DE2659670A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen

Info

Publication number
DE2659670A1
DE2659670A1 DE19762659670 DE2659670A DE2659670A1 DE 2659670 A1 DE2659670 A1 DE 2659670A1 DE 19762659670 DE19762659670 DE 19762659670 DE 2659670 A DE2659670 A DE 2659670A DE 2659670 A1 DE2659670 A1 DE 2659670A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
furnace
gas
section
reducing gas
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19762659670
Other languages
English (en)
Inventor
Luther Glenn Hendrickson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
USS Engineers and Consultants Inc
Original Assignee
USS Engineers and Consultants Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by USS Engineers and Consultants Inc filed Critical USS Engineers and Consultants Inc
Publication of DE2659670A1 publication Critical patent/DE2659670A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C21B13/029Introducing coolant gas in the shaft furnaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER
OPL-ING,
H. KINKELDEY
OR-ING.
W. STOCKMAIR
/j DFl-ING.-AeE(CALTBJH)
'' K. SCHUMANN
. DR FBI NAT.-DlPL-PHYS.
P. H. JAKOB
ClPL-ING.
G. BEZOLD
DR RER. ΝΑΠ- OPL-CHEM.
8 MÜNCHEN
Maximilianstrasse;
3. Dez. 1975
P 11 073
USS Engineers and Consultants, Inc.
600 Grant Street
Pittsburgh, Pennsylvania 15230
USA
Verfahren und Vorrichtung für die Direktreduktion von oxydischen Erzen
Es ist bekannt, das Schacht- oder Hochöfen in idealer Weise zur Direktreduktion von oxydischen Erzen, insbesondere von Eisenerzen, geeignet sind, was auf der Fähigkeit dieser öfen beruht, das zu reduzierende Erz im Gegenstrom zu den reduzierenden Gasen zu führen, wodurch* der thermische Wirkungsgrad des Verfahrens verbessert und die Reaktionsfreudigkeit erhöht wird. In diesen öfen werden Eisen-oxyd-Pellets, Stückerz oder andere eisenhaltige Agglomerate im festen Zustand zu Eisen reduziert, indem 95% oder mehr des Sauerstöffgehaltes durch das Hinüberstreichen heißer reduzierender Gase entfernt werden, die eine Temperatur von 8710C oder mehr besitzen und nach oben durch den Ofen strömen, während die Pellets im Ofen im Gegenstrom nach unten sinken.
709828/0732
Das reduzierende Gas ist reich an Wasserstoff und Kohlenmonoxyd und diese beiden Gase begünstigen thermodynamisch die Reduktion des Eisenoxydes.
Es hat sich herausgestellt, daß es möglich ist, ein verbessertes Erzeugnis zu erzielen, welches weniger zum Zerfall und zur Reoxydation in dem unteren Kühlungsabschnitt des Hochofens neigt, indem man einem Teil des reduzierenden Gases in den oberen Abschnitt des Hochofens mit einer erhöhten Temperatur eintreten läßt und das übrige Gas auf Umgebungstemperatur und in kontrollierten Mengen in den unteren Abschnitt des Schacht- oder Hochofens einführt. Um eine optimale Leistung zu erzielen, ist es erforderlich, daß nur soviel Niedrigtemperaturgas in die Ofenkammer eingebracht wird, wie für die Kühlung des reduzierten Erzeugnisses erforderlich. Werden überschüssige Mengen kalter Gase in den Ofen eingebracht, so. wird das Erhitzen und Reduzieren der Erzteilchen nachteilig beinflußt. Ist andererseits eine unzureichende Menge Kaltgas.zugeführt worden, so besitzt das aus der Ofenkammer austretende Erzeugnis eine unerwünscht hohe Temperatur, welche zu der unerwünschten Reoxydation führen kann.
In der Praxis wird deshalb angestrebt, die Wärmekapazität der Gas-Strömung mit der Wärmekapazität des reduzierten Erzeugnisses in Einklang zu bringen, um auf diese Weise den Zutritt kalter Reduktionsgase steuern zu können. Das wirksame Abstimmen dieser Strömungen ist nur schwierig und fast unmöglich zu erzielen, sofern nicht gewährleistet 'ist, daß im wesentlichen gleichmäßige Gasströmungen über den Querschnitt der Ofenkammer strömen. Diese Bedingung ist nur äußerst mühsam zu erreichen, da in die Erwärmungs- und Reductionszone des Ofens das Reduktionsgas durch Blasformen eingebracht wird, welche in der Ofenwand ausgebildet sind. Außerdem wird das Gas nicht unverzüglich über den Ofenquerschnitt verteilt, was zur Folge hat, daß die Erwärmung der Teilchen und der damit eingehende ReduktionsVorgang nicht
709828/0732
gleichmäßig über den Ofenquerschnitt ablaufen. Das Problem der Fehlverteilung der Reduktionsgase wird in unteren Kühlungsabschnitt des Ofens durch die Tatsache verstärkt, daß aufgrund von Viskositätserwägungen das der Ofenkammer zugeführte kalte Reduktionsgas in die Niedrigtempex^aturbereiche des Ofens strömt, was zur Folge hat, daß die heißeren Ofenbereiche heißer bleiben. Die Fehlverteilung der Reduktionsgase wird außerdem in diesem Ofenabschnitt noch dadurch vergrößert, daß infolge des von Ort zu Ort verschiedenen Teilchenflusses in Querrichtung des betrachteten Abschnittes eine damit einhergehende ständige Schwankung der Gasströmung in den jeweiligen Orten auftritt.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Direktreduktion von oxydischen Erzteilchen in einer Hoch- oder Schachtofenkammer vorgeschlagen, bei welchem die Erzteilchen im Gegenstrom zum Reduktionsgas geführt werden. Bei diesem Verfahren wird ein Teil des bereitgehaltenen Reduktionsgases mit einer relativ hohen Temperatur in einen oberen Kammerabschnitt eingeleitet, während das übrige Reduktionsgas mit einer relativ niedrigen Temperatur in einen unteren Abschnitt der Ofenkammer eingeleitet wird. Dabei wird das eine tiefere Temperatur aufweisende Gas in voneinander verschiedene Zonen eingeleitet, die in Querrichtung über den Querschnitt der Ofenkammer angeordnet sind.
Die Erfindung schlägt auch eine Vorrichtung zur Direktreduktion von oxydischem Erz vor und diese Vorrichtung umfaßt eine Reduktionsgas-Quelle, einen aufrechtstehenden Hoch- oder Schachtofen mit einer Ofenkammer, in welcher das oxydische Erz durch innige Berührung mit dem Reduktionsgas reduziert wird, einen Einlass am oberen Ende der Kammer für den Zutritt der Erzteilchen in die Kammer, einen Auslass am Kammerboden zum Austragen des reduzierten Erzeugnisses aus der Kammer, eine erste Gas-Einlasseinrichtung, die den Eintritt von Reduktionsgas in einen höher gelegenen Kammerabschnitt gestattet, eine zweite Gas-Einlasseinrichtung, welche den Zutritt
709828/0732
von Reduktionsgas in einem unteren Kammerabschnitt gestattet, eine Einrichtung zum Zuführen eines Anteiles des Reduktionsgases von der Gas-Quelle mit einer relativ hohen Temperatur in die erste Einlasseinrichtung und einer Einrichtung zum Zuführen des übrigen Reduktionsgases aus der Quelle in die zweite Einlasseinrichtung, -wobei dieses Restgas eine relativ niedrige Temperatur besitzt. Die zweite Gas-Einlasseinrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Einbringen des relativ kalten Reduktionsgases in voneinander getrennte Zonen, die in Querrichtung über den Ofenkammer-Querschnitt verteilt angeordnet sind.
Ein bevorzugter Gedanke liegt, wie bereits erwähnt, in einem Verfahren und einer Vorrichtung für das kontrollierte oder gesteuerte Abkühlen verarbeiteter oxydischer Einsenerze in einem Schachtofen mit dem Zweck, ein verbessertes Erzeugnis zu produzieren. Im Kühlabschnitt der Ofenkammer ist eine Einrichtung vorgesehen., mit deren Hilfe die Ofenkammer in voneinander getrennte Regionen unterteilt wird. Innerhalb jeder dieser Regionen kann der Zutritt des sich auf niedriger Temperatur befindenden Reduktionsgases reguliert werden, um auf diese Weise eine wirksamere Kontrolle oder Steuerung der Verteilung des Reduktionsgases über den Ofen zu erzielen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. In dieser zeigt
Fig. 1 einen schematisierten Längsschnitt durch einen
erfindungsgemäß aufgebauten Schachtofen, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schachtofen entlang Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen vergrößerten Vertikalschnitt durch den Bodenabschnitt des in Fig. 1 dargestellten
Schachtofens,
Fig. 5 eine mit Fig. 4 vergleichbare Darstellung, die eine veränderte Ausführungsform des Schachtofens darstellt, und
709828/0732
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der im Schachtofen gemäß Fig. 1· benutzten Leitung für das • Reduktionsgas.
Fig. 1 zeigt einen Schachtofen 10 mit einer vertikal ange- ' ordneten zylindrischen Außenwand 12 aus Stahl oder dergleichen, die eine Kammer 14 definiert, deren Innenoberfläche mit einem feuerfesten Material 16 ausgekleidet ist. Das obere Ende der Ofenkammer 14 ist durch einen feuerfest ausgekleideten Verschlußkörper 18 verschlossen, der von einer Vielzahl von rohrfö.rmigen Einlassen 20 durchsetzt ist ^ die zum Einbringen des zu reduzierenden Erzes in die Ofenkammer dienen.
Die Ofenkammer 14 ist in zwei vertikal von einander getrennte Bereiche oder Regionen unterteilt, die zum einen als Wärm- und Eeduktionsabschnitt 22 und zum anderen als Kühlabschnitt 24 bezeichnet werden. Die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten ist in einer mittleren Höhe in der Kammer durch die Anordnung einer Vielzahl von Blasformen für den Eintritt des Reduktionsgases definiert, die im Abstand von einander in der äußeren Ofenwand verteilt angeordnet sind. Reduktionsgas mit einer erhöhten Temperatur von et%a 8710C oder mehr wird aus einer ringförmigen Sammelleitung 28, die die Außenwandung 12 umringt, in die nach unten geneigten Blasformen 26 geleitet, wobei die Sammelleitung mit Hilfe einer Speiseleitung 30 an eine Gasquelle angeschlossen ist. Verbrauchte Reduktionsgase verlassen die Kammer 14 durch ein Gas-Aulassrohr 32, welches im Bereich des oberen Ofenendes angeordnet ist.
Reduziertes Erz wird von dem Boden der Kammer 14 über eine Austragsleitung 34 abgeführt, die im wesentlichen coaxial zu der Ofenwandung angeordnet ist, aber einer; beachtlich · kleineren Durchmesser als diese besitzt. Die Austragsleitung ist mit Hilfe eines sich nach unten verjüngenden Ubergangs-
709828/0732
abschnittes 36 mit dem Bodenende der Ofenwandung 12 verbunden und der Übergangsabschnitt 36 ist erfindungsgemäß aus einer Vielzahl von teleskopierenden Kegelstümpfen 38 aufgebaut. Der oberste der Kegelstumpfe 38 ist mit einem ringförmigen Flansch 39 versehen, der zur Befestigung am unteren Ende der Ofenwandung 12 dient, und der· unterste Kegelstumpf ist an die Leitung 34- angeschlossen. Die Oberflächen der jeweiligen Kegelstümpfe sind vorzugsweise unter einem Winkel von mehr als 65°, vorteilhafterweise von etwa 70° gegenüber der Horizontalen geneigt, um die nach unten gerichtete Bewegung der Festkörper durch die Ofenkammer zu begünstigen. ·
Wie am besten in Figur 4 dargestellt, sind die einzelnen Kegelstümpfe 38 mit Hilfe von axial im Abstand voneinander angeordneten Eingplatten 40 und 42 miteinander verbunden, welche sich im wesentlichen senkrecht zwischen benachbarten Kegelstümpfen erstrecken und mit denselben unter Ausbildung axial voneinander entfernter Sammelbehälter 44 zusammenwirken, die in im folgenden noch näher beschriebener Weise zur Zufuhr des kalten Reduktionsgases dienen. Die Platten 40 enthalten eine Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten öffnungen 46, die den Gasfluss zwischen^den jeweiligen Sammelleitungen und dem Innenraum des Übergangsabschnittes 36 ermöglichen. Andererseits sind die Platten 42 an rohrförmige ■ Speiseleitungen 48 angeschlossen, die die Sammelleitungen mit einer Quelle für kaltes Reduktionsgas verbinden. Die jeweiligen Leitungen 48 sind mit Durchfluss-Steuerventilen zur Steuerung des Flusses des Reduktionsgases zu den verschiedenen Ofenzonen versehen, wie im Folgenden noch beschrieben wird.
Wenngleich vorstehend drei axial voneinander entfernt angeordnete Kegelstümpfe erwähnt wurden, so versteht sich, daß auch eine, größere oder kleinere Anzahl an Kegelstümpfen und zugehörigen Sammelleitungen 44 verwendet werden kann.
70982870732
Diese Kegelstümpfe und Sammelleitungen dienen zur Verbindung zwischen den unterem Ende des Ofenmantels 12 und der Austragsleitung 34 bei Aufrechterhaltung eines angestrebten Neigungswinkels.
Wird eine Regulation der Zufuhr an kaltem Reduktionsgas rings um den Umfang der Ofenkammer 14 angestrebt, so können die Sammelleitungen 44 mit Hilfe von Platten 50 in voneinander getrennte Abteilungen unterteilt werden, die jeweils wenigstens eine Öffnung 46 besitzen, an welche dann jeweils eine Speiseleitung 48 angeschlossen ist. Die Speiseleitungen sind jeweils mit Ventilen 52 versehen, um eine unabhängige Steuerung des Gaszuflusses zu den verschiedenen Abteilungen zu gewährleisten. Die Anordnung der Platten 50 ist in Figur 5 dargestellt.
Im Inneren des Schachtofens sind verschwenkbare Zerkleinerer ^A-von bekannter Konstruktion in Bereichen der Ofenkammer 14 angeordnet, die durch Verstopfung infolge von Agglomeration der verarbeiteten Erzteilchen gefährdet sind. Diese Kammerbereiche umfassen einen Ort im Kühlabschnitt 24 leicht oberhalb des Einganges in den Übergangsabschnitt 36 und einen Ort innerhalb des Innenraumes dieses Übergangsbereiches, der leicht oberhalb des Einganges in die Austragsleitung 34- liegt. Am erstgenannten Ort sind die Zerkleinerer 54- im seitlichen Abstand voneinander im wesentlichen auf der gleichen Höhe über die Breite der Ofenkammer 14 angeordnet. Im letztgenannten Ort sind die vier mit dem Bezugszeichen 54-a bezeichneten Zerkleinerer oder Brecher so angeordnet, das ihre Achsen die Ecken eines Dreieckes bilden. In den beiden genannten Orten sind Kaltgas-Einlassleitungen 56 und 56a angeordnet, die mittels der Leitungen 48, welche Fluss-Steuerventile 52 aufweisen, mit kaltem Gas versorgt werden. Diese Kaltgas-Eint
lasse 56 und 56a sind jeweils unterhalb der zugehörigen Zerkleinerer 54- und 54-a angeordnet, wobei die Kaltgas-Auslässe und die Zerkleinerer nahezu als Einheit ausgebildet sind, um auf diese Weise einen innigen und gleichmäßigen Kontakt
709828/0732
des Kühlungsgases mit den Pestkörperteilchens zu erzielen. Die Leitungen 56 und 56a bestehen, wie in Figur 6 dargestellt, aus einem länglichen rechtwinkligen Trog 58, der an seiner Oberseite offen ist, und einer oberen Platte 60, die zu dem Trog 56 gehört. Die Oberplatte 60 ist im vertikalen Abstand oberhalb den oberen Seitenkanten des Troges angeordnet, sodaß eine längliche öffnung 62 gebildet ist, durch v?elche das Reduktionsgas in die Ofenkammer eintritt. Unter— teilungsplatten 64 sind im Längsabstand voneinander innerhalb der Leitung angeordnet, um die selbe in einzelne Abteilungen 66 zu unterteilen.
Die Erfindung sieht eine derartige Anordnung der Zufuhr-Einrichtungen für kaltes Reduktionsgas vor, daß das Gas in gesteuerter Weise zu unterschiedlichen nebeneinander angeordneten Zonen der Ofenkammer zugeführt werden kann, um auf diese Weise eine gleichförmigere Gasverteilung quer über die Ofenkammer zu erzielen. Demzufolge ist, wie am besten den !Figuren 2 und 3 zu entnehmen, der Querschnitt des -Ofeninneren, wie gestrichelt dargestellt, in sich in Umfangsrichtung erstreckende und radial im Abstand voneinander verlaufende konzentrische Zonen unterteilt, die als Zonen 70, und 74 bezeichnet sind, welche sich in vertikaler Richtung durch den Kühlabschnitt 24 des Ofens erstrecken. Die innere Zone 70 wird im unteren Ofenabschnitt mit kaltem Reduktionsgas aus den Leitungen 56a versorgt. Die Zwischenzone 72 wird über die öffnungen 46 mit Gas versorgt, welche mit der untersten Sammelleitung 44 im Übergangsabschnitt 36 in Verbindung stehen, und die Außenzone 74 wird über die öffnungen 46 in der obersten Sammelleitung 44 versorgt. Im Bereich der obersten Zerkleinerer oder Brecher 54 werden die jeweiligen Zonen 70,72 und aus solchen Abteilungen 66 mit kaltem Reduktionsgas versorgt, welchef in Figur 2 mit den Großbuchstaben A, B.und C bezeichnet sind. Im Interesse einer möglichst großen Übersichtlichkeit sind die Gas-Speiseleitungen 48 und die Ventileinrichtungen in den Figuren 2 und 3 nicht dargestellt worden.
709828/0732.
Im folgenden wird die Betriebs- und Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Schachtofens beschrieben. Erz, vorzugsweise in Form von Pellets», wird an der Spitze des Schachtofens 10 durch die Einlassrohre 20 eingebracht, bis die Kammer im wesentlichen gefüllt ist. Heißes Eeduktionsgas mit einer Temperatur von etwa 760 bis 9540C und reich an Wasserstoff und Kohlenmonoxid wird durch die Blasformen 26 in die Kammer 14 eingeleitet, wodurch die Gase dazu veranlaßt weraen, nach oben durch die Erzschüttung in den Erhitzungs- und Reduktionsabschnitt 22 zu strömen und die Kammer durch das Gas-Auslassrohr 32 zu verlassen. Beim Durchströmen durch die Erzschüttung erwärmen die Gase das Material in dem zum' Herbeiführen der Erz-Reduktion erforderlichen Ausmaß. Da das stückige oder körnige Erzmaterail infolge der Schwerkraft nach unten durch die Kammer 14 in Richtung auf die Austragsöffnung 34 wandert, bewegen sich die Erzteilchen und das Gas im Gegenstrom, was aus thermodynamischen und chemischen Gesichtspunkten äußerst vorteilhaft im Hinblick auf einen möglichst hohen. Wirkungsgrad des Reduktions-Verfahrens ist. Gleichzeitig mit dem Einführen des heißen Reduktionsgases wird kaltes Reduktionsgas mit einer Temperatur von etwa 20 bis 500C, welches etwa 25% der gesamten Reduktionsgasmenge ausmacht, in die Kammer 14 eingebracht, was im regulierten Mengen durch die Leitungen 48 erfolgt. Das kalte Gas tritt in die Kammer durch die den ringförmigen Sammelleitungen 44 zugeordneten öffnungen 48, sowie durch die Einlass-Leitungen 56 und 56a unterhalb der jeweiligen Zerkleinerer 54 und 54a ein. Die in die Kammer 14 an den genannten Punkten eintretenden kalten Reduktionsgasedurchs.tröinen von unten nach oben den Abschnitt 24 im Gegenstrom zu den Erzteilchen und vermischen sich im Abschnitt 22 mit den heißen Gasen aus den Blasformen 26 bevor sie die Kammer durch die Ausgangsleitung 32 verlassen. Beim Aufwärtsströmen durch den Kühlabschnitt 24 nehmen die kalten Gase soviel fühlbare Wärme von den Erzteilchen auf-, daß die letzteren derart gekühlt werden, daß sie mit einer Temperatur von etwa 38°C durch die Austragsleitung 34 ausgetragen werden, sofern die Erzteilchen in die Atmosphäre ausgetragen werden. Die
709828/0732
Austragstemperatur der Erzteilclien liegt bei etwa 2O5°C sofern das Erzeugnis noch einer Weiterbehandlung, beispielsweise in einem Passivator oder dergleichen unterzogen werden soll.
Die Zufuhr des kalten Reduktionsgases in die jeweiligen Zonen 70, 72 und 74 durch die Kühlzone wird mit Hilfe von nicht dargestellten geeigneten Überwachungs-Einrichtungen überwacht und das Gas strömt gesteuert durch die verschiedenen Durchfluss-Steuerventile 52 in die jeweiligen Zonen. Durch Einstellen des Flusses des kalten Reduktionsgases, welches den Kühlungsabschnitt 24- der Ofenkammer durchströmt, kann eine gleichmäßige Gas-Flusströmung aufrecht erhalten werden, was im aus dem Auslass 34- ausgetragenen Erzeugnis eine befriedigende Gleichmäßigkeit herbeiführt. Da außerdem der Übergangsbereich 36 mit in Längsrichtung voneinander entfernten und coaxial zueinander angeordneten Gas-Einlass-Sammelleitungen 44 versehen ist, sind die Kühlgas-Öffnungen hinsichtlich der jeweiligen Zonen 70, 72 und 74 derart angeordnet, daß der Gasstrom in die selben in geeigneter Weise gesteuert werden kann.
Es versteht sich, das zahlreiche Abwandlungen des beschriebenen· und dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
709828/0732
/H
Leerseite

Claims (16)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Direktreduktion von oxydischen Stück-Erzen in einer Schachtofen-Kammer, bei welchem das Stück-Erz im Gegenstrom zu dem Reduktionsgas geführt wird, dadurch gekennzei c h η et, daß ein Teil des Reduktionsgases mit einer relativ hohen Temperatur einem höher gelegenen Kammerabschnitt (22) zugeführt "wird und daß das restliche Reduktionsgas mit einer relativ niedrigeren Temperatur einem tiefergelegenen Kammerabschnitt (24) zugeführt wird, wobei das kältere Reduktionsgas in voneinander getrennte Zonen (70, 72, '74) eingeleitet wird, die in Querrichtung über den Schachtofen-Querschnitt verteilt angeordnet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtmenge des in die Kammer eingeleiteten kälteren Gases nicht oberhalb der zum Kühlen der Erzteilchen auf eine vorbestimmte Austragstemperatur benötigten Menge liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zonen (70, 72, 74) radial im Abstand voneinander angeordnet sind und sich im wesentlichen ringförmig um den Querschnitt des Schachtofens erstrecken.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß der Fluss des kalten Reduktionsgases in jede der Zonen (7O1 72, 74) unabhängig von den anderen Zonen reguliert wird.
5. Vorrichtung zur Direktreduktion von oxydischem Erz mit einem Schachtofen, der einen oberen Einlass zum Einbringen des Erzes und einen Gas-Einlass zum Einbringen eines heißen Reduktionsgases in den Ofen besitzt, dadurch
709 828/07 32 ORIGINAL iKi
ge kennzeichnet , daß der untere Abschnitt (24) des Ofens mit Einlass-Düsen (46, 62) für den Eintritt eines kalten Reduktionsgases versehen ist, wobei diese Düsen in seitlicher Richtung über den Ofen-Querschnitt verteilt angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet , - daß-mehrere'Einlass-Düsen (46, 62) in jeder der verschiedenen ringförmigen Zonen (70, 72, 74) angeordnet sind.
7· Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Düsenöffnungen (46) einen sich nach unten verjüngenden Übergangsabschnitt (36) besitzen, der zu einem Auslass (34) für das reduzierte Erzeugnis führt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen . (46) eine Ströroungsverbindung zwischen dem ■Ofeninneren (24) und den ringförmigen Sammelleitungen (44) an dem Übergangsabschnitt (36) herstellen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Übergangsabschnitt (36) eine Vielzahl einander überlappender Teile von Kegelstümpfen (38) und Platten (40) besitzt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kegelstümpfe (38) unter einem Winkel von mehr als 65° gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kegelstümpfe (38) unter einem Winkel von im wesentlichen 70° gegenüber der Horizontalen geneigt sind.
709828/0732
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (46) in den Platten (40) ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitungen (44) mit Hilfe von Trennwänden (50) in voneinander getrennte Abteilungen unterteilt sind, und daß mit Hilfe unabhängiger Regulations-Vorrichtungen (52) der Gas-Zustrom in die einzelnen Abteilungen steuerbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (46, 62) Öffnungen (62) in linearen Leitungen (56) aufweisen, welche sich quer durch die Ofenkammer erstrecken.
15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k enn ζ e i chn et, daß die Leitungen (56) mit Hilfe von Trennwänden (64) in voneinander getrennte Abteilungen unterteilt sind und daß individuelle Regulstions-Vorrichtungen (52) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Gas-Zustrom in die einzelnen Abteilungen steuerbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (56) parallel zu einander angeordnet sind und daß die Abteilungen in den Leitungen so angeordnet sind, daß das Keduktionsgas auf einer ausgewählten Basis in die jeweiligen Zonen (70, 72, 74) eingeleitet wird.
17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß oszillierende Zerkleinerungs-Einrichtungen (54) oberhalb der Leitungen (56) angeordnet sind.
709828/0732
DE19762659670 1976-01-02 1976-12-30 Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen Withdrawn DE2659670A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/646,137 US4118017A (en) 1976-01-02 1976-01-02 Shaft furnace design

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2659670A1 true DE2659670A1 (de) 1977-07-14

Family

ID=24591923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762659670 Withdrawn DE2659670A1 (de) 1976-01-02 1976-12-30 Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4118017A (de)
AU (1) AU504562B2 (de)
BR (1) BR7608767A (de)
CA (1) CA1085621A (de)
DE (1) DE2659670A1 (de)
GB (1) GB1573420A (de)
NO (1) NO764405L (de)
SU (1) SU655341A3 (de)
ZA (1) ZA767286B (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2904768A1 (de) * 1978-02-21 1979-08-23 Jack Hsieh Verfahren und anlage zur direkten reduktion von eisenerz
EP0241732A2 (de) * 1986-03-17 1987-10-21 HYLSA, S.A. de C.V. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von heissem Eisenschwamm
WO1999004045A1 (de) * 1997-07-14 1999-01-28 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Schachtofen
WO2009000409A1 (de) * 2007-06-28 2008-12-31 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
EP2653568A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-23 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Flächenbegasung in einem Reduktionsreaktorschacht

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2810657C2 (de) * 1978-03-11 1980-01-24 Hamburger Stahlwerke Gmbh, 2103 Hamburg Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen
GB2016124B (en) * 1978-03-11 1982-06-09 Hamburger Stahlwerke Gmbh Rocess and apparatus for the direct reduction of iron ores
US4449671A (en) * 1981-04-15 1984-05-22 Hylsa, S.A. Apparatus for separating agglomerated particulate matter
US5181954A (en) * 1991-01-14 1993-01-26 Hylsa S.A. De C.V. Method for coating iron-bearing particles to be processed in a direct reduction process
DE19625127C2 (de) 1996-06-12 1998-04-30 Voest Alpine Ind Anlagen Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm
KR100463711B1 (ko) * 1996-06-12 2005-02-28 뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠바하 해면철을생산하기위한장치및방법
AT406906B (de) * 1998-06-03 2000-10-25 Voest Alpine Ind Anlagen Vorrichtung zum zuführen oder abziehen von gasen für schachtanlagen bzw. reaktoren
AT406780B (de) * 1998-06-03 2000-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur thermischen behandlung von agglomeraten
IT1302815B1 (it) * 1998-12-11 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Procedimento ed apparato per la riduzione diretta di minerale diferro con iniezione ottimizzata del gas riducente
IT1302813B1 (it) * 1998-12-11 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Dispositivo per la riduzione diretta di ossidi di ferroe relativo procedimento
IT1310772B1 (it) * 1999-09-06 2002-02-22 Danieli Off Mecc Forno per la riduzione diretta di ossidi di ferro
CN102312032A (zh) * 2011-10-20 2012-01-11 山东道诚工程技术有限公司 一种生产海绵铁的装置
UA111685C2 (uk) * 2012-10-01 2016-05-25 Мідрекс Текнолоджиз, Інк. Пристрій та спосіб для поліпшення однорідності шихти в шахтній печі для комбінованого риформінгу/відновлення
US20210301358A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-30 Midrex Technologies, Inc. Methods and systems for increasing the carbon content of direct reduced iron in a reduction furnace

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2152687A (en) * 1937-07-21 1939-04-04 William E Greenawalt Ore roasting furnace
US2345067A (en) * 1939-08-17 1944-03-28 Osann Bernhard Method of and apparatus for operating shaft furnaces for roasting and the like
US2532335A (en) * 1945-07-03 1950-12-05 Pickands Mather & Co Process for heat-treating solids
US2693409A (en) * 1949-11-09 1954-11-02 Battelle Memorial Institute Treatment of iron ore
US2670946A (en) * 1950-10-31 1954-03-02 Pickands Mather & Co Apparatus for magnetic roasting
DE1057341B (de) * 1957-02-23 1959-05-14 Erie Mining Company Schachtofen zur Waermebehandlung rieselfaehiger kleinerer Einzelkoerner aus feinverteilten mineralischen Feststoffen
US2931720A (en) * 1958-09-25 1960-04-05 Pickands Mather & Co Beneficiation of low-grade hematitic ore materials
US3850616A (en) * 1973-10-29 1974-11-26 Armco Steel Corp Inert gas seal for product discharge from a shaft furnace
US3836131A (en) * 1973-12-26 1974-09-17 Mildrex Corp Apparatus for cooling a moving bed of solid, gas permeable particles

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2904768A1 (de) * 1978-02-21 1979-08-23 Jack Hsieh Verfahren und anlage zur direkten reduktion von eisenerz
EP0241732A2 (de) * 1986-03-17 1987-10-21 HYLSA, S.A. de C.V. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von heissem Eisenschwamm
EP0241732A3 (en) * 1986-03-17 1988-12-21 Hylsa, S.A. Method and apparatus for producing hot direct reduced iron
WO1999004045A1 (de) * 1997-07-14 1999-01-28 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Schachtofen
US6213762B1 (en) 1997-07-14 2001-04-10 Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Shaft furnace
CN1071381C (zh) * 1997-07-14 2001-09-19 沃斯特-阿尔派因工业设备制造有限公司 竖炉
WO2009000409A1 (de) * 2007-06-28 2008-12-31 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
US8124005B2 (en) 2007-06-28 2012-02-28 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Process and apparatus for producing sponge iron
US8361190B2 (en) 2007-06-28 2013-01-29 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Process and apparatus for producing sponge iron
EP2653568A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-23 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Flächenbegasung in einem Reduktionsreaktorschacht

Also Published As

Publication number Publication date
US4118017A (en) 1978-10-03
AU2045576A (en) 1978-06-15
ZA767286B (en) 1977-10-26
AU504562B2 (en) 1979-10-18
NO764405L (no) 1977-07-05
CA1085621A (en) 1980-09-16
BR7608767A (pt) 1977-10-25
SU655341A3 (ru) 1979-03-30
GB1573420A (en) 1980-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2659670A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die direktreduktion von oxydischen erzen
DE2735390C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung aus geschmolzener Schlacke
DE10260737A1 (de) Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von titanhaltigen Feststoffen
EP0072018A1 (de) Verfahren zum Kühlen von Kühlgutbetten auf Rostkühlern und Stauvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE2746267A1 (de) Schachtofen mit schwerkraftbeschickung
DE102012105431B3 (de) Anlage und Verfahren zur thermischen Behandlung eines Stoffstroms
DE4142814A1 (de) Auf umlaufmassentechnik basierendes verfahren zum abkuehlen von gasen und beim verfahren verwendbarer umlaufmassenkuehler
EP1500890A1 (de) Plasmareaktorabscheider
DE2225782A1 (de) Verfahren zum Brennen von Kalk
AT407645B (de) Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
DE2134959C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von stückigen Metallerzen
DE1546640B1 (de) Verfahren zum Haerten von Briketts
DE69910698T2 (de) Vorrichtung zur Verhinderung von Kohlenstoffablagerungen auf festen Gegenständen
WO1985004468A1 (en) Process and plant for the thermal treatment of trickling material containing aluminosilicate, and swellable or rendered swellable
DE3410896A1 (de) Verfahren zur thermischen und/oder chemischen behandlung von koernigem, granuliertem oder stueckigem gut
WO2007134713A2 (de) Anlage und verfahren zur herstellung von zementklinker
EP0157901A2 (de) Wirbelbettfeuerung
DE60003570T2 (de) Vorrichtung für die direktreduktion von eisen
DE3639634C2 (de)
WO1985004388A1 (en) Method and plant for producing active formed coke as granulate on the basis of pretreated pit coal
DE1124472B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Siliciumdioxyd
EP0192144B1 (de) Vorrichtung zur Durchführung eines Energie- und/oder Stoffaustausches zwischen oder an kleinkörnigen Feststoffen und einem fluiden Medium
DE1906962A1 (de) Fluessigkeitsverteiler fuer senkrechte Behaelter
DE1033419B (de) Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden
DE956671C (de) Vorrichtung zur Regelung der Temperatur in einem vom Reaktionsgut kontinuierlich durchstroemten Reaktionsraum

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee