DE69709797T2

DE69709797T2 - Verfahren und vorrichtung zur schmelzreduzierung

Info

Publication number: DE69709797T2
Application number: DE69709797T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ichikawa
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2017-01-25
Also published as: EP0823487A4; US6200518B1; EP0823487A1; KR19980703296A; DE69709797D1; WO1997027336A1; JPH09202909A; KR100250719B1; EP0823487B1; CN1178559A; CN1069347C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzreduziervorrichtung zum direkten Erzeugen geschmolzenen Eisens oder geschmolzenen Roheisens durch Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und von Flußmittel in einen Schmelzreduzierofen und durch Einblasen reinen Sauerstoffs und/oder eines sauerstoffreichen Gases, und ein Verfahren zu ihrem Betrieb.
Die Schmelzreduktion ist ein Verfahren zum direkten Erzeugen geschmolzenen Eisens oder geschmolzenen Roheisens durch Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und von Flußmittel in einen Ofenkörper, durch Einblasen reinen Sauerstoffs und/oder eines sauerstoffreichen Gases und durch Reduzieren von Eisenoxiden des eisenhaltigen Materials in der Schlacke. Gemäß diesem Verfahren werden brennbare Gase bei Temperaturen von bis zu etwa 1600 bis 1800ºC vom Schmelzreduzierofen erzeugt.
Im allgemeinen kann das Verfahren zur Schmelzreduktion dieser Art in ein zweistufiges Verfahren, nach dem vorreduziertes eisenhaltiges Material, kohlenstoffhaltiges Material und Flußmittel in den Ofenkörper eingeworfen werden und das Eisenerz mit CO-Gas und H&sub2;-Gas, die in den vom Ofenkörper erzeugten brennbaren Gasen enthalten sind, vorreduziert wird, und ein einstufiges Verfahren, nach dem unreduziertes eisenhaltiges Material, kohlenstoffhaltiges Material und Flußmittel in den Ofenkörper eingeworfen werden, Eisenoxide im eisenhaltigen Material in der Schlacke reduziert werden, CO-Gas und H&sub2;-Gas in den vom Ofenkörper erzeugten brennbaren Gasen in einem Abwärmekessel vollständig verbrannt werden und die freie und die latente Wärme der brennbaren Gase zur Erzeugung von Elektrizität durch Verdampfen wiedergewonnen werden (siehe beispielsweise die ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen (Kokai) 1-502276, 63-65011, 63-65007 usw.) eingeteilt werden.
Das zweistufige Verfahren hat den Vorteil einer besseren Energieausnutzung als das einstufige Verfahren, es ist dabei jedoch ein Vorreduzierofen in der Art eines Füllkörpertyps oder eines Fluidbettyps erforderlich, wodurch bewirkt wird, daß die Vorrichtung komplex wird, wodurch erhöhte Investitionen für die Vorrichtung erforderlich sind und infolge der gleichmäßigen Reaktion im Vorreduzierofen Einschränkungen für die Form des eisenhaltigen Materials auferlegt werden (beispielsweise gestattet das Füllkörpersystem nur die Verwendung eines massiven eisenhaltigen Materials, und das Fluidbettsystem gestattet nur die Verwendung pulverförmigen eisenhaltigen Materials). In den letzten Jahren hat daher ein einfaches einstufiges Verfahren Aufmerksamkeit erregt.
Es ist weithin bekannt, daß beim einstufigen Verfahren die Energieausnutzung verbessert wird, d. h. der Bedarf an kohlenstoffhaltigem Material je Einheit verringert wird, indem die Verbrennungsrate des in der Schlacke erzeugten CO- und H&sub2;-Gases (nachfolgend als eine Sekundärverbrennungsrate im Ofen bezeichnet, die durch (CO&sub2;% + H&sub2;O %)/(CO&sub2;% + CO % + H&sub2;O % + H&sub2;%) definiert ist) in einem Raum im Ofen über der Schlacke erhöht wird, um die Verbrennungswärme wirksam auf die Schlacke zu übertragen, und daß die Wärmemenge der brennbaren Gase, also die Summe aus der vom Ofenkörper erzeugten freien und latenten Wärme, um einen Betrag abnimmt, um den der Bedarf an kohlenstoffhaltigem Material je Einheit verringert wird.
Beim in Fig. 4 dargestellten einstufigen Verfahren ist es wichtig, die Energieausnutzung zu kompensieren, die derjenigen des zweistufigen Verfahrens unterlegen ist, indem die freie und die latente Wärme vom Ofenkörper in großen Mengen erzeugter brennbarer Gase durch Verdampfen wiedergewonnen werden, um elektrische Energie zu erzeugen, die an das Energieversorgungsunternehmen verkauft werden kann oder die bei anderen Vorrichtungen in der Fabrik verwendet werden kann, wodurch dazu beigetragen wird, die Menge an elektrischer Energie, die gekauft werden muß, zu verringern.
Zum Reparieren von feuerfesten Stoffen des Ofenkörpers beim Schmelzreduzierofen muß der Betrieb jedoch in regelmäßigen Abständen, beispielsweise einmal in drei bis zwölf Monaten, angehalten werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Das heißt, daß während des Zeitraums, in dem der Betrieb angehalten ist, keine Elektrizität erzeugt wird, woraus sich im Hinblick auf das stabile Zuführen elektrischer Energie ein Problem ergibt. Wenn die elektrische Energie beispielsweise an das Energieversorgungsunternehmen verkauft werden soll, muß der Preis als niedrig festgelegt sein, oder wenn die elektrische Energie in anderen Vorrichtungen in der Fabrik verwendet werden soll, wird der Betrieb der anderen Einrichtungen in der Fabrik unterbrochen.
US-A-3 985 544 betrifft ein Verfahren einer kombinierten Erzeugung von elektrischer Energie und Roheisen, bei dem Eisenoxide reduziert werden, wobei die Temperatur während einer Vorreduktion unterhalb des Schmelzpunkts des Roheisens und während einer endgültigen Reduktion oberhalb des Schmelzpunkts gehalten wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, die elektrische Energie selbst dann stabil zuzuführen, wenn der Betrieb regelmäßig angehalten wird, um feuerfeste Stoffe des Ofenkörpers beim Schmelzreduzierofen zu reparieren. Diese Aufgabe kann durch die in den Patentansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzreduziervorrichtung zum direkten Erzeugen von geschmolzenem Eisen oder geschmolzenem Roheisen durch Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und von Flußmittel in Ofenkörper und durch Einblasen reinen Sauerstoffs und/oder eines sauerstoffreichen Gases, wobei ein Abwärmekessel und eine Leistungs- bzw. Energieerzeugungsvorrichtung über Leitungen, die frei geöffnet und geschlossen werden können, mit mehreren Ofenkörpern verbunden sind, wobei der Abwärmekessel die freie und die latente Wärme der von den Ofenkörpern erzeugten brennbaren Gase durch Verdampfen wiedergewinnen kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben der Schmelzreduziervorrichtung, wobei, wenn beispielsweise zwei Öfen betrieben werden, die Sekundärverbrennungsrate in den Öfen erhöht wird, um die Wärmemenge der brennbaren Gase je Ofen zu verringern, und wobei, wenn ein Ofen betrieben wird, die Sekundärverbrennungsrate in dem Ofen verringert wird, um die Wärmemenge der brennbaren Gase in einem Ofen zu verdoppeln, so daß die Wärmemenge bei Betreiben eines Ofens gleich der Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen wird.
Das heißt, daß beim Schmelzreduzierofen gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere Öfen, beispielsweise zwei Öfen, nämlich ein Ofen A und ein Ofen B, normal betrieben werden. Wenn der Betrieb des Ofens A zur Reparatur angehalten wird, wird nur der Ofen B betrieben. Wenn der Betrieb des Ofens B zur Reparatur angehalten wird, wird nur der Ofen A betrieben. Demgemäß wird die durch Verwenden der Abwärme erzeugte elektrische Energie ohne Unterbrechung kontinuierlich zugeführt.
Wenn der Ofen A und der Ofen B normal betrieben werden, wird die Sekundärverbrennungsrate im Ofen erhöht, um die Wärmemenge der brennbaren Gase je Ofen zu verringern. Wenn nur der Ofen A oder nur der Ofen B betrieben wird, wird die Sekundärverbrennungsrate im Ofen verringert, um die Wärmemenge der brennbaren Gase im Ofen zu verdoppeln, so daß die Wärmemenge gleich der Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen wird. Es wird demgemäß ermöglicht, die elektrische Energie durch Verwenden von Abwärme konstant zuzuführen.
Die Erfindung wird in näheren Einzelheiten in Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine vordere Schnittansicht, in der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist,
Fig. 2 eine vordere Schnittansicht, in der eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist,
die Fig. 3(A) und 3(B) Diagramme, in denen eine erfindungsgemäße Beziehung zwischen der Wärmemenge brennbarer Gase und der Zeit, zu der die zwei Öfen betrieben und angehalten werden, dargestellt ist,
Fig. 3(C) ein Diagramm, in dem eine erfindungsgemäße Beziehung zwischen der Zeit und der Gesamtwärmemenge brennbarer Gase der zwei Öfen dargestellt ist,
Fig. 4 eine vordere Schnittansicht, in der eine bekannte Technik schematisch dargestellt ist, und
Fig. 5 ein Diagramm, in dem eine erfindungsgemäße Beziehung zwischen der Zeit und der Wärmemenge brennbarer Gase, wenn ein herkömmlicher Ofen betrieben und angehalten wird, dargestellt ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3(A), 3(B) und 3(C) beschrieben.
Diese Ausführungsform betrifft eine Schmelzreduziervorrichtung mit zwei Ofenkörpern, einem Abwärmekessel, der die freie und die latente Wärme der von den Ofenkörpern erzeugten brennbaren Gase durch Verdampfen wiedergewinnt, und einer Energieerzeugungsvorrichtung. Es erübrigt sich, zu bemerken, daß die vorliegende Erfindung weiter an eine Schmelzreduziervorrichtung mit drei oder mehr Ofenkörpern angepaßt werden kann.
Weiter unten werden mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 zuerst die Ofenbedingung und die Gasströmung beschrieben, wenn ein Ofen A und ein Ofen B in einer einen Kessel und zwei Öfen aufweisenden Schmelzreduziervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung betrieben werden. Der Schmelzreduzierofen umfaßt zwei Öfen, nämlich den Ofen A und den Ofen B, die Ofenkörper 1-a und 1-b mit einem mit feuerfesten Stoffen 2-a und 2-b ausgekleideten Mantel und Wasserkühlplatten 3-a und 3-b. An oberen Abschnitten der Ofenkörper 1-a und 1-b sind Ausgangsmaterial-Einwurföffnungen 4-a und 4-b zum Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und von Flußmittel sowie Gasauslaßöffnungen 5-a und 5-b zum Auslassen von den Ofenkörpern erzeugter brennbarer Gase ausgebildet.
An den Böden der Ofenkörper 1-a und 1-b befindet sich geschmolzenes Roheisen 7-a, 7-b, und am geschmolzenen Roheisen befindet sich Schlacke 8-a und 8-b, deren spezifisches Gewicht geringer ist als dasjenige des geschmolzenen Roheisens 7-a, 7-b. Das geschmolzene Roheisen 7-a und 7-b wird durch Eisen-Abflußrohre 20-a und 20-b ausgelassen, und die Schlacke 8-a und 8-b wird durch Schlacke-Abflußrohre 21-a und 21-b kontinuierlich oder mit Unterbrechungen ausgelassen.
Eisenoxide (FeO und Fe&sub2;O&sub3;) im durch die Ausgangsmaterial- Einwurföffnungen 4-a und 4-b eingeworfenen eisenhaltigen Material werden in der Schlacke 8-a und 8-b mit der Kohlenstoffkomponente im durch die Ausgangsmaterial-Einwurföffnungen eingeworfenen kohlenstoffhaltigen Material nach den folgenden Formeln (1) und (2) reduziert
FeC + C → Fe + CO (endotherme Reaktion) (1)
Fe&sub2;O&sub3; + 3C → 2Fe +3C (endotherme Reaktion) (2)
Ein Teil der Kohlenstoffkomponente im durch die Ausgangsmaterial-Einwurföffnungen 4-a und 4-b eingeworfenen kohlenstoffhaltigen Material tritt durch die Ofenkörper 1-a und 1-b hindurch und wird mit Sauerstoff, der durch untere Blasdüsen 9-a und 9-b, die der Schlacke 8-a und 8-b gegenüber angeordnet sind, in die Schlacke 8-a und 8-b eingeblasen wird, durch die nach der folgenden Formel (3) ablaufende Reaktion oxidiert
C + 1/2O&sub2; → CO (exotherme Reaktion) (3)
Die Energieausnutzung des Schmelzreduzierofens, also der Bedarf an kohlenstoffhaltigem Material je Einheit ist durch die Summe der für die Reaktionen nach den Formeln (1), (2) und (3) erforderlichen Kohlenstoffkomponenten bestimmt.
Weiterhin durchlaufen das in der Schlacke 8-a und 8-b entsprechend den oben erwähnten Formeln (1), (2) und (3) erzeugte CO-Gas und die Wasserstoffkomponente im kohlenstoffhaltigen Material die Ofenkörper 1-a und 1-b, und sie werden mit Sauerstoff, der durch obere Blasdüsen 10-a und 10-b, die den Sekundärverbrennungszonen gegenüber angeordnet sind, in die Sekundärverbrennungszonen 11-a und 11-b eingeblasen wird, durch die nach den folgenden Formeln (4) und (5) ablaufenden Reaktionen oxidiert
CO + 1/2O&sub2; → CO&sub2; (exotherme Reaktion) (4)
H&sub2; + 1/2O&sub2; → H&sub2;O (exotherme Reaktion) (5)
Die Reaktionen nach den Formeln (4) und (5) werden als Sekundärverbrennung im Ofen bezeichnet. Es ist weithin bekannt, daß der Grad der Sekundärverbrennung durch die Sekundärverbrennungsrate im Ofen ausgedrückt wird, die durch die folgende Formel (6) festgelegt ist, und daß die Sekundärverbrennungsrate bei einer Erhöhung der Strömungsrate des Sauerstoffs ansteigt, der durch die oberen Blasdüsen 10-a und 10-b in die Sekundärverbrennungszonen 11-a und 11-b eingeblasen wird.
Sekundärverbrennungsrate im Ofen = (CO&sub2;% + H&sub2;O %)/(CO&sub2;% + CO % + H&sub2;O % + H&sub2;%) (6)
wobei CO&sub2;%, CO %, H&sub2;O % und H&sub2;% Volumenprozentsätze der Komponenten der brennbaren Gase in den Gasauslaßöffnungen 6-a und 6-b darstellen.
Nach dem Erhöhen der Sekundärverbrennungsrate im Ofen wird die durch die Formeln (4) und (5) angegebene Reaktionswärme in den Sekundärverbrennungszonen 11-a und 11-b teilweise auf die Schlacken 8-a und 8-b übertragen. Nach dem Verringern der für die exotherme Reaktion in der Schlacke nach der Formel (3) erforderlichen Kohlenstoffkomponente nimmt der Bedarf an kohlenstoffhaltigem Material je Einheit ab und nimmt die Wärmemenge der brennbaren Gase ab.
Fig. 1 zeigt einen Zustand, in dem der Ofen A und der Ofen B betrieben werden. Die vom Ofen A und vom Ofen B erzeugten Verbrennungsgase hoher Temperaturen werden über die Gasauslaßöffnungen 5-a und 5-b, die an oberen Abschnitten der Ofenkörper 1-a und 1-b angeordnet sind, Gasauslaßleitungen 6-a und 6-b, Gasauslaßdämpfer 19-a und 19-b, die beide geöffnet sind, und eine kombinierte Gasauslaßleitung 16 in einen Abwärmekessel 12 geleitet. Nachdem die freie Wärme und die latente Wärme durch Verdampfen wiedergewonnen wurden, werden die brennbaren Gase durch einen Staubsammler 13, ein Gebläse 14 und einen Schornstein 15 aus dem System ausgelassen. Andererseits wird der im Abwärmekessel 12 unter einem hohen Druck erzeugte Dampf, der durch die freie und die latente Wärme der brennbaren Gase erwärmt wurde, durch eine Dampfführung 16 in eine Turbine 17 geleitet und durch einen Generator 18 in elektrische Energie umgewandelt.
Fig. 2 zeigt einen Zustand, in dem der Ofen A betrieben wird und der Ofen B nicht betrieben wird. Die vom Ofen A erzeugten brennbaren Gase hoher Temperatur werden über eine Gasauslaßöffnung 5-a, die am oberen Abschnitt des Ofenkörpers 2-a angeordnet ist, eine Gasauslaßleitung 6-a und einen Gasauslaßdämpfer 19-a, der geöffnet ist, in den Abgaskessel 12 geleitet. Nachdem die freie und die latente Wärme durch Verdampfen wiedergewonnen wurden, werden die brennbaren Gase über den Staubsammler 13, das Gebläse 14 und den Schornstein 15 aus dem System ausgelassen.
Andererseits wird der im Abgaskessel 12 erzeugte unter einem hohen Druck stehende Dampf, der durch die freie und die latente Wärme der brennbaren Gase erwärmt wurde, durch die Dampfführung 16 in die Turbine 17 geleitet und durch den Generator 18 in elektrische Energie umgewandelt. In diesem Fall ist der Abgasdämpfer 19-b geschlossen. Selbst dann, wenn der Ofen B nicht in Betrieb ist, wird daher weder der Betrieb des Ofens A noch das Wiedergewinnen der freien und der latenten Wärme der brennbaren Gase durch Verdampfen behindert.
Nachstehend wird eine Ausführungsform des Betriebs einer Schmelzreduziervorrichtung mit zwei Ofenkörpern (Ofen A und Ofen B), einem Abwärmekessel und einer Energieerzeugungsvorrichtung beschrieben.
Zuerst wurden die beiden Öfen A und B auf gewöhnliche Weise betrieben. In diesem Fall wurde zuerst die Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen auf 300 Gcal/Stunde gelegt, wurde der Betrag der Energieerzeugung auf 120 kW gelegt, was der oben erwähnten Wärmemenge entspricht, wurden das eisenhaltige Material und das kohlenstoffhaltige Material in den in Tabelle 1 dargestellten Mengen eingeworfen, wurde reines Sauerstoffgas bei einer Rate von 28 000 m³/Stunde in bezug auf die Sauerstoffmenge durch die obere Blasdüse geblasen und wurden die von den Ofenkörpern erzeugten brennbaren Gase bei einer hohen Sekundärverbrennungsrate (70%) in den Sekundärverbrennungszonen im Ofen verbrannt.
Auf diese Weise betrug die Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen 304 Gcal/Stunde, wie in Tabelle 1 dargestellt ist, und die erzeugte elektrische Energie betrug 124 kW.
Als nächstes wurde, wie in Fig. 2 dargestellt ist, der Betrieb des Ofens B angehalten, und eisenhaltiges Material und kohlenstoffhaltiges Material wurden in den in Tabelle 1 dargestellten Mengen nur in den Ofen B eingeführt. Ein Zielwert für die Wärmemenge der erhaltenen brennbaren Gase wurde wie in dem Fall, in dem die beiden Öfen betrieben wurden, auf 300 Gcal/Stunde gelegt, reines Sauerstoffgas wurde in bezug auf die Sauerstoffmenge bei einer Rate von 24 000 m³ durch die obere Blasdüse geblasen, und die vom Ofenkörper erzeugten brennbaren Gase wurden bei einer geringen Sekundärverbrennungsrate (40%) in der Sekundärverbrennungszone im Ofen verbrannt.
Auf diese Weise betrug die Wärmemenge der erhaltenen brennbaren Gase 304 Gcal/Stunde, wie in Tabelle 1 dargestellt ist, und die erzeugte elektrische Energie betrug 124 kW.
Auf diese Weise glich der Betrag der durch Betreiben eines Ofens erzeugten elektrischen Energie dem Betrag der durch Betreiben der zwei Öfen erzeugten elektrischen Energie. Daher konnte die elektrische Energie stabil zugeführt werden, obwohl der Betrieb des Ofens B angehalten war.
Die Fig. 3(A) und 3(B) zeigen Beziehungen zwischen der Betriebszeit und der Wärmemenge der brennbaren Gase unter den oben erwähnten Betriebsbedingungen.
Zuerst wurde, wie in Fig. 3(B) dargestellt ist, der Betrieb des Ofens B für einen vorgegebenen Zeitraum angehalten, und die brennbaren Gase wurden während dieses Zeitraums bei einer geringen Sekundärverbrennungsrate im Ofen A verbrannt, um die Wärmemenge auf A&sub1; zu erhöhen, wie in Fig. 3(A) dargestellt ist, die dann dem Abwärmekessel zugeführt wurde.
Daraufhin wurden die beiden Öfen A und B betrieben, wurden die brennbaren Gase in diesen Öfen bei einer hohen Sekundärverbrennungsrate verbrannt und wurden die gesamte Wärmemenge A&sub2; und die gesamte Wärmemenge B&sub2; dem Abwärmekessel zugeführt.
Daraufhin wurde, wie in Fig. 3(A) dargestellt ist, der Betrieb des Ofens A für einen vorgegebenen Zeitraum angehalten, und die brennbaren Gase wurden während dieses Zeitraums bei einer geringen Sekundärverbrennungsrate im Ofen B verbrannt, um die Wärmemenge auf B&sub1; zu erhöhen, wie in Fig. 3(B) dargestellt ist, die dann dem Abwärmekessel zugeführt wurde.
Durch Wiederholen des oben erwähnten Betriebs wurde während der ganzen Betriebszeit der zwei Öfen eine konstante Wärmemenge aus den brennbaren Gasen erhalten, wie in Fig. 3(C) dargestellt ist. Tabelle 1
Beim Schmelzreduzierofen gemäß der vorliegenden Erfindung werden gewöhnlich der Ofen A und der Ofen B betrieben. Wenn der Betrieb des Ofens A für eine Reparatur angehalten wird, wird nur der Ofen B betrieben. Wenn der Betrieb des Ofens B für eine Reparatur angehalten wird, wird nur der Ofen A betrieben. Wenn weiterhin beide Öfen A und B betrieben werden, wird die Sekundärverbrennungsrate in den Öfen erhöht, um die Wärmemenge der brennbaren Gase in jedem Ofen zu verringern. Wenn der Ofen A oder der Ofen B betrieben wird, wird die Sekundärverbrennungsrate im Ofen verringert, um die Wärmemenge der verbrennbaren Gase im Ofen zu verdoppeln. Auf diese Weise wird die gesamte Wärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen auf einen konstanten Wert gelegt. Dementsprechend können die folgenden Wirkungen erwartet werden.
(1) Die elektrische Energie kann zu einem erhöhten Preis an das Energieversorgungsunternehmen verkauft werden.
(2) Die elektrische Energie kann von anderen Vorrichtungen in der Anlage verwendet werden, ohne daß ihr Betrieb behindert wird.
(3) Selbst dann, wenn der Betrieb beider Öfen zur Reparatur angehalten ist, kann das geschmolzene Roheisen einem Schritt nach dem Schritt des Erzeugens geschmolzenen Roheisens zugeführt werden.

Claims

1. Schmelzreduziervorrichtung zum direkten Erzeugen geschmolzenen Eisens oder geschmolzenen Roheisens, aufweisend:

mehrere Schmelzreduzieröfen mit einer Ausgangsmaterial- Einwurföffnung zum Einwerfen von eisenhaltigem Material, kohlenstoffhaltigem Material und Flußmittel,

eine Gasauslaßleitungsstruktur, die durch Kombinieren von Gasauslaßleitungen der mehreren Öfen eine kombinierte Gasauslaßleitung bildet, wobei jede der Gasauslaßleitungen einen Gasauslaßdämpfer aufweist,

einen Abwärmekessel und eine Energieerzeugungsvorrichtung, die an der kombinierten Gasauslaßleitung bereitgestellt sind, und

eine Blasdüse, die in jedem der Öfen zum Einblasen von reinem Sauerstoff und/oder einem sauerstoffreichen Gas bereitgestellt ist, um die Gesamtwärmemenge von brennbaren Gasen, die von jedem der Öfen erzeugt werden, konstant zu halten.

2. Schmelzreduziervorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Gebläse an einem Endabschnitt der kombinierten Abgasleitung über einen Staubsammler bereitgestellt ist.

3. Verfahren zum Betreiben einer Schmelzreduziervorrichtung mit einer Energieerzeugungsvorrichtung und einem Abwärmekessel, die an einer kombinierten Gasauslaßleitung bereitgestellt sind, die jede Gasauslaßleitung von mehreren Schmelzreduzieröfen kombiniert, mit den Schritten:

Legen der Wärmemenge der von den Schmelzreduzieröfen erzeugten und in den Abwärmekessel geleiteten brennbaren Gase auf einen vorgegebenen Wert,

Öffnen der Gasauslaßdämpfer der Öfen, Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und dergleichen in die Öfen, Schmelzreduzieren des eisenhaltigen Materials durch Blasen reinen Sauerstoffs und/oder eines sauerstoffreichen Gases durch eine obere und eine untere Blasdüse und sekundäres Verbrennen der brennbaren Gase in den Sekundärverbrennungszonen der Öfen,

Einstellen der Sekundärverbrennungsrate durch Einstellen der Rate des Blasens reinen Sauerstoffs und/oder des sauerstoffreichen Gases durch die obere Blasdüse beim Ausführen der Sekundärverbrennung, so daß die Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase gleich der vorgegebenen Wärmemenge der brennbaren Gase wird, und

Leiten der von den Öfen erzeugten brennbaren Gase durch die kombinierte Gasauslaßleitung in den Abwärmekessel.

4. Verfahren zum Betreiben einer Schmelzreduziervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der reine Sauerstoff und/oder das sauerstoffreiche Gas beim Ausführen der Sekundärverbrennung mit erhöhter Menge durch die obere Blasdüse geblasen wird, um die Sekundärverbrennungsrate zu erhöhen und die Wärmemenge der brennbaren Gase für jeden Ofen zu verringern, so daß die Gesamtwärmemenge der brennbaren Gase der zwei Öfen gleich der vorgegebenen Wärmemenge der brennbaren Gase wird.

5. Verfahren zum Betreiben einer Schmelzreduziervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 mit den Schritten:

Öffnen der Gasauslaßdämpfer der Öfen (von einem oder mehreren Öfen), die von dem Ofen verschieden sind, der unter den mehreren Öfen nicht mehr arbeitet, Einwerfen von eisenhaltigem Material, von kohlenstoffhaltigem Material und dergleichen in die Öfen, Schmelzreduzieren des eisenhaltigen Materials durch Blasen von reinem Sauerstoff und/oder eines sauerstoffreichen Gases durch die obere und die untere Blasdüse und sekundäres Verbrennen der brennbaren Gase in den Sekundärverbrennungszonen der Öfen,

6. Verfahren zum Betreiben einer Schmelzreduziervorrichtung nach Anspruch 5, wobei der reine Sauerstoff und/oder das sauerstoffreiche Gas beim Ausführen der Sekundärverbrennung mit verringerter Menge durch die obere Blasdüse geblasen wird, um die Sekundärverbrennungsrate zu verringern und die Wärmemenge der brennbaren Gase für jeden Ofen zu erhöhen, so daß die Wärmemenge der brennbaren Gase gleich der vorgegebenen Wärmemenge der brennbaren Gase wird.

7. Verfahren zum Betreiben einer Schmelzreduziervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei eine Energieerzeugungsvorrichtung und ein Abwärmekessel an einer kombinierten Abgasleitung bereitgestellt sind, die jede Gasauslaßleitung von zwei Schmelzreduzieröfen kombiniert, mit den Schritten:

Erhöhen der Sekundärverbrennungsrate in jedem der Öfen, so daß die Wärmemenge der brennbaren Gase in jedem Ofen die Hälfte der vorgegebenen Wärmemenge der brennbaren Gase wird, wenn beide Schmelzreduzieröfen betrieben werden,

Verringern der Sekundärverbrennungsrate in dem Ofen, so daß die Wärmemenge der brennbaren Gase in dem Ofen zweimal so groß wie die Wärmemenge der brennbaren Gase in einem Ofen wird, wenn die beiden Öfen betrieben werden, um die vorgegebene Wärmemenge der Verbrennungsgase zu erreichen, wenn einer der beiden Schmelzreduzieröfen betrieben wird, und

Leiten der brennbaren Gase, die stets die gleiche Wärmemenge aufweisen, unabhängig vom Betriebszustand der mehreren Schmelzreduzieröfen über die kombinierte Gasauslaßleitung in den Abwärmekessel.