DE2628972C2

DE2628972C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl

Info

Publication number: DE2628972C2
Application number: DE2628972A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing. 4800 Bielefeld Benteler; Gert Dr.rer.nat. 3531 Warburg Vaubel
Original assignee: Paderwerk Gebr Benteler
Current assignee: Paderwerk Gebr Benteler
Priority date: 1976-06-28
Filing date: 1976-06-28
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2628972A1

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Drehrohrofens (1) direkt in den Schachtofen (2) oberhalb der eigentlichen Einschmelzzone eingeleitet werden, vorzugsweise mittels Heißgasförderern.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Drehrohrofens (1) vor der Einleitung in den Schachtofen (2) einer Grobentstaubung unterworfen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Abgasen des Drehrohrofens (1) enthaltener Reduktionsmittelstaub zur Aufrechterhaltung einer neutralen Atmosphäre im Schachtofen (2) verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Drehrohrofens (1) zur rekuperativen Erwärmung der dem Schachtofen (2) zuzuführenden Nachverbrennungsluft verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Drehrohrofens (1) entstaubt, gekühlt und einer Kohlendioxydwäsche unterworfen und dann dem Schachtofen (2) zum Ersatz eines Teils des erforderlichen Brennstoffs zugeführt werden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl.

Es ist bekannt, oxydisches Eisenerz im Drehrohrofen unter Verwendung von Braunkohle direkt zu reduzieren, um Eisenschwamm zu erzeugen (»Stahl 4- Eisen 96«, Nr. 3 vom 12.02. 76, Seiten 97 bis 105). Dabei geht mit den Abgasen des Drehrohrofens relativ viel Energie verloren, und zwar in Form von fühlbarer Wärme und latenter Wärme, welche durch Verbrennung noch freigesetzt werden könnte. Um die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens zu erhöhen, ist daher in Betracht gezogen, den Wärmeinhalt der Abgase des Drehrohrofens im Verbund mit Hüttenwerken zu nutzen, beispielsweise zur Sauerstofferzeugung, zur Winderzeugung für Hochöfen und zur Einspeisung in Kraftwerke.

Auch ist es bekannt (DE-OS 15 83 954), zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme und der latenten Wärme der Abgase von Drehrohröfen, in welchen oxydische Eisenerze mit festen Reduktionsmitteln im Gleichstrombetrieb direkt reduziert werden, den erzeugten Eisenschwamm nach Kühlung, Aufbereitung und Abtrennung mit den Abgasen für die Weiterverarbeitung, beispielsweise das Einschmelzen im Elektroofen, zu erhitzen sowie gegebenenfalls vorher zu trocknen, wobei auch eine partielle Abgasverbrennung ίο erfolgen kann. Danach können die Abgase auch noch zur Trocknung und/oder Erhitzung der Drehrohrofenbeschickungskomponenten, zur Speisewasservorwärmung oder zur Dampfgewinnung verwendet werden, gegebenenfalls unter Nachverbrennung. Auch ist in is Betracht gezogen, zwei Drehrohröfen derart miteinander zu kombinieren, daß mit den Abgasen jedes Drehrohrofens der im jeweils anderen Drehrohrofen erzeugte Eisenschwamm erhitzt sowie gegebenenfalls vorher getrocknet und gegebenenfalls die Beschikkungskomponenten und/oder die Verbrennungsluft des jeweils anderen Drehrohrofens vorgewärmt wird.

Schließlich ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Stahl aus Schrott und/oder Eisenschwamm bekannt (»Stahl + Eisen 96«, Nr. 9 vom 6.5. 1976, Seiten 464 und 465), wobei das Ausgangsmaterial oben in einen Schachtofen eingegeben und durch Öl/Sauerstnff-Brenner oder Gas/Sauerstoff-Brenner von unten eingeschmolzen wird. Der anfallende Stahlsumpf läuft kontinuierlich ab und wird in einem nachgeschalteten Elektroofen gesammelt, nachbehandelt und auf die notwendige Gießtemperatur aufgeheizt. Auch dieses Verfahren ist mit einem verhältnismäßig hohen Energieverbrauch behaftet, ferner mit einem verhältnismäßig hohen Verbrauch an reinem Sauerstoff. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl zu schaffen, bei welchem ein Drehrohrofen zur Direktreduktion von oxydischem Eisenerz zu Eisenschwamm mit einem festen Reduktionsmittel derart zur Anwendung kommt, daß die Wirtschaftlichkeit verbessert ist, auch und gerade bei der Verwendung von Braunkohle als festem Reduktionsmittel.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den restlichen Patentansprüchen gekennzeichnet.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Direktreduktion von oxydischem Eisenerz mit einem festen Reduktionsmittel, vorzugsweise Braunkohle, in einem Drehrohrofen zu Eisenschwamm derart mit dem Einschmelzen im Schachtofen mit nachgeschaltetem Elektroofen zum Fertigmachen des Stahls kombiniert, daß eine optimale Ausnutzung des fühlbaren und latenten Wärmeinhaltes der Abgase des Drehrohrofens gewährleistet ist, indem diese Abgase zur Erwärmung des Inhaltes des Schachtofens oberhalb der eigentlichen Einschmelzzone herangezogen werden. Ein wesentlicher Teil der im Schachtofen zum Einschmelzen erforderlichen Energie wird durch die Abgase des Drehrohrofens geliefert, so daß die in den Schachtofen zuzuführende Fremdenergie entsprechend vermindert ist.

Vorzugsweise werden die Abgase des Drehrohrofens unmittelbar in den Schachtofen oberhalb der eigentlichen Einschmelzzone eingeleitet, vorteilhafterweise mittels Heißgasförderern. Gegebenenfalls kann vorher eine Grobentstaubung erfolgen.

Auch ist es möglich, in den Abgasen des Drehrohrofens enthaltenen Reduktionsmittel- bzw. Braunkofalenstaub zur Aufrechterhaltung einer neutralen Atmosphäre im Schachtofen zu verwenden, um einen^- TeD der dazu erforderlichen Anthrazitkohle zu ersetzen. Diese Möglichkeit setzt jedoch die Verwendung von Heißgasförderern voraus, und es muß sichergestellt sein, daß der in den Abgasen etwa enthaltene Staub die Gasleitungen nicht zusetzt Da die Gasgeschwindigkeiten sehr hoch sein können, 4st es möglich, die Abgase in Teilströme zu zerlegen, welche dann weiter genutzt werden.

Ferner kann, insbesondere wenn die vorstehend genannten Bedingungen nicht gegeben sein sollten, die für die Nachverbrennung der Rauchgase im Schachtofen erforderliche Luft durch die Abgase des Drehrohr- is ofens rekuperativ vorgewärmt werden. Eine solche Aufheizung kann beispielsweise unter Verwendung einer Nachbrennkammer erfolgen, in welcher die in den Abgasen des Drehrohrofens enthaltenen Anteile an Methan, Kohlenmonoxyd und Wasserstoff verbrannt werden.

Die auf diese Weise schon abgekühlten Abgase können zur Abscheidung von Wasser weiter abgekühlt und einer Kohlendioxydwäsche unterzogen werden. Sie können dann einen Teil des im Schachtofen eingesetzten Erdgases ersetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet beim Einschmelzen im Schachtofen eine derartige Einsparung insbesondere an Brennstoff und teuerem Sauerstoff, welche die Direktreduktion im Drehrohrofen wirtschaftlich sein läßt.

Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, deren einzige Figur eine Ausführungsform schematisch wiedergibt.

Ein Drehrohrofen 1 wird mit oxydischem Eisenerz, vorzugsweise in Form von gehärteten Pellets, und mit Braunkohle beschickt. Ein Schachtofen 2 wird mit Schrott beaufschlagt, wie durch den Pfeil 3 veranschaulicht Der vom Schachtofen 2 gelieferte Stahlsumpf wird einem Elektroofen 5 zugeführt, wie durch den Pfeil 6 angedeutet, um darin fertiggemacht zu werden. Der fertige Stahl veriäßt den Elektroofen 5, um vergossen zu werden, wie der Pfeil 7 veranschaulicht

Der Schachtofen 2 kann zusätzlich zum Schrott oder statt des Schrottes mit allem Eisenschwamm oder einem Teil des Eisenschwamms beschickt -werden, welcher im Drehrohrofen erzeugt wurde, wie durch den gestrichelten Pfeil 4 angedeutet Auch ist es möglich, den Eisenschwamm vollständig oder teilweise direkt dem Elektroofen 5 aufzugeben, wie durch den gestrichelten Pfeil 8 verdeutlicht

Der Inhalt des Schachtofens 2 wird von unten eingeschmolzen und bewegt sich entsprechend im Schachtofen 2 von oben nach unten, wobei oben kontinuierlich neues, einzuschmelzendes Material eingegeben wird und unten ständig Stahlsumpf abfließt Im Schachtofen 2 ist in der Nähe des Bodens eine entsprechende Wärmequelle vorgesehen, vorzugsweise ein Öl/Sauerstoff- oder Gas/Sauerstoff-Brenner. Zur Nachverbrennung der Einschmelzabgase wird dem Schachtofen 2 oberhalb der eigentlichen Einschmelzzone Luft zugeführt, wie durch die Pfeile 9 angedeutet, so daß der Inhalt des Schachtofens 2 in dessen oberem Bereich vorgewärmt wird.

Die Abgase des Drehrohrofens 1 werden direkt in den Schachtofen 2 oberhalb der eigentlichen Einschmelzzone eingeleitet, wie durch den Pfeil 10 veranschaulicht. Ein Teil dieser Abgase kann gemäß dem gestrichelten Pfeil 11 dazu verwendet werden, um in einem Rekuperator 12 unter Verwendung einer Nachbrennkammer die Nachverbrennungsluft vorzuwärmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Erzeugung von Stahl, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) Es werden ein Drehrohrofen (1), ein Schachtofen (2) und ein Elektroofen (S) nebeneinander verwendet.

b) In dem Drehrohrofen (1) wird Eisenerz mit einem festen Reduktionsmittel, vorzugsweise Braunkohle, zu Eisenschwamm direkt reduziert

c) In dem Schachtofen (2) wird Schrott und/oder Eisenschwamm eingeschmolzen.

d) Die Abgase des Drehrohrofens (1) werden dem Schachtofen (2) zur Erwärmung des Schrotts bzw. des Eisenschwamm» oberhalb der Einschmelzzone zugeführt.

e) Der Stahlsumpf aus dem Schachtofen (2) wird in dem Elektroofen (5) zum fertigen Stahl der gewünschten Zusammensetzung verarbeitet