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Verfahren zum Betrieb von Hochöfen Koks ist der fast ausschließliche
Brennstoff der Eisenhochöfen. Jedoch erschöpfen sich die Vorräte an für die Herstellung
von Hochofenkoks geeigneter, gasreicher Fettkohle in absehbarer Zeit, ohne daß bisher
ein brauchbarer Ausgleich gefunden worden wäre. Will man also den Hochofen als dien
vielleicht besten aller bestehenden metallurgischen Vorrichtungen beibehalten, so
müssen Wege gefunden werden, solche Brennstoffe mitzuverwenden, die reichlich vorhanden
und womöglich gleichzeitig billiger .sind als der Koks es zur Zeit ist und in absehbarer
Zeit erst recht sein wird.
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Das Interesse richtet sich daher vor allem auf die Verwendung der
feinen Sortimente der nicht oder nur schlecht verkokbaren Kohlen, aber auch auf
die bei der Verschwelung jüngerer, gasreicher Kohlen anfallenden Rückstände. Nun
kann aber Feinkohle nicht wie der stückige Koks an der Gicht der Hochöfen aufgegeben
werden, weil sie teils von dem Gasstrom unvermutet weggetragen würde, teils die
Gaswege verstopfen würde. Auch in üblicher Weise hergestellte Kohlenbriketts würden
wegen ungenügender Reibungsfestigkeit rasch zermalmt und großenteils ungenutzt mit
dem Gasstrom weggeführt werden.
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Feinkohle und feinkörnigen Schwelkoks muß man also im Ofengestell
zuführen. Gelingt es, dies in einfacher und betriebssicherer Weise durchzuführen,
so kann der Hochofen als Hauptroheisenerzeuger auch auf längere Zeitspanne beibehalten
werden; andernfalls ist die Zeit nicht mehr fern, in der er ausscheidet.
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Mehrere Möglichkeiten stehen für die Einführung von Feinkohle zur
Verfügung. Will man die übliche Form des Hochofens möglichst weitgehend beibehalten,
so kann man die feinen Brennstoffe außerhalb des Hochofens verbrennen und in das
Gestell der Verbrennungsprodukte einführen, Dort treffen sie auf den in üblicher
Weise durch den Hochofen gewanderten heißen Koks und werden zu C O und H reduziert,
d. h. zu Gasen, welche in der üblichen Weise die Erze reduzieren.
Will
man auf diese Weise größere Prozentsätze des Kokses ersetzen, so ist es nötig, große
Mengen Brennstoffe rund um das Gestell herum zu verbrennen und mit einem gewissen
Druck in dieses einzublasen. Bei 500 t täglicher Eisenerzeugung werden 20
t Koks in der Stunde verbrannt. Da man maximal die Hälfte dieser Koksmenge wird
verdrängen können, so müßten bis zu io t feine Brennstoffe in der Stunde zugeführt
werden. Von der llöllerseite der Hochöfen müßte diese Menge herangebracht, mit dein
heißen Winde verbrannt und die Verbrennungserzeugnisse dem Gestell zugeführt werden.
Während es für die Heranführung der feinen Brennstoffe viele Vorbilder in der "Technik
gibt, müssen neue Wege beschritten werden, wenn man große Mengen Brennstoff auf
kleinstem Raume verbrennen will.
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Zur Lösung dieser Aufgabe hat man bereits vorgeschlagen; das Gestell
von Hochöfen so stark zu erweitern, daß rings um das niedergehende Kohle-Erz-Gemisch
ein großer Verbrennungsraum entsteht, in den dauernd Kohlenstaub eingeblasen wird;
nach diesem Vorschlag soll also in das Gestell zusätzlich eine normale Kohlenstaubfeuerung
eingebaut werden. Jedoch bedeutet dies praktisch den vollkommenen Neubau des Hochofens,
da bei normaler (stationärer') Verbrennung von Kohlenstaub bekanntlich stündlich
nur etwa Zoo ooo bis i ooo ooo kcal je Kubikmeter des Verbrennungsraumes erzeugt
werden können, was zu überaus großen Brennräumen im Gestell führen würde. Diese
Lösung dürfte also wirtschaftlich in den meisten Fällen ausscheiden.
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Die vorliegende Erfindung vermeidet nun diese Übelstände dadurch,
daß ein größerer Teil der zum Hochofenbetrieb erforderlichen Wärme durch schwingende
Verbrennung von staubförmigen bzw. feinkörnigen Brennstoffen außerhalb des Hochofens
in Schwingbrennern erzeugt und dann Hochofen an dessen unterem Teil zugeführt wird.
Die Verbrennung wird zweckmäßig in selbsttätig nach Art der an sich bekannten Schmidt-Rohre
schwingenden Verbrennungssystemen durchgeführt. Dieser Erfindungsgedanke bietet
im Hinblick auf den Hochofenbetrieb den besonderen Vorteil, daß ein größerer Teil
des bisher benötigten Hochofenkokses durch andere feinkörnige oder staubförmige
Brennstoffe ersetzt werden kann, ohne daß es dazu eines größeren Umbaues der vorhandenen
Hochöfen bedarf; gleichzeitig kann der Betrieb durch Verwendung billiger Abfallkohlesorten
wesentlich wirtschaftlicher gestaltet und von der Marktlage auf dem Brennstoffgebiet
unabhängiger gemacht werden. Auf längere Sicht gesehen gestattet die vorliegende
Erfindung, die derzeitigen Hochöfen noch lange Zeit beizubehalten ihren Ersatz durch
ganz andere Erzreduktionsvörichtungen zumindest noch längere Zeit bis zur völligen
Erschöpfung der Kokskohlevorräte hinauszuschieben; dies bedeutet einen großenvolkswirtschaftlichenGewinn,
weil in den zahlreichen bestehenden Hochofenanlagen sehr große Kapitalien investiert
sind.
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Der besondere technische Vorteil des Schwingbrennerverfahrens in seiner
Anwendung beim Hochofenbetrieb liegt in der überaus großen Verbrennungsleistung
je Rauminhalt begründet, die io- bis ioomal größer als bei der normalen (stationären)
Kohlenstaubfeuerun,g sein kann. Dadurch erreicht man kleine Brennräume und damit
die Jlcig@ichkeit des nachträglichen Anbaues von Schwingbrennern, an bereits bestehenden
Hochofenanlagen ohne kostspielige Umbauten, die praktisch einem -Neubau gleichkämen.
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Zweckmäßig wird die Verbrennung im Schwingbrenner mindestens bei dem
üblichen Gebläsedruck durchgeführt. Es können aber auch Verhältnisse vorliegen,
die eine wesentlich stärkere Kompression des Windes und eine Vorerhitzung desselben
wünschenswert erscheinen lassen. Vorteilhafterweise wird bei der Durchführung des
Verfahrens die Einrichtung getroffen, daß zwischen dem Schwingbrennerende und der
Beschickung des Hochofens ein freier Raum geschaffen wird, damit die Abgase restlos
ausgebrannt werden und gleichzeitig eine große Beaufschlagungsfäche der Gase auf
die Beschickung erzielt wird.
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Außer den feingemahlenen Brennstoffen kann eine weitere Zugabe von
Brennstoffen in den Verbrennungsraum für besondere Zwecke vorgesehen werden, wobei
diese Brennstoffe nur einer Erhitzung ausgesetzt sjnd, nicht aber einte Verbrennung
erfahren.
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In der Zeichnung ist eine Einzelheit der Einrichtung zur Ausführung
des Verfahrens nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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Mit i ist der Hochofen bezeichnet. 2 ist der zwischen dem Schwingbrennerende
und der Beschickung des Hochofens geschaffene freie Raum mit den Brennern 3, d für
ein Brennstoff-Luft-Gemisch.