mit einer keramischen Auskleidung und können zur Vermeidung von Ansätzen mit Vibratoren versehen sein. Eine besondere Luftoder Wasserkühlung ist nicht, allenfalls im Fertigreduktionszyklon und der Abgashaube 23 erforderlich. Der Fertigreduktionszyklon kann auch indirekt, beispielsweise induktiv beheizt sein, um beispielsweise Ansätze rasch abzuschmelzen.

Das feinkörnige Erz, beispielsweise mit einer Körnung von 50 bis 100^/U gelangt zusammen mit den Zuschlagstoffen aus den Bunkern 3, 4 in den Aufgabetrichter 5 und aus diesem über den Zuteiler 6 in das Fallrohr 7, in dessen unterem

2 0 ü .3 8 3/01 3 B

Teil es auf das ihm durch die Steigleitung 12 mit hoher Geschwindigkeit und einer Temperatur von etwa 300 bis 400 C entgegenströmende Reduktionsgas trifft. Dabei bildet sich eine Feststoff/Gas-Suspension, die durch die Leitung 8 tangential in den Vorreduktionszyklon 9 eingeführt wird₀ Durch die Zuleitung 11 kann Luft oder reiner Sauerstoff eingeblasen werden, um die Vorwärmtemperatur zu erhöhen und gleichzeitig restliches Kohlenmonoxyd vollständig in Kohlendioxyd umzuwandeln und damit unschädlich zu machen. Im Vorwärmzyklon 9 kommen die suspendierten Feststoffe zunächst infolge Wirbelung in eine innige Berührung mit dem Gas, die für einen guten Wärmeübergang einerseits und, so- | fern das Gas noch restliches Kohlenmonoxyd enthält, eine schnelle Reaktion wesentlich ist. Unter dem Einfluß der Fliehkraft werden die Feststoffteilchen vom Gas getrennt, das den Vorwärmzyklon 9 über eine zentrale Abgasleitung mit einer Temperatur von etwa 200 bis 35O⁰C verläßt. Das Abgas wird einer nicht dargestellten Gasreinigung zugeführt oder zum Trocknen des Erzes vor oder während des Mahlens verwendet, wobei seine Temperatur bis auf 150⁰C verringert werden kann.

Das sich am Fuße des Vorwärmzyklons sammelnde Reduktionsgut gelangt über eine Schleuse 20 in ein Fallrohr 15, an dessen Ende es auf das durch das Steigrohr 16 mit einer f

Temperatur von etwa 1000⁰C strömende Reduktionsgas aus dem Fertigreduktxonszyklon 18 trifft, mit dem es in Suspension tangential in den Vorreduktionszyklon 13 eingespeist wird. Im Vorreduktionszyklon 13 werden Gas- und Feststoffteilchen verwirbelt und schließlich getrennt, wobei das Gas in das zentrale Steigrohr 12 gelangt und die Feststoffteilchen über eine Schleuse im Fallrohr 21 dem durch die Abgashaube 23 aufwärtsströmenden Konvertergas entgegenfallen. Die Teilchen werden im Konverterabgas suspendiert und gelangen tangential in den oberen Teil des Fertigreduktions-

0^ci '!B3/0 I

Zyklons 18, in dem - ähnlich wie in den anderen Zyklonen 9, 13 - die beiden Phasen "bei Temperaturen von 800 bis 1200⁰C innig miteinander verwirbelt und schließlich getrennt werden. Das Gas verläßt den Fertigreduktionszyklon 18 durch den zentralen Gasauslaß 17 bzw. das Steigrohr 16, während der fertigreduzierte Eisenschwamm mit einer Temperatur von etwa 1000⁰C durch das Fallrohr 26 in den Konverter 24 gelangt.

Im Konverter 24 gelangt' der Eisenschwamm durch eine Kohleschicht 27, in der restliches Eisenoxydul reduziert wird und durch eine Schlackenschicht 28 schließlich in einen Eisensumpf 29. Währenddessen wird mittels der Lanze 25 ständig ein Brennstoff/Sauerstoff-Gemisch in den Konverter geblasen und dort unvollständig zu Kohlenmonoxyd verbrannt. Etwaiges Kohlendioxyd wird durch den im Überschuß vorhandenen Kohlenstoff angesichts der hohen Konvertertemperatur nach der Gleichung 2 COp + C = 2 CO reduziert. Auf diese Weise wird im Konverter sowohl die Schmelz- und Reduktionswärme als auch das Reduktionsgas für die indirekte Reduktion des Feinerzes erzeugt.

Sobald sich genügend Eisen im Konverter gesammelt hat, wird die Zufuhr von Kohle und/oder Öl unterbrochen und durch die Lanze 25 nur noch Sauerstoff auf die Schmelze geblasen. Der Sauerstoff frischt das Eisen in üblicher Weise zu Stahl, wobei die Eisenbegleiter in die Schlacke übergehen und der Kohlenstoff zu Kohlenmonoxyd verbrennt, das von der Abgashaube 23 aufgefangen und den Zyklonen zugeführt wird. Eine zu starke Temperaturerhöhung der Konverterschmelze wird dadurch vermieden, daß während der Anfangsphase des Frischens dem Konverter noch eine mit der Zeit abnehmende Menge Eisenschwamm zugeführt wird. Dies kann durch verminderte Erzaufgabe in das System oder dadurch erfolgen, daß ein Teil des im Fertigreduktionszyklon 18 anfallenden Eisen-

2 CH) 8 8 3 / 0 1 Ü 6

schwamms abgezweigt und beispielsweise in ein anderes Schmelzaggregat eingespeist wird. In der Endphase des Frischens wird die Eisenschwammzufuhr ganz unterbrochen und das Bad bis auf die gewünschte Endanalyse gefrischt» Nach dem Entleeren des Konverters beginnt der Verfahrenszyklus von Neuem. Im Konverter kann auch eine gewisse Menge Stahl verbleiben, der als Sumpf zum beschleunigten Einschmelzen des zugeführten Eisenschwamms dient. Während der Einschmelzphase kann der Konverter auch von außen beheizt werden, oder es kann durch leichtes Frischen bzw. Erhöhung des Sauerstoffangebots die für das Einschmelzen erforderliche Wärme gewonnen werden.

Das ganze System kann auch unter erhöhtem Druck gehalten werden, wozu lediglich Abgasklappen in der Abgasleitung 10 angeordnet werden müssen. Außerdem kann die Reduktionstemperatur in den Zyklonen durch Einblasen von Luft oder Sauerstoff zur Teilverbrennung des Kohlenmonoxyds optimal eingestellt werden.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 arbeitet nach demselben Prinzip wie die Vorrichtung nach Fig. 1, unterscheidet sich jedoch von dieser dadurch, daß die hinter dem Vorreduktionszyklon 13 sich bildende Suspension zunächst über die Leitungen 19 einem Gleichstromzyklon 31 zugeführt wird, in dem keine Trennung der Phasen erfolgt«, Vielmehr gelangt die Suspension nach inniger Verwirbelung aus dem Gleichstromzyklon 31 über ein Fallrohr 32 in den Fertigreduktionszyklon. Selbstverständlich können dem Gleichstromzyklon 31 noch weitere Gleichstromzyklone nachgeschaltet werden, wenn es erforderlich ist, die Reduktionsstrecke 7.\\ verlängern. In ähnlicher Weise könnten auch dem Vorwärinzyklon weitere Vorwärmzyklone vorgeschaltet werden, so daß nicht frisches Erz, sondern vorgewärmtes Erz am oberen End(5 des Steigrohrs 12 mit dem Gas vereinigt würde.

2 ü Υ I B 3 / Ü 1 υ G

Die Vorrichtung nach Fig» 2 zeichnet sich trotz einer Verlängerung der Reaktionsstrecke durch eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe aus, die durch die Verwendung des Gleichstromzyklons bedingt ist„

2 0 9 8 8 3/0166

Claims

Dr.-Ing« Jobst-Thomas Wasmuht, 4600 Dortmund-Reichsmark,

Alte Landstraße 15

Dipl.-Ing. Ralph Weber, 423 Wesel, Am Nordglacis 93

Patentansprüche:

1, Verfahren zum direkten Herstellen von Stahl, bei dem Feinerz in hintereinandergeschalteten Zyklonen indirekt reduziert und der Eisenschwamm eingeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Abgas eines Vorreduktionszyklons suspendierte Feinerz tangential in einen Vorwärmzyklon eingeführt und nach dem Trennen vom Gas am Fuße des Vorwärmzyklons im Abgas eines Fertigreduktionszyklons suspendiert und tangential dem Vorreduktionszyklon zugeführt, sowie dessen fester Austrag in einem aus Kohlenmonoxyd bestehenden Abgas eines Schmelz- und Frischaggregats suspendiert und tangential dem Fertigreduktionszyklon zugeführt wird, und daß der feste Austrag des Fertigreduktionszyklons im Schmelz- und Frischaggregat bei gleichzeitiger Erzeugung des Reduktionsgases durch unvollständige Verbrennung von Kohlenstoff im Überschuß eingeschmolzen und, anschließend mittels Sauerstoff gefrischt wird.

ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinerz in mehreren hintereinandergeschalteten Zyklonen vorgewärmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgewärmte Feinerz in mehreren hintereinandergeschalteten Zyklonen fertigreduziert wird.

209 Π 83/0166

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Vorwärmen im Gegenstrom und/oder das Fertigreduzieren zunächst im Gleichstrom und dann im Gegenstrom erfolgt«,

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorwärmen und/oder Reduzieren unter Zusatz von Luft und/oder Sauerstoff erfolgt»

_β Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η et, daß im Vor— wärmzyklon Magnetit oxydierend geröstet wird.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduzieren unter Zusatz von reduzierenden Fremdgasen erfolgte

_o Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einschmelzens' fortlaufend Kohlenstoff im Überschuß in das Frisch- und Schmelzaggregat gegeben und der Eisenschwammzustrom während des Frischens bis auf Null verrin·* gert wirdβ

β Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bereits während des Einschmelzens gefrischt wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion bei erhöhtem Druck erfolgt.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenmonoxyd des Reduktionsgases im Vorreduktions— oder Vor—

2 0 9 8 8 3/0186

wärmzyklon verbrannt wird.

12o Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 Ms 11, g e kennzeichnet durch einen Vorwärmzyklon (9), dessen oberer Teil über eine sich gabelnde Leitung (8) mit einem Ausgabebunker (3, 4) und der zentralen Abgasleitung (12) eines Vorreduktionszyklons (13) verbunden ist, in dessen oberen Teil eine sich gabelnde Leitung (11) mündet, deren einer Abzweig (15) zum Austragende des Vorwärmzyklons (9) und dessen anderer Abzweig (16) mit der Abgasöffnung (17) eines FertigreduktionsZyklons (18) verbunden ist, dessen Austragende über ein Fallrohr (26) in ein Schmelz- und Frischaggregat (24) mündet und in dessen oberen Teil eine sich gabelnde Leitung (19) führt, deren einer Abzweig über ein Fallrohr (21) mit dem Austragende des VorreduktionsZyklons (13) verbunden ist und dessen anderer Abzweig (22) in eine über dem Schmelz- und Frischaggregat (24) angeordnete Abgashaube übergeht, sowie durch eine in das Frisch- und Schmelzaggregat (24) hineinragende vertikal verfahrbare Doppellanze (25).

13e Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fertigreduktionszyklon (13) mindestens ein ßleichstromzyklon (31) angeordnet ist„

14_e Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet , daß dem Vorwärmzyklon (9) mindestens ein weiterer Gegenstromzyklon vorgeschaltet ist«,

15c Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (8, 9, 13» 18, 31) und/oder die Leitungen mit einer Heizung und/oder Kühlung versehen sind«,

16, Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis

209 3 83/0166

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklone (8, 9, 13, 18, 31) und/oder Leitungen mit Vibratoren versehen sind«,

2 0 9 3 8 3 / 0 1 B 6

Leerseite