DE697172C

DE697172C - hes beim Verhuetten von mit Zuschlaegen vermischten Eisenerzen und Hochofen zur Ausfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE697172C
Application number: DE1936K0144466
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Zsigmond Galocsy; Dipl-Ing Karl Koller
Original assignee: THYSSEN SCHE GAS und WASSERWER
Current assignee: THYSSEN SCHE GAS und WASSERWER
Priority date: 1936-11-20
Filing date: 1936-11-20
Publication date: 1940-10-08

Description

Verfahren zur Verringerung des Schmelzkoksverbrauches beim Verhütten von mit Zuschlägen vermischten Eisenerzen und Hochofen zur Ausführung des Verfahrens Das Patent 68o -238 schützt ein Verfahren zum Verhütten von mit festem Brennstoff und Zuschlägen vermischten Eisenerzen im Hochofen, in den ein Teil der erforderlichen Reduktions- und Schmelzwärme in Form von in einem dem Hochofen vorgeschalteten Verbrennungsraum erzeugten, Gasen eingeführt wird. Bei diesem Verfahren wird im vorgeschalteten Verbrennungsraum ein beliebiger Brennstoff (Erstbrennstoff) mit überschüssigem kaltem oder vorgewärmtem Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft in Anwesenheit von Wasserdampf restlos zur vollständigen Verbrennung gebracht, und die hierbei entstehenden, aus Kohlendioxyd, Wasserdampf, Sauerstoffüberschuß und gegebenenfalls etwas Stickstoff begtehenden heißen Verbrennungsgase werden in das Gestell des Hochofens eingeführt, wo sie sich mit dem glühenden Brennstoff zu Kohlenoxyd und Wasserdampf umsetzen, wobei die Reduktion des Erzes den Gleichgewichtsbedingungen entsprechend teils durch den festen Kohlenstoff (unmittelbare Reduktion), teils durch das Kohlenoxyd und den Wasserstoff (mittelbare Reduktion) erfolgt.
Es ist bekannt, daß der Verlauf der Verhüttung durch Veränderung des Verhältnisses der mittelbaren und der unmittelbaren Redukiion beeinflußt werden kann, indem bei Verschiebung dieses Verhältnisses nach der mittelbaren Reduktion hin die Verhüttung einen, günstigeren Verlauf nimmt. In dieser Beziehung stellt das Verfahren gemäß dem Hauptpatent bereits einen erheblichen Fortschritt dar, die unmittelbare Reduktion hat aber dort noch immer eine ziemlich bedeutende Rolle. Die Erfindung bezweckt nun, das Verfahren gemäß dem Hauptpatent in dieser Richtung weiterzuentwickeln, damit die Erzreduktion fast auschließlich im Wege der mittelbaren Reduktion durch Kohlenoxyd vor sich gehen soll. Zu diesem Zwecke werden gemäß der Erfindung außer den in das Gestell des Ofens eingeführten Gasen in die Rast oder den Schacht des Ofens gleichfalls Gase eingeführt, die mindestens zu 5o0/, reduzierend sind und insbesondere aus Kohlenoxyd bestehen und die durch unvollkommene Verbrennung eines beliebigen Brennstoffs (Erst-brennstoff) mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft in einem besonderen, dem Hochofen gleichfalls vorgeschalteten Verbrennungsraum auf eine in den Bereich der mittelbarenErzreduktion fallende Temperatur erhitzt worden sind. Durch Regelung der dem Erstbrennstoff zugesetzten Sauerstoffmenge kann die Temperatur des Verbrennungsgasgemisches je nach - Bedarf innerhalb weiter Grenzen geregelt wer-den.
Der Erstbrennstoff kann beliebiger Beschaffenheit sein, doch sind gasförmige Brennstoffe vorzuziehen. Als solche kommen vor allem die eigenen Gichtgase des Hochofens in Betracht. Es können aber auch feste Brennstoffe, wie minderwertige Kohlenarten, Torf, Sägespäne u. dgl., ferner flüssige Brennstoffe, wie Öl, Teer, verwendet werden.
Bei einem Hochofen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird - außer den am Umfang des Gestells angeordneten ZD und in dieses einmündenden Brennern nach dem Hauptpatent - zweckmäßig am Umfange der Rast oder des Schachtes eine zweite Brennerreihe ähnlicher Bauart arigeordnet, deren Brenner mit in die Rast oder in den Schacht einmündenden Flammdüsen versehen sind.
Es ist bereits bekannt, am Schachtumfang eines dem Hochofen nachgeschalteten und zur Veredelung der Gichtgase dienenden Ofens Einführungsstellen für die Gichtgase vorzusehen. Diese Einführungsstellen sind aber nicht als Bremier wie beim Erfindungsgegenstand, sondern als Düsen ausgebildet, durch welche die Gichtgase unverbrannt hindurchströmen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand eines Beispiels näher erläutert.
Das als Erstbrennstoff verwendete Gas soll folgende Zusammensetzung haben:

CO . ........... #,01/"

CO ........... 65,ol/"

H . ............ 27,0'1"

cil . .......... 0,5'/o,

N . ............ 2,50/"

100,0010.

Zur vollkommenen Verbrennung von ioo m3 Gas obiger Zusammensetzung wäre leine Sauerstoffmenge von 47,5 m3 erforder--lich; die Temperatur des hierbei entstehen-,Z "!,p Verbrennungsgasgemisches würde theo-- #tisch etwa 4000' C erreichm. Wird aber zur Verbrennung von ioo in3 Gas eine Sauerstoffmenge von nur 7 m3 herangezogen, durch welche voraussichtlich nur ein Teil des im Gas enthaltenen Wasserstoffes, welcher die größteVerbrennungsgeschwindigkeithat, verbrannt wird, so erhält man ein Verbrennun-,-sgasg,emi;sch von etna iooo'C und folgender Zusammensetzung:

CO . ........... 5,011,'

CO ........... 65,011/0,

H . ............ 13,0'1"

H.0 .......... 14,0'/o,

Cil . .......... 0,504,

N2 ............ 2,5 'J"

100,0110.

Dieses Gasgemisch befindet sich hinsichtlich,der Zusammensetzung undder Temperatur in einem für die mittelbare Reduktion sehr günstigen Zustande und entspricht somit dem Zweck der Erfindung. Wird dieses Gasgemisch in die Rast oder in den Schacht des Hochofens eingeführt, so schließt es sich jenen, Gasen an, welche aus dem Gestell aufwärts strömen und die bei der in der Rast oder im Schacht herrschenden Temperatur fast auschließlich aus Kohlenoxyd und Wasserstoff bestehen. Hierdurch wird die Anreicherung des Kohlenoxyds noch weiter erhöht, und dementsprechend wIrd sich das Verhältnis CO : CO, in der Zone der mittelbaren Reduktion auf den bestmöglichen Wert einstellen. Das Ergebnis ist, daß die Erzreduktion fast ausschließlich durch mittelbare Reduktion erfolgt und in das Gestell nur bereits reduziertes Eisen und in kleinem Maße vollkommen vorbereitetes Erz gelangt.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist neben den auch beim Verfahren gemäß dem Hauptpatent erzielten und den bereits angeführten Vorteilen noch folgende praktische Vorteile auf: Nachdem die mittelbare Erzreduktion größtenteils ausgeschaltet ist, wird im teueren Koks oder in der teueren Holzkohle gegenüber dein Verfahren gemäß dem Hauptpatent eine weitere Ersparnis erzielt. Ferner wird die Erzreduktion beschleunigt und werden günstigere Reaktionsbedingungen geschaffen.
Gegenüber den bekannten ähnlichen Verfahren wird eine bedeutend kleinere Gasmenge im Umlauf gehalten, wodurch die Gebläsearbeit herabgesetzt und eine Sauerstoffersparnis erzielt wird. Beim Verfahren gemäß dem Hauptpatent steht im Hochofen zur Vorbereitung des Erzes nur eine ganz kleine GasmeUge, zur Verfügung, und demnach können z. B'. bei Ver-' arbeitung von nassen Erzen Schwierigkeiten, auftreten. Durch das Verfahren gemäß derb Erfindung wird auch dieser gegebenenfalls auftretende Nachteil behoben, indem die Vorbereitung des Erzes durch das in eine höhere Zone des Hochofens eingeführte Gasgemisch - unter sehr günstigen Bedingungen - erfolgt.
Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, daß Verfahren' bereits bekannt sind, bei welchen versucht wurde, die Erzreduktion durch Einführung von Kohlenoxyd in den Hochofen zu fördern, die aber in dieser Beziehung zu keinem nennenswerten Ergebnis führten. Gemäß. einem Vorschlag versuchte man das einzuführende Kohlenoxyd in einem Gasüberhitzer auf die entsprechen-de ,Temperatur zu bringen, was aber aus wirtschaftlichen und anderen praktischen Gesichtspunkten mit Rücksicht auf die erforderlichen großen Gasmengen und hohen Einführungstemperaturen nicht zweckdienlich war. Gemäß einem anderen Vorschlag wurde das ganze Gichtgasgemisch des Hochofens nach Entfernung des Kohlensäuregehaltes in die Gestellzone des Hochofens zurückgeführt, wobei ein Teil des.Gases vor der Einführung in den Hochofen mit Sauerstoff v6brannt wurde, um nach der theoretischen Berechnung ein aus 76,5 1/, C 0 und :23,5 % C 02 bestehendes Gasgernisch von i7oo ' C zu erhalten. Mittels dieses Gasgemisches geht die Erzreduktion theoretisch nach der folgenden Gleichung vor sich: 9 F, 03 + 88 C 0 + 27 C + 27 C 0, 18 Fe + 115 C 0 + 27 C O#. Hieraus folgt, daß das CO von 1700' C nur die Aufgabe hat, unter Aufrechterhaltung einer reduzierenden Atmosphäre seine fühl- bare Wärine im Hochofen abzugeben, während die Erzreduktion selbst - in vollem Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren - nur unmittelbar durch den festen Kohlenstoff erfolgt, derart, daß der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff des, Erzes zu CO verbrannt wird.
Es wird schließlich darauf verwiesen, daß auch ein Verfahren bekannt ist, bei welchem in den Hochofen, gegebenenfalls in die höheren, Zonen desselben, mit dem Wind oder neben dem Wind vornehmlich kohlensäurehaltige Gase eingeführt werden, wobei der Wärmeausfall durch Erhöhung der Windtemperatur oder Vorerhitzung der zugeführten Gase ersetzt wird. Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich von diesem bekannten Verfahren darin, daß nach dem ersteren der Hochofen ohne Windzufuhr arbeitet und den höheren Zonen des Ofens vornehmlich reduzierende Gase zugeführt werden.
Die oben angeführten und anderen ähnlichen Verfahren unterscheiden sich von dem erfin,dungsgemäßen Verfahren auch darin, daß das letztere eine weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß dem Hauptpatent darstellt, also voraussetzt, daß in das Gestell des Hochofens ein in dem Hauptpatent gekennzeichnetes Gasgemisch gelangt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i.
Verfahren zur Verringerung des Schmelzkoksverbrauches beim Verhütten von mit Zuschlägen vermischten Eisenerzen oder Briketten aus diesen Stoffen im Hochofen ohne Windzufuhr nach Patent 68o 2,38, da-durch gekennzeichnet, daß außer den in das Gestell des Ofens eingeführten Gasen in die Rast oder den Schacht des Ofens gleichfalls Gase eingeführt werden, die mindestens zu 50% reduzierend sind und insbesondere aus Kohlenoxyd bestehen und die durch unvollkommene Verbrennung eines beliebigen Brennstoffs mit Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft in einem besondeer#mi, dem Hochofen vorgeschalteten Verbrennungsraum auf eine in den Bereich der mittelbaren Erzreduktion fallende Temperatur erhitzt worden sind. ' 2.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Erstbrennstoff gasförmige Brennstoffe, vorteilhaft die Gichtgase Jes Hochofens, verwendet werden. 3. Hochofen. zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i oder 2, bei welchem amUmfang desGestells in dieses einmündende Brenner vorgesehen sind, gekennzeichnet durch eine am Umfang der Rast oder des Schachtes angeordnete zweite Brennerreihe, deren Brenner mit in die Rast oder in den Schacht einmündenden Flammdüsen versehen sind.