DE3905058C1 - Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal) - Google Patents

Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal)

Info

Publication number
DE3905058C1
DE3905058C1 DE19893905058 DE3905058A DE3905058C1 DE 3905058 C1 DE3905058 C1 DE 3905058C1 DE 19893905058 DE19893905058 DE 19893905058 DE 3905058 A DE3905058 A DE 3905058A DE 3905058 C1 DE3905058 C1 DE 3905058C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
stage
fine
flame
coal
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19893905058
Other languages
German (de)
Inventor
Ferdinand Dipl.-Ing. Dr.Mont. 6374 Steinbach De Fink
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to DE19893905058 priority Critical patent/DE3905058C1/en
Priority to DE19893934023 priority patent/DE3934023C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3905058C1 publication Critical patent/DE3905058C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces

Abstract

This invention relates to a process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings and an apparatus therefor which is composed of three stages. Figure 1 shows this apparatus. The suspension gas heat exchanger with the cyclones 1, 2, and 3 forms the first stage and reduces fine ore 10 to preliminary sponge 9. The second stage is composed of the matched double turbulence chamber 20 and the hot cyclone 22, which stage prepares the reduction gas 11 for the first stage and delivers the fine sponge 23 which the third stage melts to give pig iron. The carbon dioxide 15 is scrubbed out of the exhaust gas 4 of the first stage and the pure gas 16 is obtained in a manner such that it divides into circulation gas 17 and useful gas 18. A gas circulation results which flows through the first and second stages, the volume of reduction gas 11 always remaining constant and, with this, the output of pig iron. If more useful gas 18 is taken off from the circulation it is necessary to supplement the absent portion of the circulation gas 17. This is achieved with carbon dioxide and/or steam with more coal for cracking and for additional heating. This invention makes sintering and coking superfluous and controls the gas production in desired ranges. For the reasons stated, it is economically superior to the blast furnace. <IMAGE>

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erschmelzen von Roheisen und zum Herstellen von Nutzgas in wählbaren Mengen aus Feinerz und Feinkohle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.This invention relates to an apparatus and a method for melting pig iron and producing useful gas in selectable quantities of fine ore and fine coal according to the Preamble of claim 1.

Vor mehr als 60 Jahren schon wurde vorgeschlagen, Feinerz und Feinkohle mit Sauerstoff in eine Schmelze einzublasen und anschließend im selben Gefäß das erschmolzene Roheisen zu Stahl zu frischen. Doch Jahrzehnte hindurch blieb es bei diesem Vorschlag. (Deutsche Patentschrift 5 08 966 vom Juni 1924, Inhaber: Eisen- und Stahlwerke Hoesch AG, Dortmund) More than 60 years ago it was proposed to use fine ore and blowing fine coal with oxygen into a melt and then the melted pig iron in the same vessel too fresh to steel. But it stayed the same for decades this suggestion. (German patent 5 08 966 dated June 1924, owner: Eisen- und Stahlwerke Hoesch AG, Dortmund)  

Vierzig Jahre später griff man diesen Gedanken von neuem auf, heute findet eine Reihe von Vorschlägen Beachtung. Unter ihnen sehen einige es vor, die erforderliche Wärme ganz oder teilweise als Strom ins Bad einzubringen, mit Hilfe eines Lichtbogens oder eines Plasmas. (Beispiele sind die Verfahren nach Eketorp-Vallak, Elred, Inred und Plasmamelt; siehe Steffen, Rolf: Eisenerzeugung außerhalb des Hochofens, in Metallurgie, Teil I: Eisenerzeugung, Band 2, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1982, Seiten 235 bis 267, besonders Bilder 17, 20, 21 und 22.)Forty years later, this thought was taken up again on, today a number of proposals are considered. Some of them provide for the required warmth to bring all or part of it into the bathroom as electricity, with With the help of an arc or a plasma. (Examples are the procedures according to Eketorp-Vallak, Elred, Inred and Plasma melt; see Steffen, Rolf: iron production outside of the blast furnace, in metallurgy, part I: iron production, volume 2, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1982, pages 235 to 267, especially pictures 17, 20, 21 and 22.)

Bald hat man die Arbeit in einer Stufe, d. h. Reduzieren und Schmelzen in einem Gefäß, aufgegeben. Heute arbeitet man lediglich an Verfahren mit zwei getrennten Stufen. In der ersten Stufe wird das Erz vorreduziert, in der zweiten das Schwammeisen eingeschmolzen, wobei die Vorreduktion mit dem Abgas aus der Schmelzstufe vollzogen wird. Feinerz wird im Wirbelbett vorreduziert, oder als Flugwolke in der sogenann­ ten zirkulierenden Wirbelschicht, stückiges Erz in Schacht­ öfen. Einige Verfahren benügen sich mit einer Vorreduktion bis zum Wüstit, andere streben fertiges Schwammeisen an. (Janke, Dieter und Steffen, Rolf: Deutsch-Amerikanisches Seminar über neue metallurgische Prozesse zur Erzeugung von Eisen und Stahl, Stahl und Eisen 108 (1988) Nr. 23, Seite 24 bis 28)Soon you will have the work in one stage, i.e. H. Reduce and Melt in a jar, abandoned. Today you work only on processes with two separate stages. In the The ore is reduced in the first stage and the ore in the second Sponge iron melted down, the pre-reduction with the Exhaust gas from the melting stage is carried out. Fine ore is in the Fluid bed pre-reduced, or as a flight cloud in the so-called circulating fluidized bed, lumpy ore in the shaft ovens. Some procedures are sufficient with a pre-reduction to the desert, others strive for finished sponge iron. (Janke, Dieter and Steffen, Rolf: German-American Seminar on new metallurgical processes for the production of Iron and Steel, Steel and Iron 108 (1988) No. 23, page 24 to 28)

Alle Vorschläge sehen vor, das Produkt aus der Vorreduktion in einem gesonderten Gefäß im Bad selbst einzuschmelzen ("Eisenbadreaktor"). Dabei entsteht viel Gas, das man für die Vorreduktion zu nutzen sucht ("Einschmelzvergaser").All suggestions provide for the product from the pre-reduction melt in a separate container in the bathroom itself ("Iron bath reactor"). This creates a lot of gas that you use for seeks to use the pre-reduction ("melter gasifier").

Fürs Heizen scheint Kohle mit Sauerstoff sich zu behaupten, Strom spielt eine nachgeordnete Rolle.Coal with oxygen seems to hold its own for heating, Electricity plays a subordinate role.

Bisher hat noch kein Verfahren, das vorsieht, Feinerz mit Feinkohle vorzureduzieren und daraufhin einzuschmelzen, den Weg in die Betriebe gefunden. Noch kämpfen alle mit großen Schwierigkeiten, sowohl beim Reduzieren als auch beim Ein­ schmelzen. Beim Vorreduzieren neigen manche Feinerze zum Zusammenbacken ("Sticking"). Das Ausmaß der Vorreduktion, das zum nachfolgendem Einschmelzen am besten paßt, ist noch umstritten. Alle Vorschläge zeigen, daß beim Einschmelzen viel Gas das Bad verläßt, wobei die Schlacke stark schäumt. Die feuerfeste Zustellung ist gefährdet, vor allem wenn die Schlacke noch Eisenoxid enthält. Besonders heftig wirkt bei­ des sich aus, falls weniger metallisiertes Schwammeisen eingeschmolzen wird. Bisher schaffte man es nicht, dieses komplexe Geschehen ausreichend zu beherrschen, noch weniger, es zufriedenstellend zu steuern.So far, no process that provides fine ore has Reduce fine coal and then melt it down Found a way into the factories. Everyone is still struggling with big ones  Difficulties in both reducing and on melt. When pre-reducing, some fine ores tend to Baking ("sticking"). The extent of the pre-reduction, the one that best suits the subsequent melting is still controversial. All suggestions show that when melting a lot of gas leaves the bath, with the slag foaming heavily. The refractory delivery is at risk, especially if the Slag still contains iron oxide. Works particularly violently of if less metallized sponge iron is melted down. So far, you have not been able to do this mastering complex events sufficiently, even less, to control it satisfactorily.

In dieser Lage liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ausgehend von Feinerz und Feinkohle ein Verfahren der Schmelzreduktion zu schaffen, das die genannten Unzuläng­ lichkeiten meistert und zugleich Nutzgas in wählbaren Mengen herstellt.In this situation, the invention is based on the object a process based on fine ore and fine coal To create smelting reduction, the shortcomings mentioned mastered options and at the same time useful gas in selectable Produces quantities.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This problem is solved with the features of Claim 1, further embodiments of the invention result from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der in Bild 1 skizzierten Anlage erläutert.An embodiment of the invention is explained using the system outlined in Figure 1.

Es zeigt die drei Stufen dieses Verfahrens.It shows the three Stages of this process.

In der ersten Stufe wird das Feinerz in einem Schwebegas­ wärmetauscher vom entgegenströmenden Reduktionsgas erwärmt und zugleich vorreduziert. Dieser Schwebegaswärmetauscher besteht hier aus den Zyklonen 1, 2 und 3 mit ihren Steigleitungen 4, 5 und 6 sowie ihren Falleitungen 7, 8 und 9.In the first stage, the fine ore is heated in a floating gas heat exchanger by the counter-flowing reducing gas and at the same time pre-reduced. This floating gas heat exchanger consists of the cyclones 1, 2 and 3 with their risers 4, 5 and 6 and their downpipes 7, 8 and 9 .

Das Feinerz 10 wird der Steigleitung 5 des Zyklons 2 aufgegeben, im Zyklon 1 vom Gas getrennt und es verläßt ihn in der Falleitung 7. Bei diesem Mischen und Trennen wird das Feinerz erhitzt. Das warme Feinerz aus der Falleitung 7 ge­ langt in das heißere Gas der Steigleitung 6 des Zyklons 3, mit ihm in den Zyklon 2, in dem es abgetrennt wird. Mit der Falleitung 8 und in der Steigleitung 11 gelangt es in den Zyklon 3, den es mit der Falleitung 9 verläßt.The fine ore 10 is fed to the riser 5 of the cyclone 2 , separated from the gas in the cyclone 1 and it leaves it in the down pipe 7 . The fine ore is heated during this mixing and separation. The warm fine ore from the downpipe 7 reaches ge in the hotter gas of the riser 6 of the cyclone 3 , with it in the cyclone 2 , in which it is separated. With the downpipe 8 and in the riser 11 it enters the cyclone 3 , which it leaves with the downpipe 9 .

Beim Erwärmen in den Steigleitungen 5, 6 und 11 sowie in den Zyklonen 1, 2 und 3 wird fortschreitend das Feinerz so weit reduziert, daß es in der Falleitung 9 vorwiegend metal­ lisiert vorliegt ("Vorschwamm"). Dabei ist auch der Zerfall des Kohlenmonoxids zu Ruß und Kohlensäure merklich.When heating in risers 5, 6 and 11 and in cyclones 1, 2 and 3 , the fine ore is progressively reduced to the extent that it is predominantly metalized in the down pipe 9 ("pre-sponge"). The decomposition of carbon monoxide to soot and carbonic acid is also noticeable.

Bild 1 skizziert einen Schwebegaswärmetauscher mit nur drei Zyklonen. Ausgerüstet mit vier oder fünf Zyklonen in Reihe geschaltet strecken solche das Wärmen und Reduzieren des Feinerzes über einen längeren Weg, bessern etwa die Metallisierung und vermindern die Abgasverluste. Figure 1 outlines a floating gas heat exchanger with only three cyclones. Equipped with four or five cyclones connected in series, these extend the heating and reduction of the fine ore over a longer distance, improve the metallization and reduce exhaust gas losses.

Das verbrauchte Reduktionsgas in der Steigleitung 4 (das Abgas) wird im Entstauber 12 gereinigt und gelangt als maschinenfeines Gas 13 zur Kohlensäurewäsche 14, in der Kohlensäure 15 abgetrennt wird. Das Reingas 16 wird in Umlaufgas 17 und in Nutzgas 18 aufgeteilt. Das Umlaufgas 17 wird dem Flammvergaser 20 zugeführt, ein kennzeichnender Gaskreislauf entsteht, der die erste und die zweite Stufe durchströmt.The used reducing gas in the riser 4 (the exhaust gas) is cleaned in the deduster 12 and reaches the carbon dioxide scrubber 14 , in which carbon dioxide 15 is separated off, as machine-fine gas 13 . The clean gas 16 is divided into circulating gas 17 and useful gas 18 . The circulating gas 17 is fed to the flame gasifier 20 , a characteristic gas circuit is created which flows through the first and the second stage.

In der zweiten Stufe wird der Vorschwamm aus der Falleitung 9 mit dem Umlaufgas 17 und mit dem Sauerstoff 19 gemischt in den Flammvergaser 20 eingeführt. Dem heißen Reduktionsgas 26 wird vor seinem Eintritt in den Flammvergaser 20 Feinkohle 29 beigemischt, die in der Hitze des Gases 26 zu Feinkoks verschwelt. In der Steigleitung 21 verlassen Feinschwamm und Feinkoks mit dem Reduktionsgas den Flammvergaser 20 und treten in den Heißzyklon 22 ein. In ihm werden sie abgetrennt, Feinschwamm und nicht vergaster Feinkoks verlassen ihn in der Falleitung 23, um mit dem Sauerstoff 24 gemischt in den Flammschmelzer 25 einzutreten. In the second stage, the preliminary sponge from the downpipe 9 with the recycle gas 17 and with the oxygen 19 is introduced into the flame gasifier 20 . The hot reducing gas 26 is admixed with fine coal 29 before it enters the flame gasifier 20 , which carbonizes into fine coke in the heat of the gas 26 . In the riser 21 , fine sponge and fine coke with the reducing gas leave the flame gasifier 20 and enter the hot cyclone 22 . They are separated in it, fine sponge and non-gasified fine coke leave it in the downpipe 23 in order to enter the flame melter 25 mixed with the oxygen 24 .

In der dritten Stufe, im Flammschmelzer, wird eingeschmol­ zen. Feinschwamm und Feinkoks aus der Falleitung 23 werden mit dem Sauerstoff 24 gemischt dem Flammschmelzer 25 zugeführt. Aus ihm werden Roheisen und Schlacke 32 wie üblich abgestochen. Das heiße Abgas 26 wird der zweiten Stufe zugeleitet.The third stage, in the flame melter, is used for melting. Fine sponge and fine coke from the downpipe 23 are mixed with the oxygen 24 and fed to the flame melter 25 . Pig iron and slag 32 are tapped from it as usual. The hot exhaust gas 26 is fed to the second stage.

Erfindungsgemäß wird der Vorschwamm aus der Falleitung 9 in einer Flamme fertig reduziert, in der zugleich Feinkoks vergast wird. Erfindungsgemäß wird auch der fertige Feinschwamm aus der Falleitung 23 in einer Flamme eingeschmolzen. Nach sachgerechter Mischung der Partner vor und während des Brennens sind keine örtlichen Überhitzungen möglich, weil sich die Wärme aus der Verbrennung schon beim Entstehen auf alle Teilnehmer verteilt. Es wurde gefunden, daß die an sich bekannte Doppelwirbelkammer sich sehr gut für beide genannten Arbeiten eignet, indem sie sowohl das Vergasen mit dem Fertigreduzieren als auch das Einschmelzen stabil hält.According to the invention, the pre-sponge from the downpipe 9 is completely reduced in a flame in which fine coke is gasified at the same time. According to the invention, the finished fine sponge from the downpipe 23 is also melted in a flame. After the partners have been properly mixed before and during the firing, local overheating is not possible because the heat from the combustion is distributed to all participants as soon as it is created. It has been found that the double vortex chamber known per se is very well suited for both of the above-mentioned works in that it keeps both the gasification with the finished reduction and the melting down stable.

Bild 2 zeigt die zweite Stufe. Figure 2 shows the second stage.

Es umreißt die Arbeit des Flammvergasers 20, der als Doppelwirbelkammer angenähert die Form eines Kegelstumpfes aufweist. Vorschwamm aus der Falleitung 9, Umlaufgas 17 und Sauerstoff 19 werden gemischt und zugleich in den Flammvergaser 20 an seinem oberen, schmalen Ende tangential eingeführt. Der Impuls, mit dem dieses Gemisch in die Kammer eintritt, bewirkt seine lebhafte Rotation um die Längsachse. (Dieser Wirbel ist in Bild 2 nicht skizziert.) Dabei ent­ steht axial ein zentraler Rückstrom, der vom aus dem Flamm­ schmelzer 25 kommendem heißem Gas 26 und dem Feinkoks aus der Feinkohle 29 in ihm verstärkt wird. Die Grenzfläche zwischen Wand- und Rückstrom (zwischen Auf- und Abstrom) wird zu einer ringförmigen Flamme 27, die schnell um die Längsachse kreist. Innerhalb dieser Ringflamme ist die Verwirbelung am stärksten, in ihr verlaufen daher alle chemi­ schen Reaktionen sehr schnell, besonders die Vorgänge zwi­ schen den Gasen und den in ihnen suspendierten Feststoffen. It outlines the work of the flame gasifier 20 , which approximately has the shape of a truncated cone as a double swirl chamber. Vorschwamm from the downpipe 9 , circulating gas 17 and oxygen 19 are mixed and at the same time introduced tangentially into the flame gasifier 20 at its upper, narrow end. The momentum with which this mixture enters the chamber causes its vigorous rotation around the longitudinal axis. (This vortex is not outlined in Figure 2.) This creates a central backflow axially, which is amplified in it by the hot gas 26 coming from the flame 25 and the fine coke from the fine coal 29 . The interface between wall and backflow (between upstream and downstream flow) becomes an annular flame 27 , which quickly circles around the longitudinal axis. The turbulence is strongest within this ring flame, which is why all chemical reactions take place very quickly, especially the processes between the gases and the solids suspended in them.

Erfindungsgemäß wird in dieser Doppelwirbelkammer das für die Vorreduktion erforderliche Gas 11 bereitet, zugleich in ihr die Reduktion des Vorschwammes 9 zu Feinschwamm voll­ zogen, wobei die Ringflamme 27 des Flammvergasers 20 beide Vorgänge vollendet.According to the invention, the gas 11 required for the pre-reduction is prepared in this double swirl chamber, at the same time the reduction of the pre-sponge 9 to fine sponge is fully carried out in it, the ring flame 27 of the flame gasifier 20 completing both processes.

Bild 3 zeigt die dritte Stufe. Figure 3 shows the third stage.

Es umreißt die Arbeit des Flammschmelzers 25, der ebenfalls eine Doppelwirbelkammer ist. Am oberen, schmalen Ende werden Feinschwamm mit Fein­ koks aus der Falleitung 23, Sauerstoff 24 und Kalk 33 gemischt und mit ausrei­ chendem Impuls tangential eingeführt, so daß sich eine Ringflamme 30 bildet, in der Eisen und Schlacke schmelzen. Mit dem Kalk 33 werden auch andere Schlackenbildner dem Flammschmel­ zer 25 aufgegeben. Am Boden sammelt sich ein Bad 31, das während des Prozesses immer kocht. Sein unterschiedlich hoher Badspiegel, selbst sein gelegentliches Aufschäumen stört nicht die Stabilität der Ringflamme 30. Der Abstich 32 liefert, satzweise oder kontinuierlich Roheisen und Schlacke in üblicher Weise. Beim Prozeß entsteht wenig Heißgas 26. In seiner Hitze wird beim Eintreten in den Flammvergaser 20 die Feinkohle 29 verschwelt.It outlines the work of the flame melter 25 , which is also a double swirl chamber. At the upper, narrow end, fine sponge with fine coke from the downpipe 23 , oxygen 24 and lime 33 are mixed and introduced tangentially with sufficient impulse, so that an annular flame 30 forms, in which iron and slag melt. With the lime 33 , other slag formers are given up to the flame melter 25 . A bath 31 , which always boils during the process, collects on the floor. Its bath level of different heights, even its occasional foaming, does not disturb the stability of the ring flame 30 . The tapping 32 delivers, in batches or continuously, pig iron and slag in the usual way. Little hot gas 26 is produced during the process. In its heat, the fine coal 29 is carbonized when it enters the flame gasifier 20 .

In der Hitze des Flammschmelzers 25 verdampfen Alkalien (Kalium und Natrium), auch Zink und Blei. Stromab des Gas­ flusses, in den kälteren Bereichen der zweiten und ersten Stufe, kondensieren und/oder sublimieren diese Schadstoffe. Mit dem Vorschwamm aus der Falleitung 9 und dem Feinschwamm aus der Falleitung 23 gelangen Konden­ sat und/oder Sublimat in den Flammschmelzer 25 zurück, in dem sie erneut verdampfen. Ein Kreislauf entsteht, in dem alle Schadstoffe sich anreichern. Nach kurzer Zeit schon bildet sich zuviel Kondensat und/oder Sublimat, was zu Ansätzen führt, die den Betrieb gefährden.In the heat of flame melter 25 , alkalis (potassium and sodium), also zinc and lead, evaporate. Downstream of the gas flow, in the colder areas of the second and first stage, these pollutants condense and / or sublimate. With the pre-sponge from the downpipe 9 and the fine sponge from the downpipe 23 , condensate sat and / or sublimate return to the flame melter 25 , in which they evaporate again. A cycle is created in which all pollutants accumulate. After a short time, too much condensate and / or sublimate is formed, which leads to approaches that endanger operation.

Erfindungsgemäß verringert der Bypass ("by-pass") 34 alle Nachteile, die der Kreislauf der Schadstoffe verursacht auf ein erträgliches Maß, indem er vom heißen Abgas 26 einen Teil entnimmt, ihn reinigt und ihn als Traggas für die Fein­ kohle 29 verwendet. Zugleich gestattet dieses Vorgehen, den Reststaub 28, der in der Gasreinigung 12 anfällt, dem Flammschmelzer 25 aufzugeben. Beim Reinigen der geringen Gasmenge aus dem Bypass 34 gewinnt man einen Staub, der neben Alkalien viel Zink und viel Blei enthält und daher sich leichter aufarbeiten läßt.According to the bypass ("by-pass") 34 reduces all the disadvantages that the cycle of pollutants causes to a tolerable level by taking part of the hot exhaust gas 26 , cleans it and uses it as a carrier gas for the fine coal 29 . At the same time, this procedure allows the residual dust 28 which arises in the gas cleaning 12 to be fed to the flame melter 25 . When cleaning the small amount of gas from the bypass 34 , you get a dust that contains a lot of zinc and a lot of lead in addition to alkalis and is therefore easier to work up.

Diese Erfindung gestattet es, während des laufenden Schmel­ zens das Nutzgas 18 in wechselnden Mengen zu entnehmen, ohne dabei die Leistung an Roheisen zu ändern. Zweigt man mehr Nutzgas 18 ab, dann sinkt das Umlaufgas 17 und mit ihm die Gasmenge 11. Die erste Stufe jedoch fordert, daß die Gas­ menge 11 unverändert bleibt. Folglich muß frisches Gas im Flammvergaser 20 aus dem Sauerstoff 19, aus der Feinkohle 29 sowie aus Kohlensäure und/oder Wasserdampf (in Bild 1 nicht skizziert) bereitet werden, um das fehlende Umlaufgas 17 zu ergänzen und um die Gasmenge 11 gleich zu halten. Dabei wirkt der restliche Wüstit im Vorschwamm aus der Falleitung 9 wie Kohlensäure und/oder Wasserdampf als Sauerstoffträger für die Vergasung.This invention makes it possible to remove the useful gas 18 in varying amounts while the melt is running, without changing the output of pig iron. If more useful gas 18 is branched off, then the circulating gas 17 and with it the gas quantity 11 decrease. The first stage, however, requires that the amount of gas 11 remains unchanged. Consequently, fresh gas must be prepared in the flame gasifier 20 from the oxygen 19 , from the fine coal 29 and from carbon dioxide and / or water vapor (not sketched in Figure 1) in order to supplement the missing circulating gas 17 and to keep the gas quantity 11 the same. The remaining wustite in the pre-sponge from the downpipe 9, such as carbonic acid and / or water vapor, acts as an oxygen carrier for the gasification.

Dieses Verfahren arbeitet vorteilhaft mit Überdruck in allen drei Stufen. Im Flammschmelzer sind 5,0 bar noch gut zu beherrschen.This process works advantageously with overpressure in all three levels. In the flame melter, 5.0 bar is still good dominate.

Feinerz unter 0,2 mm läßt sich gut verarbeiten, wenig Überkorn stört nicht.Fine ore under 0.2 mm can be processed well, little Oversize does not bother.

Feinkohle sollte trocken auf unter 0,2 mm aufgemahlen sein, Sorten mit höherem Aschegehalt sollten feiner vorliegen. Der Kalk sollte auf unter 0,2 mm gemahlen sein, auch die übrigen Schlackenbildner.Fine coal should be dry ground to less than 0.2 mm, Varieties with a higher ash content should be finer. The lime should be ground to less than 0.2 mm, including that remaining slag generator.

Im Flammvergaser 20 kann eine Temperatur zwischen 800 und 1200°C gewählt werden.A temperature between 800 and 1200 ° C. can be selected in the flame gasifier 20 .

Im Flammschmelzer 25 wird Roheisen zwischen 1300 und 1650°C erschmolzen. Pig iron is smelted between 1300 and 1650 ° C in the flame melter 25 .

Diese Erfindung bietet eine Reihe von wirtschaftlichen Vorteilen:This invention offers a number of economical Advantages:

Die Kosten der Anlage sind deutlich geringer als die herkömmlichen Hochöfen, vor allem weil Sintern und Verkoken fortfallen und weil die Durchsatzzeit der Rohstoffe sehr kurz ist.The cost of the plant is significantly lower than that conventional blast furnaces, mainly because of sintering and coking and because the throughput time of the raw materials is very low is short.

Auch die Betriebskosten sind niedriger, vor allem weil rohes Feinerz und rohe Feinkohle verarbeitet werden.The operating costs are also lower, mainly because raw Fine ore and raw coal are processed.

Der Umweltschutz ist erleichtert: Keine giftigen Abwässer sind zu entsorgen, keine Stickoxide entstehen.Environmental protection is easier: there are no toxic wastewater to dispose of, no nitrogen oxides are generated.

Alle Betriebsstoffe lassen sich pneumatisch fördern und dosieren. Der Reststaub ist verwertbar.All operating materials can be conveyed pneumatically and dose. The residual dust is recyclable.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Erschmelzen von Roheisen und zum Herstellen von Nutzgas in wählbaren Mengen aus Feinerz und Feinkohle in drei Stufen, wobei die erste Stufe ein Schwebegaswärmetauscher für die Vorreduktion ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die zweite Stufe als Flammvergaser als auch die dritte Stufe als Flammschmelzer Doppelwirbelkammern sind.1. Device for melting pig iron and for producing useful gas in selectable quantities from fine ore and fine coal in three stages, the first stage being a floating gas heat exchanger for the pre-reduction, characterized in that both the second stage as a flame gasifier and the third stage as Flame melters are double swirl chambers. 2. Verfahren zum Erschmelzen von Roheisen und zum Herstellen von Nutzgas in wählbaren Mengen in drei Stufen, wobei in einer ersten Stufe das Feinerz in einem Schwebegaswärmetauscher zu einem teilmetal­ lisierten Eisenschwamm vorreduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Stufe, die zugleich Feinkohle zu Reduktionsgas umsetzt, der entstandene Eisenschwamm in einem Flammvergaser zu Feinschwamm fertig redu­ ziert wird, und in einer dritten Stufe der Feinschwamm in einem Flammschmelzer zu Roheisen eingeschmolzen wird. 2. Process for melting pig iron and for Production of useful gas in selectable quantities in three Stages, whereby in a first stage the fine ore in a suspended gas heat exchanger to a partial metal pre-reduced iron sponge, characterized in that in a second stage, which is also fine coal at the same time Converts reducing gas, the sponge iron reduced to fine sponge in a flame gasifier is adorned, and in a third stage the Fine sponge in a flame melter to cast iron is melted down.   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Abgas der ersten Stufe Kohlensäure entfernt und vom so gewonnenen Reduktionsgas ein Teil der zweiten Stufe zugeführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that carbon dioxide removed from the exhaust gas of the first stage and part of the reduction gas thus obtained is fed to the second stage. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gaskreislaufs vom Abgas der ersten Stufe Nutzgas in wählbaren Mengen entnommen wird, wobei die entnommene Gasmenge in der zweiten Stufe, im Flammvergaser, durch Vergasung von zusätzlicher Feinkohle mit Kohlensäure und/oder Wasserdampf ausgeglichen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that within the gas cycle from the exhaust gas of the first Commercial gas level in selectable quantities is withdrawn, the amount of gas withdrawn in the second stage, in the flame gasifier, by gasifying additional fine coal with carbon dioxide and / or Water vapor is balanced. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgas der dritten Stufe, des Flammschmelzers, ein Teil entnommen wird, der, nachdem er von den Schadstoffen gereinigt ist, als Fördergas für die Feinkohle dient.5. The method according to claims 2 to 4, characterized in that the exhaust gas from the third stage, the flame melter, a part is removed, which after being removed from the Pollutants is cleaned as a conveying gas for the Fine coal is used.
DE19893905058 1989-02-18 1989-02-18 Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal) Expired - Lifetime DE3905058C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893905058 DE3905058C1 (en) 1989-02-18 1989-02-18 Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal)
DE19893934023 DE3934023C1 (en) 1989-02-18 1989-10-12 Device for melting of pig iron - and impellent prepn. from coal and ore

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19893905058 DE3905058C1 (en) 1989-02-18 1989-02-18 Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3905058C1 true DE3905058C1 (en) 1990-07-12

Family

ID=6374448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19893905058 Expired - Lifetime DE3905058C1 (en) 1989-02-18 1989-02-18 Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal)

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3905058C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4206828A1 (en) * 1992-03-04 1993-09-30 Tech Resources Pty Ltd Melting reduction process with high productivity
EP0921200A1 (en) * 1997-12-03 1999-06-09 Sidmar N.V. Process and apparatus for reducing iron oxides and melting iron

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE508966C (en) * 1924-06-01 1930-09-29 Eisen Und Stahlwerk Hoesch A G Steelmaking process carried out in the converter
DE1272324B (en) * 1960-02-08 1968-07-11 Yukio Nogiwa Cyclone system for heating fine-grained goods
DE2132150B2 (en) * 1971-06-29 1980-07-24 Wasmuht, Jobst-Thomas, Dr.-Ing., 4600 Dortmund Process for the direct manufacture of steel
DE2655813B2 (en) * 1976-12-09 1980-10-23 Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln Process and plant for the direct and continuous extraction of iron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE508966C (en) * 1924-06-01 1930-09-29 Eisen Und Stahlwerk Hoesch A G Steelmaking process carried out in the converter
DE1272324B (en) * 1960-02-08 1968-07-11 Yukio Nogiwa Cyclone system for heating fine-grained goods
DE2132150B2 (en) * 1971-06-29 1980-07-24 Wasmuht, Jobst-Thomas, Dr.-Ing., 4600 Dortmund Process for the direct manufacture of steel
DE2655813B2 (en) * 1976-12-09 1980-10-23 Kloeckner-Humboldt-Deutz Ag, 5000 Koeln Process and plant for the direct and continuous extraction of iron

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Metallurgie, Teil I: Eisenerzeugung, Bd. 2, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1982, S.235-267 *
Stahl und Eisen, 108, 1988, S. 24-28 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4206828A1 (en) * 1992-03-04 1993-09-30 Tech Resources Pty Ltd Melting reduction process with high productivity
EP0921200A1 (en) * 1997-12-03 1999-06-09 Sidmar N.V. Process and apparatus for reducing iron oxides and melting iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0126391B2 (en) Iron production method
EP0255180B1 (en) Process for the reduction of ferrous fine-grained materials by means of reducing agents containing solid carbon
DE3535572C2 (en)
DE2629743C2 (en) Process for the production of a pre-reduced product
EP0182775B1 (en) Process for the production of molten pig iron or steel pre-products as well as arrangement for carrying out the process
DE2401909A1 (en) METHOD FOR PRODUCING STEEL
EP0043373B1 (en) Process and device for continuous reduction and melting of metal oxides and/or prereduced metal materials
EP0174291B1 (en) Process and installation for melting metals for non-ferrous oxidic and/or finely ground sulfidic ores or concentrates
EP0193488A1 (en) Process and apparatus for producing sponge iron and liquid pig iron
AT405293B (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING MOLTEN IRON USING COAL
DE3100767A1 (en) &#34;METHOD AND PLANT FOR REDUCING AN IRON OXIDE MATERIAL IN A FLUIDIZED LAYER&#34;
EP0236669B1 (en) Method for producing molten pig iron or steel pre-material
EP0183677A3 (en) Process and apparatus for the direct reduction of iron ores and melting the reduced ores into a melter gasifier
EP0143106B1 (en) Method of working up heavy metal-containing residues from the chemical industry
DE2132150B2 (en) Process for the direct manufacture of steel
DE2655813A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DIRECT IRON PRODUCTION
EP0315825B1 (en) Pretreatment of a carbonaceous carrier
DE3905058C1 (en) Apparatus and process for smelting pig iron and for producing useful gas from fine ore and coal screenings (small coal)
EP0195770A1 (en) Process for the production of molten pig iron or steel pre-products
DD201807A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR DIRECT REDUCTION OF IRON OXIDE
DE3644775A1 (en) METHOD FOR THE PRODUCTION OF RAW IRON
AT213932B (en) Process and device for smelting powdery or fine-grained ores
DD237523A5 (en) METHOD FOR MELTING METALS FROM OXIDIC AND / OR FINE-COLORED SULPHIDIC NON-STEEL METAL CARBINES, AND CONCENTRATES, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS METHOD
DE1137056B (en) Method and device for the extraction of iron
EP0533866B1 (en) Process and reduction and melting furnace for producing liquid metal from fine metal oxide particles

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3934023

Format of ref document f/p: P

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee