DE4330003C1

DE4330003C1 - Verfahren zur Herstellung von Roheisen in einem koksbeheizten Schachtofen

Info

Publication number: DE4330003C1
Application number: DE4330003A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr Ing Lahr; Werner Dipl Ing Kaulbars; Klaus Dr Ing Scheidig
Original assignee: E S C H ENGINEERING SERVICE CE
Current assignee: E S C H ENGINEERING SERVICE CE
Priority date: 1993-09-04
Filing date: 1993-09-04
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2013-09-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus insbesondere mit organischen Fremdstoffen behafteten oder mit organischen Fremdstoffen vermischten Eisenträgern in einem Schachtofen, der mit Windformen sowie mit einer im Oberteil des Schachtofens angeordneten Gasabführung ausgestattet ist, wobei ein Schachtofenabgas den Windformen mittels einer Gasleitung zugeführt wird.

Bekannt ist, im Hoch- und Kupolofen unter Einsatz von Heißwind und Koks flüssiges Roh- bzw. Gußeisen zu erzeugen. Es besteht grundsätzlich die Aufgabe, den auf die erzeugte Eisenmenge bezogenen Koksverbrauch zu minimieren, dabei jedoch die erforderliche Temperatur und chemische Zusammensetzung des Eisens zu gewährleisten. Die größte Anwendungsbreite fanden, als dafür geeignete technische Maßnahmen, die Erhöhung der Windtemperatur, Sauerstoffanreicherung des Windes und der Einsatz von in die Windformen eingebrachten Zusatzbrennstoffen.

Weiterhin ist das Rückführen von Gichtgas zu den Windformen eines Hochofens nach DE-OS 17 83 065 bekannt, wobei ein aus dem Gichtgas gewonnenes Kreislaufgas gemeinsam mit Sauerstoff zugeführt wird. Der hier angestrebte Effekt, den Anteil der indirekten Reduktion zu erhöhen, wird durch eine CO₂-Wäsche des Kreislaufgases erreicht. Eine Rückführung eines in seiner Zusammensetzung unveränderten Gichtgases, die in der DE-OS 17 83 065 nicht ausgeschlossen ist, erscheint am Hochofen zunächst als wenig zweckmäßig.

Sind jedoch in den festen Materialien, die einem Hoch- oder Kupolofen von oben zugeführt werden, organische Stoffe, wie z. B. im Schrott enthaltene Kunststoffteile, Beschichtungen oder zu entsorgende Reststoffe enthalten, so werden aus diesen, in dem Maße wie sie sich im Ofenschacht nach unten bewegen und dabei erwärmt und zum Teil gecrackt werden, flüchtige Bestandteile teilweise oder ganz endotherm ausgetrieben und schließlich in das Abgas überführt. In diesem Falle ist es allgemein zweckmäßig, wenn dieses Gas den Windformen zugeführt wird, da praktisch ein Zusatzbrennstoff enthalten ist, der ansonsten dem Schachtofenprozeß verloren ginge und durch dessen Nutzung der genannte endotherme Effekt zumindest kompensiert wird. Eine derartige technische Lösung bereitet jedoch bei ihrer Durchführung Probleme, da die im wärmeren Bereich des Schachtofens in die Gasphase übergegangenen organischen Stoffe auf ihrem Weg nach oben naturgemäß abgekühlt werden und teilweise kondensieren. Da dieser Prozeß an den kühleren Wänden besonders in Erscheinung tritt, führt dies zwangsläufig zu Ablagerungen organischer Stoffe, insbesondere langkettiger Kohlenwasserstoffe, an den Wänden der Gasabführungsleitungen und letztlich zu Einschränkungen der Funktionssicherheit.

Deshalb ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Roheisen in einem Schachtofen zu zeigen, das es ermöglicht, Schachtofenabgas auch dann den Windformen des koksbeheizten Schachtofens zuzuführen, wenn unter den zugeführten festen Materialien organische Stoffe vertreten sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schachtofenabgas von der Gasabführung in nach unten in Flußrichtung geneigten oder in senkrechten, weitestgehend wärmeisolierten Gasleitungen den Windformen zugeführt wird und daß das Schachtofenabgas dabei erwärmt oder zumindest nicht gekühlt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß organische Bestandteile, die beim Absinken im Schacht des Schachtofens verdampft werden und mit nach oben strömenden Gasen in kältere Bereiche des Schachtofens gelangen, dort kondensieren, schließlich in die Gasabführung eindringen und sich in der Gasabführung nach unten bewegen, sofort bei ihrem Eindringen in diese Gasabführungen zumindest nicht gekühlt, dann erwärmt und schließlich wieder verdampft werden. Dadurch wird verhindert, daß es in einem Teil der Gasabführung oder der Gasleitung zu Ablagerungen organischer Bestandteile kommt. Dadurch, daß das Schachtofenabgas von der Gasabführung zu den Windformen in nach unten in Flußrichtung geneigten oder senkrechten weitgehend wärmeisolierten Gasleitungen geführt wird, ist zu erreichen, daß eventuell entstandene Niederschläge organischer Bestandteile, die noch zu verdampfen sind, sich nicht stauen können und durch die Schwerkraft und die Erwärmung in der Gasleitung nach unten in Richtung der Windformen bewegen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Schachtofenabgas in einem in die Gasleitung integrierten Rekuperator erwärmt wird, wobei der Rekuperator möglichst nahe an der Gasabführung angeordnet wird. Durch diese Lösung wird erreicht, daß mittels des eine kompakte Anlage darstellenden Rekuperators auch größere Wärmeleistungen an das Schachtofenabgas übertragen werden, die letztlich dem Energiehaushalt des Schachtofens zu gute kommen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Rekuperator mit verbranntem gereinigtem Schachtofenabgas beheizt wird. Durch diese Lösung wird der Effekt erreicht, daß im Prozeß selbst hergestellte Energieträger genutzt werden, um Energie dem Prozeß selbst wieder zuzuführen.

Wird das überschüssige Schachtofenabgas einer Gasreinigung und einer weiteren Gasverwertung zugeführt, nachdem es in dem Rekuperator erhitzt wurde, ergibt sich der Vorteil, daß das Schachtofengas mit Sicherheit keine flüssigen Bestandteile mehr enthält. In diesem Falle wäre z. B. eine Verbrennung des überschüssigen ungereinigten Schachtofenabgases vorteilhaft, der eine Verwertung in einem speziellen bekannten Abhitzekessel für ungereinigte verbrannte Schachtofenabgase folgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des folgenden Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt das Schema eines koksbeheizten Kupolofens, der im Oberteil mit der Gasabführung 1, einer Gaszuführung 2 zu einem Rekuperator 3, im Unterteil mit Windformen 4, die durch eine Gasleitung 5 mit dem Rekuperator 3 verbunden sind und einer Abführung 6 für überschüssiges Kupolofengas zu einer einem Abhitzekessel 7 für ungereinigte verbrannte Gase vorgeschalteten Brennkammer 8 ausgerüstet ist. In der Gasleitung 5 und der Abführung 6 sind Regelklappen 9 bzw. 10 angeordnet. Das Schachtofengas, hier als Kupolofengas, das aus der Gasleitung 5 den Windformen 4 zugeführt wird, wird durch die Injektorwirkung des Windes in die Windformen 4 gesaugt. Das Kupolofenabgas wird in der Gasabführung 1 in einer schräg nach unten geführten Gaszuführung 2 dem Rekuperator 3 zugeführt. Im Rekuperator 3 wird das Kupolofenabgas durch ein Heizgas, das den Rekuperator 3 durchströmt, erwärmt. Das in dem Rekuperator 3 erwärmte Kupolofengas wird den Windformen 4 und der Abführung 6 zugeführt. In den Windformen 4 wird das Kupolofengas durch die kinetische Energie des in die Windformen 4 eingebrachten Kupolofenwindes, der aus der Zuführung 2 den Windformen 4 zugeführt wird, angesaugt. Mittels der Regelklappen 9 und 10 werden die Mengenanteile an Kupolofengas, die den Windformen 4 bzw. der Brennkammer 6 zugeführt werden sowie die gesamte die Gaszuführung 2 durchströmende Menge an Kupolofengas eingestellt. Das überschüssige Kupolofengas wird in der Brennkammer 8 verbrannt. Die dabei frei werdende Wärme wird danach im Abhitzekessel 7 zur Dampferzeugung und zur Erwärmung des Kupolofenwindes genutzt.

Bezugszeichenliste

1 Gasabführung
2 Gaszuführung
3 Rekuperator
4 Windformen
5 Gasleitung
6 Abführung
7 Abhitzekessel
8 Brennkammer
9, 10 Regelklappen

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus insbesondere mit organischen Fremdstoffen behafteten oder mit organischen Fremdstoffen vermischten Eisenträgern in einem Schachtofen, der mit Windformen sowie mit einer im Oberteil des Schachtofens angeordneten Gasabführung ausgestattet ist, wobei ein Schachtofenabgas den Windformen mittels einer Gasleitung zugeführt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Schachtofenabgas von der Gasabführung in nach unten in Flußrichtung geneigten oder in senkrechten, weitestgehend wärmeisolierten Gasleitungen den Windformen zugeführt wird und daß das Schachtofenabgas dabei erwärmt oder zumindest nicht gekühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Schachtofenabgas in einem in die Gasleitung integrierten Rekuperator erwärmt wird, wobei der Rekuperator möglichst nahe an der Gasabführung angeordnet wird.

3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Rekuperator mit verbranntem gereinigtem Schachtofenabgas beheizt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß überschüssiges Schachtofenabgas einer Gasreinigung und weiteren Gasverwertung zugeführt wird, nachdem es in dem Rekuperator erhitzt wurde.