DE3709071C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die direk­ te Reduktion von Eisenoxidmaterialien, um metallisches Eisen in festem Zustand, wie z. B. heiße metallische Pellets oder heißes Schwammeisen in einem Direktreduktions-Schachtofen zu erzeugen. Der Begriff "metallisch", wie er im Rahmen die­ ser Patentanmeldung gebraucht wird, meint "im wesentlichen in den metallischen Zustand reduziert", d. h. zumindest stets einen Anteil von 75% Metall und üblicherweise zumindest ei­ nen Anteil von 85% Metall in dem Produkt. Solche metallische Pellets oder Schwammeisen sind sehr geeignet als Einsatzma­ terialien in Schmelzöfen zur Stahlherstellung, wie z. B. in einem Lichtbogenofen.

Die US-PS 40 54 444 (Clark et al.) lehrt eine Einrichtung zur Steuerung des Kohlenstoffgehaltes von direkt reduzierten Ei­ senpellets, wenn diese kalt aus einem Direktreduktions- Schachtofen abgeführt werden. Das Gas, das nach der Lehre dieses Patents eingeblasen wird, ist Methan, Erdgas oder schweres Kohlenwasserstoffgas, dem wahlweise gereinigtes Gichtgas von dem Direktreduktionsofen beigemischt werden kann. Das Gas wird in die Pufferzone eingeblasen, welches die Zone zwischen der Reduktionszone und der Kühlzone im Schachtofen ist. Eine der Funktionen nach der Lehre des vorer­ wähnten Patents besteht darin, die Beschickung vorzukühlen, bevor sie die Kühlzone erreicht, um die erforderliche Küh­ lung innerhalb der Kühlzone zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung erfordert die Vermeidung dieses Kühleffekts.

Gegenwärtig werden drei bekannte Verfahren zur Erhöhung des Kohlenstoffanteils von direkt reduzierten Eisenprodukten verwendet, die alle in der Praxis angewandt werden. Diese drei Methoden sind:

• (1) die Verringerung der Reduktionsgastemperatur
• (2) die Erhöhung des Methan- oder anderen Kohlenwasserstoff­ anteils im Reduktionsgas durch Zusatz von Erdgas, und
• (3) das Einblasen von Erdgas in den unteren oder Abgabeab­ schnitt des Schachtofens.

Jede dieser Methoden erhöht den Kohlenstoffanteil des direkt reduzierten Eisenprodukts, aber jede dieser Methoden hat auch Grenzen in der normalen Ofenbetriebsweise.

• (1) Die Verringerung der Reduktionsgastemperatur hat sich weltweit als ein Verfahren zur Erhöhung des Kohlen­ stoffanteils im Produkt beim Betrieb von Direktreduktionsan­ lagen als wirksam erwiesen, die Produktionsmenge dieser An­ lagen (Ausstoß) erleidet jedoch ebenfalls eine Verminderung infolge der hierdurch bedingten Verlangsamung der Reduk­ tionsreaktionen. Der Verlust an Produktionskapazität bei Ab­ senkung der Reduktionsgastemperaturen ist über viele Jahre durch Untersuchung der Betriebsergebnisse derartiger Anlagen beobachtet worden.
• 2) Eine Erhöhung des Kohlenwasserstoffanteils im Reduktionsgas durch Hinzufügung von Erdgas wurde ebenfalls versucht, um den Koh­ lenstoffanteil des Eisenprodukts zu erhöhen. Der zusätzli­ che Kohlenwasserstoff im Reduktionsgas spaltet sich bei den hohen Ofentemperaturen auf und fügt dem Eisenprodukt mehr Kohlenstoff zu.
  Das Kracken dieser Kohlenwasserstoffe erzeugt Kohlenstoff, der in das Produkt integriert wird, und Wasserstoff, der nach oben durch den Schachtofen abströmt, wobei er als zu­ sätzliches Reduktionsmittelgas zur Reduzierung des Eisen­ oxids zu metallischem Eisen (oder direkt reduziertem Eisen) in der oberen Reduktionszone des Schachtofen wirkt. Der Anteil an Kohlenwasserstoffen, die in die Ofenatmosphäre eingeführt werden können, ist begrenzt, da das Aufspalten bzw. Kracken der Kohlenwasserstoffe eine endotherme Reaktion ist. Ein Übermaß an Kohlenwasserstoffen im Reduktionsgas führt, wenn sie gekrackt werden, um Kohlenstoff (C) plus Wasserstoff (H₂) zu bilden, zu einem Abkühlungstrend im Schachtofen. Die resultierende Verminderung der Temperatur des Beschickungsgutes verursacht eine langsamere Reduktionsreaktion zwischen dem Reduktionsgas und dem Eisenoxid und führt zwangsläufig zu einer niedrigeren Produktivität. Außerdem beeinflußt in einer Heißentnahme/Heißpreß-Direktreduktionsanlage die zusätzliche Kühlung nachteilig die Fähigkeit des metallischen Eisenproduktes verpreßt zu werden, eine Situation, die stets vermieden werden muß.
• (3) Die Einblasung von Erdgas in die untere konische Kühl- und Abgabezone des Schachtofens hat sich auch als ein Verfahren erwiesen, um zusätzlich Kohlenstoff in die Produkte einer Direktreduktionsanlage einzuführen. Bei einer Anlage, aus der das Produkt kalt entnommen wird, ist dies eine hervorragende und wirtschaftliche Methode, den Kohlenstoffanteil des Produkts zu erhöhen. Sie wird nur durch das Maß der Kühlung begrenzt, die noch im oberen Abschnitt (Reduktionssektion) des Schachtofens toleriert werden kann, ohne daß sich der Ausstoß des Ofens oder die Produktqualität wesentlich vermindern. Das üblicherweise gewünschte Niveau der Kohlenstoffaddition zu dem Eisenprodukt kann leicht erreicht werden, ohne daß der Punkt der Überkühlung der Ofenbeschickung erreicht wird, da es wünschenswert ist, das Eisenprodukt nahe der Umgebungstemperatur abzugeben. In Heißentnahme/ Heißpreß-Direktreduktionsanlagen (HD/HB) tritt eine bestimmte Produktspezifikation zu den Faktoren Produk­ tionsausstoß und Produktqualität hinzu, das Produkt muß nämlich ausreichend heiß bei der Entnahme sein, um in Preßstücke gepreßt werden zu können. Diese Anforderung an das Produkt begrenzt in erheblichem Maße den Anteil von Erdgas, der in den unteren Abschnitt des Ofens, der das Produkt heiß abgibt, eingeblasen werden kann. Die endotherme Reaktion des Krackens des Erdgases kann die Beschickung auf eine Temperatur unterhalb der Minimaltemperatur für eine gute Verpressung absenken.

Die drei vorbeschriebenen Methoden haben alle die gleiche Temperaturbegrenzung. Die Reduktionstemperatur im Schachtofen muß oberhalb von zumindest 760°C gehalten werden, wenn die Produktion aufrechterhalten werden soll. Im Falle der Anwen­ dung eines HD/HB-Ofens muß die Heißausgabetemperatur des Gu­ tes (oberhalb ungefähr 700°C) ebenfalls aufrechterhalten werden, um ein gutes Verpressen des Eisenproduktes zu errei­ chen. Dieses abschließende Temperaturerfordernis für Heiß­ ausgabeanlagen beeinträchtigt wesentliche die Effektivität dieser drei Verfahren für die gewünschte Kohlenstoffanrei­ cherung in dem Eisenprodukt.

Das Problem ist zweifach. Zum einen besteht es darin, Koh­ lenstoff zu dem Produkt hinzuzufügen und zum zweiten, einen Bei­ trag zu irgendwelchen endothermen Belastungen der Ofenbe­ schickung im wesentlichen zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von direktre­ duzierten Eisenprodukten mit höherem Kohlenstoffanteil in einem Direktreduktionsofen und zur Steuerung eines Gasgemi­ sches zur Einblasung in eine Kühl- und Ausgabezone des Di­ rektreduktionsofens zu schaffen, ohne daß hierdurch die Ge­ samtbetätigung bzw. der Gesamtbetriebsablauf im Ofen beein­ trächtigt werden, und wobei signifikante endotherme Reak­ tionen mit der Beschickung des Direktreduktionsofens vermie­ den werden.

Bezüglich der Verfahren wird diese Aufgabe bei dem patentgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß eine Kohlenwasserstoffgasmischung in die Produktionsausgabezone eines Schachtofens eingeblasen wird, wobei die Mischung besteht aus:

• a) einem heißen reformierten, 20-60% CO enthaltenden Gas, das in einem katalytischen Reformer durch Reaktion einer Mischung aus Erdgas (N) und heißer Luft (A) er­ zeugt wird, und
• b) kaltem bzw. kühlem Erdgas,

wobei der Kohlenstoffanteil des metallischen Eisens durch den Anteil an Kohlenwasserstoffgas in der obigen Mischung eingestellt wird und durch geeignetes Mischen der Komponenten der Gasmischung so eingestellt wird, daß in der Produktionsausgabezone des Schachtofens ein Gleichgewicht an endotherm und exotherm ablaufenden Reaktionen besteht. Üblicherweise verfügbare Gase enthalten ca. 20% Kohlenmonoxid (CO), 40% Wasserstoff (H₂), weniger als 0,4 % Restwasserdampf (H₂O) und Kohlendioxid (CO₂) und einen Ausgleichsanteil an Stickstoff von ca. 40 % (N₂).

Die Erreichung dieser Ziele beruht auf der Tatsache, daß die endothermes Gas/Erdgas-Mischung, vom Standpunkt der Reak­ tionswärme aus gesehen, ein im Gleichgewicht befindliches System bildet. Der Nachteil der alleinigen Hinzufügung von Naturgas bzw. Erdgas in den Ofen beruht üblicherweise darauf, daß die endothermen Krackreaktionen innerhalb des Ofens eine Abkühlung verursachen. In dem endothermen Gas/Erdgas-Gemisch führt eine ausgeglichene Reaktion zu den Krackreaktionen:

2 CO (g) = C (s) + CO₂ (g).

Dies ist die Boudouard-Reaktion. Diese Reaktion ist wegen des hohen Kohlenmonoxid-Anteils in dem endothermen Gas möglich. Wenn die Temperatur im Ofen wegen des Kühleffekts, bedingt durch das Kracken des Erdgases, beginnt abzufallen, fördert das Gleichgewicht der Boudouard-Reaktion die Ablage­ rung von Kohlenstoff in größerem Maße. Die Ausscheidung von Kohlenstoff nach der Boudouard-Reaktion ist eine exotherme Reaktion. Daher wird durch Mischung des endothermen Gases und des Natur- bzw. Erdgases in einem richtigen Verhältnis ein Ausgleich zwischen den endothermen und exothermen Wärme­ belastungen des Ofens innerhalb desselben verwirklicht. Wenn das Erdgas die Beschickung des Schachtofens durch Kracken (des Erdgases) abkühlt, sorgt das Kohlenmonoxid (CO) dafür, daß die verlorene Wärmemenge durch Aufspaltung in CO₂ und festen Kohlenstoff ersetzt wird.

Die Erdgas/endothermes Gas-Mischung wird in den unteren ko­ nischen Abschnitt des Ofens mit einer Temperatur bei oder über der erforderlichen Minimaltemperatur eingeblasen, die notwendig ist, um eine gute Verpressung des Ofengutes zu er­ reichen. Diese Einlaßtemperatur wird durch die Menge des kalten Erdgases, die zur Anreicherung des heißen endothermen Gases hinzugefügt wird, gesteuert. Da die endothermes Gas/Erdgas-Mischung im unteren konischen Bereich des Ofens heiß ist, trägt sie zusätzlich zur Unterstützung des Anfah­ rens der Anlage bei.

Das endothermes Gas/Erdgas-Gemisch erzeugt mehr Kohlenstoff als das Verfahren der Verwendung angereicherten Reduktions­ gases wegen der niedrigeren Temperatur in der unteren koni­ schen Region des Ofens. Im Falle der vorerwähnten Heißwind­ anreicherung bzw. Reduktionsgasanreicherung sind die Tempe­ raturen ausreichend hoch, um die schweren Kohlenwasserstoffe im Erdgas zu kracken, aber die Temperatur ist auch zu hoch zum Ablauf der Boudouard-Reaktion für eine Abscheidung von Kohlenstoff. In der unteren konischen Region des Ofens sind die Temperaturen niedriger als die Heißwind- bzw. Reduktionsgastemperaturen. Die Atmosphäre ist hinreichend kühl, um den Ablauf der Boudouard-Reaktion zu sichern, die die Kohlenstoffablagerung unterstützt, gleichzeitig jedoch warm genug, um die Kohlenwasserstoffe im Erdgasanteil des Gemisches zu kracken. Es ist diese leicht kühlere Atmosphäre bzw. Umgebung in der unteren konischen Region des Ofens, die dieses Verfahren zu besseren Ergebnissen führt, als sie mit der einfachen Anreicherung des Heißwindes bzw. Reduktionsga­ ses mit Erdgas erreicht werden. Durch diese kühleren Tempe­ raturen wird eine doppelte Aufkohlung erreicht, die nicht bei den Heißwindtemperaturen erreicht werden kann.

Schließlich fügt der Zusatz des Gemisches aus heißem endo­ thermen Gas und Erdgas mit einem Mischungsverhältnis, durch das keine Abkühlung der Beschickung des Schachtofens stattfin­ det, ein heißes, nach oben strömendes Gas in die Reduktions­ zone des Hochofens ein. Während die Zuführung von Erdgas al­ lein eine Zuführung kalten Gases bildet, das vom unteren ko­ nischen Bereich des Hochofens nach oben zur Mitte der Reduk­ tionszone strömt, führt das endothermes Gas/Erdgas-Gemisch zur Einführung eines wesentlich heißeren Gases in die Mitte des Schachtofens.

Zusammenfassend wird durch das erfindungsgemäß vorgeschlage­ ne Verfahren eine endothermes Gas/Erdgas-Mischung in den un­ teren Entnahmeabschnitt oder Kegelteil eines Direktreduktions-Schachtofens eingeführt oder eingeblasen und schafft einen im allgemeinen höheren Kohlenstoffanteil im Hochofenprodukt als dies bei der Einblasung von Erdgas al­ lein der Fall ist. Das Mischungsverhältnis wird überwacht und gesteuert, um eine Abkühlung der Beschickung des Schacht­ ofens zu vermeiden und beim Anfahren desselben führt das er­ findungsgemäße Verfahren zur Beschleunigung der Aufheizung der Beschickung und zur besseren Initiierung des Beginns der Reduktionsreaktionen. Durch die Erfindung wird das gewünsch­ te Kombinationsergebnis, höhere Aufkohlung, keine Abkühlung, erreicht.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Verbesserung eines her­ kömmlichen Schachtofens ist im Anspruch 1 näher gekennzeichnet, vorteilhafte Weiterbildungen derselben ent­ halten die Ansprüche 2 bis 8.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und einer Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt schematisch eine Einrichtung zur Verwirklichung des Verfah­ rens nach der vorliegenden Erfindung.

Wie in der beigefügten Zeichnung gezeigt, verwendet das er­ findungsgemäße Verfahren einen Reduktionsofen 10 vom Verti­ kalschachttyp, nachfolgend als Schachtofen bezeichnet, der eine obere Reduktionszone 12 im oberen Bereich des Ofens 10 eine Reduktionsgaseinführungszone 14 im Mittelabschnitt des Schachtfens 10 und eine Aufkohlungssteuerungs- und Produktausgabe­ region 16 im Bodenbereich aufweist. Eisen­ oxidpellets oder andere Materialien wie Eisenerz werden in den Schachtofen 10 unter dem Einfluß der Schwerkraft von oben als Beschickung eingeführt, um ein Teilchenbett (Möllersäu­ le) von Eisenoxid enthaltendem Material das die Beschickung des Schachtofens 10 bildet, innerhalb des Ofens herzustellen. Das metallische oder reduzierte Material wird vom Schachtofen durch die Ausgabeöffnung 20 am Boden entnommen. Ein Reduktions­ gas-Zuführungssystem, allgemein durch das Bezugszeichen 24 bezeichnet, umgibt den Schachtofen 10. Heißes Reduktionsgas wird in die Reduktionszone durch Gasöffnungen innerhalb des Heißwindgassystems eingeführt. Das heiße Reduktionsgas strömt nach innen und durch die Reduktionszone im Gegen­ strom zur Beschickung nach oben. Das Reduktionsgas reagiert mit der Beschickung um Gichtgas zu bilden, das den Schachtofen durch ein Gasauslaßrohr 30 an der Oberseite des Schachtofens 10 verläßt.

Ein Reformer 34 mit durch Heizstoff gefeuerten Brennern (nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von indirekten Wärmetauscher-Katalysatorrohren 36, die von außen beheizt werden und von denen nur eines gezeigt ist, erzeugt das hei­ ße Reduktionsgas. Der Reformierofen 34 wird mit Prozeßgas von einer Prozeßgasquelle G aus beschickt. Das Reduktionsgas strömt von den den Katalysator enthaltenden Rohren 36 durch das das reformierte Gas enthaltende Rohr 38 zu dem Heißwind- und Blassystem 24.

Ein zweiter katalytischer Reformer 40 mit durch Brennstoff gefeuerten Brennern (nicht gezeigt) und eine Mehrzahl von indirekten Wärmetauscher-Katalysatorrohren 42, die von außen beheizt werden (es ist nur einer gezeigt), erzeugt das endotherme Gas. Das endotherme Gas fließt von den den Katalysator enthaltenden Rohren 42 durch das Rohr, das das reformierte Gas enthält, zu einer warmen Venturidüse 50. Das Gasrohr 52 verbindet die Venturistrecke 50 mit einem Ventil 54, das einerseits mit dem unteren konischen Abschnitt 16 des Schachtofens 10 durch ein Rohr 56 verbunden ist.

Eine Erdgasquelle N ist durch ein Rohr 58, das Erdgas führt, mit dem Rohr 56 verbunden, wobei das das Erdgas führende Rohr 58 eine Zumeßöffnung 60 und ein Strömungssteuerventil 62 aufweist.

Die elektrische Steuerung für das Verfahren enthält ein Strömungssteuerglied 68, das ein Signal von der heißen Ven­ turidüse 50 aufnimmt und das Ventil 54 steuert, ferner ein Strömungssteuerglied 70, das ein Signal von der Zumeßöffnung 60 für das Naturgas aufnimmt und ein Signal an das Ventil 62 gibt. Die Strömungssteuerungsorgane 68 und 70 sind mit einer Verhältnisbildungseinrichtung 72 verbunden, die eine compu­ tergesteuerte Steuereinrichtung bildet. Ein Thermoelement 74 im Bodenbereich des Schachtofens 10 kann mit der Verhältnissteuerungseinrichtung 72, falls gewünscht, verbun­ den sein, ist jedoch im allgemeinen mit einer optischen An­ zeige zur Ablesung durch eine Bedienungsperson versehen. Ein Thermoelement 76 im Rohr 56 an der hochofenseitigen Sei­ te der Verbindung mit dem Rohr 58, wobei diese Verbindung der Gemischbildungsabschnitt für die Gase ist, kann eben­ falls mit der Verhältnisbildungseinrichtung 72 verbunden sein. Eine Gasanalyseeinrichtung 78 im Rohr 56 nahe dem Schachtofen 10, die mit der Verhältnisbildungseinrichtung 72 verbunden ist, analysiert den Methananteil des Gases im Rohr 56.

Im Betrieb wird das Prozeßgas, das von der Quelle G erhalten wird und Gichtgas von der Schachtofen-Abströmöffnung 30 sein kann, im katalytischen Reformer 34 im wesentlichen in Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H₂) aufgespalten. Das reformierte Gas wird direkt in das Heißwind-/Blassystem 24 als Reduktionsgas eingeführt. Durch Reaktion oder Mischung aus Erdgas und Luft in einem Luft/Erdgas-Verhältnis von 2:1 bis 3:1 wird in dem Reformierofen 40 das endotherme Gas pro­ duziert. Wenn gewünscht, kann die Luft teilweise oder voll­ ständig durch Sauerstoff ersetzt werden. Außerdem kann das Erdgas durch irgendwelche andere gasförmige oder in den gas­ förmigen Zustand versetzte Kohlenwasserstoffe ersetzt wer­ den. Das auf diese Weise erzeugte endotherme Gas wird durch die heiße Venturidüse 50 zugemessen, die ein Signal an das Strömungssteuerglied 68 abgibt, das das Warmventil 54 akti­ viert, um die Strömung auf einen bestimmten festgesetzten Wert zu halten. Erdgas wird von der Quelle N mit Umgebungs­ temperatur in das System eingeführt und durch die Drossel­ stelle 60 bemessen bzw. dosiert zugeteilt. Die Zumeßöffnung 60 erzeugt ein Signal für die Strömungssteuerungseinrichtung 70. Das Strömungssignal für das reformierte Gas von der Warmventuridüse 50 wird von der Strömungssteuerungsein­ richtung 68 zu der Verhältnisbildungseinrichtung 72 übertra­ gen.

In der Verhältnisbildungseinrichtung 72 wird der Richtwert für die Erdgas-Strömungssteuerungseinrichtung 70 berechnet und zur Berücksichtigung an die Steuerungseinrichtung 70 übertragen. Durch dieses Steuerungssystem wird ein festes Mischungsverhältnis von endothermem Gas zu Erdgas aufrecht­ erhalten. Die Gasanalyseeinrichtung 78 bestimmt den Methan­ gehalt (CH₄) des Gasgemisches vor seinem Einblasen in den unteren Kegel des Hochofens 10 und gibt den festgestellten Wert für den Methangehalt an die Verhältnisbildungsein­ richtung 72, die das Verhältnis von Erdgasströmung zu Strö­ mung des endothermen Gases einstellt, um den gewünschten Methangehalt einzustellen.

Das Thermoelement 74, das in der Produktausgabekammer 16 des Schachtofens 10 angeordnet ist, registriert die Temperatur des Beschickungsgutes, nachdem es die Einblasstelle für das Gas­ gemisch passiert hat. Wenn die Temperatur unter der Einbla­ sung des Gasgemisches zu stark abfällt, kann die Verhältnisbildungseinrichtung 72 entweder den Anteil von Erdgas in dem Gemisch reduzieren oder die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit der Mischung in den Schachtofen 10 vermindern. Wenn die Temperatur in der Ausgabekammer 16 zu stark ansteigt, kann die Erdgasströmung erhöht oder die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemi­ sches erhöht werden, in beiden Fällen wird die Temperatur auf den gewünschten Bereich gesenkt werden. Die Verhältnisbildungseinrichtung 72 bestimmt, auf welche Weise das Ergebnis erzielt werden soll, d. h. ob das Gemischver­ hältnis oder die Strömungsmenge bzw. Strömungsgeschwindig­ keit der Mischungseinführung entsprechend der durch das Thermoelement 76 angezeigten Gasgemischtemperatur geändert werden sollen. Wenn die Beimengung von Erdgas vermindert wird, nähert sich diese Temperatur (des Gemisches) derjeni­ gen des heißen, endothermen Gases, abzüglich der inneren Temperaturverluste durch das Rohrsystem selbst. Ein scharfer Anstieg der Temperatur, angezeigt durch das Thermoelement 74 für die Produktausgabekammer 16, könnte eine zu starke CO-Reaktion anzeigen, wobei in diesem Fall der Anteil von Erdgas bzw. die Einströmung von Erdgas erhöht werden sollte, um eine örtliche Überhitzung der Beschickung des Ofens zu vermeiden.

Durch die obigen Darlegungen wird deutlich, daß durch die Erfindung das Problem der Abkühlung des direkt reduzierten Eisens durch das endotherme Kracken von Methan oder seiner Äquivalente zur Erzeugung von Kohlenstoff, und durch exo­ therme Dissoziation bzw. Zerlegung von Kohlenmonoxid zur Er­ zeugung von Kohlenstoff überwunden wird, so daß endotherme und exotherme Reaktionen innerhalb der Ausgabesektion des Ofens bzw. Hochofens ausgeglichen werden bzw. sich im Gleichgewicht befinden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Erzeugen von direktreduziertem heißem Eisen mit erhöhtem Kohlenstoffgehalt in einem vertikalen Schachtofen, wobei das benötigte Reaktionsgas mittels eines Reformers hergestellt ist, gekennzeichnet durch

• - einen zweiten, Katalysatoren enthaltenden Reformer (40),
• - eine Einrichtung zum Einführen einer Mischung aus Luft und einem gasförmigen Kohlenwasserstoff in den zweiten Reformer (40),
• - eine zweite Leitung (52, 56), die einen Gasauslaß (44) des zweiten Reformers (40) mit der Aufkohlungs- und Produktausgabezone (16) des Schachtofens (10) verbindet,
• - eine Erdgasquelle (N),
• - eine dritte Leitung (58), die die Erdgasquelle (N) mit der zweiten Leitung (52, 56) verbindet und
• - eine Einrichtung (72) zur Steuerung des jeweiligen Gasanteils, der in die Produktionsausgabezone (16) aus dem Reformer (40) und der Erdgasquelle (N) eingeführt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (52, 56) eine Warm-Venturi-Düse (50) und ein erstes Strömungssteuerventil (54) aufweist sowie eine Steuerungseinrichtung (68), die zur Einstellung des ersten Strömungssteuerungsventils (54) in Abhängigkeit von einem Signal, das von der Warm-Venturi-Düse (50) erzeugt ist, steuerbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Leitung (58) eine Zumeßöffnung (60) und ein zweites Strömungssteuerventil (62) aufweist und eine Einrichtung (70) zur Einstellung des zweiten Strömungssteuerventils (62) in Abhängigkeit von einem Signal, das durch die Erdgas-Zumeßöffnung (60) erzeugt ist, steuerbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (68, 70) zur Einstellung des ersten Ventils (54) und des zweiten Ventils (62) Strömungssteuerungseinrichtungen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuerungseinrichtungen (68, 70) durch eine computergesteuerte Verhältnisbildungseinrichtung (72) verbunden sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Produktausgabezone (16) des Schachtofens (10) ein Thermoelement (74) zwischen einer Produktausgabeöffnung (20) und einer Einströmöffnung der zweiten Leitung (52, 56) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Leitung (52, 56) eine Einrichtung (78) zur Analyse des in der Leitung dem Schachtofen (10) zuströmenden Gasgemisches eingesetzt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (78) zur Bestimmung und Anzeige der Gastemperatur unmittelbar stromab des Verbindungsknotens zwischen der zweiten Leitung (52, 56) und der dritten Leitung (58) vorgesehen ist.

9. Verfahren zum Erzeugen von direktreduziertem, heißen Eisen mit erhöhtem Kohlenstoffgehalt in einem im wesentlichen vertikalen Schachtofen, welcher eine obere Reduktionszone aufweist, in der Eisenoxid mit einem gasförmigen Reduktionsmittel reagiert und der eine untere Aufkohlungssteuerungs- und Poduktausgabezone aufweist, gekennzeichnet durch

• - Einblasen einer Kohlenwasserstoffgasmischung in die Produktausgabezone (16) des Schachtofens (10), wobei die Mischung besteht aus:
  • a) einem heißen, reformierten, 20-60% CO enthaltenden Gas, das in einem katalytischen Reformer (40) durch Reaktion einer Mischung aus Erdgas (N) und heißer Luft (A) erzeugt wird, und
  • b) kaltem bzw. kühlem Erdgas,

wobei der Kohlenstoffanteil des metallischen Eisens durch den Anteil an Kohlenwasserstoffgas in der obigen Mischung eingestellt wird und durch geeignetes Mischen der Komponente der Gasmischung so eingestellt wird, daß in der Produktausgabezone (16) des Schachtofens (10) ein Gleichgewicht an endotherm und exotherm ablaufenden Reaktionen besteht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als heißes reformiertes Reduktionsgas ein katalytisch reformiertes Gas, das aus der Gruppe, enthaltend Methan, Erdgas, reagiertes Gichtgas aus der Reduktionszone eines Direktreduktionsofens oder Mischungen derselben, ausgewählt wurde, eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das 20-60% CO enthaltende Gas durch Reaktion von Luft und Ergas in einem Luft/Erdgas-Verhältnis von 2:1 bis 3:1 erzeugt wird.