DE2333519C3

DE2333519C3 - Shaft furnace for the continuous direct reduction of lumpy iron ore

Info

Publication number: DE2333519C3
Application number: DE19732333519
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing.; Drebes Friedrich-Wilhelm; 4630 Bochum Pries
Original assignee: Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum
Filing date: 1973-07-02
Publication date: 1976-11-11

Description

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Gegenstand der Erfindung ist ein Schachtofen zur kontinuierlichen Direktreduktion von stückigem Eisenerz mit einer Vorwärm-, Kühl- und Reaktionszone, dessen Schachtinnenraum durch ein zentral angeordnetes Gaszuführungs- bzw. Gasabführungsrohr im Querschnitt ringförmig ausgebildet ist.The invention relates to a shaft furnace for the continuous direct reduction of lumpy iron ore with a preheating, cooling and reaction zone, the interior of the shaft through a centrally arranged Gas supply or gas discharge pipe is formed ring-shaped in cross section.

Es ist bekannt, für die Behandlung mineralischer oder metallhaltiger Stoffe unterhalb des Schachtofens rnehrere Strahlungsofen vorzusehen und dabei die öfen des oberen Teiles um einen zentralen Schornstein herum anzuordnen, durch den die Gase aus dem untersten Strahlungsofen abgesaugt werden (deutsche Patentschrift 9 10632).It is known for treating mineral or metal-containing substances below the shaft furnace to provide several radiation furnaces and thereby the furnaces of the to arrange the upper part around a central chimney through which the gases from the lowest Radiation furnace are sucked off (German Patent 9 10632).

Es ist auch ein Schachtofen für die Behandlung von Mineralien und Kalkstein bekannt, der ringförmig um ein zentrales, zum Abziehen von Rauchgasen dienendes Rohr angeordnet ist, wobei zwischen dem Inneren des Rohres und dem Schacht durch verschiedene Kanäle und Rohre Verbindungen bestehen (deutsche Patentschrift 3 55 099).There is also a shaft furnace known for the treatment of minerals and limestone, the ring around it a central pipe serving for the extraction of flue gases is arranged, between the interior of the Pipe and the shaft through various channels and pipes connections exist (German patent 3 55 099).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem ringförmig ausgebildeten Schachtofen mit einem zentralen, zur Gaszuführung bzw. Gasabführung dienenden Rohr neben einer senkrecht aufsteigenden bzw. absteigenden Strömung der zur Reduktion, gegebenenfalls auch der zur Vorwärmung und Kühlung dienenden Gase, für eine nach außen bzw. nach innen gerichtete Strömung Sorge zu tragen und Randgängigkeiten vorzubeugen und auf diese Weise bei mäßiger Höhe des Schachtes zu erheblichen Schachtquerschnitten und zu größeren Durchsätzen zu kommen.The present invention is based on the object of an annular shaft furnace with a central tube serving for gas supply or gas discharge next to a vertically ascending tube or descending flow for reduction, possibly also for preheating and Cooling gases, to ensure an outward or inward flow and To prevent marginal penetration and in this way to increase it significantly with a moderate height of the shaft Shaft cross-sections and to achieve greater throughputs.

Gemäß der Erfindung steht das zentrale Rohr über Schlitze mit dem im Querschnitt ringförmigen Schachtinnenraum in Verbindung und ist mit den Schachtinnenraum durchsetzenden Rohranschlüssen versehen, und durch eine oder mehrere waagerechte Trennwände ist das zentrale Rohr in gesondert beaufschlagte Verteilungs- und Sammelräume unterteilt; den Schachtinnenraum umgeben ringförmige, der Gaszu- bzw. -abfuhr dienende Kammern, die mit dem Schachtinnenraum selbst durch in dessen Außenwand vorgesehenen Schlitzen verbunden sind. Dabei ist in der Vorwärm- und in der Kühlzone die Gaszufuhr durch das zentrale Rohr, der Abzug der Gase aus der den Schachtinnenraum umgebenden ringförmigen Kammer vorgesehen.According to the invention, the central tube stands over slots with the shaft interior, which is annular in cross section in connection and is provided with pipe connections penetrating the interior of the manhole, and by one or more horizontal partitions, the central tube is acted upon separately Subdivided distribution and collection rooms; the interior of the manhole is surrounded by ring-shaped, gas supply and discharge serving chambers, which are provided with the shaft interior itself through in its outer wall Slots are connected. The gas supply in the preheating and cooling zone is through the central Pipe, the extraction of the gases from the ring-shaped chamber surrounding the shaft interior is provided.

Gemä3 der weiteren Erfindung ist in der Reaktionszone die Gaszufuhr über die den Schachtinnenraum umgebenden ringförmigen Kammern, der Gasabzug durch das zentrale Rohr vorgesehen.According to the further invention, the gas supply via the interior of the shaft is in the reaction zone surrounding annular chambers, the gas vent is provided through the central tube.

Die Schlitze, die in der Wand des zentralen Rohres vorgesehen sind und zu einem Abschnitt des zentralen Rohres führen, sind vorzugsweise in der Umfangsrichtung des Schachtes versetzt gegen diejenigen Schlitze, die sich in der Außenwand des Schachtes befinden und zu einer diesen umgebenden ringförmigen Kammer führen.The slots that are provided in the wall of the central tube and to a section of the central Lead pipe, are preferably offset in the circumferential direction of the shaft against those slots, which are located in the outer wall of the shaft and to an annular chamber surrounding it to lead.

Die zur Zu- und Abfuhr des gleichen gasförmigen Mittels dienenden Abschnitte des zentralen Rohres einerseits und die Abschnitte der ringförmigen Kammern andererseits sind vorzugsweise in der Höhe gegeneinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise ist eine senkrecht aufsteigende bzw. absteigende Gasbewegung innerhalb des Schachtes kombiniert mit einer radial nach außen bzw. nach innen gerichteten Strömung. Hierdurch ist eine gleichmäßige Beaufschlagung des Behandlungsgutes gewährleistet; indem der Höhenunterschied zwischen den Einfuhrschlitzen und den Abgangsschlitzen des betreffenden gasförmigen Mittels größer oder kleiner gewählt wird, hat man es in der Hand, die Reaktionsdauer dem Verlauf der betreffenden Umsetzung anzupassen.On the one hand, the sections of the central tube that serve to supply and remove the same gaseous agent and the portions of the annular chambers, on the other hand, are preferably in height relative to one another staggered. In this way there is a vertically ascending or descending gas movement inside the shaft combined with a flow directed radially outwards or inwards. This ensures that the material to be treated is applied evenly; by the difference in altitude between the inlet slots and the outlet slots of the gaseous agent in question If larger or smaller is chosen, it is up to you, the duration of the reaction to the course of the relevant To adapt implementation.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Schachtofens zur Reduktion von Eisenerz dargestellt, und zwar zeigtIn the drawings, an embodiment of the shaft furnace for reducing iron ore is shown, namely shows

F i g. 1 in einem Achsschnitt den gesamten Ofen mit einer Andeutung der Gasströmungen,F i g. 1 in an axial section the entire furnace with an indication of the gas flows,

Fig.2 einen Schnitt entsprechend Schnittlinie H-II von Fi g. 1,2 shows a section according to section line H-II from Fi g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entsprechend Schnittlinie III-III von Fig. 1,F i g. 3 shows a section according to section line III-III of Fig. 1,

F i g. 4 in dem durch die punktierte Linie IV angedeuteten Ausschnitt aus F i g. 1 im einzelnen die Ausbildung einer den Schacht umgebenden Ringkammer mit den in den Schacht führenden Schlitzen.F i g. 4 in the section from FIG. 4 indicated by the dotted line IV. 1 in detail the training an annular chamber surrounding the shaft with the slots leading into the shaft.

Mit 10 ist in F i g. 1 die trichterförmig gestaltete, durch eine Glocke 11 verschließbare Gicht bezeichnet, aus der das Stückerz in den ringförmigen Schachtinnenraum 12 gelangt. Dicht unterhalb der Gicht befindetWith 10 in FIG. 1 denotes the funnel-shaped gout that can be closed by a bell 11, from which the lump ore enters the ring-shaped interior space 12. Located just below the gout

sich die ringförmige Kammer 13, d^!e mit einem Rohranschiuß 18: versehen ist. Durch Schlitze 28, die gegen das Hereinfallen von Stückgut gesichert sind, steht die Kammer 13 mit dem Schachtinnenraum ti in Verbindung. Derartige Schlitze 28 sind auch i>ei den weiteren, tiefer liegenden, den Schacht uir^ebenden Kammern 26 vorhanden. Sie sind mit Anschlußrohren 27 versehen, durch die die Zufuhr bzw. die Abfuhr von Gasen erfolgt.the annular chamber 13, d ^! e with a pipe connection 18: is provided. The chamber 13 is connected to the shaft interior ti through slots 28, which are secured against the falling in of piece goods. Such slots 28 are also present in the further, lower-lying chambers 26 surrounding the shaft. They are provided with connecting pipes 27 through which gases are supplied or discharged.

15 ist die Spitze des senkrechten zentralen Rohres 14, das den Schachtinnenraum 12 bis nahe an den unteren Gütauslauf 20 durchsetzt. Durch Zwischenwände 17 ist der fnnenraum des Rohres in mehrere Abschnitte 21, 22 und /3 unterteilt. Nach dem ringförmigen Schacht t2 zu liegen die nach diesem zu abfallenden Schlitze 16. Jeder einzelne der Räume 21, 22 und 23 steht durch Rohre 24 mit Rohranschlüssen 25 in Ver bindung. Die Schlitze 28 zwischen den Ringkammern und dem Schachtinnenraum 12 könne- dabei unterhalb der Kammern liegen in einem Teil der Außenwand des m Schacht innenraumes 12, in dem dieser sich nach unten konisch erweitert.15 is the tip of the vertical central pipe 14, which penetrates the shaft interior 12 to close to the lower quality outlet 20. The interior of the pipe is divided into several sections 21, 22 and / 3 by partition walls 17. After the annular shaft t2, the slits 16 to be sloping after this lie. Each one of the spaces 21, 22 and 23 is connected by pipes 24 with pipe connections 25. The slots 28 between the annular chambers and the tray core 12 könne- thereby below the chambers are located in a part of the outer wall of the inner space 12 m of shaft, in which this widens conically to the bottom.

Sowohl die Vorwärmzone und die Kühlzone als auch insbesondere die Reaknonszone sind aus feuerfestem Material aufgebaut. Auch die durch den Schacht hindurchgeführten Gasanschlüsse für die einzelnen Abschnitte 21, 22 und 23 des Innenraumes des zentrak-n Rohres bestehen aus feuerfesten Werkstoffen.Both the preheating zone and the cooling zone and, in particular, the reaction zone are made of refractory Material built up. Also the gas connections through the shaft for the individual sections 21, 22 and 23 of the interior of the zentrak-n pipe are made of refractory materials.

F i g. 2 deutet die Strömungsrichtung der Vorwärmgase an, F i g. 3 deutet die Strömungsrichtung der Reduktionsgase an. Man erkennt insbesondere, daß die Schlitze 16 in der Innenwand des Schachtes in Umfangsrichtung gegen die Schlitze 28 in der äußeren Wandung versetzt sind.F i g. 2 indicates the direction of flow of the preheating gases an, F i g. 3 indicates the direction of flow of the reducing gases. It can be seen in particular that the Slots 16 in the inner wall of the shaft in the circumferential direction against the slots 28 in the outer Wall are offset.

Die in F i g. 1 durch die Pfeile angedeuteten Strömungswege der zur Vorwärmung, zur Reduktion und zur Kühlung dienenden auf- und abwärts führenden Gase zeigen, daß die senkrechten Strömungen überlagert sind von radial verlaufenden Strömungen. Damit wird einer Bevorzugung einzelner Schichten des waagerechten Querschnitts des Schachtes vorgebeugt, und es ist möglich, zu erheblichen Abständen der inneren und äußeren Wandung des Schachtes, d h. zu einer erheblichen Größe des rir._ä-:'örmigen Querschnitts zu kommen. Das Reaktionsvoiumeri kann also seihst bei mäßiger Schaemhöhe beträchtlich sein.The in F i g. 1, indicated by the arrows, the flow paths of the upward and downward gases used for preheating, reduction and cooling show that the vertical currents are superimposed by radially extending currents. This prevents a preference for individual layers of the horizontal cross-section of the shaft, and it is possible to achieve considerable distances between the inner and outer walls of the shaft, i.e. to a considerable size of the rir. _ä -: 'shaped cross-section to come. The reaction volume can therefore be considerable, even at a moderate height.

Hierzu 3 Blatt ZeichnansenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

'' 1st shaft furnace for continuous direct reduction of lumpy iron ore with a preheating, cooling and reaction zone, its shaft interior by a centrally arranged gas supply or gas discharge pipe in cross section is ring-shaped, thereby marked t that the central tube (14) over · - Schiitze (16) with the annular shaft interior (12) is in connection with the shaft interior (12) penetrating Rchran connections (24) provided and by one or more horizontal partitions (17) is divided into separately acted distribution and collection spaces (21, 22,23) and that the shaft interior (12) is surrounded by annular chambers (26) which serve to supply and discharge gas connected to the shaft interior (12) through slots (28) provided in its outer wall are, wherein in the preheating and in the cooling zone, the gas supply through the central tube (14), the Gas discharge is provided from the annular chambers (26) surrounding the shaft interior (12) is

2. Shaft furnace according to claim 1, characterized in that the gas supply in the reaction zone The gas vent through the annular chambers (26) surrounding the shaft interior (12) the central tube (14) is provided

3. Shaft furnace according to claim 1 or 2, characterized in that the supply and discharge of the same gaseous agent serving sections of the central tube (14) and the annular Chambers (13, 26) are arranged offset from one another in height.

4. Shaft furnace after one of the previous ones Claims, characterized in that those provided in the wall of the central tube (14) Slots (16) and the slots (28) provided in the outer wall of the shaft interior (12) in the circumferential direction are arranged offset from one another.