DE2913340C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reduktion von teilchenförmigem Eisenoxid zu geschmolzenem Eisen mit einem festen Reduktionsmittel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind bereits in der DE-OS 28 05 944 vorgeschlagen.

In den letzten Jahren hat sich die Direktreduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen zu einer in der Praxis angewandten Realität entwickelt, die weltweit zunehmende Anerkennung gefunden hat. Das bei der Direktreduktion von Eisenoxid angefallene, direktreduzierte Eisen stellt ein wertvolles, handelsübliches Vormaterial zur Eisen- und Stahlherstellung dar, insbesondere bei der Stahlherstellung im elektrischen Lichtbogenofen.

Direktreduziertes Eisen, das manchmal auch als Schwammeisen bezeichnet wird, ist abgesehen vom elektrischen Lichtbogenofen für andere Stahlschmelzöfen als hauptsächliches Beschickungsmaterial nicht geeignet. Andere Stahlschmelzverfahren, wie das Sauerstoff-Aufblasverfahren oder das Sauerstoff-Bodenblasverfahren erfordern große Mengen an heißem Metall oder geschmolzenem Metall als Beschickungsmaterial. Das heißt, bei Schmelzöfen mit Sauerstoffzufuhr ist es wünschenswert, daß der Direktreduktionsofen ein flüssiges, schmelzflüssiges oder geschmolzenes Produkt erzeugt.

Bei einem bekannten Verfahren wird fester Brennstoff in einem getrennten, mit Verbrennung arbeitenden Vergaser vergast, wobei zur Vergasung Sauerstoff und Dampf gebraucht werden. Das vom Vergaser erzeugte Gas wird anschließend gekühlt, gewaschen, entschwefelt und daraufhin in einem Direktreduktionsofen als Quelle für das Reduktionsmittel eingesetzt. Ein Beispiel für diese Kombination von Vergaser und Direktreduktionsofen ist in der US-Patentschrift 38 44 766 beschrieben. Diese Kombination weist hinsichtlich der Wärmebilanz den grundlegenden Nachteil auf, daß angenähert 50 Prozent des festen Brennstoffs im Vergaser durch Verbrennung verbraucht werden und lediglich die verbleibenden 50 Prozent des Brennstoffs tatsächlich als Reduktionsmittel zur Verfügung stehen. Obwohl diese Kombination für die Durchführung der Reduktion mittels von einem Vergaser erzeugten Gas höchst wirksam ist, erfordert sie angenähert 4,0 bis 5,0 Giga-Kalorien an festem Brennstoff pro Tonne festem direktreduziertem Eisenprodukt.

Mit der US-Patentschrift 19 37 064 wird ein elektrisch betriebener, vertikaler Schachtofen beschrieben, dem Bruchkoks, Graphit, Siliziumkarbid oder andere elektrisch leitende Materialien zugeführt werden, um eine Beschickung zu bilden. Anschließend wird geschmolzenes Metall durch die Beschickung gegossen, während weiterhin ein elektrischer Strom durch die Beschickung fließt, so daß das geschmolzene Metall gefrischt wird. Die Beschickung besteht aus einer stationären körnigen Masse aus kohlenstoffhaltigem Material, welche nicht durch den Ofen bewegt wird. Weiterhin stellt im Gegensatz zum Verfahren nach der vorliegenden Erfindung bei jenem bekannten Verfahren die stationäre Beschickung oder Ofenfüllung nicht das zu behandelnde Material dar.

Weiterhin enthält die US-Patentschrift 38 94 864 (Langhammer) die Angabe, in einem Schachtofen geschmolzenen Stahl mittels einem elektrischen Lichtbogen zu erzeugen. In diesem Patent wird jedoch nicht angegeben, wie der elektrische Stromkreis zur Erzeugung des elektrischen Lichtbogens ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von jenem Verfahren zumindest darin, daß erfindungsgemäß eine direkte Widerstandsheizung der Beschickung vorgesehen ist (was im Gegensatz zu allen bislang bekannten Entgegenhaltungen steht) und daß das verbrauchte Gichtgas rezirkuliert wird und damit als eine Quelle für das Reduktionsmittel dient.

Zu anderen gegebenenfalls zu beachtenden Entgegenhaltungen gehören die US-Patentschriften 39 48 640 (Elvander) und 39 48 642 (Gross).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei der bzw. bei dem als Reduktionsmittel ein fester Brennstoff verwendet und der Energieverbrauch herabgesetzt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine günstigere Wärmebilanz aus, verglichen mit den oben erläuterten bekannten Vorrichtungen und Verfahren. Die im Schachtofen ablaufenden Gesamtreaktionen sind endotherm, so daß Wärmeenergie zugeführt werden muß. Dies geschieht durch elektrische Aufheizung der Beschickung. Der Ausschluß äußerer Quellen für Luft oder industriell hergestellten Sauerstoff führt zu einem Bedarf an festem Brennstoff von etwa 2,2 Giga- Kalorien pro Tonne direktreduziertem Eisenprodukt mit einem zusätzlichen Bedarf an elektrischer Energie von etwa 700 kWh (0,6 Giga-Kalorien) pro Tonne. Um eine Schmelze zu erhalten, ist ein zusätzlicher elektrischer Energiebedarf von etwa 200 kWh erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der einzigen Figur näher erläutert. Die Figur zeigt in schemtischer Darstellung einen Querschnitt in Längsrichtung des erfindungsgemäßen Schachtofens mit der dazugehörigen Ausrüstung.

Der Schachtofen 10 weist einen mit einer feuerfesten Auskleidung 14 verkleideten Stahlmantel 12 auf. An der Oberseite des Schachtofens 10 ist als Zuführung ein Beschickungstrichter 16 angebracht, über den teilchenförmiges, festes Material 18 zugeführt wird. Das zugeführte Material besteht aus Eisenoxid in der Form von Pellets oder Stücken, ferner aus festem kohlenstoffhaltigem Brennstoff und aus Kalkstein. Das zugeführte Material sinkt unter der Einwirkung der Schwerkraft durch eines oder mehrere Beschickungsrohre 20 herab und bildet eine Schüttung 22 aus teilchenförmigem festem Material, d. h. die Beschickung in dem Schachtofen 10. Das reduzierte geschmolzene Produkt wird aus dem Schachtofen durch das Abstichloch 24 abgezogen. Es kann an einer höheren Stelle noch ein Abstichloch 26 zum Abziehen von Schlacke vorgesehen sein. Die Entnahme von geschmolzenem Eisen und von Schlacke gewährleistet eine von der Schwerkraft hervorgerufene Bewegung der teilchenförmigen Beschickung 22 durch den Schachtofen 10.

Der Schachtofen 10 hat vorzugsweise zylindrischen Querschnitt; andererseits kann auch jeder andere angestrebte Querschnitt vorgesehen werden.

In dem oberen Bereich des Schachtofens befindet sich zumindest eine Elektrode 30 aus hitzebeständiger Legierung, welche sich durch den Stahlmantel 12 hindurch quer zur Ofenbreite erstreckt.

Diese Elektrode 30 kann fest angeordnet oder drehbar in den Lagern 32 A und 32 B gehalten sein, die ihrerseits, wie dargestellt, an der Außenseite des Schachtofens oder mit entsprechender Isolierung an der Innenwand des Schachtofens angebracht sind. Jeder Elektrodenstab kann mit einer oder mehreren Scheiben 35 aus hitzebeständiger Legierung ausgerüstet sein, damit eine vergrößerte Elektrodenoberfläche erhalten wird. Die Anzahl der vorgesehenen Elektrodenstäbe hängt von den horizontalen Abmessungen des Schachtofens ab. Der Boden des Schachtofens wird von einer geschlossenen, mit Kohlenstoffstein ausgekleideten Herdelektrode 37 gebildet. Sie ist über eine Elektrodenstromschiene 38 an eine Stromquelle angeschlossen. Durch die Auskleidung 14 hindurch sind in verschiedenen Höhen in den Schachtofen geeignete Thermofühler 40 A und 40 B eingesetzt, um die Verfahrenssteuerung zu erleichtern.

Das Gichtgas tritt über eine oberhalb des Beschickungs-Oberflächenprofils 46 angeordnete Gichtgas-Austrittsleitung 44 aus dem Schachtofen aus. Das untere Ende des Beschickungsrohres 20 erstreckt sich bis unterhalb der Auslaßleitung 44, so daß dank dieser Anordnung ein Gas-Sammelraum 48 zum Freisetzen des Gichtgases gebildet ist und das Gichtgas im wesentlichen symmetrisch aus dem Beschickungs- Oberflächenprofil 46 austreten und frei über die Gichtgas- Auslaßleitung 44 ausströmen kann.

Für das abgezogene Gas ist ein Kreislauf mit einer Reinigungsstation vorgesehen, um feste und kondensierbare Anteile aus dem Gichtgas zu entfernen und um das Gas abzukühlen, so daß kaltes Prozeßgas erhalten wird. Das reagierte Gichtgas verläßt den Schachtofen 10 durch die Auslaßleitung 44, strömt in einen Ölwäscher 50, wo Teere, Öle und teilchenförmige Substanzen aus dem Gas abgetrennt werden und einen Schlamm bilden. Mit einer Pumpe 52 wird der Schlamm über eine Schlammzuführleitung 54 in den Schachtofen zurückgepumpt; hierbei endet das offene untere Ende der Schlammzuführungsleitung 54 gut unterhalb des Beschickungs-Oberflächenprofils 46, so daß eine Reaktion der Schlammbestandteile mit der Beschickung gewährleistet und verhindert ist, daß Gichtgas dieser Komponente erneut in den Ölwäscher zurückführt.

Im Anschluß an den Ölwäscher 50 strömt das Gichtgas durch einen mit Wasser betriebenen Wäscher 60, in dem das Gas weiter abgekühlt und gereinigt wird. Ein zur Gasrezirkulation vorgesehenes Gebläse 62 zieht das gekühlte und gereinigte Prozeßgas aus dem Wäscher 60 ab. Ein Teil des Prozeßgases wird in die Leitung 68 eingespeist, um die Rückführung des Schlammes in die im Schachtofen befindliche Beschickung zu unterstützen. Einiges Prozeßgas muß unter üblichen Betriebsbedingungen abgezweigt werden, da wegen der Reaktion von festem Kohlenstoff mit Sauerstoff aus dem Eisenoxid im Ofen beständig Kohlenmonoxid und Kohlendioxid gebildet werden. Da diese Reaktion zu einer Zunahme der Gasmenge führt, kann das überschüssige Gas durch das Ventil V 1 abgelassen werden; natürlich stellt dieses abgelassene überschüssige Gas weiterhin eine Energiequelle dar und kann in anderen Bereichen verwendet werden.

Ein zweiter Anteil des Prozeßgases wird über eine Leitung 72 in einen Gasvorheizer 74 eingeführt, in dem das Gas auf die Reduktionstemperatur von ungefähr 900 bis 1000°C erwärmt wird. Das aufgeheizte Gas strömt durch eine Leitung 76 und wird durch einen Prozeßgas-Einlaß 78 und eine Ringleitung 80 für heißes Prozeßgas in den Schachtofen eingebracht. Ein anderer Anteil des Prozeßgases wird in eine Leitung 86 eingespeist und dient als Brennstoff für einen Brenner 90 des Gasvorheizers 74. Die Verbrennungsluft für den Brenner 90 wird aus einer Luftquelle 92 zugeführt.

Es sind eine oder mehrere Elektroden 30 vorgesehen, was von den Querschnittsabmessungen des Schachtofens in horizontaler Richtung abhängt. Die Elektroden dienen sowohl als Zuführmechanismus wie als Clusterbrecher für das Material in der oberen Zone des Schachtofens. Die Elektrode kann eine als Brechsegmente oder mehrere radial abstehende Scheiben 35 tragen; ferner kann die Elektrode an einen oszillierenden Antrieb 95 angeschlossen und von diesem angetrieben sein. Jede Scheibe 35 steht lediglich ungefähr 180 bis 270 Grad über die Elektrode vor oder umgibt die Elektrode vollständig. Das heißt, wenn die Elektrode innerhalb ihrer Lager eine Hin- und Herbewegung ausführt, dient sie sowohl als Clusterbrecher wie auch als Zuführungsvorrichtung; hierbei führt die Elektrode alternierend Material zu, indem das Material von den gegenüberliegenden Wänden des Schachtofens nach unten bewegt wird, während gleichzeitig irgendwelche Cluster und Zusammenballungen aus heißem zusammenhängendem Material gebrochen werden.

Das in Form von Pellets, Stücken, oder sonstiger geeigneter Form vorliegende Eisenoxid wird mit festem kohlenstoffhaltigem Brennstoff wie etwa Kohle, Koks oder Braunkohle sowie mit Kalkstein vermischt; dieses Gemisch wird durch das Beschickungsrohr 20 in das Innere des Schachtofens 10 eingebracht und bildet dort die Beschickung 22 in Form einer Schüttung.

Der Ofen wird elektrothermisch beheizt, indem elektrischer Strom zwischen der Herdelektrode 37 und der Elektrode 30 durch die Beschickung in den Schachtofen geleitet wird. Direktreduzierte Eisenpellets oder Eisenstücke sind bereits im frühesten Zustand der Reduktion elektrisch leitend, nachdem sich metallisches Eisen lediglich auf der Pelletoberfläche gebildet hat. Bei der Aufnahme des Betriebs des Schachtofens wird dieser mit reduzierten oder teilweise metallisierten direktreduzierten Eisenpellets, mit Petrolkoks oder irgendeinem anderen elektrisch leitenden Material beschickt. Andere leitfähige Materialien werden dann verwendet, wenn reduzierte oder teilweise metallisierte Pellets nicht zur Verfügung stehen. Es ist festgestellt worden, daß bereits Pellets mit einem Metallisierungsgrad von 6 Prozent leitfähig sind.

Der Schachtofen weist drei getrennte Prozeßzonen auf. Der obere Bereich stellt die Vorreduktionszone dar, in welcher die Beschickung durch die Konvektion der im Gegenstrom zur Beschickung strömenden Gase aufgeheizt wird. In der Beschickung enthaltene Kohle oder andere kohlenstoffhaltige Brennstoffe setzen dabei kondensierbare und nichtkondensierbare flüchtige Anteile frei. Die nichtkondensierbaren flüchtigen Anteile bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffen und werden als Gichtgas abgegeben, anschließend gereinigt und erneut als Prozeßgas zirkuliert. Die Pelletbeschickung bewirkt als eine Art bewegte Kiesschüttung eine Abschreckung, die sehr wirksam verhindert, daß schwere flüssige Verbindungen die Gasauslaßleitungen verstopfen. Einige Schweröle und Teere neigen dazu, aus der Kohle auszutreten; diese Schweröle und Teere werden von der Oxidbeschickung absorbiert und reagieren nachfolgend mit Kohlenmonoxid und Wasserdampf in dem Prozeßgas. Ein hohes Verhältnis von Oxidbeschickung zu schweren flüssigen Verbindungen vermindert die Neigung der Beschickung zur Verklumpung oder Clusterbildung nahe dem Beschickungs-Oberflächenprofil ganz außerordentlich. In dieser Vorreduktionszone wird die oxidische Beschickung zu einem niedrigen Metallisierungsgrad, daß heißt zu einer Metallisierung von weniger als 25 Prozent von den Reduktionsmitteln Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO) in den aufströmenden Gasen reduziert. Das bedeutet, daß die Beschickung elektrisch leitend wird, bevor sie die Vorreduktionszone verläßt.

Der mittlere Bereich des Schachtofens stellt eine Reduktionszone dar, in welcher das metallische Eisen durch Reaktion mit dem Kohlungsprodukt gebildet wird, das seinerseits durch Reaktion des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs mit Sauerstoff aus dem Eisenoxid entstanden ist. Die Reaktionen in der Reduktionszone verlaufen endotherm. Die in der Reduktionszone erforderliche Wärme wird elektrothermisch zugeführt. Der Wärmebedarf beträgt angenähert 700 kWh (0,8 Giga-Kalorien) pro Tonne direktreduziertes Eisen. Ein Wärmeüberschuß in der Reduktionszone kann zu einer Erweichung der Pellets führen, wodurch die Beschickung zu einer pastenförmigen Masse verändert wird, welche das Aufströmen von Prozeßgas durch die Beschickung hindurch verhindert oder das Aufströmen von Reduktionsgas vermindert. Die Zirkulation des Prozeßgases aus der Ringleitung 80 durch die Beschickung hindurch trägt dazu bei, die Beschickung in Form fester Teilchen zu halten, bevor die Beschickung die Schmelzzone erreicht.

Der untere Bereich des Schachtofens stellt eine Schmelzzone dar, wo die heißen, reduzierten Pellets vor dem Austragen geschmolzen werden. Der zusätzliche Wärmebedarf zum Schmelzen der Pellets beträgt 200 kWh (ungefähr 0,17 Giga-Kalorien) pro Tonne.

Das aus dem Schachtofen abgegebene Produkt besteht aus geschmolzenem Eisen mit ungefähr 3 bis 12 Prozent Verunreinigungen. Das Eisen wird in einem Sauerstoffkonverter in Stahl umgewandelt oder kann in Form von Roheisen verwendet werden.

Der Beschickung kann ein kleiner Anteil, bis zu 5 Gew.-% Kalkstein oder Dolomit zugesetzt werden, damit dieser Zusatz mit dem innerhalb des Schachtofens freigesetzten Schwefel reagiert. Dieses nichtmetallische Material kann aus dem geschmolzenen Eisenprodukt in Form von Schlacke oder Gangart abgetrennt werden. Ein zusätzlicher Anteil von Kalkstein oder Dolomit wird der Beschickung zugesetzt, um die Schlacke flüssig zu halten, wie das in der Fachwelt bekannt ist.

Als Beispiel für den Betrieb des Schachtofens sind Berechnungen angestellt worden, welche den Gasdurchsatz, die Gastemperaturen und die Gaszusammensetzung an einer Anzahl von Stellen im Flußdiagramm des Schachtofens berücksichtigen. Diese Berechnungen beruhen auf der Annahme, daß die Oxidbeschickung zu 97% aus Fe₂O₃ und 3 Prozent Gangart besteht. Es werden 10 Prozent mehr Kohle zugesetzt, als theoretisch erforderlich sind; die Kohle besteht angenähert aus 57,6 Prozent festem Kohlenstoff, 3,3 Prozent Wasser, 29,0 Prozent flüchtigen Anteilen und 10,1 Prozent Asche; im einzelnen handelt es sich hierbei um eine hochflüchtige, bituminöse Kohle der Güteklasse A. Eine Tonne dieser Kohle setzt ungefähr 0,11 m³ Teer und Öl frei. In 1 m³ Gichtgas sind 22 g Teere und Öle vorhanden. Die Temperatur in der Reduktionszone beträgt 980°C. Die Metallisierung des Endproduktes beträgt 92 Prozent, wobei in der Vorreduktionszone eine Metallisierung von 20% erreicht worden ist. Der Kohleüberschuß führt zu einer Aufkohlung des Eisenproduktes.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die errechneten Werte für den erfindungsgemäßen Betrieb eines Direktreduktionsofens angegeben. Hierbei stellen die Gasanalysen typische Werte an den nachfolgenden Stellen dar, nämlich

• A. Gichtgas beim Austritt aus der Gichtgas-Auslaßleitung 44;
• B. Gas beim Austritt aus dem mit Wasser arbeitenden Wäscher 60;
• C. Gas beim Entweichen durch das Ventil V 1;
• D. Gas, das in den Schachtofeneinlaß 78 eintritt; und
• E. Gas, das die Reduktionszone im Bereich der Elektrode 30 verläßt.

Die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Durchsatzwerte beziehen sich auf m³ Gas pro 1 t Produkt.

Es sind Versuche durchgeführt worden, um die elektrischen Widerstandswerte bei verschiedenen Temperaturen einer in Form einer Schüttung vorliegenden Beschickung zu ermitteln, die zu 89 Prozent aus üblichen Pellets (12 mm Durchmesser) mit angenähert 90-prozentiger Metallisierung und zu 10 Prozent aus üblichem Kohle-Kohlungsprodukt (Durchmesser 12 mm) aus wenig flüchtiger bituminöser Kohle und zu ein Prozent aus Kalkstein (6 mm Durchmesser) besteht. In Tabelle 2 beziehen sich die angegebenen Werte des spezifischen Widerstandes auf den Widerstandswert einer Beschickung mit einer freien Oberfläche von 1 m² und einer Tiefe von 1 m. Die in der Tabelle angegebenen Werte sind einer Kurve von ausgedruckten Daten entnommen.
Temperaturspez. Widerstand
(Ohm · Meter) 100°C0,0055 300°C0,0033 500°C0,0020 700°C0,0012 900°C0,0007

Im erfindungsgemäßen Schachtofen liegt die bevorzugte Reduktionstemperatur im Bereich von 900 bis 1000°C. In diesem Temperaturbereich erfordert der spezifische Widerstand der Beschickung sowohl bei niedriger wie bei hoher Metallisierung eine relativ hohe Stromdichte bei relativ niedriger Spannung, was eine praktische Durchführung der Widerstandsheizung der Beschickung erlaubt, ohne daß aufwendige elektrische Isolierungen oder eine aufwendige Erdung nötig ist.

Claims (24)

1. Vorrichtung zur Reduktion von teilchenförmigem Eisenoxid zu geschmolzenem Eisen mit einem festen Reduktionsmittel, mit

• a) einem Schachtofen (10) mit einer Beschickungszuführung (16) an der Ofenoberseite, von der die Beschickung unter der Wirkung der Schwerkraft im Ofen herabsinkt,
• b) einer an eine äußere Stromquelle anschließbaren Einrichtung (30, 37), mit der elektrischer Strom durch die Beschickung geleitet wird,
• c) einem Gasauslaß (44) im oberen Bereich des Schachtofens (10), um Gichtgas abzuziehen,
• d) einer mit dem Gasauslaß (44) verbundenen, außerhalb des Schachtofens (10) angeordneten Vorrichtung zur Kühlung (50, 60) und Reinigung des abgezogenen Gichtgases,
• e) einer mit der Kühl- und Reinigungseinrichtung (50, 60) und mit dem Schachtofen-Innenraum verbundenen Einrichtung zur Erwärmung (74, 90) des abgekühlten und gereinigten Gichtgases, und
• f) einer Einrichtung zur Einführung des erwärmten Gases in den unteren Bereich des Schachtofens (10),

dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Schachtofens (10) eine Sammelkammer für geschmolzenes Eisen und eine Einrichtung (26, 24) zum Abziehen des geschmolzenen Eisens vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Leiten von elektrischem Strom durch die Beschickung eine im Boden des Schachtofens (10) angeordnete Herdelektrode (37) und mindestens eine, nahe der Schachtofen-Oberseite angeordnete zweite Elektrode (30) umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Elektrode (30) mindestens eine Scheibe (35) aus einer hitzebeständigen Legierung trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (30) drehbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (30) an einen oszillierenden Antrieb (95) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenscheibe (35) an ihrem Außenumfang Zähne aufweist, so daß die Scheibe als Clusterbrecher dienen kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenscheibe (35) ein radial abstehendes Brechsegment ist, daß in einem Winkel von ungefähr 180° bis ungefähr 270° über die Elektrode vorsteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Fühler zur Ermittlung der Beschickungstemperatur vorhanden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ablassen von überschüssigem gekühltem und gereinigtem Gichtgas vorhanden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Reinigung von abgezogenem Gichtgas ein Wäscher (50) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wäscher ein Ölwäscher (50) ist und eine Vorrichtung zur Schlammsammlung aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kühlung des abgezogenen Gichtgases ein mit Wasser arbeitender Wäscher (60) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Beschickungszuführung mindestens ein in den Schachtofen (10) hineinreichendes Rohr (20) gehört, das in einem ausreichenden Abstand unterhalb der Ofenoberseite endet, so daß oberhalb des Oberflächenprofils der Beschickung ein Sammelraum (48) für das Gichtgas gebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Schlammrückführleitung (54, 68) vorgesehen ist, um den im Wäscher (50) angesammelten Schlamm in das Innere des Schachtofens unterhalb des Oberflächenprofils der Beschickung zurückzuführen, wobei diese Schlammrückführleitung mit dem Wäscher verbunden ist und im Ofen unterhalb des Oberflächenprofils der Beschickung endet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Schlammrückführleitung gekühltes und gereinigtes Gichtgas einbringbar ist, um die Einbringung des Schlammes in den Schachtofen (10) zu fördern.

16. Verfahren zur Reduktion von teilchenförmigem Eisenoxid zu geschmolzenem Eisen mit einem festen Reduktionsmittel, mit folgenden Schritten:

• g) teilchenförmiges Eisenoxid und fester, teilchenförmiger, kohlenstoffhaltiger Brennstoff werden kontinuierlich einer Beschickungszuführung an der Oberseite eines Schachtofens zugeführt, wobei die Beschickung innerhalb des Schachtofens herabsinkt;
• h) durch die Beschickung wird elektrischer Strom geleitet, um eine ausreichende Wärmemenge bereitzustellen, damit der kohlenstoffhaltige Brennstoff mit dem Sauerstoff aus dem teilchenförmigen Eisenoxid reagiert, so daß das Eisenoxid im wesentlichen zu metallischem Eisen reduziert wird;
• i) die Reaktionsprodukte werden im Gegenstrom durch die Beschickung geführt und bilden ein Gichtgas;
• j) das Gichtgas wird aus dem oberen Bereich des Schachtofens abgezogen;
• k) das Gichtgas wird gekühlt;
• l) das gekühlte Gichtgas wird vorgeheizt; und
• m) das erwärmte Gas wird durch einen Gaseinlaß am unteren Bereich des Schachtofens in den Schachtofen eingeführt und erneut durch die Beschickung zirkuliert;

dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Eisen in einer Sammelzone durch Elektrowärme geschmolzen wird, und daß das geschmolzene Eisenprodukt und Schlacke von einem Auslaß am Boden des Schachtofens abgezogen werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als teilchenförmiger kohlenstoffhaltiger Brennstoff Kohle verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als teilchenförmiger kohlenstoffhaltiger Brennstoff Braunkohle verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als teilchenförmiger kohlenstoffhaltiger Brennstoff Koks verwendet wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem zugeführten Material Kalkstein, Dolomit oder ein Gemisch aus Kalkstein und Dolomit zugesetzt werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Gichtgas in einem Wäscher gereinigt wird, und die sich im Wäscher absetzenden Abscheidungen in das Innere des Schachtofens unterhalb des Oberflächenprofils der Beschickung zurückgeführt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des gereinigten Gichtgases in die im Wäscher gebildeten Abscheidungen eingeführt wird, um die Rückführung dieser Abscheidungen in den Schachtofen zu unterstützen.