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Verfahren und Anlage zum Verhütten von Erzen Beim Verhütten von Erzen
werden diese,* ge-
gebenenfalls nach vorhergehender Aufbereitung, durch
überleiten heißer, wasserstoff- und kohlenoxydhaltiger Gase reduziert und anschließend
geschmolzen. Üblicherweise dienen hierzu die den Erzen im Gegenstrom zugeführten
Abgase der Brennzone des Ofens. AlleVorgätige, die Reduktion und das Schmelzen der
Erze und die Erzeu-ung der heißen Gase vollziehen sich im gleichen Ofenraum, verlaufen
also weder örtlich noch be-
trieblich getrennt gleichzeitig nebeneinander.
Das ist nur bei Verwendung eines hochwertigen, aschearmen Brennstoffes, wie Steinkohlenkoks,
praktisch durchführbar, da größere unverbrennlicht Rückstände des Brennstoffes den
Verhüttungsvorgang empfindlich stören würden.
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Es besteht nun ein dringendes Bedürfnis, zur Vermeidung langer Erztransporte
die Verhüttung möglichst in unmittelbarer Nähe der Erzgewinnungs-Stätten vorzunehmen.
In vielen Ländern mit reichem Erzvorkominen fehlt es aber an hoch-,vertigen Brennstoffen.
Die wirtschaftliche Bedeutung einer Erfindung, die die Verwendung minderwertigen
asch-,reichen Brennstoffes zur Erzverhüttung ermöglicht, kann daher kaum überschätzt
werden.
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Diese Möglichkeit zu schaffen, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung.
Sie besteht in der Vereinigung einer Reihe von Merkmalen, die im folgend-en näher
beschrieben sind. Da jedoch ihre Bedeutung im Sinne des Erfindungszieles unterschiedlich
ist, kann in manchen Fällen auch das eine oder andere Merkmal fortfallen. Notwendigerweise
muß aber die Erzeugung der Reduktionsgase räumlich und hetrieblich getrennt von
der eigentlichen Erzreduktion stattfinden. Nur dann kann man unter Zuführung von
Luft und Wasserdampf als Vergasungsmittel
durch entsprechende Steuerung
der Vergasung aus minderwertigen, aschereichen Brennstoffen aller Art Gase erzeugen,
die den für die Erzreduktionerforderlichen Gehalt an Kohlenoxyd und Wasserstoff
haben. Auf Menge, und Beschaffenheit der unverbrennlichen Rückstände kommt es dabei
nicht an, da diese nunmehr völlig unabhängig vor dem Verhüttungsvorgang aus der
Gaserzeugungsanlage abgezogen werden können. Hierfür eignet sich besonders ein stetig
betriebener Querstromof en, bei dem die Ver-gasungsmittel und das entstehende Produktionsgas
im Querstrom zu der absinkenden Brennstoffsäule geführt werden. je nach Art des
zur Verfügung stehenden Brennstoffes kann es erforderlich oder wenigstens zweckmäßig
sein, das Produktionsgas vorlEintritt in dieReduktionsanlage von Teer und anderen
schweren Kohlenwasserstoffen sowie von Schwefel zu reinigen.
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Erfindungsgemäß leitet man die außer inerten Bestandteilen nur Wasserstoff
und Kohlenoxyd enthaltenden Gase der Reduktionsanlage mit einer solchen Temperatur
zu, wie zum Einleiten und Aufrechterhalten der Erzreduktion erforderlich ist. Sofern
das ein Aufheizen der Gase bedingt, nutzt man hierfür die fühlbare Wärme der Reduktionsrestgase
aus und erzeugt die etwa noch fehlende Wärmernenge durch Verbrennen eines Teiles
der Restgase. Auch zur Erzreduktion dient vorzugsweise ein stetig befriebener Querstromofen,
der möglichst in unmittelbarer Nähe, der Gaserzeugungsanlage aufgestellt wird. Man
kann auch beide Anlagen trotz räumlicher und betrieblicher Trennung in einem gemeinsamen
Mauerwerksblock unterbringen. Wenn wegen der vorstehend genannten Reinigung die
fühlbare Wärme des Produktionsgases nicht unmittelbar f#ür denReduktionsvorgang
auszunutzen ist, verwendet man sie zum Wiedererwärmen des gereinigten Gases oder
zur Vorwärmung der Ver-a -"asungsmittel. Daneben wird die hierzu noch feh
lendeWärmemenge durchVerbrennen eines weiteren Teiles der Reduktionsrestgase aufgebracht.
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D,ie weitere Verhüttung der reduzierten Erze, insbesondere die von
Eisenerzen, kann in beliebiger Weise erfolgen. Vorzugsweise führt man die Erze aus
der Reduktionsanlage unter Ausnutzung ihrer fühlbaren unmittelbar einem Schmelzofen
zu, zu dessen Beheizung ebenfalls Redül-,tionsabgase dienen können.
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In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens nach der
Erfindung dienende Anlage schematisch dargestellt.
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Der zu vergasende minderwertige Brennstoff, der, bezogen auf Trockensubstanz,
bis zu 8oO/o, Unverbrennliches enthalten kann, wird in einen Querstrornofen i bei
2 aufgegeben. Zur regelbaren Zuleitung der vorgewärmten Vergasungsmittel, Luft und
Wasserdampf, dienen Verteilleitungen 3 und zur Ableitung des Produktionsgases
ihnen gegenüberliegende Abzüge 4. An sie schließt sich eine Sammelleitung
5 an,.in die eine Reinigungsanlage 6
eingeschaltet ist. Die unverbrannten
Rückstände des im Querstromofen vergasten Brennstoffes werden an dessen Fußende
bei 7 abgezogen. Nach Reinigung ZD in Anlage 6, in der auch ein Wärmeaustausch
zwischen dem ankommenden heißen und dem gereinigten kalt-en Gas stattfindet, enthält
das durch Leitung 5 zur Reduktionsanlage strömende Gas außer inerten Bestandteilen
im wesentlichen nur Kohlenoxyd undWasserstoff. Es strömt den-Verteilleitungen
8 eines zweiten stetig betriebenen Querstromofens io zu, nachdem es in einem
Erhitzer 9
auf die erforderliche Temperatur erwärmt worden ist.
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Dem zur Erzreduktion dienenden Querstromofen io werden die gegebenenfalls
vorher aufbereiteten Erze am Kopfende bei i i zugeleitet und aus ihm nach erfolgter
Reduktion am Fußende bei 12 zur weiteren Verhüttung abgezogen. Die Reduktionsrestgase
verlassen Of ' en io 4urch eine an dieAbzüge 14- angeschlossene San-unelleitung
13. Diese führt zunächst zum Erhitzer 9, in dem ein Wärmeaustausch zwischen
den heißen Restgasen und dem durch Leitung 5 strömenden kalten Gas stattfindet,
zu dessen weiterer Erwärmung ein Teil der Restgast verbrannt wird. Hinter Erhitzer
9 gabelt sich Leitung 13 und führt teils zu einem Brenner 15, teils zur weiteren
Verbrauchsstelle 16, beispielsweise dem,Schmelzofen für die in Ofen io reduzierten
Erze. Die Feuergase des Brenners 15 führt eine Leitung 17 einem Wärmeaustauscher
iS und anschließend dem Kamin 2o zu. ImWärmeaustauscher werden die durch Leitung
ig dem Ofen i zugeleiteten Vergasungsmittel auf die erforderliche, von der Beschaffenheit
des zu vergasenden Brennstoffes abhängende Temperatur von etwa 400 bis 8oo'
C
erwärmt.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, kann bei Fort-fall der Reinigungsanlage
6 der an die Abzüge 4 des Ofens i angeschlossene Zweig der Sammelleitung
5
unmittelbar mit dem zu den Verteilleitungen 8 des Ofens io verbunden
werden. In diesem Fall ist auch der Erhitzer 9 nicht notwendig da im allgemeinen
die Temperatur des in Ofen i entstehenden Produktionsgase-s zur Durchführung Ader
Erzreduktion in Ofen io ausreicht. Gegebenenfalls kann man natürlich auch durch
unmittelbare Beheizung oder durch Teilverbrennung des Produktionsgases auf seinem
Weg vom Ofen i zum Ofen jo für die notwendige Aufheizung sorgen. Es ist dabei auch
möglich, die Ofen i und io in einem gemeinsamen Mauerwerksblock unterzubringen,
ohne aber ihre räumliche und betriebliche Trennung auch nur im geringsten aufzuheben.
Ohne also an dem erfindungsgemäßen Verfahren als solchem etwas zu ändern, dient
diese bauliche Zusammenfassung beider Anlagen nur zur Verminderung der Abstrahlungsverluste.