DEP0031443DA - Verfahren zum Herstellen von Eisenschwamm - Google Patents

Description

Erfahrungsgemäß wird reiner Eisenschwamm am besten durch Reduktion des Erzes mit Gas gewonnen. Es fehlt aber bisher die Möglichkeit, ein billiges Gas mit der für die Eisenschwammerzeugung erforderlichen Zusammensetzung zu erzeugen. Daher konnte dieser an sich wichtige Zweig der Eisengewinnung bisher nicht jene Bedeutung erlangen, die ihm eigentlich zukommt.

In bezug auf die Zusammensetzung des Reduktionsgases wird gefordert, daß es einen sehr hohen Gehalt von Kohlenoxyd aufweist, hingegen nur einen geringen Kohlensäuregehalt, der wenige Prozente nicht übersteigen darf. Da die Reduktion bei den in Betracht kommenden Bedingungen ziemlich träge ist, wird ein beträchtlicher Gasüberschuß verlangt, der etwa das fünfzehn- bis fünfundzwanzigfache der theoretisch notwendigen Gasmenge beträgt. Das Gas muß also sehr billig zur Verfügung stehen. Ein anderer wichtiger Punkt ist die Erhitzung des Reduktionsgases auf die erforderliche Temperatur.

Versuche haben gezeigt, daß bei der Erzeugung von Brenngas durch Vergasen fester Brennstoff mit Sauerstoff von 98 - 99% Reinheit die Zusammensetzung des Gases in der etwa 1000°C heißen Zone etwa folgende ist:

CO(sub)2 0,0 bis 5,0%

CO 70,0 bis 82,0%

H(sub)2 15,0 bis 19,0%

N(sub)2 2,0 bis 3,0%

Diese Zusammensetzung des Gases ist vom Standpunkt der Eisenschwammgewinnung als ideal zu bezeichnen. Es wurde ferner gefunden, daß zur Vorwärmung der Materialsäule im Gaserzeuger - ob nun eine reine Vergasung oder eine Verhüttung mittels Koks gewählt wird - nur etwa 50 - 80% der anfallenden Gesamtgasmenge notwendig sind. Dies bedeutet, daß man etwa 20 - 50% des Anfalls von Brenngas mit der obigen Zusammensetzung aus derjenigen Vergaserzone, in welcher eine Temperatur von 1000° - 1400°C herrscht, herausnehmen kann und zwar, ohne daß die Temperatur an der Gicht des Gaserzeugers unter die zugelassene Grenze sinkt.

Die Erfindung besteht nun darin, daß man als Reduktionsgas für die Erzeugung von Eisenschwamm aus einem mit Sauerstoff bzw. Luft betriebenen Schachtofen zur Umsetzung von festen Brennstoffen in Brenngas einen Teilstrom des erzeugten Brenngases verwendet, der aus einer 1000° - 1400°C heißen Zone des Schachtofens abgezogen und ohne wesentliche Temperaturverminderung mit dem zu behandelnden Erz in Berührung gebracht wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren steht für die Eisenschwammgewinnung fortlaufend ein heißer Gasstrom von der notwendigen Temperatur und einer optimalen Zusammensetzung zur Verfügung, wobei das zur Reduktion benutzte Gas auch schwefelfrei ist.

Das so entnommene Gas enthält häufig fein verteilte Kieselsäure- und Kohlenstoffpartikelchen neben anderen Möllerbestandteilen. Von allen diesen Bestandteilen wird das Gas vorteilhaft gemäß der Erfindung vor seiner Verwendung zur Reduktion des Eisenerzes befreit.

Wenn das Gas die Reduktionsarbeit geleistet hat, hat es immer noch einen beachtlichen Heizwert, weil sich der Kohlenoxydgehalt wegen des hohen Gasüberschusses nur verhältnismäßig wenig vermindert. Der Kohlensäuregehalt steigt meist nur auf etwa 14 - 15%, sodaß das Gas noch anderweitig benutzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird das von der Eisenschwammgewinnung kommende Gas ganz oder zum Teil für die Vergasung des Brennstoffes in dem Schachtofen ausgenutzt, der das heisse Reduktionsgas liefert. Man arbeitet dann in dem Schachtofen beispielsweise nach einem an sich bekannten Verfahren indem außerhalb des zur Vergasung dienenden Schachtofens das Gas in einem von dem eigentlichen Gaserzeuger getrennten Verbrennungsraum mit Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicherter Luft umgesetzt wird, welcher die für den Vergasungsprozeß erforderliche Wasserdampf- oder Kohlensäuremenge zugesetzt wird, und darauf die Verbrennungsprodukte gegebenenfalls mit einem Sauerstoffüberschuß durch die glühende Brennstoffsäule des mit Schlackenverflüssigung arbeitenden Gaserzeugers hindurchgeleitet werden.

Das von der Reduktion kommende Gas kann dabei vorher in einem Wärmetauscher für die Vorwärmung oder Erhitzung von Sauerstoff, Primärgas und/oder Dampf verwendet werden, worauf es ganz oder zum Teil dem aus dem oberen Teil des Vergasungsofens entweichenden Gichtgas zugesetzt wird.

Schließlich ist es aber auch möglich, das Abgas der Eisenschwammerzeugung von Kohlensäure zu befreien und seinen hohen Kohlenoxydgehalt für andere Zwecke, z.B. die Synthese von Kohlenwasserstoffen auszunutzen.

Claims (4)

1.) Verfahren zum Herstellen von Eisenschwamm mit Reduktionsgas, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer etwa 1000°C heißen Zone eines zur Vergasung von festen Brennstoffen mit Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft dienenden Schachtofens ein Teilstrom des entstandenen kohlenoxydreichen Gases abgezogen und ohne wesentliche Verminderung der Temperatur, vorteilhaft aber nach Entfernung von kieselsäure- und kohlenstoffhaltigen Bestandteilen mit dem zu reduzierenden Erz in Berührung gebracht wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Eisenschwammgewinnung kommende Gas ganz oder zum Teil in den zur Erzeugung von Brenngas dienenden Schachtofen nach Umsetzen mit Sauerstoff oder mit sauerstoffreicher Luft zurückgeleitet wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Eisenschwammgewinnung kommende Gas in einem Wärmeaustauscher, z.B. zur Vorwärmung von Gasen oder Dämpfen benutzt und nachher ganz oder zum Teil mit dem Gichtgas des Schachtofens vermischt wird.

4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Eisenschwammgewinnung kommende Gas von Kohlensäure befreit und danach für die Synthese von Kohlenwasserstoffen o.dgl. verwendet wird.