DE69318995T2

DE69318995T2 - Führung eines Hochofens

Info

Publication number: DE69318995T2
Application number: DE69318995T
Authority: DE
Inventors: David Rupert Wolverhampton West Midlands Wv8 2Eu Westley
Original assignee: BOC Group Ltd
Current assignee: BOC Group Ltd
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1993-01-22
Publication date: 1999-03-04
Anticipated expiration: 2013-01-23
Also published as: JPH0611262A; US5304232A; CA2088438A1; TR26856A; GB9202073D0; DE69318995D1; EP0554022A3; EP0554022A2; US5346183A; EP0554022B1; AU657034B2; AU3204193A; ATE167281T1; TW232711B

Description

Diese Erfindung betrifft das Betreiben vertikaler Schachtöfen, beispielsweise zum Schmelzen von Metall. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Betreiben von Kupolöfen zum Schmelzen von Eisenmetall.
Kupolöfen werden in Gießereien weitverbreitet zum Schmelzen von Roheisen, Eisenschrott und Stahlschrott oder Gemischen hiervon eingesetzt. Zum Betrieb eines herkömmlichen Kupolofens wird an dessen Boden ein rotes heißes Koksbett hergestellt. Das Koksbett wird durch Zuführen von Blasluft durch Blasdüsen, welche die Luft mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit in das Bett einleiten, auf der gewünschten Temperatur gehalten. In den Schacht des Kupolofens wird eine aus abwechselnden Schichten von zu schmelzendem Metall und Koks bestehende Charge eingebracht. Durch die exotherme Reaktion der Blasluft mit dem Koksbett erzeugte heiße Gas steigen durch den Schacht des Kupolofens nach oben und Schmelzen das Metall in ausreichendem Maße, so daß sich unmittelbar oberhalb des Koksbetts ein Bereich geschmolzenen Metalls bildet. Das geschmolzene Metall sickert durch das Koksbett hindurch und wird durch Strahlung von dem Koks überhitzt. Von Zeit zu Zeit wird geschmolzenes Metall vom Boden des Kupolofens in eine in der Gießerei benutzte Pfanne abgestochen. Alternativ kann das geschmolzene Metall kontinuierlich abgeleitet und in einem geeigneten Behälter gesammelt werden. Obwohl der Koks in dem Bett durch die Reaktion mit der Sauerstoffkomponente der Blasluft fortschreitend verbraucht wird, erneuern die Koksschichten in der Charge das Bett, und der Koks wird während des ganzen Betriebs des Kupolofens auf einer ausreichenden Tiefe gehalten. Es entspricht auch herkömmlicher Praxis, in der Charge Kalkstein oder andere schlackenbildenden Mittel, Ferrosilizium oder andere Eisenlegierungen zur Verbesserung der metallurgischen Eigenschaften des Metalls während des Schmelzvorgangs einzusetzen.
Es ist ein breiter Bereich von verschiedenen Varianten dieses grundsätzlichen Verfahrens zum Betreiben eines Kupolofens bekannt. Beispielsweise kann die Lufteinblasung ohne Vorwärmung erfolgen. Kupolöfen, die in dieser Weise arbeiten, sind als Kaltwind-Kupolöfen bekannt. Alternativ dazu kann die Blasluft vorgeheizt werden. Solche Kupolöfen sind als Heißwind-Kupolöfen bekannt. Gewünschtenfalls kann die Blasluft mit Sauerstoff angereichert werden, um die Sauerstoffkonzentration der Luft um typischerweise 2 bis 4 Vol.-% anzuheben. Der vorzugsweise kann der Sauerstoff durch Lanzen in Form von Hochgeschwindigkeitsstrahlen in das Koksbett eingeleitet werden. Die Lanzen sind unterhalb der Blasdüsen angeordnet (siehe GB-A-914 904) oder können durch Blasdüsen hindurchverlaufen (siehe GB-A-1 006 274). Wie in der EP-A-56 644 beschrieben ist, können die Sauerstoffstrahlen jeweils mit Überschallgeschwindigkeit in den Kupolofen eintreten. Alle die oben beschriebenen Varianten, die Sauerstoff einsetzen, haben zwei Hauptvorteile. Zum ersten ermöglichen sie die Erzeugung höherer Temperaturen in dem Kupolofen und deshalb die Abgabe des geschmolzenen Metalls mit höherer Temperatur. Zum zweiten ermöglichen sie eine Steigerung des Durchsatzes des geschmolzenen Metalls.
In der GB-A-1 500 511 wird vorgeschlagen, einen herkömmlichen Blasluft-Kupolofen durch Hinzunahme von Oxy-Brennstoffbrennern zu modifizieren, um eine zusätzliche Erhitzung zum Schmelzen des Metalls zu erzeugen.
Demzufolge besteht dort eine geringere Notwendigkeit zur Wärmeerzeugung durch die Reaktion zwischen der Blasluft und dem Koksbett. Als Ergebnis kann die Koksmenge in der Charge verringert werden.
Alle die oben beschriebenen Verfahren zum Betreiben von Kupolöfen haben einen gemeinsamen Nachteil, nämlich daß aus dem oberen Ende des Kupolofens sichtbarer Rauch austritt, der stark mit Teilchen beladen ist. Obwohl es möglich ist, diesen Rauch zur Verringerung seines Teilchengehalts zu behandeln, um ihn für den Austritt in die Atmosphäre weniger ungeeignet zu machen, sind die Kosten dafür hoch. Deshalb besteht ein wachsender Bedarf für Verfahren zum Betrieben von Kupolöfen, die nicht unvermeidbar einen sichtbaren teilchenbeladenen Rauch erzeugen.
Um diesen Bedarf zu entsprechen, ist ein Kupolofen entwickelt worden, der weder eine Lufteinblasung noch Koks verwendet. Stattdessen werden dort Luft-Brennstoff-Brenner eingesetzt, um das Eisenmetall durch Wärmekonvektion zu schmelzen, und es wird ein Bett aus Keramikkugeln eingesetzt, um das geschmolzene Metall durch Strahlungswärme zu überhitzen. Das Bett aus keramischen Kugeln ist auf einem wassergekühlten Gitter abgestützt. Unmittelbar unterhalb des Gitters befindet sich ein Hohlraum, in welchem die Brennerflammen hineinverlaufen. Die heißen Verbrennungsgase steigen in dem Ofen auf, erhitzen die Keramikkugeln und schmelzen das Eisenmetall. Das resultierende geschmolzene Metall fällt durch die Keramikkugeln hindurch und wird durch von diesen abgestrahlte Wärme überhitzt. Es besteht daher keine Notwendigkeit, irgendwelchen Koks in der Charge für den Kupolofen zu verwenden, und vorausgesetzt, daß das Eisenmetall in der Charge frei von Öl oder anderen derartigen Verunreinigungen ist, wird kein sichtbarer Rauch emittiert. In der Praxis haben sich eine Anzahl von Nachteilen des Betriebs solcher Kupolöfen gezeigt. Zum ersten ergeben sich Schwierigkeiten, das geschmolzene Metall mit ausreichender Temperatur zu erzeugen. Des weiteren neigt das wassergekühlte Gitter zum Schadhaftwerden, wenn innerhalb des Kupolofens übermäßige Temperaturen erzeugt werden. Es hat sich auch gezeigt, daß gesteigerte Zugaben von Ferrosilizium erforderlich sind, um sicherzustellen, daß ein geschmolzenes Eisenmetall einen gewünschten Siliziumgehalt aufweist. In ähnlicher Weise ist es notwendig, dem geschmolzenen Metall Kohlenstoff zuzugeben, typischerweise in Form von Graphit, um einen gewünschten Kohlenstoffgehalt zu erhalten, nachdem kein Koks mehr in der Charge verwendet wird. Des weiteren haben die Keramikkugeln nur eine begrenzte Standzeit, da sie zum Erodieren durch das geschmolzene Metall neigen. Daher besteht eine Notwendigkeit, die Kugeln kontinuierlich zu ersetzen, weitgehend in gleicher Weise, wie es in einem herkömmlichen Kupolofen mit Lufteinblasung notwendig ist, Koks in der Charge zu verwenden, um den Koks zu ersetzen, der durch Reaktion mit Sauerstoff in dem Bett am Boden den Kupolofens verbraucht wird.
Daher besteht ein Bedürfnis für ein alternatives Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens, das nicht notwendigerweise die Emission großer Mengen sichtbarer, teilchenbeladenen Rauches aus den Ofen nach sich zieht, aber trotzdem die Produktion von Metall, insbesondere von Eisenmetall, bei einer für das direkte Gießen von Konstruktionsgußeisen ohne Notwendigkeit einer zusätzlichen Heizeinrichtung wie beispielsweise eines elektrischen Doppelofens zu erleichtern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines vertikalen Schachtofens vorgesehen, welcher umfaßt das Herstellen eines heißen Koksbetts in einem Bodenbereich des Ofens, das Beschicken des Ofens mit zu schmelzendem Metall und mit Koks, das Verbrennen mindestens einer Brennstoffströmung mit sauerstoffangereicherter Luft, um einen stöchiometrischen Sauerstoffüberschuß über denjenigen zu erzeugen, der für eine vollständige Verbrennung des Brennstoff erforderlich ist, und dadurch ein heißes, auch sauerstoffenthaltendes Gasgemisch zu bilden, Einleiten des heißen Gasgemisches in den Schachtofen und Hindurchströmenlassen des Gasgemischs nach oben durch die Ofenbeschickung, wodurch der Sauerstoff in dem heißen Gasgemisch mit der Koksbeschickung derart reagiert, daß ein Teil der Koksbeschickung verbraucht wird, wobei weiter dem Metall durch das heiße Gasgemisch und durch die Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Koks ausreichend Wärme zugeführt wird, um das Metall ohne erforderliche Lufteinblasung in den Ofen zu schmelzen, wobei keine Blasluft eingeleitet wird und das so gebildete geschmolzene Metall unter Schwerkraftwirkung durch das heiße Koksbett nach unten fließt, weiter umfassend das Einleiten mindestens eines Strahls aus Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft in das heiße Koksbett mit einem Durchsatz von 0,5 bis 5% des Durchsatzes, mit welchem Luft zum Zwecke der Brennstoffverbrennung eingeleitet wird, um das Bett auf einer ausreichen den Temperatur zu halten, damit das geschmolzene Metall während seines Hindurchfließens durch das heiße Koksbett überhitzt wird, und das Ablassen von überhitztem geschmolzenem Metall aus dem Ofen.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung zum Schmelzen von Eisenmetall in einem Kupolofen im Vergleich zu herkömmlichen Heißwind- und Kaltwind-Kupolöfen überraschend wenig sichtbarer Rauch emittiert wird. Obwohl nicht vollständig verstanden wird, warum dieses Ergebnis erzielt wird, wird es dem Umstand zugeschrieben, daß durch die Verbrennung mindestens eines Brennstoffstroms die Erzeugung eines Hochtemperaturstroms an sauerstoffhaltigem Gasgemisch ermöglich wird. Dieses Gasgemisch wird typischerweise bei einer Temperatur von 900 bis 1100ºC erzeugt. Solche Temperaturen liegen deutlich oberhalb denjenigen, mit welchen Luft in den Schacht eines herkömmlichen Heißwind- oder Kaltwind-Kupolofens eintritt. Das eine hohe Temperatur aufweisende sauerstoffhaltige Gasgemisch führt vermutlich zur Erzeugung von Bedingungen im Ofenschacht, bei welchen in dem Gas mitgeführte Koksteilchen leichter in gasförmige Produkte oxidiert werden als bei herkömmlichen Heißwind- oder Kaltwind-Kupolöfen, mit dem Ergebnis, daß die Menge des von dem Kupolofen emittierten sichtbaren Rauchs niedrig gehalten wird. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn das heiße Gasgemisch in einer Höhenposition oberhalb der Beschickung mit Luft (oder anderem sauerstoffhaltigem Gas) verdünnt wird) um die Verbrennung von Kohlenmonoxid und irgendwelchen Kohlenstoffteilchen in dem heißen Gas zu begünstigen), und wenn der oder die Brenner nicht nur mit Überschußluft betrieben werden, sondern auch noch mit Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft.
Das Verfahren nach der Erfindung kann so betrieben werden, daß in dem Ofenschacht ein Zustand ausreichend hoher Temperatur erzeugt wird, damit das geschmolzene Metall mit einem ausreichenden Maß an Überhitzung erzeugt wird, d. h. bei einer Temperatur, die in ausreichendem Maße oberhalb des Schmelz punkts des Metalls liegt, damit das Metall leicht zu anderen Behältern zur sofortigen Verwendung in einer Gießerei zur Herstellung von Gußteilen oder dgl. transportierbar ist. Insbesondere hat es sich als möglich erwiesen, beim Schmelzen von Eisenmetall das Metall bei Temperaturen von 1500ºC oder darüber abzustechen. Solche Temperaturen sind im allgemeinen für die meisten Anwendungsfälle von geschmolzenem Eisenmetall in einer Gießerei als ausreichend anerkannt.
Ein dritter größerer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt darin, daß die Temperatur des abgestochenen geschmolzenen Metalls zu einem großen Ausmaß in der Lage ist, unabhängig von der Schmelzrate gesteuert zu werden. Dies ergibt eine beträchtliche Flexibilität der Betriebsweise, so daß die Produktion von geschmolzenem Metall innerhalb eines breiten Bereichs von Produktionsraten unabhängig von der Abstechtemperatur eingestellt werden kann.
Die Vorteile und bevorzugte Merkmale der Erfindung werden unten nach weiter erörtert.
Der Brennstoff ist vorzugsweise ein flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff. Beispielsweise kann der Brennstoff Propan oder Brennöl sein. Die Verbrennung von Brennstoff findet vorzugsweise mit einer verhältnismäßig großen Menge Überschußluft statt, typischerweise von 20 bis 100%, und dadurch ergibt sich ausreichend Sauerstoff in dem Heißgasgemisch, um Koks mit der gewünschten Rate zu oxidieren. Die Schmelzrate des Metalls wird durch die Wärmeübergangsrate von den Verbrennungsgasen auf die Metallbeschickung und die Rate bestimmt, mit welcher der Sauerstoff in den Verbrennungsgasen den Koks ausbrennt. Für eine gegebene Koksbeschickung und einen gegebenen Brennstoffdurchsatz wird die Schmelzrate also durch die Sauerstoffmenge in dem Heißgasgemisch bestimmt, das den oder die Brenner verläßt. Demgemäß kann die Schmelzrate durch Steigerung der Menge der verwendeten Überschußluft gesteigert und durch Verringerung dieser Menge verringert werden. Die Abstichtemperatur des geschmol zenen Metalls kann unabhängig durch die Rate gesteuert werden, mit welchem der oder die Sauerstoff- oder sauerstoffangereicherte Luftstrahl(en) in das Koksbett eingeleitet wird, bzw. werden. Eine solche unabhängige Steuerung der Schmelzrate und der Abstichtemperatur wird dadurch erleichtert, daß der oder die Brenner so angeordnet werden, daß sie die heißen Gase in den Ofen in einer deutlich oberhalb der Höhenposition der Einleitung des bzw. jedes Sauerstoff- oder sauerstoffangereicherten Luftstrahls befindlichen Höhenposition einleiten.
Die Höhendifferenz zwischen diesen Positionen liegt typischerweise im Bereich von 0,5 m oder darüber. Typischerweise liegt das Gewichtsverhältnis von Koks zu Metall in der Beschickung im Bereich von 4 bis 8% beim Schmelzen von Eisenmetall. Dieses Verhältnis schließt jedoch den Koks nicht ein, der vor dem Einbringen von Metall schon im Ofen zur Bildung des Betts vorhanden ist, und ist kleiner als das im allgemeinen bei herkömmlichen Kaltwind-Kupolöfen verwendete Verhältnis. Im allgemeinen nimmt bei einer gegebenen Überschußluftmenge die Schmelzrate mit der Steigerung des Verhältnisses von Koks zu Metall ab. Die Steuerung der Schmelzrate kann auch durch Variieren der Brennstoffdurchsatzrate zum Brenner bzw. zu den Brennern erfolgen.
Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von mit Abständen angeordneten Brennern eingesetzt, um eine im wesentlichen gleichförmige querschnittsmäßige Beheizung der Charge zu erreichen.
Es hat sich gezeigt, daß die Brenner einfach in eine Durchführung durch die Ofenwand verlaufen können, ohne ein unannehmbares Maß an Erosion der Ofenauskleidung oder einer instabilen Flamme zu erzeugen. Gewünschtenfalls kann jedoch der bzw. jeder Brenner die Brennflamme in eine gesonderte Brennkammer außerhalb des Ofens hineinrichten, die mit dem Ofenschacht in Verbindung steht. Der Anwendung einer solchen externen Brennkammer, obwohl sie zur Verringerung des Ausmaßes der Erosion der Ofenauskleidung beiträgt, kann einen gewissen Temperaturverlust in dem Heißgasgemisch mit sich bringen und wird daher im allgemeinen nicht bevorzugt.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung hat das Heißgasgemisch eine Temperatur und einen Sauerstoffgehalt, die ausreichen, um das geschmolzene Metall zu überhitzen, bevor es auf das Koksbett im Bodenbereich des Ofens auftrifft. Eine solche Überhitzung begrenzt die Menge an zusätzlicher Überhitzung, die durch das heiße Koksbett erzeugt werden muß, und begrenzt daher die Wärmemenge, die im Koksbett erzeugt werden muß. Dies wiederum verringert die Rate, mit welcher Sauerstoff bzw. sauerstoffangereicherte Luft in das Bett eingeleitet werden muß, was eine Verringerung der Temperatur an der Grenzfläche zwischen dem Bett und der Ofenwand und dadurch eine Verringerung der Errosionsrate der Wandauskleidung bringen kann.
Die Verdünnungsluft (oder anderes sauerstoffhaltiges Gas) erzeugt typischerweise eine Sekundärflamme bzw. Sekundärflammen innerhalb des Ofenschachts oberhalb der Beschickung. Es hat sich gezeigt, daß das Vorhandensein solcher Sekundärflammen im Bereich des Schafts unmittelbar oberhalb der Beschickung die Kohlenmonoxidmenge in dem aus dem Ofenschacht austretenden Gasgemisch verringert. Typischerweise zeigt sich, wenn Luft zur Unterstützung der Verbrennung des zu dem bzw. jedem Brenner zugeführten Brennstoffs benutzt wird, der Kohlenmonoxidwert im Bereich von 5 bis 6 Vol.-% an einer Abtaststelle etwas unterhalb des Gasauslasses aus dem Ofen liegt. Die Luft, welche die Verbrennung des Brennstoffs unterstützt, ist jedoch vorzugsweise mit Sauerstoff angereichert. Vorzugsweise steigert die Sauerstoffanreicherung den Sauerstoffgehalt der Luft auf einen Wert von bis zu 26 Vol.-%. Eine solche Sauerstoffanreicherung steigert die Temperatur der heißen Verbrennungsgase und erleichert die Reaktion zwischen der Verdünnungsluft und restlichen brennbaren Stoffen darin oberhalb der Beschickung. Tatsächlich hat es sich dadurch als möglich erwiesen, die Emission von sichtbarem Rauch aus dem Ofen zu eliminieren und die oben erwähnte Kohlenmonoxidkonzentration auf weniger als 1% zu reduzieren. Es hat sich weiter gezeigt, daß die Anreicherung der zur Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffstroms bzw. der Brennstoffströme eingesetzten Luft mit Sauerstoff auch die Überhitzung des geschmolzenen Metalls erleichert. Jedoch muß Vorsicht angewendet werden, wenn Sauerstoff angereicherte Luft eingesetzt wird, um das Erzeugen einer so hohen Flammentemperatur zu vermeiden, daß die örtliche Erosion der Ofenauskleidung mit einer solchen Geschwindigkeit fortschreitet, daß die Ofenkonstruktion beschädigt wird oder daß die Auskleidung mit unannehmbarer Rate erodiert wird.
Die Anreicherung der Verbrennungsluft erfolgt vorzugsweise durch Mischen mit Sauerstoff stromauf der Flammenzone des bzw. jedes Brenners. Eine direkte Einleitung des Sauerstoff in die bzw. jede Brennerflamme ist jedoch ebenfalls möglich.
Die Quelle eines Teils der Verdünnungsluft ist typischerweise eine Klappe in dem Ofen, durch welche die Beschickung eingebracht wird. Zusätzliche Luft wird jedoch durch ein Gebläse zugeführt, dessen Auslaß in Verbindung mit dem Ofenschaft in einer Höhenposition oberhalb der Beschickung, aber unterhalb der Klappe steht.
Vorzugsweise wird der Ofenschaft durch Betrieb des mindestens einem Brenners vor dem Beschicken des Ofens vorgeheizt. Typischerweise wird der oder jeder Brenner vor Beginn der Beschickung bis zu einer Stunde betrieben. Außerdem wird bevorzugt, das Koksbett vor Beginn der Beschickung des Ofens auf die gewünschte Betriebstemperatur zu bringen. Demgemäß wird das Bett vorzugsweise angezündet, um eine erhöhte Temperatur zu erzeugen, und dann wird das Einleiten von Sauerstoff begonnen, bevor die Beschickung des Ofens erfolgt.
Während die Verbrennung des Brennstoffstroms die gesamte notwendige Wärme zum Schmelzen des Metalls und vorzugsweise auch für eine gewisse Überhitzung des geschmolzenen Metalls erbringt, stellt das Einleiten des Sauerstoffs bzw. der sauer stoffangereicherten Luft in das Koksbett, wie oben erwähnt, eine Maßnahme zur Steuerung der Auslaßtemepratur des geschmolzenen Metalls dar. Die Rate, mit welcher Sauerstoff zugeführt werden muß, ist nicht besonders groß. Typischerweise liegt diese Rate bei 0,5 bis 5%, vorzugsweise 1,0 bis 2,5% der Rate, mit welcher Luft zum Zwecke der Unterstützung der Verbrennung des Brennstoffs zugeführt wird. Es wird jedoch bevorzugt, daß der Sauerstoff mit besonders hoher Geschwindigkeit eingeleitet wird, beispielsweise mindestens 100 m/s, und vorzugsweise bei Schall- oder Überschallgeschwindigkeit, in Abhängigkeit vom Ofendurchmesser. Außerdem wird bevorzugt, daß der Sauerstoff etwa horizontale in einer zur Längsachse des Ofenschachts senkrechten Ebene eingeleitet wird, um sicherzustellen, daß der Sauerstoff die Mittenbereiche des Koksbetts durchdringen kann und dadurch in der Bettmitte eine hohe Temperatur erzeugt werden kann, während gleichzeitig das Einströmen von nichtreagiertem Sauerstoff in die Beschickung oberhalb des Betts minimiert wird. Vorzugsweise wird eine Mehrzahl mit gegenseitigen Abständen angeordneten Lanzen zum Einleiten des Sauerstoffs in das Bett eingesetzt. Jede Lanze hat vorzugsweise einen solchen Innendurchmesser, daß die bevorzugte Geschwindigkeit erzeugt werden kann. Jede Lanze kann an der Grenzfläche zwischen dem Koksbett und der Ofenwand endigen. Alternativ dazu kann jede Lanze über einen Kanal mit ähnlichem oder gleichem Durchmesser wie der Innendurchmesser der Lanze selbst mit dem Koksbett in Verbindung stehen. Eine solche Anordnung trägt dazu bei, die Erosion der Lanzen im Betrieb minimal zu halten.
Es ist nicht wesentlich, daß der Sauerstoff während des Betriebs des Ofens zum Schmelzen von Metall kontinuierlich in das Koksbett zugeführt wird. Selbst wenn ein kontinuierlicher Betrieb aus metallurgischer Sicht nicht wünschenswert ist, ist es jedoch manchmal wünschenswert, daß Sauerstoff durch jede Lanze kontinuierlich zugeführt wird, um das Auftreten von Verstopfungen zu vermeiden. Deshalb wird bevorzugt, die Rate der Sauerstoffeinleitung von einem Maximum auf ein Mini mum zu variieren. Vorzugsweise wird der Sauerstoff aus einer kommerziell reinen Quelle zugeführt. Alternativ dazu kann die Sauerstoffquelle sauerstoffangereicherte Luft sein. Vorzugsweise beträgt der Sauerstoffanteil in der sauerstoffangereicherten Luft mindestens 50 Vol.-% und höchst vorzugsweise mindestens 90 Vol.-%.
Das Metall und der Koks werden vorzugsweise in abwechselnden Schichten in den Ofen eingebracht. Gewünschtenfalls kann die Beschickung zusätzliche Bestandteile enthalten, beispielsweise ein Schlackenbildungsmittel wie beispielsweise Kalkstein oder eine andere Form von Kalziumkarbonat. Eine legierungsbildende Substanz wie beispielsweise Silizium, z. B. in Form von Ferrosilizium, kann ebenfalls enthalten sein.
Ein Kupolofen kann für den Betrieb nach dem Verfahren nach der Erfindung gebaut werden. Alternativ dazu kann ein ursprünglich für den Betrieb nach einem anderen Verfahren angepaßter Ofen so umgebaut werden, daß er nach dem Verfahren nach der Erfindung betrieben werden kann. Ein Kupolofen mit Lufteinblasung kann durch Anordnung von Luft-Brennstoff- Brennern in den Blasdüsen selbst und Benutzen der Luftquelle zur Speisung der Brenner statt der Blasdüsen und, falls nicht schon vorgesehen, durch Anbringen von Lanzen zur Einleitung von Sauerstoff umgebaut werden.
Das Verfahren nach der Erfindung wird nunmehr beispielshalber unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht eines Kupolofens, und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Kupolofen nach Fig. 1.
Die Zeichnungen sind nicht maßstäblich.
Gemäß den Zeichnungen weist ein Kupolofen 2 einen vertikalen Schacht 4 auf, der zwischen einem Boden 10 und einer Kuppel 6 verläuft. Der Schacht 4 ist durch eine zylindrische Wand 12 gebildet, die aus feuerfesten Ziegeln mit einer inneren feuerfesten Auskleidung 14, typischerweise aus Schamotte auf Siliziumbasis besteht. Nach dem oberen Ende des Kupolofens 2 befindet sich ein Auslaß 16 für heiße Gase. Der Ofen 2 weist eine in seiner Wand gebildete Beschickungstür 8 auf. Unterhalb der Höhenposition der Beschickungstür 8 ist eine Mehrzahl von Lufteinlässen 9 durch die Wand 12 gebildet, und jeder Einlaß 9 steht mit einem Gebläse 11 in Verbindung, das im Betrieb Luft von außerhalb des Ofens ansaugt.
Der Kupolofen 2 ist mit drei Luft-Öl-Brennern 18 ausgestattet, die im Betrieb ihre Flammen durch entsprechende Öffnungen 20 in der Wand 12 in den Kupolofen 2 hineinerzeugen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind die Brennern 18 mit gleichen Abständen am Umfang der Wand 12 angeordnet. Außerdem sind die Öffnungen 20 in gleicher Höhe miteinander angeordnet und haben jeweils eine von der Außenseite zur Innenseite der Wand 12 unter einem Winkel von etwa 10º zur Horizontalen abwärts verlaufende Achse, obwohl dieser Winkel nicht kritisch ist. Jeder Brenner 18 ist mit einem Einlaß 17 für sauerstoffangereicherte Luft und einem Einlaß 19 für Kohlenwasserstoffbrennstoff versehen.
Die Wand 12 weist drei umfangsmäßig angeordnete Öffnungen 22 in einer Höhe unterhalb der Öffnungen 20 auf. Jede Öffnung weist eine äußere Bohrung 21 mit verhältnismäßig großem Durchmesser und eine innere Gegenbohrung 23 mit relativ kleinem Durchmesser auf. Jede Öffnung 22 nimmt das distale Ende einer Lanze 24 in der Bohrung 21 auf. Jede Lanze 24 weist einen verhältnismäßig engen Kanal 25 auf, der gleichen Durchmesser wie die Gegenbohrung 23 der betreffenden Öffnung 22 hat. Jede Lanze 24 ist so positioniert, daß der Kanal 25 koaxial und fluchtend mit der Gegenbohrung 23 der zugehörigen Öffnung 22 ist. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, haben die Lanzen 24 gleiche Abstände um den Umfang der Wand 12. Die Achsen der Öffnungen 22 und der Lanzen 24 verlaufen vorzugsweise horizontal.
Der Kupolofen ist mit einer Schlackenöffnung 26 in der Wand 12 des Schachts 4 ausgestattet, durch welche im Betrieb während des Metallschmelzprozesses gebildete Schlacke ablaufen kann. Unterhalb der Schlackenöffnung 26 ist eine Abstichöffnung 28 durch die Wand 12 des Schachts 4 des Kupolofens 2 gebildet. Im Betrieb kann geschmolzenes Metall von Zeit zu Zeit durch die Abstichöffnung 28 abgestochen werden. Alternativ können auch andere Anordnungen für den Ablauf von Schlacke und geschmolzenem Metall vorgesehen werden. Beispielsweise können Schlacke und Metall beide kontinuierlich über einen herkömmlichen (nicht dargestellten) Frontabschlackkasten abgestochen werden.
Um den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kupolofen zu betreiben, werden die Lanzen 24 mit einer Quelle (nicht dargestellt) kommerziell reinen Sauerstoffs verbunden, und die Brenner 18 werden mit einer Ölquelle (nicht dargestellt) und einer Luftquelle (nicht dargestellt) verbunden. Auf dem Boden des Schachts 4 wird bis zur Höhe des Bodens der Abstichöffnung 28 ein Bett aus Silikasand hergestellt. Sodann wird ein Bett 32 aus Koks bis zur Höhe des Bodens der Öffnungen 20 durch Einbringen von Koks durch die Tür 8 in den Kupolofen 2 hergestellt. Das Bett 22 wird sodann mittels eines Gasbrenners (nicht dargestellt) angezündet, der durch eine untere Tür (nicht dargestellt) in der Wand 12 des Kupolofens 2 in das Bett eingeführt werden kann. Diese Tür kann offengelassen werden, damit ein Luftstrom zur Unterstützung der Verbrennung in das Koksbett eintreten kann. Alternativ dazu kann ein solcher Luftstrom durch die Schlackenöffnung 26 eingeleitet werden. Der Koks wird sodann unter Verwendung eines Rechens (nicht dargestellt) verdichtet und das Bett 32 mit frischem Koks bis zur Höhe des Bodens der Öffnungen 20 aufgefüllt. Sodann wird der Betrieb der Brenner 18 gestartet. Die Brenner können mit bis zu 100% Überschußluft betrieben werden, d. h. mit einer Luftrate bis zu 100% über der für die vollständige Verbrennung des Brennstoffs erforderlichen stöchiometrischen Menge. Die Wand 12 des Schachts 4 des Kupolofens 2 wird durch heiße Verbrennungsprodukte der Brenner 18 während einer Zeitspanne von 30 Minuten vorgeheizt. Während dieser Periode wird keine Überschußluft zu den Brennern 18 zugeführt. Fünf Minuten vor dem Ende dieser Zeitspanne wird die Einleitung von reinem Sauerstoff in das Koksbett 32 durch die Lanzen 24 und die Gegenbohrungen 23 der Öffnungen 22 begonnen. (Gleichzeitig wird der Luftstrom zum Koksbett durch Schließen der unteren Tür bzw. der Schlackenöffnung 26, je nachdem, abgesperrt.) Die Einleitung von Sauerstoff in das Koksbett 32 beschleunigt die Verbrennungsgeschwindigkeit des Kokses und läßt dessen Temperatur schnell ansteigen. Während der letzten fünf Minuten der Vorheizung wird das Koksbett wiederum bis zur Höhe der Öffnungen 20 aufgefüllt. Am Ende des Vorheizens wird der Kupolofen 2 durch die Tür 8 mit einer Eisen und Stahl, Ferrosilizium, Koks und Kalkstein oder einem anderen Schlackenbildungsmittel enthaltenden Charge beschickt. Diese Beschickung wird so durchgeführt, daß Schichten 34 aus Eisenmetall abwechselnd mit Koksschichten 36 eingebracht werden. Der Kalkstein ist in den Schichten 34 enthalten, und das Ferrosilizium ist in den Schichten 36 enthalten. Die oberste Schicht der Beschickung befindet sich unterhalb der Höhe des Lufteinlasses 9.
Im Betrieb des Kupolofens 2 zum Schmelzen des Eisenmetalls wird die Verbrennungsluft zu den Brennern 18 vorzugsweise mit Sauerstoff angereichert. Zusätzlich werden die Brenner 18 mit bis zu 100% Überschußluft betrieben. Die Flamme aus jedem Brenner erstreckt sich typischerweise in den Ofenschacht hinein. Ein Heißgasgemisch einschließlich Sauerstoff aus jeder Flamme steigt im Schacht 4 empor und erhitzt dabei das Eisenmetall durch Konvektion. Zusätzlich reagiert der Sauerstoff in dem Heißgasgemisch mit Koks zur Erzeugung zusätzlicher Wärme. Das am oberen Ende der Ladung austretende resultierende Heißgasgemisch wird mit Luft von dem Gebläse 11 verdünnt. Typischerweise werden dadurch Sekundärflammen erzeugt, und diese Flammen unterstützen die Oxidierung verbrennbarer Gase in dem Heißgasgemisch. Das resultierende Gas, das typischerweise nur minimalen sichtbaren Rauch enthält, wird durch den Auslaß 16 aus dem Kupolofen 2 entlüftet. Das geschmolzene Metall in der untersten der Schichten 34 beginnt aufgrund der Erhitzung durch das die Brenner verlassende Heißgasgemisch zu schmelzen. In Höhe der Brenner wird daher ein Bereich geschmolzenen Metalls erzeugt. Der Kalkstein reagiert mit Asche im Koks zur Bildung von Schlacke. Das geschmolzene Eisenmetall fällt unter Schwerkraft in das Koksbett 32 und sickert durch dieses hindurch. Typischerweise befindet sich das geschmolzene Eisenmetall in einem überhitzten Zustand, wenn es auf das Bett 32 auftrifft. Während seiner Verweilzeit in dem Koksbett 32 wird das geschmolzene Eisenmetall durch von dem Koks ausgehende Strahlungswärme weiter überhitzt, der durch fortgesetzte Einleitung von Sauerstoff mit hoher Geschwindigkeit in das Bett 32 auf einer geeignet hohen Temperatur gehalten wird. Eine kleine Koksmenge wird in dem geschmolzenen Eisenmetall aufgelöst und erhöht dadurch dessen Kohlenstoffgehalt und verbessert dadurch seine metallurgischen Eigenschaften. Zusätzlich löst sich auf das Silizium in dem Eisenmetall auf. Gewünschtenfalls kann der Kohlenstoffwert in dem Eisenmetall durch direkte Zugabe von Graphit in das geschmolzene Metall durch eine Tür (nicht dargestellt), die speziell für diesen Zweck ausgebildet ist, weiter erhöht werden. Wenn die Temperatur des geschmolzenen Eisenmetalls ausreichend hoch ist, erfolgt auch eine Reduktion von Silika an der Grenzfläche zwischen dem Koks und der geschmolzenen Schlacke mit dem Ergebnis, daß zusätzliches Silizium in das geschmolzene Eisenmetall kommt.
Das geschmolzene Metall und die Schlacke können durch die entsprechenden Bohrungen 28 und 26 periodisch ablaufen. Es ist also ersichtlich, daß die Beschickung allmählich durch den Schacht 4 nach unten sinkt. Zusätzlich bewirkt die Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Koks im Bett 32, daß dieses Bett allmählich erodiert wird. Jedoch wird die Höhe des Betts jedes Mal wieder hergestellt, wenn das Schmelzen einer Schicht 34 aus Eisenmetall abgeschlossen ist und das resultierende geschmolzene Metall durch das Koksbett 32 hindurchpassiert ist, da dann die nächste Koksschicht 36 sich mit dem Bett 32 vereinigt. Um über eine gewählte Zeitspanne geschmolzenes Metall erzeugen zu können, wird durch die Tür 8 periodisch frische Beschickung in den Schacht eingebracht.
Es wurde typischerweise beobachtet, daß Abstichtemperaturen im Bereich von 1500ºC über eine Zeitperiode aufrechterhalten worden sind, während der Kupolofen 2 mit einer maximalen Produktionsrate an geschmolzenem Eisenmetall mit dem etwa Vierfachen oberhalb einer Minimalrate betrieben werden konnte. Darüberhinaus sind am Auslaß 16 Kohlenmonoxidwerte von weniger als 1 Vol.-% festgestellt worden, während keine Rauchemissionen beobachtet wurden. Weitere erzielte Vorteile umfassen einen verringerten Bedarf an Ferrosilizium- und Graphitzugaben.
Das Verfahren nach der Erfindung wird weiter durch folgende Beispiele illustriert:

Beispiel 1

Ein Kupolofen wurde in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Form umgebaut. Der Kupolofen hatte eine solche Kapazität, daß er vier Tonnen Eisenmetall pro Stunde produzieren konnte. Sein Schacht hatte einen Innendurchmesser von 69 cm (27 Zoll) und einen Außendurchmesser von 122 cm (48 Zoll). Die Mündung der Abstichöffnung 22 lag 20 cm (8 Zoll) oberhalb des Bodens 10, und eine Schlackenöffnung 26 weitere 28 cm (11 Zoll) darüber. Der vertikale Abstand vom Boden 10 zur Höhe des Bodens jeder Öffnung 20 beträgt etwa 122 cm (48 Zoll). Entsprechend hatte das Sandbett 30 eine Tiefe von 20 cm (8 Zoll) und das Koksbett 32 bei erster Herstellung eine Tiefe von eta 102 cm (40 Zoll). Die Gegenbohrungen 23 der Öffnungen 22 wurden in einer Höhe von 38 cm (15 Zoll) unterhalb der Oberseite des Koksbetts (bei erster Herstellung) gebildet. Jede Gegenbohrung 23 hatte einen Durchmesser von 7 mm. Die Lanzen 24 bestanden jeweils aus rostfreiem Stahl und hatten eine Innen bohrung von 7 mm.
Das oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Verfahren wurde zur Vorbereitung des Kupolofens 2 für die Beschickung eingesetzt. Während der Vorheizperiode wurde Leichtöl zu den Brennern 18 mit einem Gesamtdurchsatz von 164 Liter (36 Gallonen) pro Stunde und Luft mit etwa stöchiometrischer Rate zur vollständigen Verbrennung des Öls zugeführt. Fünf Minuten vor dem Ende der Vorheizperiode wurde das Einleiten von Sauerstoff mit Schallgeschwindigkeit in das Koksbett 32 eingeleitet, aber es wurde kein Sauerstoff zur Anreicherung der Verbrennungsluft zu den Brennern verwendet. Die Sauerstoffzuführrate zu den Lanzen 24 betrug 46,7 Kubikmeter (1650 Kubikfuß) pro Stunde, und der Zuführdruck betrug 1,19 MPa (150 psig). Fünf Minuten nach dem Beginn der Sauerstoffeinleitung wurde die Beschickung des Kupolofens begonnen. Die Beschickung bestand aus 305 kg stückigem Eisenmetall, bestehend aus 30 kg Roheisen, 125 kg Eisenschrott, 120 kg aus der Gießerei zurückgeliefertem Eisen, und 30 kg paketiertem Stahlschrott; 2,75 kg als Ferrosilizium mit 70% Si zugegebenes Silizium, 6,0 kg Kalkstein und 18,0 kg Koks. Es waren also 5,9 Gewichtsteile Koks pro 100 Gewichtsteile Eisenmetall (ausschließlich des in Form von Ferrosilizium zugegebenen Eisenmetalls) vorhanden. Diese Beschickung wurde in Form einer unteren Metallschicht, die das Ferrosilizium enthielt, und einer oberen Koksschicht, die den Kalkstein enthielt, eingebracht.
Der Kupolofen wurde über eine Periode von fünfeinhalb Stunden seit Beginn der Beschickung betrieben. Von Zeit zu Zeit wurde geschmolzenes Eisenmetall in eine Pfanne abgestochen und dessen Temperatur und Zusammensetzung gemessen. Ebenso wurde von Zeit zu Zeit frische Beschickung in den Kupolofen eingebracht, um die ursprüngliche Beschickung zu ergänzen. Während des Betriebs wurde der Sauerstoffströmungsdurchsatz zu den Lanzen ebenso wie der Durchsatz von Speiseluft und Öl zu den Brennern variiert. In jedem Fall wurde der Strömungsdurchsatz aus zwei Alternativen gewählt. Für die Sauerstoffzufuhr zu den Lanzen 24 betrug eine Alternative, wie oben angegeben, 26,7 Kubikmeter pro Stunde bei 1,19 MPa (1650 Kubikfuß pro Stunde bei 150 psig), und die andere Alternative war 31,1 Kubikmeter (1100 Kubikfuß) pro Stunde bei 0,79 MPa (100 psig). Für den Betrieb der Ölbrenner 18 umfaßte eine Betriebsart 164 Liter (36 Gallonen) pro Stunde Öl und 49,5 Kubikmeter (1750 Kubikfuß) pro Minute Luft, und die andere Alternative 136 Liter (30 Gallonen) pro Stunde Öl und 39,6 Kubikmeter (1400 Kubikfuß) pro Minute Luft.
Nach Betrieb über etwas mehr als 1 Stunde wurde das Silizium in der frischen Ladung auf 1,5 kg vermindert. Nach 4 Stunden und 6 Minuten Betrieb wurde keine weitere Beschickung des Kupolofens mehr vorgenommen.
Die erhaltenen Ergebnisse für einige der Pfannen des Eisenmetalls, das während einer 52 Minuten nach Anfang der Beschickung beginnenden und nach vier Stunden und 6 Minuten endenden Periode entnommen wurde, sind in der unten stehenden Tafel dargestellt. Die Tafel enthält auch die Luft-, Öl- und Sauerstoffströmungsdurchsätze, die zum Zeitpunkt des jeweiligen Abstichs angewendet wurden. Tafel
NG = Nicht gemessen
CE = %C + 0,25 · %Si + 0,5 · %P
Es hat sich gezeigt, daß während der gesamten Schmelzperiode hohe Abstichtemperaturen erhalten wurden, daß weniger Ferrosilizium benötigt wurde, um einen gegebenen Siliziumwert in dem abgestochenen Metall zu erhalten, und daß hohe Kohlenstoffwerte bei einer Graphitzugabe nur während der ersten 20 Minuten der Schmelzperiode erhalten wurden. Darüberhinaus wurde die Graphiteingabetür während der gesamten Schmelzperiode in Betrieb gehalten, ohne daß sie blockiert wurde. Es wurde beobachtet, daß die Rauchemissionen aus dem Kupolofen während der meisten Zeit des Tages nicht sichtbar waren und mindestens so gut waren wie diejenigen, die durch Betrieb von Kupolöfen erhalten werden, die vollständig von Brennern ohne irgendeine Anwesenheit von Koks beheizt werden. Des weiteren waren die Lanzen 24, die keine Wasserkühlung hatten, am Ende der Schmelzperiode unbeschädigt. Ein gewisser Verschleiß der feuerfesten Ausleitung trat insbesondere in der Nähe der Gegenbohrung 23 jeder Öffnung 22 auf. Der Verschleiß war jedoch trotzdem tolerierbar und könnte leicht repariert werden, bevor der Kupolofen erneut benutzt wird. Es ist also ersichtlich, daß die Erfindung es möglich macht, beträchtliche betriebstechnische Vorteile über bisher angewendete Methoden zu erreichen.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde im wesentlichen angewendet, aber dieses Mal wurde die zu den Brennern zugeführte Luft mit Sauerstoff angereichert.
Die Beschickung hat folgende Zusammensetzung:
Roheisen 35 kg
Rücklieferungen 110 kg
Zylinderschrott 130 kg
Stahl 30 kg
305 kg
Koks 18 kg
Si 2,25 kg in Form von 70%-FeSi
Sauerstoff wurde zu den Brennern während des Schmelzens mit einem ungefähren Durchsatz von 11,3 Kubikmeter (400 Kubikfuß) pro Stunde zugeführt.
Die Einleitungsrate von Sauerstoff in das Koksbett wurde zwischen 28,3 und 34 Kubikmeter (1000 Kubikfuß und 1200 Kubikfuß) pro Stunde variiert.
Die Vorgabe war, geschmolzenes Metall in der Pfanne mit einer Temperatur von mindestens 1400ºC zu produzieren.
Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt: Metallzusammensetzung
Zusätzlich wurde der TO-Wert an einer Stelle ein Meter unterhalb des Auslasses 16 mit 0,3 Vol.-% gemessen. In dem aus dem Kupolofen austretenden Gas wurde kein Rauch beobachtet.
Die Variationen des Zuführdurchsatzes von Öl und Luft zu den Brennern in den Beispielen 1 und 2 ermöglichten die Vornahme großer Variationen des Schmelzdurchsatzes des Eisenmetalls. Beispielsweise betrug der mittlere Metallschmelzdurchsatz zwischen 11.05 Uhr und 11.45 Uhr 3,66 Tonnen pro Stunde, während er zwischen 9.40 Uhr und 10.05 Uhr ausreichen niedrig war, daß während dieser Periode keine Notwendigkeit bestand, geschmolzenes Metall aus dem Ofen abzustechen. Die Einleitungsrate von Sauerstoff in das Koksbett könnte variiert werden, um sicherzustellen, daß eine ausreichende Abstichtemperatur erhalten wird.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines vertikalen Schachtofens, welches umfaßt das Herstellen eines heißen Koksbetts in einem Bodenbereich des Ofens, das Beschicken des Ofens mit zu schmelzendem Metall und mit Koks, das Verbrennen mindestens einer Brennstoffströmung mit sauerstoffangereicherter Luft, um einen stöchiometrischen Sauerstoffüberschuß über denjenigen zu erzeugen, der für eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist, und dadurch ein heißes, auch Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch zu bilden, Einleiten des heißen Gasgemischs in den Schachtofen und Hindurchströmenlassen des Gasgemischs nach oben durch die Ofenbeschickung, wodurch der Sauerstoff in dem heißen Gasgemisch mit der Koksbeschickung derart reagiert, daß ein Teil der Koksbeschickung verbraucht wird, wobei weiter dem Metall durch das heiße Gasgemisch und durch die Reaktion zwischen dem Sauerstoff und dem Koks ausreichend Wärme zugeführt wird, um das Metall ohne erforderliche Lufteinblasung in den Ofen zu schmelzen, wobei keine Blasluft eingeleitet wird und das so gebildete geschmolzene Metall unter Schwerkraftwirkung durch das heiße Koksbett nach unten fließt, weiter umfassend das Einleiten mindestens eines Strahls aus Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft in das heiße Koksbett mit einem Durchsatz von 0,5 bis 5% des Durchsatzes, mit welchem Luft zum Zwecke der Brennstoffverbrennung eingeleitet wird, um das Bett auf einer ausreichenden Temperatur zu halten, damit das geschmolzene Metall während seines Hindurchfließens durch das heiße Koksbett überhitzt wird, und das Ablassen von überhitztem geschmolzenem Metall aus dem Ofen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Strahl aus Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft um mindestens 0,5 m vertikal unter der Höhenposition in den Schachtofen eingeleitet wird, an welcher das heiße Gasgemisch eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, das zusätzlich den Schritt des Verdünnens des heißen Gasgemischs mit Luft (oder einem anderen sauerstoffhalten Gas) oberhalb der Beschickung umfaßt, um die Verbrennung von restlichem Kohlenmonoxid und etwa vorhandenen Kohleteilchen zu begünstigen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Verdünnung des heißen Gasgemischs oberhalb der Beschickung eine Sekundärflamme bzw. Sekundärflammen erzeugt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das heiße Gasgemisch eine Temperatur und einen Sauerstoffgehalt hat, die zum Überhitzen des geschmolzenen Metalls vor dem Auftreffen auf das Koksbett ausreichen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brennstoffstrom oder die Brennstoffströme durch einen oder mehrere Brenner verbrannt werden, die in den Ofenschacht hinein ausmünden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der stöchiometrische Überschuß zwischen 20% und 100% über demjenigen liegt, was für die vollständige Verbrennung des Brennstoffs erforderlich ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Koksbett durch Einleiten mindestens eines Sauerstoffstrahls vor Beginn der Beschickung vorgeheizt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ofenschacht vor dem Beschicken durch Verbrennen mindestens eines Brennstoffstroms vorgeheizt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ofen ein Kupolofen ist, das Metall ein Eisenmetall ist, und das Gewichtsverhältnis von Koks zu Metall in der Beschickung zwischen 4 und 8% liegt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbrennungsluft so angereichert ist, daß der Sauerstoffgehalt auf bis zu 26 Volumenprozent gesteigert ist.