DE3526346A1

DE3526346A1 - Schachtofen zur direktreduktion von eisenerzen

Info

Publication number: DE3526346A1
Application number: DE19853526346
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. Neuhofen Pirklbauer; Klaus Linz Wieser
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1985-07-23
Publication date: 1986-02-27
Anticipated expiration: 2005-07-24
Also published as: CA1255498A; SE8503566D0; DE3526346C2; AT382391B; ATA264384A; JPS6326166B2; US4699361A; SE8503566L; GB2163241B; GB8519443D0; SE456247B; JPS6160811A; GB2163241A

Description

VOEST-ALPINE Aktiengesellschaft
Muldenstraße 5, A-4 02 0 Linz, Österreich

Schachtofen zur Direktreduktion von Eisenerzen

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen zur Direktreduktion von Eisenerzen, insbesondere mit Heißaustrag, mit einer in der Längsachse des Schachtofens zentral im Boden des Schachtofens angeordneten Gaseinspeisevorrichtung, die einen zentralen Hohlraum aufweist, von dem eine Mehrzahl von etagenförmig übereinander angeordneten Gasauslässen für das Reduktionsgas, die die Gaseinspeisevorrichtung in ihrem oberen Teil durchsetzen, in den Innenraum des Schachtofens führen.

Ein Schachtofen dieser Art ist aus der AT-PS 217.064 bekannt. Zur Gaseinspeisung dient ein Lufteinblasrohr, welches entweder aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung oder mit einem Belag aus keramischem Material ausgeführt ist. Eine hochtemperaturbeständige Legierung ist mit einem hohen Kostenaufwand verbunden; ein Belag aus keramischem Material ist ebenfalls nicht befriedigend, da dieses keramische Material schlag- und stoßempfindlich ist und durch herabfallendes Beschickungsgut leicht beschädigt werden kann. Es stellt also für die Kräfteaufnahme eine unbefriedigende Lösung dar.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten * und stellt sich die Aufgabe, einen Schachtofen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem durch die. Gaseinspeisevorrichtung verursachte Betriebsstörungen vermieden werden und bei dem die Gaseinspeisevorrichtung einem geringen Verschleiß unterliegt, so daß deren Austausch nur in großen Zeitabständen erforder-0 lieh ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die

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Gaseinspeisevorrichtung als doppelmanteliger Hohlkörper ausgebildet ist, wobei der MantelZwischenraum des Hohlkörpers an mindestens eine Zuführleitung und mindestens eine Abfuhrleitung für ein Kühlmedium angeschlossen ist.
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Vorteilhaft ist der doppelmantelige Hohlkörper in übereinander liegende Segmente geteilt und sind die Gasauslässe als zwischen den Segmenten liegende Schlitze ausgebildet, wobei das obere Ende geschlossen ausgebildet ist.

Eine besonders wirkungsvolle Kühlung der Gaseinspeisevorrichtung laßt sich dann verwirklichen, wenn die Segmente des Hohlkörpers durch hohle, die Schlitze unterbrechende Stege verbunden sind.

Um die durch das Teilen der Möllersäule durch die Gaseinspeisevorrichtung auftretenden Belastungskräfte an der Gaseinspeisevorrichtung möglichst gering zu halten, ist 0 zweckmäßig der die Gasauslässe aufweisende Teil des Hohlkörpers sich nach oben verjüngend ausgebildet, wobei es zur Aufnahme der Belastungskräfte von besonderem Vorteil ist, wenn die Hüllfläche des die Gasauslässe aufweisenden Teiles des'Hohlkörpers paraboloidförmig gestaltet ist.
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Zudem sind zweckmäßig die Segmente des Hohlkörpers für sich ebenfalls paraboloidförmig gestaltet.

Zum Schutz der Gasaustrittsöffnungen sind vorteilhaft die 0 oberen Enden der Segmente von den unteren Enden der darüber angeordneten Segmente von oben gesehen überdeckt.

Die Kühlung des Hohlkörpers läßt sich besonders effektiv gestalten, wenn im Mantelzwischenraum bis in den obersten Teil des Hohlkörpers aufwärts führende, oben offene Zuführleitungen für das Kühlmedium vorgesehen sind, wobei vorteilhaft die Zuführleitungen an ihren oberen Enden in einen zentralen Ausströmteil münden und die die ■ Segmente verbindenden Stege durchsetzen.

Eine bevorzugte konstruktiv einfache Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen durch _eine am unteren Ende des Hohlkörpers angeordnete Ringleitung verbunden sind, wobei vorteilhaft der Mantelzwischenraum am unteren Ende des Hohlkörpers in mehrere Abführleitungen für das Kühlmedium mündet, die ebenfalls an eine Ringleitung angeschlossen sind.

Um der hohen thermischen Belastung wirkungsvoll standhalten zu können, sind vorzugsweise der Innen- und Außenmantel des Hohlkörpers aus warmfestem Stahl gebildet und ist zweckmäßig der Außenmantel des Hohlkörpers an den nach oben und außen gerichteten Flächen mit einer verschleißbeständigen Schicht versehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich das obere Ende des Hohlkörpers unterhalb des Lastdruckpunktes, wobei als Lastdruckpunkt die Stelle im Schachtofen zu verstehen ist, ab der die Reibungskräfte zwischen Möllersäule und Schachtwand zum Tragen der Möllersäule ausreichen .
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Vorzugsweise ist der Hohlkörper durch einen Schnellverschluß auswechselbar im Boden des Schachtofens und den Boden des Schachtofens durchsetzend befestigt.

5 Die Erfindung ist anhand der nachstehenden Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt durch den unte-

ren Teil eines Schachtofens zeigt. Die Fig. 2 und 3 sind Schnitte, die gemäß den Linien II-II und III-III der Fig. 1 geführt sind.

Im Boden 1 eines Schachtofens 2 ist eine zentrale Öffnung 3 vorgesehen, in die eine Gaseinspeisevorrichtung 4 eingesetzt ist. Die Gaseinspeisevorrichtung 4 weist einen außerhalb des Innenraumes 5 des Schachtofens 2 liegenden Flansch 6 auf und liegt an einem an der Bodenaußenseite 7 montierten Gegenflansch 8 an. Zur Fixierung der Gaseinspeisevorrichtung 4 dient ein schematisch dargestellter Bajonettverschluß 9, der die beiden Flansche 6 und 8 aneinander fixiert. Dieser Bajonettverschluß 9 ermöglicht einen schnellen Wechsel der Gaseinspeisevorrichtung 4, so daß damit verbundene Ofenstillstände kurz gehalten werden können. Seitlich neben der Gaseinspeisevorrichtung 4 ist eine die Ofenseitenwand 10 durchsetzende Austragevorrichtung, die als Förderschnecke 11 ausgebildet ist, vorgesehen.

Die Gaseinspeisevorrichtung 4 wird von einem doppelmanteligen Hohlkörper 12 gebildet. Der zentrale Hohlraum 13 des Hohlkörpers 12 ist an eine das Reduktionsgas einspeisende Leitung 14 angeschlossen. Im oberen Drittel des Hohlkörpers 12 sind eine Mehrzahl von etagenförmig übereinander angeordneten, schlitzförmig ausgebildeten Gasauslässen 15 vorgesehen, die den doppelrnanteligen Hohlkörper 12 durchsetzen und seinen zentralen Hohlraum 13 mit dem Innenraum 5 des Schachtofens 2 verbinden.

Diese schlitzförmigen Gasauslässe 15 teilen den oberen Teil -des Hohlkörpers 12 in mehrere Segmente 12', 12", 12"'. Die Segmente 12', 12", 12'" sind durch hohle, die Gasauslässe 15-unterbrechende Stege 16 verbunden, wobei 5 der Hohlraum 17 dieser Stege mit dem Mantelzwischenraum 18 des Hohlkörpers 12, also den Mantelzwischenräumen des

unteren Teiles und der daran anschließenden Segmente 12', 12", 12"' in Verbindung steht.

Der die Gasauslässe 15 aufweisende Teil des Hohlkörpers ist nach oben hin verjüngt ausgebildet, wobei die diesen Teil einhüllende Hüllflache 19 paraboloidförmig gestaltet ist. Die Segmente 12', 12", 12"' selbst weisen einen paraboloidförmigen Außenmantel auf. Die oberen Enden 2 0 der Segmente 12', 12" werden von den unteren Enden 21 der darüber angeordneten Segmente 12", 12"' von oben gesehen schirmförmig überdeckt. Die schlitzförmigen Gasauslässe 15 selbst sind nach außen abwärts geneigt.

In dem MantelZwischenraum 18 sind vom unteren Teil des ■ Hohlkörpers 12 aufwärts führende und unten durch eine Ringleitung 22 verbundene Zuführleitungen 23 für das" Kühlmedium vorgesehen, die die hohlen Stege 16 durchsetzen und innerhalb des obersten geschlossenen Segmentes 12"' des Hohlkörpers 12 in einen zentralen Ausströmteil 24 münden.

Das durch die Zuführleitungen 23 bis zum zentralen Ausströmteil 24 fließende Kühlmedium wird am oberen Ende des Hohlkörpers 12 nach unten umgelenkt, durchströmt das oberste Segment 12"' und daran anschließend die dieses Segment 12"' mit dem nächstunteren Segment 12" verbindenden Hohlräume 17 der Stege 16. Nach Durchströmen des letzten Segmentes 12' mündet das Kühlmedium in den etwa zylindrisch gestalteten unteren Teil des Hohlkörpers 12 und fließt über mehrere Abführleitungen 25, die radialsymmetrisch vorgesehen sind, und eine die Abführleitungen 25 0 verbindende Ringleitung 26 ab.

Der Mantel des Hohlkörpers 12, u.zw. sowohl der Innen- 27 als auch der Außenmantel 28, sind aus warmfestem Stahl gebildet. Der ·Außenmantel ist an den nach oben und außen gerichteten Flächen mit einer verschleißfesten Schicht 29 versehen, so daß der Abrieb durch die Möllersäule gering

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gehalten wird.

Die Höhe 30 des Hohlkörpers 12 ist so bemessen, daß sich das geschlossene obere Ende 31 des Hohlkörpers 12 knapp unterhalb des Lastdruckpunktes befindet, wobei unter Lastdruckpunkt jener Punkt verstanden wird, ab dem die zwischen der Schachtofenseitenwand 10 und der Möllersäule herrschenden Reibungskräfte die Möllersäule vollständig tragen.

Die Gaseinspeisevorrichtung 4 dient zur mittigen Zufuhr des gesamten Reduktionsgases, wodurch eine homogene Gasverteilung über den Schachtquerschnitt des Schachtofens 2 erzielt wird, was eine für eine bestimmte Ofenleistung verkürzte Bauhöhe des Schachtofens 2 ermöglicht:.

Claims

Patentansprüche:

1. Schachtofen (2) zur Direktreduktion von Eisenerzen, insbesondere mit Heißaustrag, mit einer in der Längsachse des Schachtofens (2) zentral im 3oden (1) des Schachtofens (2) angeordneten Gaseinspeisevorrichtung (4), die einen zentralen Hohlraum (13) aufweist, von dem eine Mehrzahl von etagenförmig übereinander angeordneten Gasauslässen (15) für das Reduktionsgas, die die Gaseinspeisevorrichtung in ihrem oberen Teil durchsetzen, in den Innenraum (5) des Schachtofens (2) führen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinspeisevorrichtung (4) als doppelmanteliger Hohlkörper (12) ausgebildet ist, wobei der MantelZwischenraum (18) des Hohlkörpers (12) an mindestens .eine Zuführleitung (23) und mindestens eine Abfuhrleitung (25) für ein Xühlmedium angeschlossen ist.

2. Schachtofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelmantelige Hohlkörper (12) in übereinander a liegende Segmente (12¹, 12", 12"') geteilt ist und die Gasauslässe (15) als zwischen den Segmenten (12¹, 12",. 12"') liegende Schürze ausgebildet sind, wobei das obere Ende (31) geschlossen ausgebildet ist.

3. Schachtofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (12', 12", 12"') des Hohlkörpers durch hohle, die Schlitze (15) unterbrechende Stege (16)" verbunden sind'.

4. Schachtofen nach-einem der. Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gasauslässe (15) aufweisende Teil des Hohlkörpers (12) sich nach oben verjüngend ausgebildet ist.

5. Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß die Hüllfläche (19) des die Gasauslässe aufweisenden Teiles des Hohlkörpers (12) paraboloidförmig gestaltet ist.

6. Schachtofen nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (12', 12", 12"') des Hohlkörpers (12) für sich ebenfalls paraboloidförmig gestaltet sind.

7. Schachtofen nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden (20) der Segmente (12', 12") von den unteren Enden (21) der darüber angeordneten Segmente (12", 12"') von oben gesehen überdeckt sind.

8. Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel Zwischenraum (18) bis in den obersten Teil des Hohlkörpers (12) aufwärts führende, oben offene Zuführleitungen (23) für das Kühlmedium vorgesehen sind.

9. Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen (23) an ihren oberen Enden in einen zentralen Ausströmteil (24) raünden.

10.Schachtofen nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen (23) die die Segmente (12% 12", 12"') verbindenden Stege (16) 0 durchsetzen.

11.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen (23) durch eine am unteren Ende des Hohlkörpers (12) angeordnete Ring-5 leitung (22) verbunden sind.

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12.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der MantelZwischenraum (18) am unteren Ende des Hohlkörpers (12) in mehrere Abfuhrleitungen (25) für das Kühlmedium mündet, die ebenfalls an eine Ringleitung (26) angeschlossen sind.

13.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- (27) und Außenmantel (28) des Hohlkörpers (12) aus warmfestem Stahl gebildet sind.

14.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (23) des Hohlkörpers (12) an den nach oben und außen gerichteten Flächen mit einer verschleißbeständigen Schicht (29) versehen ist.

15.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß . sich das obere Ende (31) des Hohlkörpers (12) unterhalb des Lastdruckpunktes befindet.

16.Schachtofen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (12) durch einen Schnellverschluß (9) auswechselbar im Boden (1) des Schachtofens (2) und den Boden (1) des Schachtofens (2) durchsetzend befestigt ist.