DE2309297C3

DE2309297C3 - Verfahren zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere Eisenerzen

Info

Publication number: DE2309297C3
Application number: DE19732309297
Authority: DE
Inventors: Werner Prof. Dr.-Ing. 5100 Aachen; König Horst Dr.-Ing. 4100 Duisburg; Meraikib Mohammed Dr.-Ing. 5100 Aachen Wenzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1973-02-24
Publication date: 1976-02-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz in einem Querstromschachtofen, durch dessen Ofenraum das Beschickungsgut vom Aufgabenende zum Austragsende hindurchgefördert und dabei der Wirkung von im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Beschikkunes- bzw. Reduktionsguts geführten reduzierenden Gasen,, wie CO und H2, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, ausgesetzt wird.

Es ist ein Verfahren zum Reduzieren von Eisenerz bekannt, bei dem die Gase von einer Ofenwand aus zu der dieser gegenüberliegenden hin geführt werden. Bei diesem Verfahren liegt an der Einströmseite des Gases ein höheres Reduktionspotential vor als auf der Ausströmseite, so daß auf der Einströmseite eine stärkere Reduktionswirkung auf das Erz ausgeübt wird als auf der Ausströmseite.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, das die Nachteile des vorher beschriebenen Reduktionsverfahrens vermeidet und darüber hinaus eine gleichmäßigere Reduktion des Beschikkungsguts über den ganzen Beschickungsschichtquerschnitt ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird so verfahren, daß das Beschickungsgut in den Ofenraum einverteilt in eine sich in der Nähe der Ofenwände erstrek-

»o kende Randzone und eine von dieser Randzone umgebene Mittelzone aufgegeben wird, von denen jede Zone solche qualitativen Unterschiede aufweist und/ oder solchen unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen ausgesetzt wird, daß unabhängig von dem

Reduktionspotential des Gases die Reduktionswirkung in den beiden Zonen so verändert wird, daß der mittlere Reduktionsgrad über dem gesamten Ofenquerschnitt etwa gleich ist. Die Randzone nimmt etwa Vi und die Mittelzone etwa V3 des gesamten Ofenquerschnitts ein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird in die Randzone Beschickungsgut mit einer gröberen Körnung und in die Mittelzone Beschickungsgut mit einer feineren Körnung aufgegeben. Die Korngröße des Beschickungsguts in der Randzone beträgt vorteilhafterweise 4 bis 10 mm, während in die Mittelzone Beschickungsgut mit einer Korngröße von 3 bis 6 mm aufgegeben wird.

Beim Absenken der Erzsäule findet nur eine relativ geringe Vermischung dieser beiden Bereiche des Schachts statt, so daß im wesentlichen bis zum Austrag das Erz in den beiden Randzonen in gröberer Körnung vorliegt als in der Mittelzone.

Die Wirkung dieser Maßnahme ist derart, daß das in der Randzone eingebrachte Erz eine größere Reduktionszeit hat als das in der Mittelzone, weil eine an sich bekannte Stückgrößenabhängigkeit in der Reduktionszeit besteht. Der Stückgrößenunterschied wird nun so bemessen, daß die Wirkung der langsameren Reduktion in der Schachtmitte durch eine geringe Korngröße an dieser Stelle ausgeglichen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Randzone mit Material beschickt, das schwerer reduzierbar ist, als das der Mittelzone zugeführte Material. Als Material der Beschickung der Randzone kann erfindungsgemäß Magnetiterz benutzt werden, wobei die Mittelzone mit Hämatiterz beschickt wird.

Die wünschenswerten gleichmäßigeren Reduktionsgrade zwischen Mitte und Rand des Ofens werden erfindungsgemäß auch in der Weise erreicht, daß man das Material der Randzone den Ofenraum schneller als das Material der Mittelzone durchlaufen läßt.

In dem Teil, in welchem bei einfacher Betriebsweise eine geringere Reduktionswirkung vorliegt, wird die Aufenthaltszeit des Erzes in diesem Teil so-

weit verlängert, daß die Reduktiopswirkung in gewünschter Weise vergrößert wird.

Die Erzielung verschieden langer Aufenthaltszeiten des Erzes in der Ofenmitte und in den Randzonen des Ofens kann an sich auf verschiedene Weise erreicht werden. Besonders einfach ersche^;nt dies, wenn — wie normalerweise bei Reduktionsofen üblich — der Abzug des Reduktionsguts an der Unterseite der Längswände des Ofenschachts erfolgt, wobei weiter oben durch diese Wände hindurch die Beaufschlagung des Gases mit dem Reduktionsgas erfolgt.

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 Reduktionsgas gespeistes Rohrleitungssystem angeschlossen sind, besteht.

Der Ofen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Ofenraums ein im wesentlichen waagerechter Austragstisch angeordnet ist, über dessen Randfläche zumindest eine bewegliche Abstreifschaufel angeordnet ist und über dessen mittlerem Teil ein hin und her beweglicher Schubbalken vorgesehen ist.

Die Erfindung wird an Hand nachstehender Beispiele erläutert:

Beispiel 1

Ein Versuchsquerstromschachtofen mit einer durchströmten Schüttung von 1 m Breite ist mit Hämatiterz mit der Korngröße von 3 bis 10 mm beschickt. Vcn der einen Vertikalwand des Schachtofens wird in die Erzkörnung ein Reduktionsgas mit der Leerrohrgeschwindigkeit von etwa 1 m/sec und der Zusammensetzung von 50% CO und 50% N2 eingeleitet. Die Einleitungstemperatur des Gases beträgt 1000° C. Das Gas wird an der gegenüberliegenden Wand des Ofens abgeführt. Die Beeinflussung des Beschickungsguts durch das Gas erfolgt nach einem verbesserten Verfahren.

Nach 4 Stunden Versuchszeit liegen die folgenden Reduktionsgrade des Erzes als Funktion des Abstands der Probenahme von der Seite der Gaszuführung her vor:

An der Gaszuführungswand Reduktionsgrad 930/0;

Bei Ά Abstand der Schachtbreile von der Einleitungsstelle Reduktionsgrad 91%;

Bei V2 Abstand der Schachtbreite von der Einleitungsstelle Reduktionsgrad 88%;

Bei ³Za Abstand der Schachtbreite von der Einleitungsstelle Reduktionsgrad 90%;

An der Seite der Gasabführung Reduktionsgrad 91%.

Beispiel 2

Es wird der gleiche Ofen wie in Beispiel 1 zur Anwendung gebracht und mit dem gleichen Erz beschickt, jedoch mit dem Untersdiied, daß das Hämatiterz im vorliegenden Fall in zwei Körnungen unterteilt wird; in die Körnung von 3 bis 6 mm und in die Körnung von 4 bis 10 mm. Die erstere Körnung wird im mittleren Drittel des Schachts chargiert und die zweite Körnung in den beiden Randzonen.

Das Erz wird mit dem obigen Gas nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1, reduziert.

Es ergab sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der folgende Verlauf des Reduktionsgases in der Beschickung, wiederum gemessen als Funktion des Abstands von der gleichen Gaseinblaseseite wie in Beispiel 1:

An der Gaszuführungswand Reduktionsgrad 92%;

Bei ¹Za Abstand der Schachtbreite von der Einleitungsstelle Reduktionsgrad 91%;

Bei V2 Abstand der Schachtbreite von der Einleitungsseite Reduktionsgrad 93%;

Bei ³/4 Abstand der Schachtbreite von der Einlcitungsseile Reduktionsgrad 90%;

An der Seite der Gasabführung Reduktionsgrad 91%.

Es zeigt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Betriebsweise des Querstromofens das Absinken des Reduktionsgrads in der Schachtmitte weitgehend vermieden wird.

Diese beispielhafte Methode ist in der Zeichnung erläutert. In einem rechteckigen Schacht 1 wird am oberen Ende das zu reduzierende körnige Eisenerz 2 aufgegeben, das in der Pfeilrichtung 3 von oben nach unten durch den Schacht bewegt wird. Durch die gegenüberliegenden Schachtwände 1 und la wird das Reduktionsgas senkrecht zur Bewegungsrichtung des Erzes durch den Schacht hindurchbewegt, und zwar einmal in der Pfeilrichtung 4 und abwechselnd dazu in der Pfeilrichtung S. Am unteren Ende des Schachtes 1 befindet sich der Austragstisch 6, der um einen der Erzkorngröße angepaßten Abstand unterhalb der Unterkante 7 der Schachtseitenwände angeordnet ist, so daß sich eine Austrittsböschung für das reduzierte Gut 8 auf dem Austragtisch 6 herausbildet. Über die Randstreifen des Austragtischs 6 läuft vertikal zur Bildebene ein Abstreifer 9, der nur auf der einen Schachtseite eingezeichnet ist, analog aber auch auf der anderen Schachtseite zu verstehen ist. Dieser unterhalb des Schachts entlang bewegte Abstreifer 9 greift in die Böschung 8 ein und schiebt das reduzierte Gut über die Kante 10 des Austragtischs 6 hinweg. Nach Maßgabe des so aus dem Reduktionsofen herausgeförderten fertigreduzierten Materials 11 läuft aus dem Inneren des Schachts neues reduziertes Gut nach. Nach bekannten Gesetzmäßigkeiten der Entleerung solcher Schächte oder Bunker findet bei einer solchen Austragsweise eine Voreilung des an dem Rand des Schachts liegenden Materials gegenüber der Schachtmitte statt. Dies ist der

gewünschte Effekt, der bei dem nach der Erfindung betriebenen Querstrom-Reduktionsofen erforderlich ist, um durch die Verzögerung des Absinkens in der Ofenmitte hier einen gleich hohen Reduktionsgrad zu erzielen wie in den Randzonen.

Da es zweckmäßig ist, den Grad der Voreilung in der Randzone gegenüber der Ofenmitte zu regulieren, bzw. den verschiedenen Körnungen des Eisenerzes oder dessen Reduzierbarkeit anzupassen, ist eine besondere Vorrichtung vorgesehen, die es erlaubt, mehr oder minder große Mengen aus der Schachtmitte zum Rand hin zu befördern. Diese Vorrichtung besteht aus einem Schubbalken 12, der in den Pfeilrichtungen 13 und 14 über den Austrag-

Γ) hin und her bewegt werden kann und nach abc seine Bewegung das vor ihm liegende Mazu der Kante 10 des Austragtischs 6 hinit. Durch die Größe des Ausschlags des BaI-12 nach beiden Seiten und die Geschwindigkeit

der Hin- und Herbewegung wird in erwünschter Weise reguliert, wieviel Material aus der Randzone des Ofens und wieviel aus der Mittelzone des Ofens pro Zeiteinheit über die Kante 10 aus diesem ent-5 fcrnt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reduzieren von Metallerzen, insbesondere zur Erzeugung von Eisenschwamm aus Eisenerz in einem Querstromschachtofen, durch dessen Ofenraum das Beschickungsgut vom Aufgabenende zum Austragsende hindurchgefördert und dabei der Wirkung von im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Beschickungs- bzw. Reduktionsguts geführten reduzierenden Gasen, wie CO und Hi, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschickungsgut in den Ofenraum einverteilt in eine sich in der Nähe der Ofenwände erstreckende Randzone und eine von dieser Randzone umgebene Mittelzone aufgegeben wird, von denen jede Zone solche qualitativen Unterschiede aufweist und/oder solchen unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen ausgesetzt wird, daß unabhängig von dem Reduktionspotential des Gases die Reduktionswirkung in den beiden Zonen so verändert wird, daß der mittlere Reduktionsgrad über dem gesamten Ofenquerschnitt etwa gleich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Randzone Beschickungsgut mit einer gröberen Körnung und in die Mittelzone Beschickungsgut mit einer feineren Körnung aufgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Randzone Beschickungsgut mit einer Korngröße von 4 bis 10 mm und in die Mittelzone Besclückungsgut mit einer Korngröße von 3 bis 6 mm aufgegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone mit Material beschickt wird, das schlechter reduzie^bar ist, als das der Mittelzone zugeführte Material.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone mit Magnetiterz und die Mittelzone mit Hämatiterz beschickt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material der Randzone den Ofenraum schneller als das Material der Mittelzone durchlaufen läßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Querschnittsanteils der Randzone zur Mittelzone jeweils so eingestellt wird, daß in beiden Zonen möglichst geringe Abweichungen vom mittleren Reduktionsgrad vorliegen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzone etwa ²A und die Mittelzone etwa ¹A des gesamten Ofenquerschnitts einnimmt.