DE970686C - Verfahren zum Verhuetten von Eisenerzen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Verhütten von Eisenerzen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhütten von Eisenerzen. Bei dem augenblicklichen Stand des Eisenhüttenwesens verwendet man Schachtöfen, deren Beschickung eine Höhe von a0 bis 30 m besitzt. Man ist hierbei von der Erwägung ausgegangen, eine möglichst weitgehende, indirekte Reduktion der Eisenoxyde zu erreichen und die Wärme der Ofengase, die aus der Reduktions- und Schmelzzone stammt, so gut wie möglich auszunutzen. Die große Höhe der Beschickung hat aber andererseits zur Folge, daß ein sehr großer Druck auf die unteren Teile derBeschickung ausgeübt wird, daß diese also sehr fest sein muß; daneben ist zu fordern, daß der Möller genügend grobstückig ist, um den Wind gut und gleichmäßig durchzulassen. Bei Feinerz kann man dieser Forderung dadurch entsprechen, daß man dieses sintert; bei den Brennstoffen ist man gezwungen, sogenannten Hüttenkoks, .d. h. einen sehr grobkörnigen und sehr festen Koks, zu verwenden. Es ist aber bekannt, daß Steinkohle, die zur Herstellung eines solchen Kokses geeignet ist, nur an einzelnen Lagerstätten vorkommt und daß es weite Striche der Erde gibt, wo eine derartige Kohle fehlt.
• Bei einem anderen bekannten Verfahren wird Eisenerz fein gemahlen und zusammen mit Steinkohle oder Koks, mit gebranntem Kalk sowie Wasser zu einer steifen Paste gemischt. Aus dieser werden Kugeln hergestellt; die Kugeln stellen aber nur einen Teil der Beschickung dar, während der andere Teil aus Koks oder Steinkohle besteht. Die Verhüttung erfolgt unter anderem im Hochofen. Der letzterwähnte stückige Brennstoff ist somit der innigen Berührung mit den Erzteilen, welche sich im Innern der Kugeln befinden, entzogen. Ferner ergibt sich bei der Verwendung von Steinkohle als zusätzlicher Brennstoff der Nachteil, daß diese beim Erhitzen im Hochofen je nach ihren Eigenschaften zerfällt oder zusammenbackt. In beiden Fällen werden die zwischen den Erz-Kohle-Kugeln befindlichen Hohlräume verstopft und für den Durchgang des Windes gesperrt. Verwendet man dagegen als zusätzlichen Brennstoff Hüttenkoks, so steht das im Widerspruch zu der Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt und die gerade darin besteht, die Verhüttung ohne Anwendung von Hüttenkoks durchzuführen. Mit diesen Nachteilen des Verfahrens steht im Einklang, daß das Verfähren in den Jahrzehnten, in denen es schon bekannt ist, keine praktische Verwendung gefunden hat.
• Die Erfindung bringt eine Lösung für die Aufgabe, das Verhüttungsverfahren im Schachtofen auch mit solchen Brennstoffen durchzuführen, die zur Bildung grobstückigen und sehr festen Kokses ungeeignet sind, unter Verwendung eines Hilfsmittels, das bei der Verhüttung selbst fortlaufend anfällt. Die Lösung besteht darin, daß die Briketts aus mindestens einem Teil der zu verhüttenden Erzmenge und der Gesamtmenge des Brennstoffes, z. B. einer zur Herstellung von Hüttenkoks ungeeigneten Steinkohle, bestehen, daß die Briketts in dem Schachtofen, z. B. einem Wassermantelofen, unter Einhaltung einer Beschickungshöhe von etwa 1,5 bis 3 m über der Düsenebene heruntergeschmolzen werden und daß aus den Gichtgasen nach Entstaubung Teer in zwei Stufen derart ausgeschieden wird, daß in der ersten Stufe ein Dickteer anfällt, der als Bindemittel für die Briketts benutzt wird, in der zweiten Stufe dagegen ein dünnflüssiger Teer.
• Als Brennstoff kann man bei diesem Verfahren vor allem Steinkohlen verwenden, die zur Herstellung von Hüttenkoks nicht geeignet sind, d. h. also solche, die schlecht kokbar sind (schlecht backende Kohlen). Hierzu zählen beispielsweise die Saarkohle, auch viele französische Kohlen, insbesondere lothringische Kohlen.
• Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, sowohl eine Schlwelung wie auch eine Verhüttung in einem Schachtofen mit ganz ungewöhnlich niedrigen Beschickungssäulen durchzuführen. Dabei halten sich die Gichtgastemperaturen immer noch in erträglichen Grenzen. Die geringe Höhe der Beschickungssäule hat zur Folge, daß der Schachtofen entsprechend niedrig und demgemäß auch billig in der Anschaffung ist. Desgleichen brauchen die zu verhüttenden Stoffe nicht mehr so hoch gefördert zu werden wie sonst. Schließlich ist auch der Winddruck wesentlich niedriger als bisher, so daß sich nach allem aus diesem Verfahren eine fühlbare Verbilligung des bekanntenHochofenverfahrens ergibt.
• Ein weiterer Vorteil beider Erfindung liegt darin, daß man nicht, wie bei der Herstellung vonHüttenkoks, gezwungen ist, eine hoch aufbereitete Steinkohle mit einem Aschengehalt von höchstens 6 bis 81/o zu verwenden. Man kann in vielen Fällen sogar unaufbereitete Steinkohle verarbeiten. Es ist auch nicht erforderlich, die Zerkleinerung als Vorbereitung der Brikettierung sehr weit zu betreiben. Man kann vielmehr noch eine gute Zusammensetzung und Bindung der Brikette erreichen, wenn der :Brennstoff, z. B. Steinkohle, in einer Stückgröße von o bis 5 mm vorliegt. Bei Erz kann man sogar ein etwas größeres Korn zulassen, nämlich o bis etwa zo mm. Die Brikette werden zweckmäßig in Eiform auf Walzenpressen hergestellt; auch wenn man andere Formen verwendet, ist es vorteilhaft, die Kanten und Ecken, gegebenenfalls auch die Außenflächen der Brikette abzurunden.
• Die Erfindung gibt weiter einen Weg an, ein Bindemittel zu verwenden, das bei der betriebsmäßigen Durchführung des neuen Verfahrens ständig anfällt. Die Brikette, die in den Verhüttungsofen gebracht werden, werden nämlich im oberen Teil des Ofens geschwelt. Die aus diesem abziehenden Gase und Dämpfe werden verwertet, indem man sie zunächst durch eine Staubkammer oder eine ähnliche Entstäubungseinrichtung ziehen läßt. Dort fällt ein wesentlicher Teil des Staubes aus. Alsdann werden die Dämpfe in einer ersten Kondensationseinrichtung behandelt und teilweise zu einem bei etwa i5° C dickflüssigen bis festen Teer (sogenannten Dickteer) verdichtet. In dieser Kondensationseinrichtung fällt aber nicht nur dieser Teer aus, sondern mit ihm der größte Teil des restlichen Staubes. Die abziehenden Dämpfe werden in einer zweiten Kondensationseinrichtung zu einem dünnflüssigen Teer niedergeschlagen. Dieser zweite Teer kann in an sich bekannter Weise durch fraktionierte Destillation zu Verkaufsprodukten, wie z. B. Benzin, Dieselöl usw., weiterverarbeitet werden. Der Dickteer ist dagegen durch Staub sehr stark verunreinigt, und es würde sich unter sonstigen Verhältnissen eine wirtschaftliche Verwertung dieses Stoffes nicht lohnen. Die Erfindung bietet aber einen Weg, diesen Stoff wieder zu verwenden,- und zwar dadurch, daß er mit dem Erz und der Steinkohle vor der Brikettierung gemischt wird. Die Mischung wird erforderlichenfalls in an sich bekannter Weise ewärmt und dann auf geeigneten Pressen, z. B. Walzenpressen, zu Eiformbriketten geformt. Die Menge des Dickteers, die man für die Brikettierung verwendet, beträgt etwa 4. bis 5 %, bezogen auf die Gesamtmischung.
• Reduktion und Schmelzung bei dem Verfahren nach der Erfindung werden sehr leicht und wirksam durchgeführt, da der frisch erzeugte Koks sehr reaktionsfähig ist. Die gute Wirkungsweise des neuen Verfahrens beruht unter anderem auf der gleichmäßigen Stückform des Einsatzgutes. Je kleiner und gleichmäßiger die Form ist, desto besser geht der Reduktionsvorgang vonstatten. Man darf andererseits aus allgemein praktischen Gründen eine bestimmte Größe nicht unterschreiten; es würde sonst auch leicht eine Verstopfung des Ofens eintreten. Die beste Größe der Brikette liegt bei etwa 40 ccm. Das Erz wird, soweit es nicht in den Briketten eingebunden ist, in stückiger Form angewandt, also z. B. in ungefähr würfliger Form mit einer Kantenlänge von etwa 35 mm bis zu Stücken von etwa io mm Kantenlänge herab.
• Der Ofen wird zweckmäßig mit heißem Wind, d. h. erhitzter Luft, betrieben werden. Es kann auch sehr nutzbringend sein, den Ofenwind mit Sauerstoff anzureichern, und zwar zwecks größererwirtschaftlichkeit mit Sauerstoff, der einen 02 Gehalt von etwa 95% besitzt. Der Vorteil eines hochsauerstoffhaltigen Windes besteht bekanntlich darin, daß die Gichtgase einen wesentlich geringeren Stickstoffgehalt als bisher besitzen, damit heizkräftiger werden und so unter anderem als Ausgangsstoff für eine Treibstoffsynthese nach F i s c h e r -T r o p s c h geeignet sind. Man kann auch, um den Stickstoffballast noch mehr herabzusetzen, Sauerstoff für sich verwenden, wird aber dann zweckmäßig technisch reinen Sauerstoff benutzen, d. h. einen solchen, der einen 02 Gehalt von etwa 8o bis 95 % besitzt. Zwar hat die Verwendung von Sauerstoff die Folge, daß die Ofentemperaturen sehr stark ansteigen, was z. B. bei einem reinen Generatorverfahren starke Abwärmeverluste zur Folge hat. Die hohen Temperaturen werden aber bei dem Verfahren gemäß der Erfindung vorteilhaft für den zweiten Zweck dieses Verfahrens, nämlich für die Reduktion und Schmelzung ausgenutzt. Deshalb ist es möglich, auf diesem Weg das Synthesegas wesentlich wirtschaftlicher herzustellen als im Gaserzeuger.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Verhütten von Eisenerz, das zusammen mit einem schwelbaren Brennstoff zu Briketts verpreßt ist, in einem Schachtofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts aus mindestens einem Teil der zu verhüttenden Erzmenge und der Gesamtmenge des Brennstoffes, z. B. einer zur Herstellung von Hüttenkoks ungeeigneten Steinkohle, bestehen, daß die Briketts in dem Schachtofen, z. B. in einem Wassermantelofen, unter Einhaltung einer Beschickungshöhe von etwa 1,5 bis 3 m über der Düsenebene heruntergeschmolzen werden und daß aus den Gichtgasen nach Entstaubung Teer in zwei Stufen derart ausgeschieden wird, daß in der ersten Stufe ein Dickteer anfällt, der als Bindemittel für die Briketts benutzt. wird, in der zweiten Stufe dagegen ein dünnflüssiger Teer.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Eiformbriketts, zweckmäßig solche mit einem Rauminhalt von etwa 40 ccm, verwendet.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht brikettierte Anteil der Erzbeschickung etwa die gleiche Korngröße wie der brikettierte Anteil besitzt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel neben Dickteer gelöschter Kalk oder Mergel benutzt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff sowie das Erz in feinkörnigem Zustand brikettiert wird, zweckmäßig in einer Körnung von etwa o bis 5 mm.
6. 6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen mit einer Mischung aus heißem Wind und Sauerstoff oder mit technisch reinem Sauerstoff betrieben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 717 498; britische Patentschriften Nr. 342 aus dem Jahre 1863, 2614 aus dem Jahre 1857, 197o aus dem Jahre 1865, 1411 aus dem Jahre 1867, 1885 aus dem Jahre 1868, 3252 aus dem Jahre 1872, 2297 aus dem Jahre 1873, 410 aus dem Jahre 1882, 2387 aus dem Jahre 1883; USA.-Patentschrift Nr. 1848 710; Stahl und Eisen, 19o2, S. 5o9, 5io.