DE69824570T2

DE69824570T2 - Verfahren zur bedienung eines drehherdofens zum reduzieren von oxiden

Info

Publication number: DE69824570T2
Application number: DE1998624570
Authority: DE
Inventors: Kanji Chiba-shi TAKEDA; Yoshitaka Chiba-shi SAWA; Tetsuya Chiba-shi YAMAMOTO
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: ID21848A; KR100402451B1; JP3482838B2; DE69824570D1; US6264721B1; JPH11106814A; BR9806257A; EP0976840B1; EP0976840A1; ZA982704B; MY125282A; WO1999016912A1; KR20000069180A; EP0976840A4

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von reduziertem Eisen aus Eisenerz unter Verwendung eines sich bewegenden Herdofens.
Hintergrund des Standes der Technik
Rohstahl wird primär durch zwei Verfahren erzeugt, d. h. durch einen Hochofen-Konverter-Prozess und einen Elektroofen-Prozess. Von diesen Verfahren wird entsprechend dem Elektroofen-Prozess Stahl unter Verwendung von Schrott und reduziertem Eisen als Eisenausgangsmaterial, Erhitzen und Schmelzen dieser mit elektrischer Energie und darauf folgendem Raffinieren des geschmolzenen Eisens in bestimmten Fällen hergestellt. Gegenwärtig ist Schrott das Hauptausgangsmaterial. In letzter Zeit ist jedoch der Bedarf für reduziertes Eisen aufgrund der Verringerung bei der Versorgung von Schrott und einem Trend hin zur Herstellung von hochwertigen Produkten unter Verwendung des Elektroofen-Prozesses gestiegen.
Als eines der bekannten Prozesse zum Herstellen von reduziertem Eisen offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 63-108188 einen Prozess, der die Schritte des Aufeinanderschichtens einer Schicht, die aus Eisenerz und einem festen Reduktionsmaterial gebildet ist, auf einem Herd, der sich horizontal dreht, und des Erhitzen des Eisenerzes mit Strahlungswärmeübertragung von oben, um dieses dadurch zu reduzieren, umfasst. In vielen Fällen ist der Herd, der sich horizontal dreht, wie in 1 aufgebaut, welches eine erläuternde Ansicht eines drehenden Herdofens ist. Eine Schicht 16, die aus Eisenerz und einem festen Reduktionsmaterial gebildet ist, wird auf einen sich bewegenden (drehenden) Herd 6 unter Verwendung einer Beschickungsvorrichtung 12 aufeinandergeschichtet. Der sich bewegende Herd 6 wird von einem Ofenkörper 13 umgeben, der feuerfeste Stoffe einschließt, die an seiner Innenfläche aufgesetzt sind. Ein Brenner 14 ist in einem oberen Bereich des Ofens installiert und dient mit einer Wärmequelle zum Reduzieren des Eisenerzes auf dem sich bewegenden Herd 6.
Eine Temperatur in dem Ofen wird üblicherweise auf 1300°C oder in diesem Bereich gehalten. Auch ist es üblich, dass nach dem Abschluss des Reduktionsvorgangs das reduzierte Eisen mit einer Kühlvorrichtung abgekühlt wird, währenddessen es auf dem bewegenden Herd verbleibt, und wird dann zum Zweck der Oxidationsverhinderung des reduzierten Eisens außerhalb des Ofens und zum Sicherstellen einer einfacheren Handhabung in den nachfolgenden Schritten rückgewonnen. Der oben angegebene Prozess ist z. B. dahingehend vorteilhaft, dass relativ wenig Störungen während des Betriebs auftreten.
Indessen hängt vom Standpunkt eines Beitrags zum Verbessern der Produktivität mit der Temperatur in dem Ofen, die konstant gehalten wird, die Produktivität des reduzierten Eisens in dem oben angegebenen Prozess stark von der Menge eines Erzes ab, das auf dem Herd pro Flächeneinheit aufeinandergeschichtet ist, einer Verweilzeit des Erzes in dem Ofen und einer Herdfläche ab. Wenn die Menge des Erzes, die auf dem Herd pro Flächeneinheit aufeinandergeschichtet ist, erhöht werden kann, d. h., wenn die Dicke der Erzschicht verbessert werden kann, kann erwartet werden, dass der Ausstoß erhöht wird. In dem Fall des Erhitzens der Erzschicht von nur dessen oberer Fläche, wie bei dem oben angegebenen Prozess, ist jedoch eine sehr lange Zeitdauer erforderlich, um die Erzschicht bis auf seinen unteren Bereichen zu erhitzen; daher ist es unmöglich, tatsächlich die Produktivität zu erhöhen. Auch trägt eine Verkürzung der Verweilzeit des Erzes in dem Ofen zum Erhöhen eines Ausstoßens bei, wobei aber, wenn die Verweilzeit einfach verkürzt wird, das Erz nicht ausreichend reduziert ist und nicht in reduziertes Eisen umgewandelt werden kann. Aus diesen Gründen besteht ein Problem dahingehend, dass, um einen Ausstoß von reduziertem Eisen pro Einheit einer Anlage zu erhöhen, eine beträchtlich große Herdfläche erforderlich ist und eine Anlage in großem Umfang benötigt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, das oben dargestellte Problem zu lösen, und deren Aufgabe ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines sich bewegenden Herdofens vorzuschlagen, wobei Feinerz, Feinkohle und verkohlte Kohle als Ausgangsmaterial verwendet werden (der Begriff "Ausgangsmaterial" der hierin verwendet wird, bedeutet Feinerz, Feinkohle und verkohlte Kohle, welche dem Ofen zugeführt werden), wobei das Ausgangsmaterial in Form von Schichten auf einen Herd, der sich horizontal dreht, aufeinandergeschichtet ist, und wobei das Eisenerz erhitzt wird und mit Strahlungswärmeübertragung von oben reduziert wird, wobei das Verfahren in der Lage ist, soweit wie möglich einen Umfang der Anlage zum Ausführen des Verfahrens zu verringern, oder einen Ausstoß von reduziertem Eisen pro Einheit der Anlage, die den gleichen Umfang hat, zu erhöhen, d. h., dass das Verfahren hinsichtlich der Produktivität und der Wirtschaftlichkeit überlegen ist. Um das obige Ziel zu erreichen, sind eine gemischte Schicht aus Feinerz und verkohlter Kohle und eine Schicht aus Feinkohle auf einem Herd in Form von separat voneinander befindlichen Schichten aufeinandergeschichtet. Das Feinerz wird reduziert, währenddessen die Feinkohle pyrolysiert wird, um verkohlte Kohle zu erzeugen. Die erzeugte verkohlte Kohle wird mehrmals verwendet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine erläuternde Ansicht eines rotierenden Herdofens, in welcher: 1(a) eine Perspektivansicht und 1(b) eine Querschnittsansicht an der Linie 1(b)–1(b) ist.
2 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Gesamtablaufs eines Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine erläuternde Ansicht eines rotierenden Herdofens, der bei einer Ausführungsform verwendet wird.
4(a) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands und 4(b) ist eine Perspektivansicht des aufeinandergeschichteten Zustands. (Zustand 1)
5(a) ist eine vertikale Schnittansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands und 5(b) ist eine Perspektivansicht des aufeinandergeschichteten Zustands. (Zustand 2)
6(a) ist eine vertikale Schnittansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 3), 6(b) ist eine vertikale Schnittansicht eines aufeinanderge schichteten Zustands (Zustand 4) und 6(c) ist eine vertikale Schnittansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 5).
7(a) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 6), 7(b) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinander geschichteten Zustands (Zustand 7), 7(c) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 8),
7(d) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 9) und 7(e) ist eine vertikale Querschnittsansicht eines aufeinandergeschichteten Zustands (Zustand 10).
8 ist eine erläuternde Ansicht einer Austragvorrichtung des Schneckentyps, die bei der Ausführungsform verwendet wird.

1: gemischte Schicht aus Feinerz und feiner verkohlter Kohle
2: Schicht aus Feinkohle
3: gemischte Schicht aus Feinkohle und feiner verkohlter Kohle
4: gemischte Schicht aus Feinerz und Feinkohle
5: gemischte Schicht aus Feinerz, Feinkohle und feiner verkohlter Kohle
6: sich bewegender Herd (rotierender Herd)
7: Austragvorrichtung
8: reduziertes Eisen
9: feine verkohlte Kohle
10: Feinkohle
11: Feinerz
12: Beschickungsvorrichtung (Vorrichtung zum Aufeinanderschichten von Ausgangs
: material auf dem Herd)
13: Ofenkörper
14: Brenner
15: Kühlvorrichtung
16: Schicht, die aus Eisenerz und festem Reduktionsmaterial gebildet ist

Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Kohle enthält flüchtige Bestandteile, die üblicherweise im Bereich von etwa 15–45% in Abhängigkeit von der Art der Kohle enthält. Wenn Kohle auf hohe Temperaturen erhitzt wird, währenddessen Luft abgetrennt bleibt, startet die Kohle eine Pyrolyse mit einer Temperatur von etwa 300°C und wird dann weich, um zu schmelzen, währenddessen Gas, das hauptsächlich CH₄ umfasst und dazu homologes Gas erzeugt wird. Beim Erreichen einer Temperatur von etwa 500°C wird der größte Teil der geschmolzenen Kohle fest und wird zu verkohlter Kohle (coal char) in Form einer porösen Masse. Die Pyrolyse der Kohle besteht weiter mit einem nachfolgenden Temperaturanstieg, und das erzeugte Gas wird in H₂ bei einer Temperatur von etwa 700°C umgewandelt. Dann wird die Pyrolyse bei nahezu Temperaturen von nicht weniger als 900°C beendet. Die Pyrolyse der Kohle ist eine endotherme Reaktion, und Hitze muss extern zugeführt werden, um den Ablauf der Reaktion fortzuführen.
Wenn andererseits eine Mischung aus Feinerz und einem festen kohlehaltigen Material (festem Reduktionsmaterial) durch externe Beheizung reduziert wird, schreitet die Reduktion des Feinerzes in Form einer direkten Reduktion bei Temperaturen von nicht weniger als etwa 1000°C fort. Diese Reduktionsreaktion ist ebenfalls eine endotherme Reaktion, und Hitze muss extern zugeführt werden, um den Ablauf der Reaktion fortzuführen. Um die Produktivität des reduzierten Eisens (reduced iron) zu erhöhen, ist es daher maßgeblich, wie die Temperaturen (nicht weniger als etwa 1000°C) zu erreichen sind, um das Fortschreiten der Reduktion so frühzeitig wie möglich zu ermöglichen.
Es wird nun der Fall betrachtet, wo eine gemischte Schicht aus Feinerz und Feinkohle auf einem Herd, der sich horizontal bewegt, aufeinandergeschichtet wird, und wo das Erz auf dem Herd mit Strahlungswärmeübertragung von einem oberen Bereich eines Ofens reduziert wird. Die Strahlungswärmeübertragung von dem oberen Bereich des Ofens strebt an, das Erz zum Reduzieren zu erhitzen, d. h., die gemischte Schicht aus Feinerz und Feinkohle bis zu Temperaturen von nicht weniger als etwa 1000°C zu erhitzen, um das Fortsetzen der Reduktion des Erzes zu ermöglichen. Da die Kohle in der gemischten Schicht vorhanden ist, beginnt die Kohle eine Pyrolyse vor Erreichen der Temperatur von 1000°C. Die Pyrolyse der Kohle ist eine endotherme Reaktion, wie oben angemerkt wurde. Somit verlängert die Pyrolyse der Kohle eine Zeitperiode, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1000°C zu erreichen und daher entsprechenderweise die Produktivität zu verringern. Im Hinblick auf das obige kann eine Verringerung der Produktivität durch Reduzieren des Erzes in einer Zone vermieden werden, wo die Reduktion nicht durch Wärmeabsorption, die der Pyrolyse der Kohle zugehörig ist, beeinflusst wird.
In Übereinstimmung mit der obigen Betrachtung basiert die vorliegende Erfindung auf dem Konzept der Trennung einer Zone, wo die Reduktion des Erzes fortschreitet, von einer Zone, wo die Pyrolyse der Kohle fortschreitet, voneinander. Mehr im Einzelnen werden bei der vorliegenden Erfindung eine gemischte Schicht aus Feinerz und verkohlter Kohle, die die Pyrolyse beendet hat, und eine Schicht aus Feinkohle auf einem Herd als voneinander getrennte Schichten so aufeinander geschichtet, dass das Feinerz durch die verkohlte Kohle reduziert wird, währenddessen die Feinkohle pyrolysiert wird, um in die verkohlte Kohle umgewandelt zu werden. Zusätzlich wird die erhaltene verkohlte Kohle bei dem nachfolgenden Arbeitsvorgang zum Reduzieren des Feinerzes verwendet.
2 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Gesamtablaufs eines Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung. in 2 liegt eine gemischte Schicht 1 aus Feinerz 11 und aus verkohlter Kohle 9 auf einer Schicht 2 aus Feinkohle 10, wobei diese Schichten 1, 2 auf einen sich bewegenden Herd 6, welcher horizontal drehbar ist, als voneinander getrennte Schichten aufeinander geschichtet werden. Dann werden das reduzierte Eisen 8, das sich aus der Reduktion des Erzes ergibt und der verkohlten Kohle 9, die die Pyrolyse beendet hat, weiter durch eine Austragvorrichtung 7 ausgetragen und rückgewonnen. Von den ausgetragenen Stoffen wird die verkohlte Kohle 9 wiedergewonnen, um mit dem Feinerz 11 vermischt zu werden und als verkohlte Kohle 9 der gemischten Schicht 1 verwendet zu werden. Um die Zone, wo die Reduktionen des Erzes fortschreitet und die Zone, wo die Pyrolyse der Kohle fortschreitet, voneinander getrennt auszuführen, wird die Feinkohle 10 auf den Herd 6 als eine separate Schicht (Feinkohle-Schicht 2) aufgeschichtet, ohne mit dem Feinerz 11 vermischt zu werden. Die Feinkohle wird in dem Ofen erhitzt und beginnt die Pyrolyse. Da jedoch die Feinkohle 10 nicht mit dem Feinerz 11 vermischt ist, wird ein Temperaturanstieg des Feinerzes 11 in keiner Weise oder in einem nur sehr geringen Ausmaß und falls doch, durch Wärmeabsorption, die der Pyrolyse der Feinkohle 10 eigen ist, beeinflusst.
Andererseits erfordert die Reduktion des Feinerzes 11 ein bestimmtes festes kohlehaltiges Material, das mit dem Feinerz 11 vermischt wird. Dazu wird die verkohlte Kohle 9, die die Pyrolyse beendet hat, als das feste angekohlte Kohlematerial verwendet und wird mit dem Feinerz 11 vermischt (d. h., die gemischte Schicht 1 des Feinerzes und der verkohlten Kohle). Da die verkohlte Kohle 9 die Pyrolyse bereits beendet hat, tritt keine endothermische Reaktion weiter auf, welche anderweitig einen Temperaturanstieg der gemischten Schicht 1 des Feinerzes 11 und der verkohlten Kohle 9 verzögert. Zusätzlich wird die verkohlte Kohle 9, die durch die Pyrolyse der Feinkohle 10 in dem ersten oder vorhergehenden Zyklus des Arbeitsvorgangs erhalten wurde, gewonnen, wobei sie auf vorteilhafte Weise als verkohlte Kohle 9 zur Verwendung bei den nachfolgenden Arbeitszyklen rückgewonnen werden kann.
Auch ist es natürlich wünschenswerter, dass die verkohlte Kohle, die mit dem Feinerz vermischt ist, genügend verkokst ist, und die geringstmögliche Wärmeabsorption entwickelt, die der Pyrolyse eigen ist, wenn sie als gemischte Schicht des Feinerzes und der verkohlten Kohle verwendet wird. Dazu wird die verkohlte Kohle in der Schicht der Feinkohle vermischt, währenddessen ein Teil der verkohlten Kohle, die die Pyrolyse in dem Ofen beendet hat, als gemischte verkohlte Kohle rückgewonnen wird. Verglichen zu dem Fall, wo die verkohlte Kohle nicht in der Schicht des Feinerzes vermischt ist, wird eine Verweilzeit der Kohle in dem Ofen pro Gewichtseinheit der Kohle verlängert, und die verkohlte Kohle, die die Pyrolyse beendet hat, kann ausreichender erzielt werden.
Wie oben erläutert, werden bei der vorliegenden Erfindung ein reduziertes Metall und verkohlte Kohle weiter in dem gleichen Ofen erzeugt. Entsprechenderweise reagieren flüchtige Bestandteile, die von der Kohle erzeugt werden, mit einem Oxidationsgas, wie z. B. Luft, das von einem Brenner zugeführt wird, um wirksam als eine Wärmequelle zu dienen. Außerdem ist verglichen mit dem Fall der Erzeugung der verkohlten Kohle, die eine separate Vorrichtung außerhalb des Ofens verwendet, die vorliegende Erfindung dahingehend vorteilhaft, dass Anlagekosten verringert werden können, dass ein Gesamtwärmeverlust verringert werden kann und dass flüchtige Bestandteile, die von der Kohle erzeugt werden, wirksam verwendet werden können.
Beispiel
Unter Verwendung eines rotierenden Herdofens, der in 3 gezeigt ist und der mit einem rotierenden Herd versehen ist, der einen Durchmesser von 2,2 m aufweist, einem Brenner, der in einem oberen Bereich des Ofens installiert ist und einem Ofenkörper, der diesen vollständig umgibt, wurde ein Testvorgang wie folgt durchgeführt. In 3 ist mit der Bezugszahl 6 ein sich bewegender (rotierender) Herd, mit 7 eine Austragsvorrichtung, mit 12 eine Beschickungsvorrichtung, mit 13 ein Ofenkörper, mit 14 ein Brenner und mit 15 eine Kühlvorrichtung bezeichnet, die stromaufwärts als eine Austragsöffnung zum Kühlen eines Produkts, bevor es aus dem Ofen entnommen wird, installiert ist.
Das Ausgangsmaterial wurde auf dem sich bewegenden Herd 6 an einer Zuführöffnung aufeinandergeschichtet. Besonders wurden Feinerz und ein festes Reduktionsmaterial durch die Beschickungsvorrichtung 12 in Übereinstimmung mit den 4 bis 7 gezeigten Zuständen, welche Ansichten zum Erläutern dieser Aufeinanderschichtungszustände sind, aufeinandergeschichtet. In den 4 bis 7 ist mit der Bezugszahl 1 eine gemischte Schicht aus Feinerz und feiner verkohlter Kohle, mit 2 eine Schicht aus Feinkohle, mit 3 eine gemischte Schicht aus Feinkohle und feiner verkohlter Kohle, mit 4 eine gemischte Schicht aus Feinerz und Feinkohle, mit 5 eine gemischte Schicht aus Feinerz, Feinkohle und feiner verkohlter Kohle und mit 6 ein sich bewegender Herd bezeichnet.
Als Austragsvorrichtung 7 wurde eine Austragsvorrichtung des Typs mit zwei Schnecken, die in den 8(a) und 8(b) gezeigt ist, in Abhängigkeit von den Aufeinanderschichtungszuständen verwendet. Insbesondere wurde eine Austragsvorrichtung, die zwei Schnecken aufweist, die sich in der Länge voneinander unterscheiden, und die in 8(b) gezeigt ist, entsprechend für die Aufeinanderschichtungszustände 2 und 5 verwendet, und eine Aufeinanderschichtungsvorrichtung, die in 8(a) gezeigt ist, wurde entsprechenderweise für die anderen Aufeinanderschichtungszustände verwendet.
Das verwendete Feinerz hatte Ingredienz-Zusammensetzungen, die in Tabelle 1 gezeigt sind, und die verwendete Feinkohle hatte flüchtige Bestandteile von 44% und Aschebestandteile von 10,2%. Das Feinerz, die Feinkohle und die feine verkohlte Kohle wurden verwendet, nachdem sie mit einer Maschenweite von 3 mm gesiebt wurden. Bei dem Reduktionsvorgang wurde die Ofentemperatur auf eine feststehende Temperatur von 1300°C für jede der Aufeinanderschichtungszustände durch die Verbrennungssteuerung des Brenners gesteuert, und die Drehzahl des Herds 6 wurde verändert, um eine Verweilzeit des Ausgangsmaterials in dem Ofen so einzustellen, dass die Produkte eine Metallisierungsrate im Bereich von 92–93% hatten.
Die Experimentalzustände (Aufeinanderschichtungszustände) und die Ergebnisse, die durch den Testvorgang erzielt wurden, sind in Tabelle 2 aufgelistet. In Tabelle 2 wurde die erzeugte verkohlte Kohle mehrmals in den Beispielen in Konformität mit der vorliegenden Erfindung verwendet. In den konform gehenden Beispielen, die durch die Experimente Nr. 1, 3 und 4 repräsentiert werden, wurden, da das reduzierte Eisen und die verkohlte Kohle in gemischter Form zurückgewonnen wurden, sie voneinander durch magnetisches Aussieben getrennt, und die rückgewonnene verkohlte Kohle wurde mehrmals verwendet. Auch bei den konform gehenden Beispielen, die durch die Experimente Nr. 2 und 5 repräsentiert sind, wurde, da das reduzierte Eisen und die verkohlte Kohle getrennt voneinander rückgewonnen wurden, die rückgewonnene verkohlte Kohle direkt verwendet.
Andererseits wurde bei jedem der Vergleichsbeispiele, die durch die Experimente Nr. 6 bis 9 repräsentiert sind, Feinkohle in die Schicht des Feinerzes gemischt, obwohl sich jene Vergleichsbeispiele voneinander in dem Aufeinanderschichtungszustand des Ausgangsmaterials und ob die verkohlte Kohle vermischt ist oder nicht, unterschieden. In einigen jener Vergleichsbeispiele, die durch die Experimente Nr. 8, 9 repräsentiert sind und in einem anderen Vergleichsbeispiel, das durch das Experiment Nr. 11 repräsentiert wird, wurde die verkohlte Kohle im Voraus durch Verwendung einer gesonderten Vorrichtung erzeugt. Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, war in jedem der Vergleichsbeispiele, die durch dies Experimente Nr. 6 bis 9 repräsentiert sind, die Produktionsrate, die sich ergibt, wenn die Metallisationsrate der Produkte in dem Bereich von 92–93% liegt, im Bereich von 3,5–3,9 t/d. In dem Vergleichsbeispiel, das durch das Experiment Nr. 10 repräsentiert wird, wurde die Verweilzeit des Ausgangsmaterials in dem Ofen im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel, das durch das Experiment Nr. 6 repräsentiert wird, verkürzt, um dadurch mit Gewalt die Produktionsrate bis zu 4,3 t/d zu erhöhen. Als ein Ergebnis dessen betrug die Metallisationsrate des Produkts 82% und erreichte nicht den Zielwert.
Im Gegensatz dazu wurde bei jedem der konform gehenden Beispiele, die durch die Experimente Nr. 1 bis 3 repräsentiert werden, die gesamte in dem Ofen erzeugte verkohlte Kohle mehrmals verwendet, durch Mischen in die Schicht des Feinerzes, und die Feinkohle wird in Form einer separaten Schicht zugeführt, statt dass sie mit dem Feinerz vermischt ist, obwohl jene konform gehenden Beispiele sich voneinander in dem Aufeinanderschichtungszustand des Ausgangsmaterials auf dem rotierenden Herd unterschieden. Bei diesen konform gehenden Beispielen war die Produktionsrate im Bereich von 4,4–4,5 t/d, was bedeutet, dass die Produktivität im Vergleich zu den oben erläuterten Vergleichsbeispielen um 20–30% verbessert wurde. Auch waren die Metallisationsraten der Produkte in jenen konform gehenden Beispielen im Bereich von 92–93%, d. h., innerhalb des Zielbereichs. Bei den konform gehenden Beispielen, die durch die Experimente Nr. 4 und 5 repräsentiert werden, wurde die gesamte verkohlte Kohle, die in dem Ofen erzeugt wurde, mehrmals durch Mischen in sowohl die Schicht des Feinerzes als auch in die Schicht der Feinkohle verwendet. Verglichen mit den konform gehenden Beispielen, die durch die Experimente 1 bis 3 repräsentiert werden, wurde, da die verkohlte Kohle, die mit dem Feinerz vermischt wurde, ausreichender verkokst, die gemischte Schicht aus Feinkohle und verkohlte Kohle weniger durch die Wärmeabsorption, die der Pyrolyse der Kohle eigen ist, beeinflusst, woraus sich eine weitere verbesserte Produktionsrate im Bereich von 4,6–4,7 t/d ergab.
Bei dem Vergleichsbeispiel, das durch das Experiment Nr. 11 repräsentiert wird, wurde das reduzierte Eisen durch Erzeugen der verkohlten Kohle im Voraus unter Verwendung einer separaten Vorrichtung und Aufeinanderschichten der erzeugten verkohlten Kohle in einem gemischten Zustand mit dem Feinerz in Übereinstimmung mit dem Aufeinanderschichtungszustand 10 vermischt. Da ein angekohltes Kohlematerial (charcoal material), das in das Feinerz gemischt wurde, verkohlte Kohle war, war die Produktivität mit der in den Beispielen in Konformität mit der vorliegenden Erfindung vergleichbar, wobei aber andere Faktoren die Gesamtkosten hochtrieben, d. h., Errichtungskosten für eine Erzeugungsvorrichtung für Kohle und Produktionskosten zur Verwendung der Vorrichtung wurden verursacht.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden, wenn Erz in einem sich bewegenden Herdofen reduziert wird, eine gemischte Schicht aus Feinerz und verkohlte Kohle und eine Schicht aus Feinkohle, die verkohlte Kohle einschließt, in einigen Fällen auf einen Herd in Form von separat voneinander befindlicher Schichten aufeinandergeschichtet. In einem solchen Zustand wird das Erz reduziert, während die Feinkohle einer Pyrolyse unterworfen wird, um die verkohlte Kohle umzuwandeln, welche mehrmals in einigen Fällen für nachfolgende Reduktionszyklen verwendet wird.
Mit der vorliegenden Erfindung kann die Produktivität unter Verwendung der Anlage, die den gleichen Umfang aufweist, erhöht werden. Mit anderen Worten kann, wenn die gleiche Produktivität gegeben ist, ein Umfang der Anlage verringert werden. Die vorliegende Erfindung trägt somit stark zur Verbesserung der Produktivität und zur Verringerung von Kosten bei.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines beweglichen Herdofens (13), wobei Feinerz (11), Feinkohle (10) und verkohlte Kohle (9) als Ausgangsmaterial verwendet werden, wobei das Ausgangsmaterial in Form von Schichten, die auf einen sich horizontal bewegenden Herd aufeinandergeschichtet sind, zugeführt werden, und wobei Erz mit Strahlungswärmeübertragung von einem oberen Bereich eines Ofens erhitzt und reduziert wird, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Aufeinanderschichten einer gemischten Schicht (1) aus Feinerz (11) und der verkohlten Kohle (9) und einer Schicht aus Feinkohle (10) in Form von einander getrennter Schichten, Reduzieren des Feinerzes (11) und Pyrolysieren der Feinkohle (10), um verkohlte Kohle (9) zu erzeugen, wobei die erzeugte verkohlte Kohle (9) rückgewonnen wird und als verkohlte Kohle (9) in der gemischten Schicht (1) des Feinerzes (11) und der verkohlten Kohle (9) verwendet wird.
Verfahren zum Betreiben eines beweglichen Herdofens (13) nach Anspruch 1, wobei der sich bewegende Herd (6) ein rotierender Herd (6) ist.
Verfahren zum Betreiben eines beweglichen Herdofens (13) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren die Schritte des Aufeinanderschichtens der gemischten Schicht (1) des Feinerzes (11) und der verkohlten Kohle (9) und einer gemischten Schicht (3) der Feinkohle (10) und die optional die verkohlte Kohle (9) in separat voneinander befindlicher Schichten enthält, Reduzieren des Feinerzes (11) und Pyrolysieren der Feinkohle (10) in der gemischten Schicht (3) der Feinkohle (10) und der verkohlten Kohle (9), um verkohlte Kohle (9) zu erzeugen, umfasst.
Verfahren zum Betreiben eines beweglichen Herdofens (13) nach Anspruch 3, wobei die erzeugte verkohlte Kohle (9) zurückgewonnen wird und als verkohlte Kohle (9) in der gemischten Schicht (1) des Feinerzes (11) und der verkohlten Kohle (9) und/oder der verkohlten Kohle (9) in der gemischten Schicht (3) der Feinkohle (10) und der verkohlten Kohle (9) verwendet wird.