DE3003056C2

DE3003056C2 - Schachtofen

Info

Publication number: DE3003056C2
Application number: DE3003056A
Authority: DE
Inventors: Dentaro Kobe Kaneko; Yoshio Akashi Kimura; Hiroyuki Daito Osaka Kohama; Shunichi Mizukami; Masaru Tamiya
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE3003056A1; US4380328A

Description

Die Erfindung berifft einen Schachtofen zur Reduktion von Erzen mit einem Gas im Gegenstrom, wobei im Schachtofen der Reduktionsgra-J vor der Einsatzaufgabeseite zur Austragsseite zonenweise ansteigt und sich ein kegelförmiger Fließzustand der Erze einstellt.

Nach der DE-AS 23 33 519 soll ein Schachtofen zur kontinuierlichen Direktreduktion von stückigem Eisenerz derart ausgelegt werden, daß man bei mäßiger Höhe des Schachtes zu erheblichen Schachtquerschnitten und zu größeren Durchsätzen kommt. Hierzu wird in vorbestimmter Weise auf die Gaszuführung bzw. die Gasabführung des Reduktionsgases Einfluß genommen, und zwar derart, daß sich in dem Schachtofen nicht nur eine senkrecht aufsteigende bzw. absteigende Gasbewegung, sondern auch in Kombination hiermit eine radial nach außen bzw. nach innen gerichtete Strömung einstellt. Hierdurch wird das gesamte im Schachtofen befindliche Einsatzmaterial auch bei großen Schachtquerschnitten gleichmäßig mit dem Reduktionsgas beaufschlagt, um eine gleichmäßige und vollständige Reduktion zu erreichen.

Aus DE-AS 21 00 786 ist ein Schachtofen mit rechtekkigem Schachtquerschnitt zum Brennen von Kalk, Dolomit u. dgl. bekannt. Der Schachtofen soll so gestaltet werden, daß alle Volumenteile des Brennguts in der Brenngutsäule praktisch die gleiche Wärmebeaufschlagung erfahren und zwar bei optimalem Wärmeaustausch im Gegenstrom. Daher wird auf die Führung der Brenngase im Schachtofen zur gleichmäßigen Wärmebeaufschlagung aller Volumenteile der Brenngutsäule Einfluß genommen, so daß die Brenngutsäule insgesamt gleichmäßig erwärmt wird und sich keine Toträume in der Brenngutsäule ausbilden, in denen das Brenngut keine ausreichende Wärmebeaufschlagung erfährt.

Aus der DE-OS 18 11457 ist ein Schachtofen bekannt, der zur Verhüttung von Eisenerzen bestimmt ist und der einen ringförmigen Ofenquerschnitt hat der von einer Außen- und einer Innenschachtwand begrenzt ist. Zur gleichmäßigen Durchgasung sind Blasformen vorgesehen, die Reduktionsgas von beiden Seiten, d. h. von der Außen- und der Innenschachtwand auf das dazwischen befindliche Behandlungsgut richten, so daß man eine gleichmäßige Reduktion erhält Ferner wird ein sog. Hängen des Ofens verhindert indem vermieden wird, daß sieh an den Ofen wandungen Ansätze bilden.

to Schachtofen der gattungsgemäßen Art werden zur Reduktion von Erzen seit langem im industriellen Maßstab angewandt

In der Zone des Schachtofens, in der die Reduktionsgase eine hohe Temperatur haben, die im unteren Abis schnitt des Schachtofens liegt ist häufig eine Klumpenbildung festzustellen, bei der Erze infolge von metallurgischen Änderungen aneinander haften. Die Ursache für derartige Klumpenbildungen liegt in dem durch das Gewicht der Erze erzeugten Druck und in der RcJuktion der Erze. Bei der Klumpenbildung werden die Reduktionsgase abgelenkt und es tritt das sog. Hängen der Gicht auf. Dies kann dazu führen, daß der Betriebsablauf des Schachtofens unterbrochen werden muß.
Nach der US-PS 39 57 486 werden zur Vermeidung einer Klumpenbildung Erzpellets verwendet die mit geringen Mengen an Kalkstein vermischt sind. Hierbei müssen aber bestimmte Erze bei der Verarbeitung verwendet werden.

Aus der US-PS 35 58 118 ist ein Schachtofen bekannt, bei dem die gasförmige Reduktionsstufe unter einer Temperatur von etwa 704 bis 982°C abläuft. Um von Pellets gebildete Klumpen zu zerbrechen, ist im Schachtofen eine Agitationseinrichtung mit Flügeln vorgesehen, die mit Hilfe einer in Achsrichtung des Schachtofens angeordneten Welle gedreht werden.

Untersuchungen und Ergbnisse betreffend die Klumpenbildung sind u.a. in »Transactions of The Iron and Steel Institute of Japan«, Bd. 18, 1978 S.[42!]—[428] in einem Artikel mit der Bezeichnung »Reduktion Properties of Raw Materials for Direc*. Reduction Shaft Furnace« angegeben.

Die Klumpenbildung hängt hauptsächlich von der Reduktionstemperatur, dem durch das Gewicht der Erze erzeugten Druck, vom Schwindungsgrad, von den F.igenschaften und der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe und dem Reduktionsgrad ab. Und es wurden Versuche zur Erfassung von näheren Zusammenhängen dieser Einflußgrößen durchgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schachtofen zur Reduktion von Erzen so zu konzipieren, daß keine Klumpenbildung auftreten kann.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Profilierung des Schachtofens nach der Erfindung wird die Grenze zwischen dem kegelförmigen Fließzustand und der axialen Scherungszone in ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone verlagert, in der der Reduktionsgrad der Erze mindestens 50% beträgt. Somit wird bei dem Schachtofen nach der F.rfindung crmöglicht, daß im hinsichtlich der Klunipcnbildung kritischen Bereich des Schachtofens bei einem Reduktionsgrad in der Größenordnung von 50 bis 70% eine axiale Scherungszone vorhanden ist so daß sich die Krzo in dieser Zone drehen oder eine lineare Bewegung rcluiiv zueinander ausführen, wobei sich die Berührungsflächen oder die Berührungspunkte der Erze relativ zueinander ständig ändern. Hierdurch läßt sich clic Klunipcnbildung als solche oder zumindcstcns das Klumpen-

wachstum verhindern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wie insbesondere bei dem Betriebsverfahren nach dem Anspruch 3 angegeben ist, kann der Schachtofen nach der Erfindung bei einer Temperatur von mindestens 900"C kontinuierlich betrieben werden, um die Produktivität zu steigern.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf Hie beigefügte Zeichnung näher erläuten. Darin zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Schachtofens als Modell zur Verdeutlichung der Fließzustände im Schachtofen und des sich zonenv/eise ändernden Reduktionsgrades,

Fig.2a und 2b Schnittansichten von entsprechend profilierten Schachtofen,

Fig.3, 4 und 5 schematische Schnittansichten von entsprechend profilierten Schachtofen,

F i g. 6 und 7 perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsvarianten von Schachtofen,

Fig.8 eine Querschnittsansicht eines rechteckigen Schachts in Fig. 6,

Fig.9, 10 und 11 perspektivische Ansichten weiterer entsprechend profilierter Schachtöfen,

Fig. 12 eine Schnittansicht einer Ausführungsvariantc eines Schachtofens,

Fig. 13a und 13b Schnittansichten von zweckmäßigen weiteren Ausgestaltungen eines Schachtofens, und

Fig. 14 eine Schnittansicht eines Schachtofens mit einer Agitationseinrichtung.

In allen Figuren der Zeichnung bezieht sich die mit L bezeichnete Linie auf einen Reduktionsgrad von 60%.

Zur Ermittlung der Hauptursachen für die Klumpenbildung wurde ein Schachtofen nach Fig. 1 verwendet. Es besteht eine enge Beziehung zwischen dem Schwindungsgrad una dem Reduktior.sgrad der Erze, die als eine Kenngröße für die Klumpenbildung dient. In einer ersten Zone, in der die Reduktion der Erze schnell von 0% auf 50—70% ansteigt, schwellen die Erze bei der Reduktion von Fc₂Oj zu FejO.», das dann zu FeO reduziert wird. In dieser Zone wird nur wenig metallisches F-isen gebildet, so daß keine Klumpenbildung ?u erwarten ist.

In der Zone, in der der Reduktionsgrad von 50—70% auf den nahezu gesättigten Zustand von 90—98% ansteigt, schwinden die Erze ungleich tier ersten Zone schnell. Gleichzeitig beschleunigt sich die Reduktionsreiiktion von FeO zu Fe, was zur Folge hat, daß sich faserförmigcs metallisches Eisen in beträchtlich verstärktem Umfang bildet. Während dei schnellen Schwindens verflechten sich die Fasern aus metallischem Eisen bei Weilerführung der Reduktionen miteinander, was zur Foige hat, daß ein Klumpen aufgrund der Verflechtung schnell wachsen kann. Der Schwindungsgrad nimmt in einer dritten Zone ab, in der der Reduktionsgrad nahezu den gesättigten Zustand von 90—98% erreicht. Selbst in dieser dritten Zone jedoch kann der Klr.mpen noch weiter wachsen.

Wenn in der Zone mit dem Reduktionsgrad von 50—70% ein kegelförmiger Fließzustand PF vorhanden ist. verstärkt sich die Klumpenbildung noch. Da sich die Kr/.c im kegelförmigen Fließzustand mit einer konstanicn Geschwindigkeit abwärts bewegen und dieselben !•'lachen miteinander in Berührung bleiben oder ein Punkikontakt aufrechterhalten wird, wächst das faserförmige metallische Eisen daher mit der Reduktion unier Atifrcchtcrhaltung des verflochtenen Zustands bei einer Art l'c.sistorfphasensinterung. Der Vcrfkchtungsgrad verstärkt sich durch die Zunahme der Kontaktflächen aufgrund der plastischen Verformung infolge der Erweichung der Erze und es können sich Klumpen mit einer hohen Bindefestigkeit bilden.

Zur Untersuchung der im Schachtofen ablaufenden Reduktion wurde der Reduktionsgrad im Schachtofen nach F i g. 1 unter Verwendung der Methode der finiten Elemente bei üblichen Betriebsbedingungen analysiert (Eisengehalt der Erzpellets 66%, Reduktionsgas besteht aus 50% H₂.30% CO und Rest H₂O, CO₂, CH₄, N₂ und die Temperatur des Reduktionsgases an der Windform beträgt 770° C). Die hierbei ermittelten Ergebnisse sind in F i g. 1 eingetragen. F i g. 1 zeigt ferner eine Grenzlinie zwischen dem kegelförmigen Fließzusand PF und der axialen Scherungszone. Nach F i g. 1 liegt die Zone mit einem Reduktionsgrad von 50—70% im Bereich des kegelförmigen Fließzustands PFim Schachtofen, in dem die Erze zur Klumpenbildung neigen.

In den F i g. 2a und 2b sind Beispiele vom Schachtofen 2' gezeigt, bei denen sich die QuerscHrnttsflächen des Schachtofens 2' stufenweise in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% ändern, um die Scherungszone SFin ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50% bis 70% zu verlagern.

Die Querschnittsflächen werden hierbei in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% um ein vorbestimmtes Verhältnis kleiner oder größer, so daß den fließenden Erzen eine radiale Beschleunigung erteilt wird. Im Gebiet der axialen Scherungszone SF werden die Erze bei der Abwärtsbewegung relativ zueinander umgewälzt oder sie drehen sich oder bewegen sich relativ zueinander linear, so daß die Klumpenbildung verhindert wird.

Die Schwindung der Erzschicht hängt sehr stark von der Entwicklung der Klumpen ab. Solange jedoch die gebildeten Klumpen spröde sind, werden sie unter dem Normaldruck und Scherdruck zerkleinert und gebrochen, der von den Erzen bei ihrer Abwärtsbewegung erzeugt wird, so daß sich hierbei keine nennenswerten Schwierigkeiten hinsichtlich des Arbeitsablaufes ergeben. 'Venn der Schwindungsgrad der Erze kleiner als etwa 15% wird und die Klumpenfestigkeit gleich Null ist, hat der Klumpen im wesentlichen keine Festigkeit. Wenn jedoch der Schwindungsgrad größer als 15% wird, steigt die Klumpenfestigkeit in Abhängigkeit von der Zunahme des Schwindungsgrades schnell an. Versuche haben gezeigt, daß der Schwindungsgrad kleiner als 10% ist. wenn der Vertikaldruck en 0,029 N/mm² ist, kleiner als etwa 15% ist, wenn der Vertikaldruck av 0,098 N/mm² ist, aber bis zu 30% beträgt, wenn der Vertikaldruck a_v 0,19 N/mm² ist.

Zur Ermittlung des Zusammenhangs von Klumpenbildung und Reduktionstemperatur wurden oxidierte Pellets (Eisenanteil 68,4%) unter verschiedenen Reduktionstemperaturen u:;d unter verschiedenen Drücken reduziert, um die kritischen Druckwerte ac bei der jeweiligen Reduktior.stemperatur zu ermitteln (kritische Druckwerte ac sind jene, bei denen der Schwindungsgrad etwa 15% beträgt. Der kritische Druck <7_Cist empirisch durch folgende Gleichung bestimmt:

ac= exp(8,6 - 0,009 7/

wobei mit T die Temperatur (⁰C) des eingeblasenen Reduktionsgases bezeichnet ist.

Bei der Formgebung des Schachtofens soll erreicht werden, daß der Vertikaldruck σν im Schachtofen klei-

ner als der zuvor angegebene kritische Druck o_c ist.

Da Erze sich als körnige Substanzen bzw. als Schüttgut betrachten lassen, erhält man unter Anwendung der Janssen'schen Gleichung für die Druckverteilung eines Schüttgutes in einem Behälter für den Vertikaldruck ov folgende Gleichung:

ist.

a_v =

2μωΚ

[1 -

wobei

μω

Y K

Profilradius,

Reibungskoeffizient zwischen den Teilchen und den Wänden des Behälters,

Höhenstand von einer freien Oberfläche,

Schüttgewicht,

Rankinische Konstante, d. h.

K =

und

1 - sin Φι
1 + sin ΦΊ

Φι Reibungswinkel bedeuten.

Messungen erg.iben, daß die Schüttdichte y gleich etwa 0,0025 (kg/cm³), der Reibungskoeffizient μω relativ zu den Wänden etwa 0,7, der Reibungswinkel ΦΊ etwa 40° und somit die Konstante K etwa 0.218 sind.

Der maximale Vertikaldruck o\_mjx im Schachtofen ist daher gleich:

2μωΚ

Hieraus ergibt sich für den Profilradius R (cm), wenn der maximale Vertikaldruck «i,„.„ im Schachtofen den kritischen Druck tn nicht überschreitet, folgendes:

R< \20oc= 120 exp(8.6-0,009 7;

Auf dem Gebiet der Hydrodynamik ergibt sich der Profilradius Λ mit

R = I F/U,

wenn die Querschnittsfläche der Strömung mit F und wenn die Gesamtlänge der Berührungslinien zwischen der Strömung und einer einen Strömungsweg bildenden Wand in der Querschnittsfläche mit U bezeichnet wird, d. h. wenn der bene'^te Umfang mit Ubezeichnet ist.

Bei einem Schachtofen kann die Querschnittsfläche des Erzstromes mit F, die Gesamtlänge des Schachtofens mit U bezeichnet werden, die in Berührung mit den Erzen der Querschnittsfläche kommen.

Wenn man den Profilradius des Schachtofens nach Maßgabe der zuvor angegebenen Bedingungen bestimmt, ist der Schwindungsgrad der Erzschicht auf kleiner als 15% beschränkt, so daß die Klumpenfestigkeit etwa Null wird. Da sich der Klumpen bevorzugt in der mit einem Reduktionsgrad 50 bis 70% oder größer bildet, ist die Bedingung für den zuvor definierten Profilradius wenigstens in dieser Reduktionszone zu erfüllen.

Da sich die Kiumpenbildung bei Einhaltung der vorstehend beschriebenen Beziehung verhindern läßt, können Ausgangsstoffe mit beliebigen Eigenschaften ohne Beschränkung des Eisengehalts von Pellets eingesetzt werden, ohne daß eine Klumpenbildung zu befürchten Anhand den F i g. 3 bis 12 werden Schachtofen;!usfiihrungsformen erläutert, die derart profiliert sind, d;iß der Profilradius /?die folgende Gleichung erfüllt:

R < \20(i( - 120 exp(8,6 - 0.0(W T).

Bei 7"-950⁰C wird eine
Schachtofen vermieden, wenn

Klumpcnbildung im

ist.

R < 1,26 m undtfv <<h <0.10 N/mm-'

(A) Doppelzylinder-Schiichtofen

Ein Schachtofen 2 in Fig.3 wird von einem Doppclzylinder gebildet. Der Durchmesser des Inncn/ylindcrs 7 beträgt 7.6 m. der Durchmesser des Außcn/ylinders 8 beträgt 10 m und die Höhe der Rcdukiiuns/.oiK- JOm Der Profilradius R ( = —J ist folglich 1,2 m.dcr Druck Ov in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bi.s 70% 0,09 N/mm² und der Druck ο ν in einer /.um Einbliisen des Reduktionsgases dienenden Windblusöffniing S 0,095 N/mm².

Bei einem zylindrischen Schachtofen mit derselben Querschrhtsfläche und Höhe wie der zuvor angegebene Schachtoten 2 hingegen belief sich der Durchmesser auf 3,25 m. der Profilradius R somit auf 1,625 m, der Druck Ov in der Zone mit einem Reduk'ionsgmd von 50 bis 70% auf 0,109 N/mm² und der Druck ii\ in der Wimlblasöffnung auf 0,12 N/mm². Somit tritt hierbei ein solcher Druck auf. daß der Schwindungsgrad 10 bis 15% oder größer ist. wobei die Klumpenfestigkeit bctriichilich zunimmt und eine Betriebsunterbrechung erforderlich wird.

(B) Ausführungsvariante eines Doppcl/ylindcr-Schachlofens

Ein Schachtofen 10 in Fig.4 hat einen oberen Abschnitt mit einem Durchmesser von 4 ni. einen zylindrischen Abschnitt 11 mit einer Höhe von 11 m und einen doppelzylindrischen Abschnitt 12 ähnlich dein Abschnitt in Fig.3. wobei der zylindrische Abschnitt Il und der Doppelzylinder-Abschnitt 12 über einen konischen Abschnitt 13 miteinander verbunden sind. Der Druck Ov an der untersten Stelle des zylindrischen Abschnittes 11 ist 0,091 N/mm² und der Druck oy in einer Windblasöffnung 14 des Doppelzylinderabschniit«.;; 12 beträgt 0,09 N/mm².

(C) Schachtofen aus mehreren Zylindern

Ein Schachtofen 20 in F i g. 5 hat konzentrische zueinander angeordnete Zylinder 21,22,23 und 24 mit Durchmessern von 2,4 m. 4,8 m, 12 m und 9,6 m. Der Profilnidius R der Mantelflächen ist immer 1,2 m. der Druck o\

bo in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% ist 0,09 N/mm² und der Druck ov in einer Winblasöffnung 25 ist 0,095 N/mm².

Bei einem Schachtofen mit einem einzigen Zylinder und derselben Querschnittsfläche wie der Schachtofen

b5 20 hingegen beträgt der Druck tiv in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70%. 0.18 N/mm² und der Druck <7vin der Windblasöffnung 024 N/mm-'.

(I)) Schachtofen mit parallelen Schächten

Schachtofen 30, 40 in den F i g. b und 7 bestehen aus einer Kombination von einzelnen Schächten 31,41 mit einer rechteckigen oder einer elliptischen Querschnittsforni. wobei die längeren Seilen parallel nebeneinander angeordnet sind. In Abhängigkeil von der Querschniitsfliiehe jed"s einzelnen Schachtes 31 in F i g. 8 beläuft sich der t'rcfilradius R auf 1,2 m, wenn die längere Seite mit b m und die kürzere Seite mit 1,5 m gewählt wird.

(E)Schachtofen mil Unterteilung

In den Fig. 9 bis 11 sind Schachtofen 50, 60 und 70 gezeigt, die aus einem doppelzylindrischen Schacht 51, einem Schacht 61 mil einer rechteckigen Querschnittsform oder einem Schacht 71 bestehen, der im Querschnitt cllipsenförmig ausgebildet ist. Diese Schächte sind mittels Trennwänden 52, 62, 72 in nahezu gleiche Querschnitlsflächen unterteilt. Durch die Verwendung der Trennwände lassen sich die Schachtofen derart auslegen, daß trotz großer Gesamtquerschnittsflächen ein kleiner Profilradius eingehalten wird.

(F) Schachtofen mit Unterteilung
im unteren Bereich

In Fig. 14 ist ein Schachtofen 2"" gezeigt, der Agitationseinriehiungen 6 mil mehreren Rührflügel 4 an einer Antriebswelle 5 enthält, die sich im Schachtofen 2"" im Bereich der Zone mit einem Reduktionsgiad von 50 ■> bis 70% drehen, um die Schcrungs/one SFin ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% zu verlagern.

Bei diesen Beispielen slören die zusätzlichen Einrichtungen I, Γ, 3, 3' und 6 den Fließzustand der Erze im Schachtofen zwangsweise.

Bei den vorstehend erläuterten Beispielen von Schachtöfen zur Reduktion von Erzen wird ein kegelförmiger Fließzusmnd, in dem sich die Klumpenbildung aufbaut, derart beeinflußt, daß eine axiale Scherungszone entsteht, um die Bildung oder das Wachstum der Klumpen zu unterdrücken oder zumindest stark einzuschränken. Bei diesen Schachtofen, die derart ausgelegt sind, daß der Profilradius kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, ist die Klumpenfestigkeit in einer Zone mit einem Reduktionsprad von mindestens 50% oder größer nahezu Null, so daß gegebenenfalls gebildete Klumpen zu keinen Schwierigkeiten, wie Betriebsunterbrechungen, führen.

Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

In Fig. 12 ist ein Schachtofen 80 gezeigt, der aus einem einzigen zylindrischen Schacht 81 mit einem Durchmesser von 5 m und einer Höhe von 10 in im oberen Bereich und aus drei kleinen zylindrischen Schächten 82 mit einem Durchmesser von 2,4 m und einer Höhe von 20 m im unteren Bereich besteht. Ein konischer Abschnitt 81a am Boden des zylindrischen Schachts 81 sieht über Rohrleitungen 83 in Verbindung mit dem oberen Abschnitt der kleinen zylindrischen Schächte 82. Die Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% soiiic hierbei in der Nähe eines Äbzweigungsabschnitles 84 liegen, und eine Hilfswindblasöffnung 85 zum Finblasen von Reduktionsgas sollte ebenfalls im unteren Abschnitt des zylindrischen Schachtes 81 vorgesehen sein.

Die Rohrleitungen 83 sollten im Querschnitt so ausreichend groß bemessen sein, daß sich die Erze darin nicht stauen.

Der Druck ii\ in dem untersten Abschnitt des zylindrischen Schachts 81 beträgt hierbei 0,092 N/mm² und der Druck uv in einer Windblasöffnung 82a der kleineren zylindrischen Schächte 82 0,09 N/mm².

In Fig. 13a ist ein Schachtofen 2" schematisch angedeulel, der zusätzlich Einsatzaufgabeeinrichtungen 1 nicht nur in der unteren Reduktionszone, sondern auch in der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% gruppenweise angeordnet hat, um die axiale Scherungszonc SF in ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone zu verlagern, in der der Reduktionsgrad 50 bis 70% beträgt. Der kegelförmige Fließzustand PF bleibt relativ im oberen Bereich des Schachtofens 2.

In Fig. 13b ist ein Schachtofen 2'" gezeigt, bei dem zusätzlich eine konische Prallplatte 3 über der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% angeordnet ist, um die Scherungszone SFin ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 70% zu verlagern. Eine weitere Beschickungsaufgabeeinrichlung Γ oder Prallplatte 3' läßt sich auch in der b5 unteren Zone des Schachtofens (siehe Fig. 13a und 13b) anordnen, um die Klumpenbildung noch wirksamer ein-

Claims

Patentansprüche:

1. Schachtofen zur Reduktion von Erzen mit einem Gas im Gegenstrom, wobei im Schachtofen der Reduktionsgrad von der Einsatzaufgabeseite zur Austragsseite zonenweise ansteigt und sich ein kegelförmiger Fließzustand der Erze einstellt, dadurch gekennzeichnet,- daß zur Verlagerung der Grenze zwischen kegelförmigem Fließzustand und axialer Scherungszone in ein Gebiet räumlich oberhalb der Zone, in der der Reduktionsgrad der Erze mindestens 50% beträgt der Schachtofen (2,2', 2", 2'", 2"", 10,20,30,40,50,60,70,80) in der Zone mit einem Reduktionsgrad von größer 50% derart profiliert ist daß der Profilradius R (cm) < 120 exp (8,6—0,009 T) beträgt wobei mit Γ die Temperatur (⁰C) des eingebiasenen Reduktionsgases bezeichnet ist

2. Schachtofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche, in der Umfangswand des Schachtofens vorgesehene Einsätze uigäbeeinrichtung (1, 1') oder wenigstens eine Prallplatte (3, 3') oder wenigstens eine Agitationseinrichtung (6,6').

3. Verfahren zum Betreiben des Schachtofens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion der Erze im Schachtofen bei einer Temperatur von mindestens 900° C erfolgt.