DE69713487T2

DE69713487T2 - Vorrichtung zur direktherstellung von eisen oder stahl unter verwendung von selbstreduzierenden eisenoxidpellets

Info

Publication number: DE69713487T2
Application number: DE69713487T
Authority: DE
Inventors: D. Hunt; T. Jaffre
Original assignee: Chaparral Steel Co
Current assignee: Chaparral Steel Co
Priority date: 1996-01-16
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: US5685524A; DE69713487D1; CA2243124A1; WO1997026375A1; EP0882141B1; AU1573597A; EP0882141A4; EP0882141A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorwärmen geeigneter selbstreduzierender Pellets/Agglomerate in einer Vorwärmkammer, die von außen unter Verwendung von Abwärme aus stahlerzeugenden und anderen industriellen Prozessen erwärmt wird, während atmosphärische Bedingungen innerhalb der Vorwärmkammer derart gesteuert werden, daß eine Charge der vorgewärmten Pellets/Agglomerate, wenn diese richtig vorgewärmt ist, direkt in Schmelz- oder Verflüssigungsöfen überführt wird, um eine Rückgewinnung von flüssigem Stahl aus Oxiden zu optimieren.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Eisenoxidpellets und Agglomerate werden als Chargenmaterialien für eine Vielfalt von Prozessen verwendet, die feste und gasförmige Reduktionsmittel verwenden, die außerhalb der Pellets und Agglomerate vorhanden sind, um die Reduktion von Eisenoxid zu metallischem Eisen zu bewirken. Solche Prozesse umfassen das Gebläseofenverfahren (unter Verwendung von Koks als äußerliches Reduktionsmittel), verschiedene direkte stahlerzeugende Prozesse (unter Verwendung von Primärkohle als äußerliches Reduktionsmittel) und eine Vielfalt von "Direktreduktion"-Prozessen (welche gasförmiges H&sub2; und/oder CO&sub2; als äußerliche Reduktionsmittel verwenden). In den vorerwähnten Fällen sind die Eisenoxidpellets und -agglomerate nicht "selbstreduzierend".
Mit "selbstreduzierend" ist gemeint: die Praxis, in welcher fein verteilte, Oxid enthaltende Materialien, wie Eisenerzkonzentrate und Stahlwerkstäube, mit geeigneten, fein verteilten Flußmitteln und/oder Bindern und fein verteiltem kohlenstoffhaltigem Material gemischt werden, wobei letzteres in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um das gesamte Oxid in die metallische Form zu reduzieren, wobei das Gemisch solcher Materialien unter Verwendung verschiedener, allgemein bekannter Techniken in Pellets oder Agglomerate geformt wird.
Wenn die "selbstreduzierenden" Pellets/Agglomerate auf eine ausreichende Temperatur erwärmt werden, verbinden sich die Reduktionsmittel in dem Pellet mit dem Sauerstoff in dem Oxid, um gasförmiges CO, CO&sub2; und möglicherweise H&sub2;O frei zu setzen. Die Reduktion von Eisenoxid durch Kohlenstoff ist endofhermisch. Das heißt, es muß Energie bereit gestellt werden, um die Reduktionsreaktion anzutreiben. Das Konzept des Herstellens selbstreduzierender Pellets oder Agglomerate zur Verwendung bei der Eisen- und Stahlherstellung ist nicht neu.
US Patent Nr. 2,806,779 für Case beschreibt Praktiken zum Herstellen selbstreduzierender Pellets und ihre Verwendung bei der Eisenerzeugung (aber nicht bei der Stahlerzeugung).
US Patent Nr. 3,174,846 für Brisse et al. offenbart ein Verfahren zum Bricketieren von Eisenoxidabrieben mit Kohle und offenbart Praktiken für ihre Verwendung als Hochofen-Chargenmaterial (das heißt, Eisenerzeugung, nicht Stahlerzeugung).
US Patent Nr. 3,264,092 für Ban offenbart ein System zum Erzeugen aufgekohlter und metallisierter Eisenerzpellets und charakterisiert solche "diskreten metallisierten Pellet" als geeignet "zur Verwendung in einem Schmelzvorgang, wie einem Kuppelofen oder einem Gebläseofen" (das heißt, Eisenerzeugung, nicht Stahlerzeugung).
Ein weiteres Patent für Ban, US Nr. 3,938,987, offenbart einen verbesserten Prozeß zum Erzeugen kohlenstoffhaltiger und metallisierter Eisenerzpellets zur Verwendung in einem Stahlerzeugungsofen, welches die Verwendung einer "verfahrbaren Gitterrostmaschine" umfaßt, um die Pellets zu sintern und ein Defizit an in den Pellets enthaltenem, kohlenstoffhaltigen Material über ein extern in das Sinterbett zugeführtes kohlenstoffhaltiges Material auszugleichen.
Eine Verbesserung an dem Konzept der, verfahrbaren Gitterrostmaschine" ist offenbart im Weinert Patent Nr. 5,421,859. Der Prozeß von Weinert ist so ausgelegt, daß dieser die Verwendung von bituminösen, subbituminösen oder ligniten Kohlen als Quellen des Kohlenstoffs zur Reduktion in den selbstreduzierenden "Verbundstücken" (das heißt, Agglomeraten) erlaubt, und erfordert ein kompliziertes System von Kammern (einschließlich dem verfahrbaren Gitterrost) zum Trocknen, Pyrolisieren der flüchtigen Bestandteile in der Kohle, Karbonisieren und entweder Kühlen der Agglomerate unter reduzierenden Atmosphärenbedingungen für ein nachfolgendes Handhaben und Lagern oder ein Erwärmen der Agglomerate auf eine Temperatur, die für eine direkte Beschickung in einen stahlerzeugenden Ofen geeignet ist, das heißt, "einer Temperatur, die ausreichend hoch ist, damit die endofhermische Reaktion im Quasi-Fest-Zustand des Kohlenstoff reduzierfähigen Oxidmaterials in den Verbundstoffen (das heißt, Agglomeraten) stattfindet, bevor eine Fusion der Verbundstoffe auftritt."
US Patent Nr. 3,382,063 für Imperato offenbart "ein Erzagglomerat und ein Verfahren zum Herstellen solcher Agglomerate, welches viel preiswerter ist, als gesinterte Agglomerate und wenigstens teilweise selbstreduzierend ist", lehrt aber keine Vorrichtungen oder Teilchen zur Verwendung solcher Agglomerate sowohl in eisenerzeugenden als auch in stahlerzeugenden Öfen. Ein weiteres Patent von Lmperato, Nr. 3,617,254, offenbart ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Erzagglomeraten, welche zum Handhaben und zur Verwendung in stahlerzeugenden Öfen geeignet sein sollen, das Patent beschreibt aber keine spezifische Vorrichtung, die zeigt, wie solche Agglomerate in stahlerzeugenden Öfen verwendet werden könnten.
US Patent Nr. 4,528,029 für Goskel beschreibt auch Praktiken zum Erzeugen selbstreduzierender Eisenoxidagglomerate für die Eisen- und Stahlerzeugung, beschreibt aber keine spezifische Vorrichtung für ihre Verwendung in eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Öfen.
US Patent Nr. 4,529,446 für Valenti beschreibt auch Praktiken zum Erzeugen selbstreduzierender Eisenoxidagglomerate für die Eisen- und Stahlerzeugung, beschreibt aber wiederum keine spezifische Vorrichtung für eine solche Verwendung.
US Patent Nr. 5,149,363 für Contrucci et al. offenbart ein Verfahren zum Schmelzen oder Verflüssigen von eisenhaltigem oder nicht eisenhaltigem Metall aus selbstreduzierenden Agglomeraten oder Metall. Wenn jedoch die Chargenmaterialien entweder aus metallischem Eisen oder selbstreduzierenden, Eisen enthaltenden Oxidagglomeraten bestehen, beziehen sich die Vorrichtung und die Praktiken auf die Produktion von geschmolzenem Eisen, nicht von Stahl. Es wird keine Offenbarung getroffen, daß der von Contrucci erfundene Ofen und die Praktiken zum Veredeln von geschmolzenem Eisen zu Stahl geeignet sind.
US Patent Nr. 3,150,958 für Collin et al. offenbart ein Verfahren zur Reduktion von Metallen aus Oxid und lehrt allgemeine Prinzipien zur Verwendung von selbstreduzierenden Pellets in der Stahlerzeugung. Es wird jedoch in dem Patent von Collin ausgeführt, daß "die Vorrichtung zum Ausführen unseres Vorwärmschrittes nicht kritisch ist." So ist keine spezifische Vorrichtung beschrieben.
US Patent Nr. 3,925,060 für Bloom et al. beschreibt einen "Preßkörper der Eisenoxid und Kohlenstoff enthält und ein Verfahren zu dessen Verwendung bei der Stahlerzeugung". Das von Bloom et al. beschriebene Verfahren zur Stahlerzeugung besteht aus einem kalten Laden der selbstreduzierenden Preßkörper (das heißt, Agglomerate) in den stahlerzeugenden Ofen zusammen mit anderen Chargenmaterialien. Dieses Verfahren verläßt sich hauptsächlich auf eine Strahlung aus dem Schmelzbad, um die Chargenmaterialien zu erwärmen und die Reduktionsreaktion anzutreiben, mit dem Ergebnis, daß der elektrische Energieverbrauch sehr hoch ist. Ferner lehrt Bloom et al. die Verwendung von Asphaltbindern (3 bis 6 Gew.-%) bei der Herstellung selbstreduzierender Agglomerate. Da die Agglomerate kalt geladen werden, während des progressiven Erwärmens der selbstreduzierenden Agglomerate, werden sich bestimmte organische Verbindungen in dem Asphaltbinder verflüchtigen und würden die meisten organischen Verbindungen, die sich verflüchtigt haben, vor ihrer Evakuierung durch das Ofenabgassystem nicht vollständig verbrannt werden, wodurch ein Verunreinigungsproblem erzeugt wird. Ferner gibt es freien Sauerstoff in der Atmosphäre des stahlerzeugenden Ofens während des progressiven Erwärmens der selbstreduzierenden Agglomerate. Der freie Sauerstoff brennt einiges des in den Agglomeraten enthaltenen kohlenstoffhaltigen Materials aus, eines kohlenstoffhaltigen Materials, das für die Reduktion des Eisenoxids benötigt wird. Das Ausbrennen des in den Agglomeraten enthaltenen kohlenstoffhaltigen Materials führt zu einem Verschmelzen des Eisenoxids mit der Schlacke, ohne eine ökonomische Bedeutung für das Reduzieren des Eisenoxids, wodurch zur Korrosion der Ofenauskleidung und einem erhöhten Schlackevolumen beigetragen wird, welches natürlich Abfall ist.
Die europäische Patentanmeldung 0 184 405 offenbart ein Verfahren für die Schmelzreduktion von Eisenerzen und verwendet ein fein zerteiltes Erz mit einem ebenso fein zerteilten Reduktionsmittel. Das Gemisch wird in einem erwärmten rohrförmigen Reaktionsgefäß bereit gestellt und wird durch einen Schraubenförderer durch das Gefäß hindurch bewegt. Das reduzierte Eisen wird direkt in einen Schmelzofen geführt. Das Reaktionsgefäß ist jedoch weder gegenüber dem Ofen noch gegenüber dem Erz und der Quelle isoliert, derart, daß eine sauerstofffreie Umgebung beibehalten wird.
Das UK Patent 301 011 beschreibt ein zylindrisches, drehbares Reduktionsgefäß, das in einem leichten Winkel angebracht ist, welches Erz und Kohle erhält, um so das Erz zu reduzieren und das sich ergebende Metall zu karbonisieren, bevor dieses in eine Aufbewahrungskammer fällt. Es wird dann in geregelten Mengen zum Schmelzofen geliefert. Der Reduktionszylinder wird jedoch nicht unter einer sauerstofffreien Atmosphäre gehalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung, die in Anspruch 1 gegeben wird, bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Nutzbarmachung heißer Abgase aus stahlerzeugenden und anderen industriellen Prozessen, um Energie für ein Erwärmen selbstreduzierender Pellets/- Agglomerate zu liefern und um die endothermische Reduktionsreaktion anzutreiben. Die vorliegende Erfindung kann die warmen Abgase aus stahlerzeugenden Öfen, wie dem Lichtbogenofen (EAF) oder dem Sauerstoff Aufblas-Konverter (BOF), nutzen. Es wird angenommen, daß Abgase solcher Quellen früher wegen der "schubweisen" Natur dieser Prozesse mit kurzen Zykluszeiten pro "Schub", allgemein unter 1,5 Stunden nicht verwendet wurden. Dies bedeutet, daß die Produktion von Abgasen intermittierend ist, mit variierender Temperatur, Gaszusammensetzung und variierendem Teilchengehalt über den Verlauf des "Schub"-Produktionszyklusses.
In der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 gegeben, werden die selbstreduzierenden Pellets/Agglomerate in eins äußerlich erwärmte Vormrärmkammer geladen, deren Innenatmosphäre sauerstofffrei gehalten wird. Ein Vielfalt von Vorwärmkammer-Konfigurationen wird verwendet. Die Vorwärmkammer wird erwärmt, äußerlich durch Abwärme aus industriellen Vorgängen und innerlich durch einen Brenner innerhalb der Vorwärmkammer, welcher die Pellets für die Agglomerate direkt erwärmt. Der Brenner wird in einer Weise befeuert, welche eine Atmosphäre innerhalb der Vorwärmkammer liefert, die sauerstofffrei ist. Zudem wird eine Vorsehung getroffen, inerte und/oder reduzierende Gase (z. B. H&sub2;, CO) in die Vorwärmkammer bedarfsweise einzuführen, um die Temperatur innerhalb der Vorwärmkammer zu steuern, um ein Überhitzen und eine vorzeitige Verschmelzung der selbstreduzierenden Pelletcharge zu verhindern und um sauerstofffreie oder reduzierende Bedingungen innerhalb der Vorwärmkammer beizubehalten. Ein Überdruck wird in der Vorwärmkammer zu allen Zeiten in Bezug zum Umgebungsdruck beibehalten, um so eine Einführung von Sauerstoff in die Vorwärmkammer zu verhindern.
Hauptsächliche Quellen großer Mengen von Abwärme, die durch Stahlerzeuger produziert und als eine äußere Wärmequelle in der vorliegenden Verwendung genutzt werden, umfassen Abgase aus schmelzenden oder verflüssigenden Öfen, wie z. B. den EAF, den BOF und den energieoptimierenden Ofen (EOF). Ferner werden, wie nachfolgend verwendet, Abgase aus schmelzenden oder verflüssigenden Öfen als "Schmelz-Abgase" bezeichnet.
Die Abgase umfassen solche aus mit Flüssigkeiten oder mit Gas befeuerten Öfen, die dazu verwendet werden, halbfertigen Stahl zu erhitzen oder wieder zu erhitzen (einschließlich Gußblöcke, Walzblöcke und Schmiedeblöcke), und zwar zum Zwecke einer Heißbearbeitung, einschließlich eines Warmwalzens, und aus mit Flüssigkeit oder mit Gas befeuerte Öfen, die dazu verwendet werden, einen heiß oder kalt bearbeiteten Stahl zu erhitzen oder wieder zu erhitzen, und zwar zum Zwecke der Wärmebehandlung, einschließlich einem Ausglühen. Für den Zweck der weiteren Diskussion werden Abgase aus solchen wärmenden oder wieder erwärmenden Öfen als "Wiedererwärmungs-Abgase" bezeichnet.
In der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden die Vorwärmkammer-Abgase, einschließlich des von den selbstreduzierenden Pellets während des Vorwärmens abgegebenen CO, aus der Vorwärmkammer entlüftet und nachverbrannt. Dieser Prozeß wandelt auch das CO in CO&sub2; um. Die Vorwärmkammer ist so konfiguriert,, daß die aus der Nachverbrennung resultierende Wärme dazu verwendet wird, zum äußeren Erwärmen der Vorwärmkammer beizutragen.
Der Zweck des Vorwärmens der Pellets besteht darin, die Pellets vor einem Auseinanderbrechen zu bewahren (wie dies passieren würde, wenn Kälte direkt in das geschmolzene Material bei stahlerzeugenden Temperaturen eingeleitet würde), und einen Metallisierungsgrad (das heißt, eine Reduktion des Eisenoxids) in der Vorwärmstufe zu erreichen. Nachdem die Pellets zwar auf solche Temperaturen und über eine solche ausreichende Zeitspanne erwärmt wurden, daß das enthaltene Eisen zu einer metallischen Form reduziert wird (bei wenigstens 1000ºC), aber auf Temperaturen, die nicht so hoch sind, daß sie das Auftreten einer Fusion der Pellets innerhalb der Vorwärmkammer bewirken, werden die Pellets halb-kontinuiertlich während geeigneter "Zeitfenster" im eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Zyklus in einen eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen geladen. Ein "Zeitfenster" beginnt an der Stelle, an welcher das geschmolzene Material (Schlacke und Metall) in einer ausreichenden Menge vorhanden ist, um die Pellets zu absorbieren, so daß die Zeit, in der die Pellets der Ofenatmosphäre während der Einführung in den eisenerzeugenden und stahlerzeugenden Ofen ausgesetzt sind, minimiert wird.
Um größere Schlackevolumen aufzunehmen, kann eine Modifikation der Geometrie der Eisen- oder Stahlofenschale und -feuerstelle und der Auskleidungsmaterialien und -praktiken notwendig sein, falls die Pellets/Agglomerate 10 bis 20 Prozent des Ofenchargengewichts übersteigen. Eine solche Modifkation liegt im Wissen der Fachleute.
Einmal in den schmelzenden oder flüssig machenden Ofen eingeführt, schließen die Pellets/Agglomerate die Selbstreduktion ab und werden in der Schlacke und/oder in der Eisen- oder Stahlschmelze geschmolzen. Das metallische Eisen wird Teil der Eisen- oder Stahlschmelze. Wie im Stand der Technik allgemein bekannt ist, kann Sauerstoff in die Schmelze injiziert werden, um einen im Überschuß gelösten Kohlenstoff abzuführen. Kohlenstoff könnte in die geschmolzene Schlacke injiziert werden, wenn hohe Schlacke-Eisenoxidgehalte auftreten, um den Eisenoxidgehalt der Schlacke zu reduzieren. Auch solche Vorgänge sind wieder im Stand der Technik allgemein bekannt.
Das Konzept der "direkten Eisen- oder Stahlerzeugung" betrachtet selbstreduzierende Pellets in erster Linie als eine Ergänzung zu Schrott oder heißem Metall beim Schmelzen oder Flüssigmachen einer Ofencharge. Die meisten eisen- oder stahlerzeugenden Anwendungen erfordern keine 100 Prozent "jungfräulicher Materialien" in der Charge (das heißt, jungfräulich" bedeutet Chargenmaterialien, die aus Eisenerz erzeugt werden). Ein geschätzter Anteil von 75 Prozent der Eisen- oder Stahlprodukte in der Welt könnten aus einer Charge hergestellt werden, die aus 50 Prozent Schrott besteht (welche unerwünschte Spurenelemente enthalten kann, wie Cu, S. Cr, Sn und dergleichen), plus 50 Prozent "jungfräulicher Materialien" (die verwendet werden, um Spurenelemente im Schrott zu lösen). So wird die Verwendung von geschätzten 10 bis 20 Prozent selbstreduzierender Pellets in einem herkömmlichen Schmelz- oder Verflüssigungsofen kaum eine physikalische Änderung des Ofens selbst über die Modifikationen hinaus erfordern, das Pellet-Vorwärm- und Zuführsystem aufzunehmen. Wie vorher ausgeführt wurde, kann oberhalb eines geschätzten Anteils von 20 Prozent der Chargenmenge, eine Modifikation der Ofenschalen- und Feuerungsgeometrie (und Auskleidungsmaterialien und -praktiken) erforderlich sein, um größere Schlackevolumen aufzunehmen.
In der vorliegenden Erfindung ist eine mit einer Vorwärmkammer versehene Pellettrommel als länglicher Zylinder ausgebildet, die gedreht wird, um die darin befindlichen Pellets durcheinander zu werfen. Die Pellets werden aus einem Vorratsbunker durch eine Pellet-Zuführklappe hindurch an eine Zuführkammer geliefert, in welcher eine Ladevorrichtung, wie ein Kolben oder eine Schnecke, die Pellets in das Innere des sich drehenden Vorwärmzylinders drückt. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck, Pellets" auf selbstreduzierende Pellets oder Agglomerate. Ferner wird sich der Ausdruck "Abwärme" entweder auf Schmelz-Abgase, Wärme-Abgase oder abgegebene heiße Gase aus anderen industriellen Prozessen beziehen. Auf diese Weise erfolgt ein Vorwärmen der Pellets innerhalb eines wärmebeständigen und gegenüber hoher Temperatur korrosionsbeständigen zylindrischen Rohrs, der sogenannten Wärmekammer-Pellettrommel, welche sich kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit R dreht. Die Drehung der Vorwärmkammer ist wichtig, um eine Temperaturgleichmäßigkeit sicher zu stellen, um eine Verwindung der Vorwärmkammer aufgrund von Temperaturunterschieden zu verhindern und um eine Temperaturgleichförmigkeit in der Pelletcharge innerhalb der Vorwärmkammer zu unterstützen. Die Dicke T des wärmebeständigen und gegenüber einer hohen Temperatur korrosionsbeständigen Zylinders muß so ausreichend sein, daß die Vorwärmkammer als ein "thermisches Schwungrad" wirkt, das sich durch das mögliche zyklische Temperaturprofil von Wärmeguellen ergibt, und um sicher zu stellen, daß die Vorwärmkammer eine ausreichende Festigkeit besitzt, um ihr eigenes Gewicht und das Gewicht der enthaltenden Pelletcharge zu tragen.
Die Drehung der Vorwärmkammer wird angetrieben durch Pellettrommel- Antriebsräder, die auch das Gewicht der Vorwärmkammer abstützen. Die Vorwärmkammer ist im wesentlichen in einer äußeren Heizkammer eingeschlossen und wird extern durch Abwärme erwärmt. Abwärme strömt um die drehende Vorwärmkammer herum und wird durch ein Rohrleitungssystem zu einer geeigneten Verunreinigungs- Kontrolleinrichtung geleitet, wie eine Taschenfilteranlage oder Gaswäsche. Die Pellettrommel- Antriebsräder liegen außerhalb der externen Heizkammer.
Die Atmosphäre innerhalb der Vorwärmkammer muß gegenüber der Atmosphäre ihrer Umgebung isoliert sein. Es ist kritisch, einen Überdruck innerhalb der Vorwärmkammer beizubehalten, um jede "Rückspülung" von Sauerstoff in die Pelletkammer aus Gasen in der externen Heizkammer oder aus anderen Quellen zu verhindern. Um einen ungehinderten Pelletstrom in der Pellet- Bewegungsrichtung sicherzustellen, sollte sich die zylindrische Vorwärmkammer an einem Ende über das Ende einer stationären zylindrischen Pellet-Zuführkammer hinaus und in das Ende eines zylindrischen Abschnitts der gegenüber liegenden Flammenkammer hinein erstrecken.
Selbstreduzierende Pellets werden aus dem Vorratsbunker durch eine Pellet- Zuführklappe hindurch in die stationäre Pellet-Zuführkammer geführt. Die Pellet- Zuführklappe ist notwendig, um ein Entweichen der inneren Pelletkammergase in den Pellet-Vorratsbunker zu verhindern.
Sobald die Pellet-Zuführkammer beschickt ist, trägt ein Ladekolben oder eine Schnecke die Pellets in der Pellet-Bewegungsrichtung in die Vorwärmkammer. Der Zyklus eines Beschickens der stationären Pellets- Zuführkammer und des Tragens der Pellets in die Vorwärmkammer wird wiederholt, bis die Vorwärmkammer mit der gewünschten Menge Pellets gefüllt ist.
Zum geeigneten Zeitpunkt im Zyklus des Schmelz- oder Verflüssigungsofens, wenn geschmolzenes Material (Schlacke und Metall) in einer genügenden Menge vorhanden ist, um die vorgewärmten Pellets zu absorbieren, werden die vorgewärmten Pellets direkt in das geschmolzene Material in dem eisen- und stahlerzeugenden Ofen durch eine Pellet-Ausgabeklappe hindurch eingeführt. Die Pellet- Ausgabeklappe ist notwendig, um die Pellet-Vorwärmkammer und eine Auffangkammer gegenüber der Atmosphäre des Schmelz- oder Verflüssigungsofens zu isolieren. Es ist wichtig, die Aussetzzeit der vorgewärmten Pellets in der Atmosphäre des Ofens während ihrer Einführung in den eisen- oder stahlerzeugenden Ofen zu minimieren.
So ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erzeugen von Eisen oder Stahl zu schaffen, in welcher selbstreduzierende Pellets auf die geeignete Temperatur erwärmt werden und dann im wesentlichen direkt in das geschmolzene Metall in dem Eisen- oder Stahlofen überführt werden.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorwärmkammer für die selbstreduzierenden Pellets zu schaffen, wobei die Vorwärmkammer gedreht wird, um ein gleichmäßiges Erwärmen der Pellets zu erreichen, um eine Verwindung der Pellet-Vorwärmkammer aufgrund von Temperaturdlifferenzen zu verhindern und um ein "thermisches Schwungrad zu schaffen, um eine Temperaturgleichförmigkeit sicher zu stellen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine externe Abwärme an der Außenseite der Pellet-Vorwärmkammer als die primäre Energiequelle bereitzustellen, um die selbstreduzierenden Pellets indirekt zu erwärmen und um zusätzlich eine direkte innere Wärme zum Inneren der Pellets- Vorwärmkammer auf einer "bedarfsweisen" zweiten Basis zu schaffen.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pellet-Zuführklappe zu schaffen, um die Pelletcharge an die Pellet-Vorwärmkammer zu regeln und um ein Entweichen von inneren Pellet-Vorwärmkammergasen in den Pellet- Vorratsbunker zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pellet-Ausgabeklappe zwischen einer Auffangkammer und dem Eisen- oder Stahlofen zu schaffen, um die Pellet-Vorwärmkammer und die Auffangkammer gegenüber der Atmosphäre des Eisen- oder Stahlofens zu isolieren.
Es ist noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kolben an jedem Ende der drehenden Pelletkammer vorzusehen, wobei einer der Kolben die Charge veranlaßt, in die Pelletkammer eingeführt zu werden, wobei beide der Kolben die Pellets während eines Vorwärmens in der Vorwärmkammer halten und wobei der andere derselben erlaubt; daß die vorgewärmten Pellets aus der Pellet-Vorwärmkammer an eine Auffangkammer und an die Pellet-Ausgabeklappe zum Eisen- oder Stahlofen abgegeben werden.
Es ist noch eine bevorzugte weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein schraubenförmiges Blatt auf der Innenseite der zylindrischen Pelletkammervorzusehen, um die Pellets während des Vorwärmens von einem Ende zum anderen zu transportieren.
Es ist eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine rotierende Schnecke auf dem Inneren der Pellet-Vorwärmkammer zu schaffen, die mit einer Geschwindigkeit r, größer als der Drehgeschwindigkeit R der Pellet-Vorwärmkammer dreht, um so das Pellet von einer Zuführkammer zu dem Inneren der Pellet- Vorwärmkammer zu bewegen. Die Richtung der Drehung der Schnecke wird dann auf eine Geschwindigkeit r = -R umgekehrt, derart, daß die Pellets innerhalb der Pellet-Vorwärmkammer während des Vorwärmens stationär gehalten werden und daß danach die drehende Schnecke wieder eine Geschwindigkeit r > R in der gleichen Richtung annimmt, um die vorgewärmten Pellets aus der Vorwärmkammer an die Auffangkammer und die Pellet-Ausgabeklappe auszugeben.
Es ist noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, während des Vorwärmens der Pellets von dem Inneren der Pellet-Vorwärmkammer erzeugte Abgase mit einer äußeren Heizkammer zu koppeln, welche zusammen mit den warmen Abgasen von einer Quelle, wie einem Eisen- oder Stahlofen selbst, verwendet werden, um die äußere Oberfläche der drehenden Pellet-Vorwärmkammer zu erwärmen.
Es ist auch eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nachverbrennung-Brennstoffbrenner in der äußeren Heizkammer vorzusehen, der mit einem Sauerstoffüberschuß versorgt wird, der über denjenigen hinausgeht, der zur Verbrennung des Brennstoffs notwendig ist, derart, daß der überschüssige Sauerstoff sich mit CO in den Abgasen verbinden wird, um Co zu bilden.
Es ist noch eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Temperatur- und Atmosphärenbedingungen innerhalb der Vorwärmkammer zu steuern, und zwar durch Hinzufügen von innerer Wärme, Hinzufügen eines Inertgases (heiß oder kalt), je nach dem wie dies notwendig ist, um einen sauerstofffreien Zustand beizubehalten und um einen Überdruck in der Pellet-Vorwärmkammer zu schaffen" um das Innere der Pellet-Vorwärmkammer gegenüber äußeren Sauerstoffzuführungen zu isolieren, und durch Hinzufügen von reduzierendem Gas (heiß oder kalt), je nach dem wie dies notwendig ist, um die gesamte Reduktion der Pellets zu gewährleisten.
Es ist noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, inerte und oder reduzierende Gase in die Vorwärmkammer einzuführen, um die Temperatur innerhalb der Vorwärmkammer zu steuern, um ein Überhitzen und eine frühzeitige Fusion der selbstreduzierenden Pelletcharge zu verhindern und um die sauerstofffreien oder reduzierenden Bedingungen innerhalb der Vorwärmkammer beizubehalten.
Es ist noch eine weitere bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für die bedarfweise Einführung inerter und/oder reduzierender Gase in die Vorwärmkammer zu sorgen, um Temperaturen innerhalb der Vorwärmkammer zu steuern, ein Überhitzen und eine vorzeitige Fusion dieser selbstreduzierenden Pelletcharge zu verhindern und sauerstofffreie oder reduzierende Bedingungen innerhalb der Vorwärmkammer beizubehalten.
So wird in der vorliegenden Erfindung Abwärme als primäre Energieguelle verwendet, um das Pellet-Zuführmaterial indirekt zu erwärmen und um die Reduktionsreaktion anzutreiben. Eine sauerstofffreie Atmosphäre wird zu allen Zeiten während des Reduktionsprozesses durch Beibehalten eines Überdruckes innerhalb der Vorwärmkammer beibehalten. Die Steuerung der Temperatur und der Atmosphärenbedingungen innerhalb der Vorwärmkammer wird herbeigeführt (1) durch ein bedarfsweises Hinzufügen einer inneren Kammerwärme, (2) ein bedarfsweises Hinzufügen eines Inertgases (heiß oder kalt) und (3) ein bedarfsweises Hinzufügen eines reduzierenden Gases (heiß oder kalt). Sobald die Pellets vorgewärmt sind und in der Vorwärmkammer reduziert sind, werden sie so schnell wie möglich zu dem "geschmolzenen Material" in dem eisenerzeugendem oder stahlerzeugenden Ofen überführt, um eine Reoxidation zu verhindern. Die bevorzugte Vorwärmkammer ist ein drehender Zylinder.
So bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets und zum Überführen der vorgewärmten Pellets zu einem Eisen- oder Stahlofen, wobei die Vorrichtung eine direkte Wärmequelle, eine Abwärmequelle, eine drehende zylindrische Vorwärmkammer mit einem Pellet- Eingabeende und einem Pellet-Ausgabeende umfaßt, wobei die Vorwärmkammer eine innerliche Wärme aus der direkten Wärmequelle und eine äußerliche Wärme aus der Abwärmequelle erhält, um die darin befindlichen Pellets vorzuwärmen, wobei das Erwärmen der Pellets CO als gasförmige Abwärme erzeugt, und eine Pellet- Überführungseinrichtung zum Überführen der vorgewärmten Pellets im wesentlichen direkt zu dem eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen umfaßt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vollständiger offenbart in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wiedergeben, und in welchen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer neuartigen Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets zur direkten Verwendung in einem eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer neuartigen Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets zur direkten Verwendung in einem einsenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen ist; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer neuartigen Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets zur direkten Verwendung in einem eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die neuartige Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets zur direkten Verwendung in einem eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen ist in einer ersten Ausführungsform in Fig. 1 in schematischer Anordnung dargestellt. Das System 10 umfaßt einen Vorratsbunker von Pellets oder Agglomeraten 12, eine Vorwärmkammer 14 und den eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen 16. Die Vorwärmkammer 14 ist eine Pellettrommel, die kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit R dreht. Die Drehung der Vorwärmkammer-Pellettrommel 14 ist wesentlich, um eine Temperaturgleichförmigkeit innerhalb der Vorwärmkammer 14 sicher zu stellen, um eine Verwindung der Vorwärmkammer-Pellettrommel 14 wegen Temperaturdifferenzen zu verhindern und um zu einer Temperaturgleichförmigkeit in der Pelletcharge innerhalb der Vorwärmkammer 14 beizutragen. Die Dicke T, die durch Bezugszeichen 58 wiedergegeben ist, des wärmebeständigen und gegenüber einer hohen Temperatur korrusionsbeständigen Zylinders oder Rohres, das die Pellet- Vorwärmkammer 14 bildet, muß so ausreichend sein, daß die Vorwärmkammer 14 wie ein "thermisches Schwungrad" wirkt, welches durch das mögliche zyklische Temperaturprofil von Abwärmequellen gegeben wird, die, wie nachfolgend beschrieben wird, als primäre Energiequelle verwendet werden, mit welchen die Pellets vogewärmt werden. Die Dicke 58 gewährleistet also, daß die Vorwärmkammer eine ausreichende Festigkeit besitzt, um ihr eigenes Gewicht und das Gewicht der enthaltenen Pelletcharge abzustützen. Die Vorwärmkammer 14 hat ein Eingabeende 18 und ein Ausgabeende 20. Eine Flammenkammer 22 ist mit dem Ausgabeende 20 der Vorwärmkammer 14 verbunden und hat darin einen internen Vörwärmbrenner 24 zum Erzeugen einer internen Flamme als zusätzliche Wärmequelle, um bedarfsweise Wärme zu erzeugen, um das Innere der Vorwärmkammer 14 zu erwärmen. Wie früher ausgeführt wurde, nutzt eine externe Heizkammer 26 Abwärme aus industriellen Vorgängen, wie nachfolgend beschrieben werden wird, als primäre Energiequelle, die verwendet wird, um die Vorwärmkammer äußerlich zu erwärmen.
Eine Zuführkammer 28 ist mit dem Eingabeende 18 der drehenden Vorwärmkammer 14 verbunden. Eine mit einem Ladekolben 44 gekoppelte Kolbenstange 30 bewegt den Ladekolben zwischen der bei 44 gezeigten Position am Eingabeende 18 der Vorwärmkammer 14 und der in Phantomlinien 45 gezeigten Position. Der Kolben wird in einer herkömmlichen Weise durch eine Krafteinrichtung 32 bewegt, die durch eine Steuerung 34 betätigt wird, die alle im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Wenn der Kolben 44 zu der in Phantomlinien 44 gezeigten Position bewegt ist, kann eine Pellet-Zuführklappe 36, im Stand der Technik allgemein bekannt, geöffnet werden, um eine vorbestimmte Pelletcharge aus dem Vorratsbunker 12 an die Zuführkammer 28 abzugeben. Die Pellet-Zuführklappe 36 ist notwendig, um ein Entweichen innerer Vorwärmkammergase in den Vorratsbunker 12 zu verhindern. Es ist in Fig. 1 angemerkt, daß sich, um einen ungehinderten Pelletstrom in der Pellet- Bewegungsrichtung in das Eingabeende 18 der Vorwärmkammer 14 zu gewährleisten, das längliche zylindrische Eingabeende 18 über das zylindrische Ende 42 der stationären Zuführkammer 28 hinaus erstreckt. Dies wiederum erlaubt einen ungehinderten Pelletstrom in das Eingabeende 18 der Vorwärmkammer 14, wenn sich der Kolben von der in Phantomlinien 45 gezeigten Position zu der durch das Bezugszeichen 44 gezeigten Position bewegt.
An dem gegenüberliegenden Ende hat die Flammenkammer 22 einen kreisförmigen Bereich 46, der sich über das Ausgabeende 20 der drehenden Pellet-Vorwärmkammer erstreckt, wie dies dargestellt ist. Dies erlaubt einen ungehinderten Pelletstrom von der Vorwärmkammer 14 zu der Auffangkammer 54. Der Kolben 48 in der Flammenkammer 20 ist von der in dem Ausgabeende 20 der Vorwärmkammer 14 gezeigten Position zu der durch die Phantomlinie 52 gezeigten Position bewegbar. In dieser Position kann der Ladekolben 44 nach vorne getrieben werden, in die Position, die durch den Kolben 48 dargestellt ist, um alle Pellets aus der Vorwärmkammer 14 in die Auffangkammer 54 zu drücken. So hat der Ladekolben 44 drei Positionen. Die erste befindet sich an Position 45, in Phantomlinien gezeigt, welche die Pelletcharge in die Lage versetzt, in die Zuführkammer 28 abgelagert zu werden. Die zweite ist die bei 44 gezeigte Position, in welche sich der Kolben bewegt, um die Pelletcharge in das Innere der drehenden Vorwärmkammer 14 zu bewegen. Die dritte Position befindet sich in der durch den Kolben 48 dargestellten Position, wenn sich der Kolben 48 in die durch Phantomlinien 52 gezeigte Position bewegt hat. Um diese Position zu erreichen, bewegt sich der Ladekolben 44 durch das Zentrum der Vorwärmkammer 14 hindurch, um so die Pellets aus dem Ausgabeende 20 in die Auffangkammer 54 zu drücken. Der Ausgabekolben 48 hat zwei Positionen, diejenige, die bei 48 während des Vorwärmzyklus gezeigt ist, um die Pellets innerhalb der Vorwärmkammer 14 zu halten, und die andere Position, die in Phantomlinien 52 gezeigt ist, um dem Ladekolben zu erlauben, die Pellets aus der Vorwärmkammer in die Auffangkammer 54 zu drücken. Die Auffangkammer 54 ist so konstruiert und mit einem feuerfesten Normalstein in allgemein bekannter Weise ausgekleidet, daß die Pelletwärme gehalten wird.
Die Vorwärmkammer 14 wird durch Antriebsräder 38 und 40 gedreht, die in irgendeiner allgemein bekannten Art und Weise durch Kraftquellen 39 bzw. 41 angetrieben werden. Diese verwirbelnde Wirkung, wie vorher ausgeführt, bewirkt ein gleichmäßiges Erwärmen der Pelletcharge und behält ein gleichmäßiges Erwärmen der Vorwärmkammer selbst bei.
Nachdem das Vorwärmen in der Vorwärmkammer 14 abgeschlossen ist, wird, wie vorher ausgeführt wurde, der Entladekolben aus der Position 48 in die Position 52 zurück gezogen, um dem Ladekolben 44 zu erlauben, dahin gehend benutzt zu werden, die vorgewärmten Pellets in die vorgewärmte, isolierte, feuerfest ausgekleidete Auffangkammer 54 zu schieben. An der geeigneten Stelle im Zyklus des Schmelz- oder Verflüssigungsofens werden, wenn geschmolzene Schlacke in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um die vorgewärmten Pellets zu absorbieren, die vorgewärmten Pellets im wesentlichen direkt in das geschmolzene Material in dem eisen- oder stahlerzeugenden Ofen 16 eingefüllt, und zwar durch eine Pellet- Ausgabeklappe 56 hindurch, die im Stand der Technik allgemein bekannt ist. Die Pellet-Ausgabeklappe 56 ist notwendig, um die Vorwärmkammer 14 und die Auffangkammer 54 gegenüber der Atmosphäre des schmelzenden oder verflüssigenden Ofens 16 zu isolieren. Ferner minimiert die Pellet-Ausgabeklappe 56 die Aussetzzeit der vorgewärmten Pellets in der Ofenatmosphäre während ihrer Einführung in den eisen- oder stahlerzeugenden Ofen. Diese Fähigkeit, die Einfüllgeschwindigkeifi der vorgewärmten Pellets in den schmelzenden oder verflüssigenden Ofen zu steuern, stellt einen gewünschten Freiheitsgrad für den Prozeß dar, da eine Vielfalt den Betrieb von Schmelz- oder Verflüssigungsöfen bestimmender Variablen die Geschwindigkeit diktieren werden, bei welchen die Schlacke und das Bad des schmelzenden oder verflüssigenden Ofens die Pellets mit minimaler Reoxidation absorbieren können.
Wie vorher ausgeführt wurde, werden während des Vorwärmungszyklusses die Pellets durch Drehung der Vorwärmkammer 14 durcheinander gewirbelt. Die Pellets werden durch Kontakt mit der Vorwärmkammer selbst und durch zusätzliche Heizgase erwärmt, so wie diese benötigt und durch das Feuer des inneren Vorwärmbrenners 24 erzeugt werden. Die durch das Feuer des inneren Vorwärmbrenners 24 erzeugten heißen Gase treten durch Lüftungsöffnungen 60 in dem Entladekolben in die Vorwärmkammerein und treten durch Lüftungsöffnungen 62 in dem Ladekolben 44 aus der Vorwärmkammer aus. Ein Kontakt von inneren Gasen mit der Zylinderwand der Vorwärmkammer 14 hilft dabei, die Gase während ihres Weges durch die Vorwärmkammer 14 heiß zu halten. Die durch den inneren Vorwärmbrenner 24 erzeugten heißen Gase erzeugen einen Überdruck auf das Innere der Vorwärmkammer 14, um zu verhindern, daß Luft oder Sauerstoff aus der Atmosphäre eintritt.
Bei Benutzung wird der innere Vorwärmbrenner 24 mit natürlichem Gas durch ein Ventil 68 und mit Sauerstoff oder Luft durch eine Ventil 70 hindurch befeuert. Ein Überschuß an natürlichem Gas wird verwendet, um so den Sauerstoff, der eingeführt wird, vollständig zu verbrauchen. Der Vorwärmprozeß setzt sich fort, bis die Pelletcharge wenigstens 1000ºC erreicht. Zu diesem Zeitpunkt kann der Strom des Erdgases durch das Ventil 68 hindurch reduziert und/oder durch ein reduzierendes oder inertes Gas ersetzt werden, um so die Temperatur zu steuern und ein Überhitzen und Schmelzen der Pellets/Agglomerate innerhalb der Vorwärmkammer 14 zu verhindern. Es sei so verstanden, daß sich während des Vorwärmprozesses der Kohlenstoff in den Pellets mit dem Sauerstoff in dem Eisenoxid verbindet und dadurch das Eisen in metallische Form reduziert und sowohl CO- als auch CO&sub2; -Gas freisetzt. Das freigesetzte CO- und CO&sub2;-Gas begleitet die Vorwärmbrennergase, welche durch die Lüftungsöffnung 62 in die Leitung 64 entlüftet werden, welche mit dem Inneren 66 der äußeren Heizkammer 26 gekoppelt ist. Es ist zu sehen, daß die äußere Heizkammer 26 wenigstens einen Bereich der Vorwärmkammer 14 umfaßt und umgibt. Die Pellettrommel-Antriebsräder 38 und 40 liegen außerhalb der äußeren Heizkammer 26, wie gezeigt wird.
Da die heißen Abgase auch CO enthalten können, wird eine Vorsehung dafür getroffen, Sauerstoff oder Luft in das Innere 66 der äußeren Heizkammer 26 durch einen Nachverbrenner 74 einzuführen, der mit Naturgas oder einem anderen geeigneten Brennstoff durch ein Ventil 78 befeuert wird, das mit einem Überschuß an Sauerstoff durch ein Ventil 76 hindurch betrieben wird, und zwar über diejenige Menge hinaus, die benötigt wird, um den eingeführten Brennstoff zu verbrauchen. Der durch den Nachverbrenner 74 eingeführte flüssige Sauerstoff wird sich mit CO in den heißen Abgasen und den Vorwärmbrennergasen zusammentun, um CO&sub2; zu erzeugen. Nach einem Erhitzen der äußeren Oberfläche der Vorwärmkammer 14 werden die Abgase im Inneren 66 der äußeren Heizkammer 26 durch eine Lüftungsöffnung 80 zu einer Rückgewinnungseinrichtung entlüftet, wie einem Taschenfilter oder einer Gaswäsche. Die Abgase oder heißen Verbrennungsgase, die allgemein durch das Bezugszeichen 72 bezeichnet sind, können die Abgase aus den schmelzenden oder verflüssigenden Öfen sein, wie zum Beispiel dem Lichtbogenofen, dem Sauerstoff-Aufblaskonverter und dem Energie optimierenden Ofen. Weitere Abgase aus flüssig- oder gasbefeuerten Öfen, die dazu verwendet werden, halbfertigen Stahl zur Heißbearbeitung zu erhitzen oder wieder zu erhitzen, einschließlich einem Warmwalzen, und Abwärme von flüssig- oder gasbefeuerten Öfen, die verwendet werden, um heiß oder kalt verarbeiteten Stahl jeweils zum Zwecke einer Wärmebehandlung, einschließlich einem Glühen, zu erwärmen oder wieder zu erwärmen, können durch das Bezugszeichen 72 dargestellt sein.
Zusammengefaßt arbeitet die Vorrichtung in Fig. 1 wie folgt. Selbstreduzierende Pellets werden aus einem Vorratsbunker 12 durch eine Pellet-Zuführklappe 36 in eine stationäre Pellet-Zuführkammer 28 zugeführt. Sobald die Pellet-Zuführkammer 28 geladen ist, schiebt der Ladekolben an der Stelle 45 die Pellets in die Vorwärmkammer 14, indem sich dieser in eine Position 44 bewegt. Der Ladezyklus der stationären Zuführkammer 28 und das Schieben der Pellets in die Vorwärmkammer 14 mit dem Kolben 45 wird wiederholt, bis die Vorwärmkammer mit der gewünschten Menge an Pellets gefüllt ist. Das Vorwärmen der Pellets erfolgt dann innerhalb der Vorwärmkammer 14, die sich kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit R dreht, und zwar mit Hilfe von Pellettrommel-Antriebsrädem 38 und 40. Die Vorwärmkammer 14 wird primär äußerlich erwärmt durch eine äußere Heizkammer 26, die wenigstens teilweise die Vorwärmkammer 14 umgibt und umschließfund die warme Abgase aus einer äußeren Quelle nutzt, wie dem eisen- oder stahlerzeugenden Ofen selbst; sowie die warmen Abgase aus dem Inneren der Vorwärmkammer 14 durch die Leitung 64. Zudem wird die Kammer bedarfsweise im Inneren mit einem inneren Vorwärmbrenner 24 erwärmt. Der innere Vorwärmbrenner 24 wird mit Naturgas und Sauerstoff oder Luft befeuert, und es wird ein Überschuß an Naturgas verwendet, um so den eingeführten Sauerstoff vollständig zu verbrauchen. Der Vorwärmungsprozeß setzt sich fort, bis die Pelletcharge wenigstens 1000ºC erreicht. Zu einem solchen Zeitpunkt wird der Strom des Naturgases reduziert und durch ein reduzierendes oder inertes Gas ersetzt, um so die Temperatur zu steuern und ein Überhitzen und eine Diffusion der Pellets innerhalb der Vorwärmkammer zu verhindern. Während des Vorwärmens verbindet sich der Kohlenstoff der Pellets mit dem Sauerstoff in dem Eisenoxid, um so das Eisen in seine metallische Form zu reduzieren und CO- und CO&sub2; -Gas freizusetzen. Das freigesetzte CO und das CO&sub2; -Gas begleitet die Vorwärmbrennergase, die durch die Entlüftungsöffnung 62 im Kolben 44 in das Innere 66 der äußeren Heizkammer 26 durch die Leitung 64 entlüftet werden. Weil die heißen Abgase auch CO enthalten, wird eine Vorsehung getroffen, um Sauerstoff oder Luft in das Innere der äußeren Heizkammer 66 durch einen Nachverbrenner 74 einzuführen, der mit Naturgas oder einem geeigneten Brennstoff befeuert wird, welcher mit einem Überschuß an Sauerstoff betrieben wird, der über denjenigen hinaus geht, der benötigt wird, um den eingeführten Brennstoff zu verbrauchen. Der durch den Nachverbrenner 74 eingeführte überschüssige Sauerstoff verbindet sich mit dem CO in den heißen Abgasen und den Vorwärmbrennergasen, um CO&sub2; zu erzeugen.
Nachdem das Vorwärmen abgeschlossen ist, wird der Entladekolben 48 in die bei 52 gezeigte Position zurück gezogen, um dem Ladekolben 44 zu erlauben, dazu verwendet zu werden, die vorgewärmten Pellets aus der Vorwärmkammer 14 in die vorgewärmte, isolierte Auffangkammer 54 zu schieben. An der geeigneten Stelle im Zyklus des schmelzenden oder verflüssigenden Ofens werden, wenn geschmolzenes Material in ausreichender Menge vorhanden ist, um die vorgewärmten Pellets zu absorbieren, die vorgewärmten Pellets durch die Pellet- Ausgabeklappe 56 im wesentlichen direkt in das geschmolzene Material in dem eisenerzeugenden oder stahlerzeugenden Ofen eingeführt.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Vorwärmkammer- Konfiguration. Neben der Konstruktion der Vorwärmkammer 14 selbst sind die verbleibenden Elemente die gleichen wie in Fig. 1. In Fig. 2 ist die Innenseite der Vorwärmkammer Pellettrommel 14 ausgerichtet mit einem Korkenzieherblatt oder einem Schraubenblatt 82, im wesentlichen entlang der gesamten Länge der Vorwärmkammer 14. Dieses wirkt dahin gehend, die Pellets innerhalb der Vorwärmkammer 14 voran zu bewegen, wenn sich die Vorwärmkammer dreht. In diesem Fall ist es wegen des Schrauben- oder Korkenzieherblattes 82 nicht notwendig, daß sich der Stoß des Ladekolbens 44 über das Ende 42 der stationären Zuführkammer 28 hinaus erstreckt, um die Vorwärmkammer 14 mit Pellets zu beladen. In diesem Fall ist der Kolben 44, der Ladekolben, kleiner als das Eingabeende 18 der Vorwärmkammer 14. Dies ist deshalb, weil das Schraubenblatt 82 die Pellets von dem Eingabeende 18 weg bewegt und dieses deshalb nicht in dem Maß blockiert werden muß, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Andererseits jedoch ist der Entladekolben 48 größer als der Durchmesser der Vorwärmkammer 14, um das gesamte Ausgabeende 20 abzudecken, um zu verhindern, daß die Pellets aus diesem austreten, bis der Kolben 48 in die Position bewegt worden ist, die durch die Phantomlinie 52 dargestellt ist. Durch ein kontinuierliches Drehen der Vorwärmkammer 14 und ein Bewegen des Kolbens 48 in die bei 52 gezeigte Position würde die Zuführung von vorgewärmten Pellets in die Auffangkammer 54 kontinuierlich sein. Der Entladekolben 48 würde sich bis zu dem Ende der Vorwärmkammer 14, wie gezeigt, erstrecken, und zwar nur unter den Bedingungen, in welchen es notwendig sein würde, den Strom der vorgewärmten Pellets in die Auffangkammer 54 zu blockieren.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Vorwärmkammer. Wieder ist, mit Ausnahme der Konstruktion der Vorwärmkammer 14 und ihres Pellet-Zuführmechanismus, der Rest des Systems exakt der gleiche wie in den Fig. 1 und 2. In dieser Ausführungsform erstreckt sich die drehende Schnecke 84 durch die Pellet-Zuführkammer 28 und durch das Innere der länglichen Vorwärmkammer 14 hindurch zu dem Entladeende 24 derselben. Wenn Pellets aus der Vorratsquelle 12 durch die Zuführklappe 36 hindurch in die Zuführkammer 38 überführt werden, trägt ein Schneckenbereich 106 mit einem Durchmesser 107, der ausreichend ist, um durch den inneren Durchmesser der Zuführkammer 28 aufgenommen zu werden, die Pellets nach vorne in das Innere der Vorwärmkammer 14. Die Vorwärmkammer 14 hat einen Schneckenbereich 104, der einen Durchmesser 105 hat, welcher größer ist als der Durchmesser der Schnecke 106 in der Zuführkammer 28. Auf diese Weise werden die Pellets kontinuierlich in die drehende Vorwärmkammer 14 transportiert und aus dem Entladeende 20 in die Auffangkammer 24 entladen. Ein Antriebsrad 88 oder irgend ein anderes gewünschtes Antriebsmittel, wie ein Kettenantrieb, dreht die Schneckenwelle 86 mit einer Geschwindigkeit r. Die Vorwärmkammer-Antriebsräder 38 und 40 treiben die Vorwärmkammer 14 mit einer Drehgeschwindigkeit R in die gleiche Richtung an, wie die Schnecke 84, wobei r > R während des Beladens des länglichen Vorwärmzylinders ist, um so die Pelletcharge axial in Richtung des Enladeendes 20 des länglichen Vorwärmzylinders 14 zu bewegen, und während des Entladens der Pellets, um die Pelletcharge aus dem Entladeende 20 des länglichen Vorwärmzylinders oder der Kammer 14 zu bewegen. Die Geschwindigkeit und die Drehrichtung der Schnecke kann in einer allgemein bekannten Weise mit einer Steuerschaltung gesteuert werden, um so r = -R zu erhalten, wenn die Pelletcharge das Entladeende 20 der länglichen Vorwärmkammer oder das Ende 14 erreicht, derart, daß die Pelletcharge im wesentlichen stationär innerhalb des länglichen Vorwärmzylinders gehalten wird, während sich die Pelletcharge auf die richtige Temperatur erwärmen kann. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schnecke dann in ihrer Richtung umgedreht, derart, daß r > R ist, und die Pellets werden dann in die Auffangkammer 54 entladen. Die Steuerschaltung zum Antreiben des Antriebsmittels 88 kann zum Beispiel eine Spannungsquelle 92 sein, die durch einen variablen Widerstand, 98 gekoppelt ist, um den Betrag der Spannung auf den Motor 90 zu variieren, dessen Geschwindigkeit von der darauf angelegten Spannung abhängt. Wenn sich die Schnecke 84 in der gleichen Richtung dreht, wie die Vorwärmkammer oder der Zylinder 14, wird die Spannung 92 durch einen Schaltkontakt 98, eine Leitung 100 und den Motor 90 in einer ersten Richtung und durch eine Leitung 102 und einen Schaltkontakt 96 an Masse angelegt. Der Rheostat 98 kann so eingestellt werden, daß die Geschwindigkeit der Schnecke 84 zu r > R wird. Wenn die Pellets an dem Entladeende 20 der Vorwärmkammer 14 ankommen und sich noch nicht auf der Temperatur befinden, die ausreicht, um bei dem eisen- oder stahlerzeugenden Prozeß verwendet zu werden, werden die doppelgängigen Schaltkontakte 94, 96 geschaltet, so daß die Spannung durch den Kontakt 96 und die Leitung 102 an den Motor 90 in der entgegengesetzten Richtung angelegt wird, um so diesen in die entgegengesetzte Richtung anzutreiben. Die Spannung verläßt dann den Motor 90 auf Leitung 100 und durch den Schaltkontakt 94 an Masse. So treibt der Motor 90 die Schnecke 84 in der umgekehrten Richtung an. Wieder kann die Geschwindigkeit durch Einstellen des Rheostats 98 eingestellt werden. Die umgekehrte Drehung der Schnecke 84 hält die Pellets innerhalb der Vorwärmkammer, bis diese fertig sind zum Entladen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Schaltkontakte 94, 96 in die gezeigte Position bewegt, um r > R zu erhalten, und die Pellets werden aus der Vorwärmkammer 14 in die Auffangkammer 54 aufgegeben. Die Schaltkontakte 94, 96 werden nur zu Darstellungszwecken gezeigt und können elektronische, computergesteuerte Schalter sein.
Zusammengefaßt arbeitet die Vorrichtung in Fig. 3 derart, daß während des Beschickens der Vorwärmkammer 14 die Schnecke 84 gedreht wird, um den Pelletvorschub in der Pellet-Bewegungsrichtung in das Innere der Vorwärmkammer 14 zu bewegen. Während der Beschickung wird die Drehung der Schnecke 84 so gesteuert, daß r > R ist. Wenn sich der Vorderrand der Chargenmasse dem Entladeende 20 der Vorwärmkammer 14 nähert, wird die Drehung der Schnecke 84 so eingestellt, daß r = -R ist. Diese Gegendrehung der Schnecke 84 in Bezug auf das kontinuierliche Drehen der Vorwärmkammer 14 hält die Charge entlang der Pellet-Bewegungsrichtung stationär und erlaubt gleichzeitig das Verwirbeln der Pellets, welche durch den Kontakt mit der Vorwärmkammer 14 selbst, durch heiße äußere Gase in Kontakt mit der Außenwand der Vorwärmkammer und durch heiße Gase, die durch den inneren Vorwärmbrenner 24 erzeugt werden, erwärmt werden. Nachdem das Vorwärmen abgeschlossen ist, wird die Gegendrehung der Schnecke 84 gestoppt und wird die Schnecke 84 wieder in der gleichen Richtung wie die Vorwärmkammer 14 gedreht, aber in einer schnelleren Geschwindigkeit r > R, so daß die Charge in Richtung des Entladeendes 20 bewegt wird und die vorgewärmten Pellets in die Auffangkammer 54 ausgegeben werden.
Auf diese Weise wurde eine Vorrichtung zum Vorwärmen und Verwenden selbstreduzierender Pellets oder Agglamarate für die direkte Eisen- oder Stahlerzeugung offenbart. Die Vorrichtung umfaßt ein äußeres Erwärmen einer die Pellets enthaltenden Vorwärmkammer unter Verwendung als primäre Energiequelle die Abwärme aus industriellen Vorgängen, einschließlich Schmelz-Abgasen und oder Wiedererwärmungs-Abgasen, kombiniert mit einer sekundären direkten Erwärmung der Pellets innerhalb der Kammer, falls dies notwendig ist, und der Verwendung eines Brenners, der geeignet ist, so befeuert zu werden, daß jeder in die Vorwärmkammer eingeführte Sauerstoff verbraucht wird. Inerte und/oder reduzierende Gase werden in die Vorwärmkammer eingeführt, wenn dies notwendig ist, um die Temperatur der Vorwärmkammer zu steuern und um ein Überhitzen und "Schmelzen" der vorgewärmten Pellets zu verhindern und um einen Überdruck innerhalb der Vorwärmkammer zu erhalten, um so die Einführung von Sauerstoff in die Kammer aus irgendwelchen äußeren Quellen zu verhindern. Das Entlüften der Vorwärmkammergase in die äußere Heizkammer erlaubt dem gesamten CO, das vorhanden ist, nachverbrannt zu werden, um CO&sub2; zu erzeugen. Die Energie aus einer solchen Nachverbrennung wird verwendet, um zu der äußeren Erhitzung der Vorwärmkammer beizutragen. Unter Verwendung von Kolben oder Schnecken, die in der richtigen Richtung und mit der richtigen Geschwindigkeit gedreht werden, wird die Fähigkeit verliehen, die Entladung der Pellets aus der Vorwärmkammer stoßweise oder in halbkontinuierlicher Betriebsweise in den Schmelz- oder Verflüssigungsofen in geeigneten Zeitfenstern in dem Schmelz- oder Verflüssigungszyklus zu steuern.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist nicht beabsichtigt, den Schutzbereich der Erfindung auf die speziell ausgeführte Form zu beschränken, sondern es ist im Gegensatz dazu beabsichtigt, solche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abzudecken, wie sie vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie dieser durch die angehängten Ansprüche begrenzt ist, erfaßt werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Vorwärmen selbstreduzierender Eisenoxidpellets zur direkten Verwendung in einem eisen- oder stahlerzeugenden Schmelzofen (16) mit:

einer Quelle selbstreduzierender Eisenoxidpellets (12), die ausreichend Kohlenstoff enthalten, um das Eisen zu seiner metallischen Form zu reduzieren;

einer Vorwärmkammer (14) zwischen der Pelletquelle (12) und dem eisen- oder stahlerzeugenden Schmelzofen (16) und mit einem Zuführende (18) und einem Ausgabeende (20);

einer äußeren Heizkammer (26) in Wärme übertragender Beziehung zu der Vorwärmkammer (14) zur Nutzung von Abwärme als primäre Energiequelle, um die Vorwärmkammer (14) mit Wärme zu versorgen;

einer Flammenkammer (22), die dem Pellet-Ausgabeende (20) der Vorwärmkammer (14) und dem Eisen- oder Stahlschmelzofen (16) zugeordnet ist;

einer innere Wärme erzeugenden Quelle (24) in der Flammenkammer (22) zum bedarfsweisen Liefern heißer Gase direkt in das Innere der Vorwärmkammer (14) als sekundäre Wärmequelle;

einer Pellet-Zuführkammer (28), die dem Zuführende der Vorwärmkammer (18) und der Pelletquelle (12) zum Annehmen einer vorbestimmten Pelletcharge aus der Pelletquelle (12) zugeordnet ist;

einem ersten Ventil (36), um die Pelletquelle (12) von der Vorwärmkammer (14) zu isolieren, und einem zweiten Ventil (56), um die Vorwärmkammer (14) von der Atmosphäre des Schmelzofens (16) zu isolieren, wobei das erste und das zweite Ventil (36, 56) der Vorwärmkammer (14)) ferner erlauben, eine im wesentlichen sauerstofffreie Umgebung beizubehalten; und

einer Ladeeinrichtung (44, 82), die der Pellet-Zuführkammer (28) zugeordnet ist, um die vorbestimmte Pelletcharge in das Innere der Vorwärmkammer (14) zum Erwärmen auf eine Temperatur zu überführen, die so ausreichend ist, daß die vorerwärmten Pellets im wesentlichen direkt in den Eisen- oder Stahlschmelzofen (16) überführt werden können, ohne durch einen Wärmeschock aufgeschlossen zu werden, um wenigstens teilweise das Eisen in dem Eisenoxid zu seiner metallischen Form zu reduzieren, um Kohlenstoff mit Sauerstoff zu verbinden und um heiße Abgase zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Vorwärmkammer aufweist:

einen länglichen Vorwärmzylinder; und

eine Antriebseinrichtung (38, 39, 40 und 41) zum Drehen des länglichen Vorwärmzylinders (14), um die Pellets durcheinander zu werfen, um für eine gleichmäßige Erwärmung derselben zu sorgen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, in welcher die äußere Heizkammer (26) wenigstens einen Teil des drehenden, länglichen Vorwärmzylinders (14) umgreift und umgibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit:

einem zylindrischen Bereich auf der Pellet-Zuführkammer (28), der sich in das Innere des Zuführendes des länglichen Vorwärmzylinders erstreckt, um die Pellets ungehindert in diesen hineinführen zu können;

einem Ladekolben (44), der in dem zylindrischen Bereich der Pellet- Zuführkammer (28) bewegbar ist;

einer Kraftquelle (32), die mit dem Ladekolben gekoppelt ist, um den Ladekolben (44) in der Zuführkammer (28) zwischen einer ersten und einer zweiten Position zu bewegen, wobei die erste Position des Ladekolbens (44) die vorbestimmte Pelletcharge in die Lage versetzt, in der Zuführkammer (28) aufgenommen zu werden; und

wobei die Kraftquelle (32) den Ladekolben (44) in seine zweite Position beweg, um die Pelletcharge in das Innere des länglichen Vorwärmzylinders (14) zu überführen und die Pellets an einem Entweichen aus dem Zuführende des länglichen Vorwärmzylinders während der Vorerwärmung zu hindern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, in welcher das erste Ventil ein Pellet-Zuführventil (36) ist, das zwischen der Pelletquelle und der Zuführkammer angeordnet ist, um eine vorbestimmte Pelletcharge aus der Pelletquelle (12) zu der Zuführkammer (28) zu überführen, wenn sich der Ladekolben (44) in seiner ersten Position befindet, und ein Entweichen von Abgasen aus dem länglichen Vorwärmzylinder in die Pelletquelle zu verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit:

einem zylindrischen Bereich, der in der Flammenkammer (22) ausgebildet ist und sich über das Ausgabeende des länglichen Vorwärmzylinders (14) hinaus erstreckt, damit die vorerwärmten Pellets aus diesem in die Flammenkammer (22) ungehindert abgegeben werden können;

einem Entladekolben (48), der in dem zylindrischen Bereich der Flammenkammer (14) zwischen einer ersten und einer zweiten Positionbewegbar ist;

wobei die erste Position des Entladekolbens die Pellets daran hindert, aus dem länglichen Vorwärmzylinder (14) ausgegeben zu werden;

wobei die zweite Position des Enfladekolbens den Pellets erlaubt, aus dem länglichen Vorwärmzylinder (14) entladen zu werden; und einer vorgewärmten Auffangkammer (54) zum Aufnehmen der aus dem länglichen Vorwärmzylinder (14) ausgegebenen, erwärmten Pellets und zum Halten der erwärmten Pellets in einer im wesentlichen sauerstofffreien Umgebung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, in welcher sich der Entladekolben (48) in seine zweite Position bewegt, wobei sich der Ladekolben (44) durch das Innere des länglichen Vorwärmzylinders hindurch zu einer dritten Position am Ausgabeende bewegt, um die Pellets aus dem Inneren des länglichen Vorwärmzylinders (14) zu entladen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, in welcher der längliche Vorwärmzylinder (14) eine äußere Wand (58) mit einer Dicke hat, die ausreichend ist, um ein thermisches Schwungrad zu bilden, wenn sich der längliche Vorwärmzylinder dreht, um eine wesentliche Temperaturgleichförmigkeit im Inneren des Zylinders und den Zylinderwänden zu unterstützen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner mit:

ersten Lüftungsöffnungen (60) im Entladekolben (48), um einer durch die Flammenkammer (22) erzeugten Wärme zu erlauben, in das Innere des länglichen Vorwärmzylinders (14) einzutreten;

zweiten Lüftungsöffnungen (62) im Ladekolben (44), um darin erzeugten eißen Abgasen zu erlauben, auszutreten; und

einem umschlossenen Durchgang (64), der die durch den Ladekolben (44) entlüfteten heißen Abgase mit dem Inneren der Heizkammer (14) koppelt, um eine zusätzliche Wärme innerhalb des länglichen Vorwärmzylinders (14) zu schaffen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, ferner mit:

einem positiven Druck im Inneren des länglichen Vorwärmzylinders (14) in Bezug zum Äußeren, um die sauerstofffreie Umgebung beizubehalten;

einem ersten Brennstoffbrenner (24) in der Flammenkammer (22) als eine Sekundärwärme erzeugende Quelle, um Wärme direkt in das sauerstofffreie Innere des länglichen Vorwärmzylinders zu liefern;

einem Brennstoffventil (68), um die Brennstoffmenge zu regulieren, die für den ersten Brennstoffbrenner benötigt wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen und den positiven Druck innerhalb des Inneren des länglichen Vorwärmzylinders (14) beizubehalten; und

wobei das Brennstoffventil (68) ferner ein Inertgas oder ein reduzierendes Gas im richtigen Verhältnis durch den ersten Brennstoffbrenner hindurch in das Innere des länglichen Vorwärmzylinders (14) injiziert, wenn dies notwendig ist, um die Temperatur innerhalb der Vorwärmkammer (14) zu regeln, um ein Uberhitzen und vorzeitiges Schmelzen der selbstreduzierenden Pelletcharge zu verhindern, um die sauerstofffreien oder reduzierenden Bedingungen innerhalb der Vorwärmkammer (14) beizubehalten, wobei dadurch das Beibehalten des positiven Drucks darin unterstützt wird und dadurch das Beibehalten der richtigen Temperatur darin unterstützt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, ferner mit dem Brennstoffventil (68), das zu dem ersten Brennstoffbrenner ein Naturgas als Brennstoff in kontrollierten Mengen liefert, derart, daß der gesamte Sauerstoff in der Flammenkammer und im Inneren des länglichen Vorwärmzylinders (14) verbraucht und die richtige Temperatur erreicht wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, mit:

CO und CO&sub2; in den heißen Abgasen, die in dem länglichen Vorwärmzylinder (14) erzeugt und mit der äußeren Heizkammer (26) gekoppelt werden;

einem Nachverbrenungs-Brennstoffbrenner (74) zur Nachverbrennung in der äußeren Heizkammer zum Liefern einer zusätzlichen Wärme an das Äußere des länglichen Vorwärmzylinders (14);

einer Sauerstoffquelle, die mit dem Nachverbrennungsbrenner (74) gekoppelt ist, um Sauerstoff in Überschußmengen gegenüber denjenigen einzuführen, die benötigt werden, um den Brennstoff zu verbrauchen, wobei sich der überschüssige Sauerstoff mit CO in den heißen Abgasen und den Gasen im länglichen Vorwärmzylinderverbindet, um CO&sub2; als Abgas zu erzeugen; und

einer Gaslüftung (80) zum Abführen der Abgase in der äußeren Heizkammer.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, in welcher die mit der äußeren Heizkammer (26) gekoppelte Abwärme erwärmte Gase umfaßt, einschließlich Schmelz-Abgase, Rückerwärmungs-Abgase oder Abgase aus anderen industriellen Prozessen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, mit:

einem ersten Kraftmittel (50) zum Bewegen des Entladekolbens (48) in seine zweite Position, wenn das Vorerwärmen der Pellets abgeschlossen ist;

einem zweiten Kraftmittel (30) zum Bewegen des Ladekolbens (44) in seine dritte Position, um die vorerwärmten Pellets in die Auffangkammer (54) zu schieben;

einem geschmolzenen Material in dem eisen- oder stahlerzeugenden Schmelzofen; und

wobei das zweite Ventil (56) ein Pelletventil ist, um den länglichen Vorwärmzylinder (14) und die Auffangkammer (54) von der Atmosphäre des Eisen- oder Stahlschmelzens zu isolieren und um die Einführgeschwindigkeit der vorerwärmten Pellets, die sich in der Auffangkammer befinden, im wesentlichen direkt in das geschmolzene Material im eisen- oder stahlerzeugenden Schmelzofen zu einer vorbestimmten Zeit zu kontrollieren.

15. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit:

einem ersten Kraftmittel (88) zum Drehen der Schnecke (84) mit einer Geschwindigkeit r;

einem zweiten Kraftmittel (38, 40) zum Drehen des länglichen Vorwärmzylinders (1'4) mit einer Geschwindigkeit R in der gleichen Richtung wie die Schnecke (84), wobei r > R ist während des Beladens des länglichen Vorwärmzylinders (14), um so die Pelletcharge axial in Richtung des Ausgabeendes (20) des länglichen Vorwärmzylinders zu bewegen, und während des Entladens der Pellets, um die Pelletcharge aus dem Ausgabeende des länglichen Vorwärmzylinders (14) zu drücken; und

einer Einrichtung zur Geschwindigkeits- und Richtungssteuerung zum Einstellen der Drehung und der Geschwindigkeit der Schnecke in Bezug zum länglichen Vorwärmzylinder, um so r = -R zu erhalten, wenn die Pelletcharge das Ausgabeende des länglichen Vorwärmzylinders erreicht, derart, daß die Bewegung der Pelletcharge innerhalb des länglichen Vorwärmzylinders stationär gehalten wird, während dessen der Pelletcharge erlaubt wird, auf die richtige Temperatur vorgewärmt zu werden.