EP1325160B1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines festbettes - Google Patents

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EP1325160B1
EP1325160B1 EP01976153A EP01976153A EP1325160B1 EP 1325160 B1 EP1325160 B1 EP 1325160B1 EP 01976153 A EP01976153 A EP 01976153A EP 01976153 A EP01976153 A EP 01976153A EP 1325160 B1 EP1325160 B1 EP 1325160B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bulk material
carbon
centring
containing constituents
fixed bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01976153A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1325160A1 (de
Inventor
Rainer-Walter Kastner
Reinhard Pum
Kurt Wieder
Johann Wurm
Hado Heckmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH and Co
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH and Co, Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH and Co
Publication of EP1325160A1 publication Critical patent/EP1325160A1/de
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Publication of EP1325160B1 publication Critical patent/EP1325160B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/008—Composition or distribution of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for producing a fixed bed in an aggregate of metallurgical technology, preferably for the production of pig iron or steel precursors of iron-containing feedstocks, especially in a melter gasifier, wherein a lumpy bulk material, which contains ore and carbonaceous ingredients, in particular prereduced, iron ore, preferably sponge iron, as well as, preferably particulate, contains carbon, is charged to a surface, and a, preferably uniform, mixing of the ore-containing and the carbonaceous constituent of the bulk material takes place.
  • the distribution of a lumpy bulk material on an extensive area is a problem known in the field of plant construction and in process engineering by experts.
  • great efforts are made to obtain an optimal for the respective process degree of distribution of the bulk material.
  • the incorrect loading of such a reactor can lead to a reduction in the quality of the product produced, excessive loss due to dust discharge, and to reduce the productivity of the entire system.
  • the material distribution is in particular an essential instrument for adjusting the gas distribution.
  • DE-C-19623246 describes in this regard an apparatus for the common central introduction of coal and sponge iron in a melter gasifier. Although a corresponding mixing of the substances is achieved, the central introduction of coal-sponge iron mixture for process-technical and economic reasons proves to be not advantageous.
  • JP 59153815 describes a device for introducing lumpy raw material into a furnace.
  • the disadvantage here is especially that different raw materials can be introduced only alternately or successively.
  • DE 478532 discloses a device for feeding a shaft furnace via vertically adjustable feeders.
  • the disadvantage is especially the necessary adjustment mechanism.
  • US 5,210,962 discloses a device for the entry of lumpy feedstock in a shaft reactor, with a piece size-dependent positioning of the feedstock is possible.
  • a disadvantage is that only one crop can be introduced at a time.
  • the present invention proves to be particularly advantageous when used in a melter gasifier, and is the most detailed documented in this regard.
  • the application of the invention is not limited to this embodiment, but the description of the processes in a melter gasifier is an exemplary explanation.
  • a melter gasifier as known from the prior art, is used for melting a largely prereduced iron ore (DRI), as well as the production of reducing gas, preferably coal.
  • DRI largely prereduced iron ore
  • the coal and the DRI are usually introduced into the same via the dome of the melter gasifier, wherein it has proven to be beneficial to introduce the coal centrally. Accordingly, the DRI is introduced into the melter gasifier via a plurality of decentrally located openings on the carburettor dome.
  • the invention is further characterized by a method for producing a fixed bed in a melter gasifier in which a particulate bulk material containing prereduced iron ore and carbonaceous constituents, preferably particulate coal, is charged onto a surface, the prereduced iron ore and the carbonaceous constituents being different Apertures are introduced into the melter gasifier, wherein the pre-reduced iron ore is charged by a plurality of decentralized openings, and wherein the carbonaceous constituents are charged centrally via a charging device, wherein the carbon-containing constituents by a means for radial distribution - as viewed from above - in radial, outwardly facing Direction are distributed, and wherein a, preferably uniform, mixing of the prereduced iron ore with the carbonaceous constituents is carried out, wherein the entire pre-reduced iron ore to a active peripheral region (edge region) of the fixed bed is charged, and the carbonaceous constituents are scattered on a means for scattering in the radial
  • the active peripheral region denotes that region of the fixed bed which has a uniform through-gasification sufficient for the production of pig iron or reduction gas.
  • a coarse fraction, in particular of the carbonaceous constituent, of the bulk material having a mean grain size greater than the mean grain size of the bulk material to be distributed, in particular the carbonaceous constituent is charged to the center of the surface, and produced in this way, preferably stationary, predefined grain size distribution.
  • the bulk material in particular the carbonaceous constituent of the bulk material, distributed via a charging device substantially rotationally symmetric to the surface, wherein on the center of the surface, by direct distribution less material than the average of the other points of the surface , between the center and the outer edge of the active peripheral region of the fixed bed, is applied.
  • the coarse-grained fraction, in particular of the carbonaceous constituent, of the bulk material, initially at a distance from the center is applied to the fixed bed in such a way that it is subsequently separated by indirect distribution, in particular segregation, on the center of the area, charged.
  • the particulate bulk material is charged via one or more stationary charging devices.
  • Charging can be direct or indirect.
  • direct charging is meant by definition that charging in which the bulk material in question during its introduction, in particular in a reactor or in a vessel, on a predetermined area of a surface, in particular on the center of a surface loaded.
  • indirect charging by definition, that charge is designated, in which the piece goods are indeed introduced by direct charging, but the resulting distribution on the surface is determined by further effects, in particular by segregation. In this way, it is possible to distribute and charge the bulk material in a specific area of the area, in particular on the center of the area, albeit indirectly by direct charging, or at least with little impact, for example by segregation, ie indirectly.
  • the expanded area is a gas-permeable, in particular actually gasified, area, process gas being guided in a targeted manner through this area.
  • a gasification is an essential feature of a corresponding method, for example, the gasification of the fixed bed of a shaft furnace or melter gasifier.
  • the center of the reaction bed is insufficiently perfumed during a loading according to the prior art.
  • the invention sets countermeasures that lead to a substantial improvement of the process.
  • melter gasifier is operated according to another method, wherein other feedstocks than it corresponds approximately to the blast furnace process, are used.
  • carbonaceous solid, in particular coal, and O 2 -containing gas are used as the energy carrier.
  • the coal is conveyed with one or more augers from a coal bunker and centrally fed, the coal thus falls in a narrow, concentrated beam through the gas space of the melter gasifier on the bed surface. It is also conceivable not to abandon the coal centrally but separated by several streams on the fixed bed.
  • the larger grain will move outward.
  • High local gas velocities up to fountain formation disturb the gas reactions in the gasification cupola and increase the dust discharge.
  • the volume of the active bed is thus reduced and the dead man in the center or in the hearth is mainly supplied with finer grain, which further worsens the drainage.
  • An object of the present invention is not to charge the coal to a point in the gasifier, but to deliberately scatter the coal, given its grain size, and in particular rotationally symmetrical, on the bed surface. It should also be noted that charcoal is charged into the center of the bed of lumpier coal than on the surrounding area, since this embodiment of the method proves to be particularly favorable.
  • This object is achieved by the uniform distribution of the carbon, or the carbon-enriched material of the bulk material, on the fixed bed, and thus by a more homogeneous mixing of the coal with the direct-reduced iron (DRI), in particular the area of the center
  • DRI direct-reduced iron
  • the mixing is carried out particularly efficiently in the case of a simultaneous and continuous charging of the lumpy coal and the prereduced iron ore, in particular the sponge iron, as in the loading of a melter gasifier.
  • less coal is applied by direct distribution to the center of the fixed bed, as is degraded over the dead man, so lowered the bed level and charged in this way lumpier coal by segregation, ie indirect distribution, to the center of the bed.
  • lumpier coal by segregation, ie indirect distribution, to the center of the bed.
  • the thus lower level, as well as the lumpier coal in the center of the fixed bed lead to a stronger medium fumigation, and thus to an increase in the active bed volume for the chemical or metallurgical processes of the melter gasifier.
  • the desired grain distribution at the bed of the melter gasifier can be realized not only by indirect but also by direct charging, whereby the particle size distribution over the fixed bed is targeted and directly influenced.
  • the particle size distribution over the fixed bed is targeted and directly influenced.
  • a stationary and stationary charging device Compared with the prior art, a stationary and stationary charging device according to the invention has various advantages:
  • a major advantage is the lower susceptibility of the device to mechanical and thermomechanical wear. Movable parts are only limited use at higher temperatures, as an adaptation requires a disproportionate effort.
  • moving devices generally require a drive, on the one hand in turn requires additional maintenance, and on the other hand to move a highly heat-resistant and robust, especially specially armored device, must also be dimensioned accordingly, and thus requires a lot of energy.
  • the scattering of the coal takes place by using a charging device in the falling coal jet, which ensures a substantially uniform, in particular rotationally symmetrical, charging over the Charbettober Assembly.
  • a charging device in the falling coal jet, which ensures a substantially uniform, in particular rotationally symmetrical, charging over the Charbettober Assembly.
  • the surface profile can be adjusted, whereby the gas and solid flow can be influenced in a fixed bed.
  • a charging device by dividing the bulk flow, are charged at several points.
  • the movable embodiment of a charging device according to the invention is conceivable, which targeted individual areas of the surface, in particular the fixed bed with, in particular presorted, bulk material are supplied.
  • a homogeneous material build-up on the charbett (bed of lumpy coal) is thereby ensured and thus in addition to the gas production and the slag and pig iron composition at the periphery (active bed area) evened out.
  • This homogenization brings about a more homogeneous slag guidance with improved drainage behavior. This in turn has a positive effect on the heat exchanger function in a fixed bed, as well as the pig iron quality.
  • the scattering of the coal on the bed surface reduces the formation of agglomerates, which disturb the flow of material in the gasifier, because there is no excessive accumulation of material, which is in the same pyrolysis stage.
  • the symmetrically uniformly distributed coal also has the advantage that it is homogeneously mixed with the DRI on the circumference. Uniform quantities of pig iron and slag and their almost constant composition on the circumference improve the metallurgical conditions in the plant
  • the coal in particular rotationally symmetric, distributed over a large area, wherein in the center of the carburetor no coal is charged.
  • the lumpy coal passes through segregation in the center and in the area of the dead man. This ensures that the dead man supplied with lumpy coal and thus the drainage is improved up to the tapping.
  • the gas flow and the outflow of the liquid phase can be influenced.
  • the conditions for the heat exchange in a fixed bed are improving, which reduces the energy requirement. Keeping away the gas flow from the wall protects the refractory lining.
  • the dead man By supplying the center of the fuselage gasifier fixed bed with coarse coal, the dead man is formed with a larger void volume, which makes it possible to transport heat enhanced by gas flow in this area and to give the liquid phase the opportunity to drain in this area and the disturbances above the Minimize gasification zone.
  • a homogenization of the gasification reduces the dust content in the process gas. This results in a lower dust load in the reduction shaft, a relief of the dust return and less sludge losses in the process.
  • the attachment of a charging device which divides the flow of bulk material into a plurality of sub-streams and thus charges lumped coal into the center or to another location predetermined by the method, in particular the melter gasifier, by direct or indirect distribution.
  • Combinations of charging devices that make use of direct and / or indirect distribution are further embodiments of the invention.
  • the invention is further characterized by a method according to the invention for distributing a particulate bulk material, in particular a lumpy coal, from a bulk material flow over an extensive area, in particular onto a fixed bed, this area preferably being located in a reactor or container of physical or chemical process engineering, in particular a reactor of a metallurgical plant for the production of pig iron or steel precursors, and the particulate bulk material is charged via a charging device, wherein it is distributed by a means for radial distribution - seen from above - in radial, outward-facing direction, further characterized the bulk material, before impinging on the means for Radialver?, on a means for scattering - seen from above - in the radial and tangential direction is scattered.
  • a particulate bulk material in particular a lumpy coal
  • the bulk material stream prior to the scattering of the bulk material, is centered in a, preferably first, step of the process by conveying the bulk material stream to a centering means and the bulk material through a number of centering openings of the centering agent flows, wherein an optionally occurring overflow of the bulk material flows through at least one means for discharging, in particular through a further opening.
  • the bulk material forms a bulk cone on the means for centering.
  • a coarse-grained portion of the bulk material which has an average grain size which is greater than the mean grain size of the entire distributed bulk material, to a predetermined area of the surface, in particular to a center of the Surface, charged, in this way a, preferably stationary, predefined grain size distribution is generated.
  • the grain size distribution is defined as the quantitative fraction of each grain fraction at one location, the total amount of grains at that location.
  • the existence of a grain size distribution approximately temporally approximately constant with respect to the respective location is defined. Furthermore, according to a further embodiment of the invention, the amount of grains of a fraction depending on the location of the surface in relation to the total amount of grains of the respective fraction of the surface, essentially, independent of time behavior.
  • the invention is further characterized by a device according to the invention for carrying out the method for producing a fixed bed in a melter gasifier according to one of claims 1 to 4 comprising a melter gasifier with a charging device which is centrally located, with a plurality of decentralized openings in the dome of the melter gasifier to the entry of Pre-reduced iron ore and the charging device for entry of the carbonaceous constituents of the bulk material, wherein the charging device comprises at least one means for radially distributing the bulk material in - viewed from above - radial, outwardly facing direction, further wherein the charging device before the means for radial distribution at least one , in the upper part of the reactor arranged, preferably fixed, means for scattering the bulk material, wherein at least a portion of the bulk material in - from the top - radial and tangential direction can be distributed u and the means for scattering the bulk material comprises a number of interconnected rod-shaped and / or planar elements, which together describe approximately the shape of
  • the bulk material is uniformly scattered in a first step, and distributed in a second step radially outward.
  • the radial distribution is characterized in that a certain surface part is shaded by the means for radial distribution and thus loaded with little bulk material.
  • a scattering cone known from the prior art causes not only a radial distribution, but also the shading of a predetermined area of a surface.
  • the means for radial distribution is designed as a fixed arranged below the means for scattering device.
  • convex and concave structures as well as substantially pyramidal body, and further combinations thereof are possible, as far as they cause the function of a radial distribution of the bulk material.
  • the optionally present rod-shaped part of the means for radial distribution also serves for fixing and positioning of the conical part.
  • the cone-shaped part causes a radial distribution of the bulk material by the bulk material from the lateral surface rebounds or slides along, and is thus subject to a specific distribution.
  • the part of the surface in particular the fixed bed surface, which is covered and shaded by the cone or, in the case of rebounding and sliding of the bulk material on the conical surface, by its extended imaginary lateral surface, loaded by direct distribution with less bulk than it corresponds to the average of the other part of the area.
  • the tapered part of the radial distribution means comprises at least one cone or truncated cone with an opening angle of the generatrix to the center line of less than 60 °, preferably in the range of 10-60 °.
  • the means for Radialver made of heat and wear resistant material and / or has so-called material padding on.
  • the cone or truncated cone has at its base a diameter of 50% of the diameter of the means for spreading or the task cross-section.
  • At least one means for centering the flow of bulk material is provided in front of the means for spreading.
  • the invention is characterized by a means for spreading, wherein the means for spreading comprises a number of interconnected rod-shaped and / or planar elements, which together approximate the shape of a counter to the direction of the bulk flow, tapered, in particular pyramidal, having a plurality of openings, Describe body.
  • the invention is characterized by a means for spreading, wherein the means for spreading comprises a number of rings, which together approximately the shape of one opposite to the direction of Schüttgutstromes tapered, in particular conical, having a plurality of openings, body, and are interconnected along at least one generatrix.
  • The, preferably bundled, bulk material flow is evenly, for example, on the Charbetts (bed of lumpy coal) of the melter gasifier, distributed or scattered.
  • the bulk material is subjected to scattering by, often repeated, deflection, wherein the special construction according to the invention achieves a significantly more uniform scattering of the bulk material than in the prior art.
  • a distribution of the bulk material wherein the bulk material in a plane normal to the direction of the bulk material flow, or - viewed from above - is distributed in the radial and tangential direction.
  • a scattering cone known in the art as in EP-A-0076472 on the other hand, the main effect is to distribute the bulk material in a radial direction within a narrow ring, viewed from above.
  • inventive means for spreading starting from the bulk material flow - seen from above - scatters not only radially outward, but also radially inwards. Due to the particular shape of the tapering, in particular pyramidal, body radial dispersion is effected according to the invention, although more material tends to be scattered outwards, in a larger radius, than inwards, into a small radius.
  • the means for spreading on a number of approximately annular bodies which describe approximately the shape of a counter to the direction of the bulk flow, the tapered, in particular conical, body.
  • the annular bodies are connected together along one or more generatrices.
  • the means for spreading must cover the entire cross section of the bulk material flow according to a further feature.
  • the openings on the means for spreading are at least as large as the maximum size of the material to be charged.
  • the rod, annular or planar elements are made according to an embodiment of the invention of wear and impact resistant, heat resistant materials, and / or preferably have a rectangular or triangular cross-section.
  • the invention is characterized by a means for centering a bulk material flow for use in a device according to claim 5, having at least one centering opening, wherein at least one means for discharging, preferably a further opening, is provided, whereby an optionally occurring during centering of the bulk material flow Overflow of bulk material is derivable.
  • the means for centering is designed as a centering, which has an annular metal plate with an inner and outer radius, from which at least a portion, in particular a circular segment or a circular ring sector has been removed.
  • the centering plate is designed such that was removed from the annular plate, a circular ring segment with a central angle of 180 °.
  • the centering in a charging device is used for concentration and centering of the bulk material flow or the bulk material itself, which is conveyed for example by screw conveyor from a bunker. Such a discharge always leads to a discharge curve that varies depending on the speed or capacity.
  • the centering plate is designed in such a way that it has at least one first opening, which aims the centering of the bulk material, and at least one means for discharging, preferably an opening for discharging an optionally occurring overflow.
  • a first opening which aims the centering of the bulk material
  • at least one means for discharging preferably an opening for discharging an optionally occurring overflow.
  • Such an overflow is formed when the first, bundling, opening according to the invention is misplaced or clogged.
  • this centering plate is designed such that at least one part, in particular at least one circular sector or circular segment has been removed from an annular metal sheet with an inner and outer radius.
  • Alternative embodiments have, for example, curved or funnel-shaped centering plates.
  • the centering opening of the Zentrierbleches presents in an annular formation, advantageously as the limited by the annulus centric opening of the sheet.
  • the other openings corresponding to the means for deriving may be provided so that they connect to the centering opening , and thus structurally indistinguishable from this. However, there is a functional separation, since these other openings serve to derive the overflow.
  • the centering of a charging device is arranged such that the conveying means, in particular said augers, the piece goods promotes the centering, and preferably does not load that part of the sheet, which means for discharging, for example, the additional additional openings for the flow of the material accumulates when laying the first centering opening on the centering.
  • a bulk cone forms on the centering plate in a particularly preferred manner, from which material flows through said first, centering, opening, and is centered in this way.
  • the embodiment of the centering plate according to the invention has at least one means for discharging the material in the event of an overflow.
  • the size of the bundling opening is according to one embodiment of the invention at least 6 to 10 times the maximum diameter of the conveyed bulk material.
  • the means of centering is also made of highly heat-resistant and highly wear-resistant materials.
  • a melter gasifier 1 the coal distribution in a melter gasifier 1 is schematically outlined.
  • the coal is introduced into the melter gasifier.
  • a DRI introduction 3 for example by means of a plurality of openings arranged concentrically with respect to the coal introduction, a dust return 4, an oxygen introduction 5, a slag and pig iron tap 15 and a gas discharge 6 are provided on the melter gasifier 1 .
  • the coal is evenly distributed over the rotationally symmetric bed 7 of the melter gasifier 1 , which is charged by the special design of the charging device 2 in the center no or at least little coal.
  • the distribution of the coal by direct introduction is shown schematically in FIG. 1 , wherein in particular a profile of the coal distribution 8 is sketched schematically. Accordingly, the mass flow per area in the region of half the radius is significantly higher than in the center of the bed.
  • FIG. 2 schematically shows a stationary charging device 2 according to the invention.
  • This charging device has a concentrating plate 10 , which serves to concentrate the bulk material flow, which in turn is conveyed by screw conveyors from a bunker.
  • this concentrating plate 10 is designed such that a symmetrical half part of an annular plate with respect to an outer diameter of the sheet was removed.
  • the concentrating plate has a bundling opening 11 , and an opening 12 for discharging the overflow.
  • a scattering means 13 in the case shown by a Kohleriffler, a special design of a deflector, evenly distributed in the free space, or on the surface of the Charbettes the melter gasifier.
  • the Kohleriffler 13 in this case has an approximately pyramidal shape, and thus allows a scattering of the bulk material.
  • a means for radial distribution 14 with a cone that prevents a charge of the center of the Charbettes or at least reduces the amount charged in this area of bulk material.
  • This cone can be attached to a cylindrical part, and in particular has an opening angle between the surface line and the center line of about 10-60 °. Particularly preferred is an opening angle of 30 ° to 45 °.
  • Such parts of the device shown here which experience has shown to be subject to a particular wear-related stress, are additionally protected by armor, for example by welding of highly wear-resistant metal sheets.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Aggregat der Metallurgietechnik, vorzugsweise zur Herstellung von Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenhältigen Einsatzstoffen, insbesondere in einem Einschmelzvergaser, wobei ein stückiges Schüttgut, welches erzhältige und kohlenstoffhältige Bestandteile, insbesondere vorreduziertes, Eisenerz, vorzugsweise Eisenschwamm, sowie, vorzugsweise stückige, Kohle, enthält, auf eine Fläche chargiert wird, und eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhältigen und des kohlenstoffhältigen Bestandteiles des Schüttgutes erfolgt.
  • Die Verteilung eines stückigen Schüttgutes auf eine ausgedehnte Fläche ist ein im Anlagenbau und in der Verfahrenstechnik bei Fachleuten bekanntes Problem. Insbesondere bei Reaktoren der chemisch/physikalischen Verfahrenstechnik werden große Anstrengungen unternommen, um einen für den jeweiligen Prozess optimalen Verteilungsgrad des Schüttgutes zu erwirken. Die falsche Beladung eines derartigen Reaktors kann zu einer Minderung in der Qualität des erzeugten Produktes, zu hohen Verlust durch Staubaustrag, und zur Minderung der Produktivität der gesamten Anlage führen. Die Materialverteilung stellt insbesondere ein wesentliches Instrument zur Einstellung der Gasverteilung dar.
  • DE-C-19623246 beschreibt diesbezüglich eine Vorrichtung zur gemeinsamen zentralen Einbringung von Kohle und Eisenschwamm in einen Einschmelzvergaser. Obwohl eine entsprechende Durchmischung der Stoffe erreicht wird, erweist sich die zentrale Einbringung der Kohle-Eisenschwamm-Mischung aus prozesstechnischen wie wirtschaftlichen Gründen als nicht vorteilhaft.
  • JP 59153815 beschreibt eine Vorrichtung zum Eintrag von stückigem Rohmaterial in einen Ofen. Nachteilig ist dabei vor allem, dass unterschiedliche Rohmaterialien nur abwechselnd bzw. nacheinander eingebracht werden können.
  • DE 478532 offenbart eine Vorrichtung zum Beschicken eines Schachtofens über vertikal verstellbare Beschickungsvorrichtungen. Nachteilig ist vor allem der nötige Verstellmechanismus.
  • US 5,210,962 offenbart eine Vorrichtung zum Eintrag von stückigem Einsatzgut in einen Schachtreaktor, wobei eine stückgrößenabhängige Positionierung der des Einsatzgutes ermöglicht wird. Nachteilig ist dabei, dass jeweils nur ein Einsatzgut auf einmal eingebracht werden kann.
  • Unter dem Gesichtspunkt des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 5 weiter zu entwickeln, um gegenüber dem Stand der Technik eine wirtschaftlichere Prozessführung sowie eine wirtschaftlichere anlagentechnische Ausführung zu erreichen.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1, sowie entsprechend der Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung erweist sich bei Einsatz in einem Einschmelzvergaser als besonders vorteilhaft, und ist diesbezüglich am detailliertesten dokumentiert. Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsform, vielmehr handelt es sich bei der Beschreibung der Vorgänge in einem Einschmelzvergaser um eine beispielhafte Erläuterung.
  • Ein Einschmelzvergaser, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dient zum Einschmelzen eines weitgehend vorreduzierten Eisenerzes (DRI), sowie der Erzeugung von Reduktionsgas, vorzugsweise aus Kohle.
  • Die Kohle sowie das DRI werden zumeist über die Kuppel des Einschmelzvergasers in selbigen eingebracht, wobei es sich als günstig erwiesen hat, die Kohle zentral einzubringen. Das DRI wird demnach über mehrere dezentral gelegene Öffnungen an der Vergaserkuppel in den Einschmelzvergaser eingebracht.
  • Die Erfindung ist weiters durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Einschmelzvergaser, bei welchem ein stückiges Schüttgut, welches vorreduziertes Eisenerz sowie kohlenstoffhältige Bestandteile, vorzugsweise stückige Kohle, enthält, auf eine Fläche chargiert wird, wobei das vorreduzierte Eisenerz und die kohlenstoffhältigen Bestandteile durch verschiedene Öffnungen in den Einschmelzvergaser eingetragen werden, wobei das vorreduzierte Eisenerz durch mehrere dezentrale Öffnungen chargiert wird, und wobei die kohlenstoffhältigen Bestandteile zentral über eine Chargiervorrichtung chargiert werden, wobei die kohlenstoffhältigen Bestandteile durch ein Mittel zum Radialverteilen - von oben gesehen - in radialer, nach außen weisender Richtung verteilt werden, und wobei eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des vorreduzierten Eisenerzes mit den kohlenstoffhältigen Bestandteilen erfolgt gekennzeichnet, wobei das gesamte vorreduzierte Eisenerz auf einen aktiven Umfangsbereich (Randbereich) des Festbettes chargiert wird, und die kohlenstoffhältigen Bestandteile vor dem Auftreffen auf das Mittel zum Radialverteilen an einem Mittel zum Streuen in - von oben gesehen - radialer und tangentialer Richtung gestreut werden, und ein grobkörniger Anteil der kohlenstoffhältigen Bestandteile, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße der kohlenstoffhaltigen Bestandteile ist, auf das Zentrum der Fläche chargiert wird, und auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
  • Dabei bezeichnet der aktive Umfangsbereich jenen Bereich des Festbettes, der eine gleichmäßige für die Roheisen- bzw. Reduktionsgas-Herstellung genügende Durchgasung aufweist.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung wird ein grobkörniger Anteil, insbesondere des kohlenstoffhältigen Bestandteiles, des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des zu verteilenden Schüttgutes, insbesondere des kohlenstoffhältigen Bestandteiles, ist, auf das Zentrum der Fläche chargiert, und auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Schüttgut, insbesondere der kohlenstoffhältige Bestandteil des Schüttgutes, über eine Chargiervorrichtung im wesentlichen rotationssymetrisch auf die Fläche verteilt, wobei auf das Zentrum der Fläche, durch direkte Verteilung weniger Material, als es dem Durchschnitt der anderen Stellen der Fläche, zwischen dem Zentrum und dem äußeren Rand des aktiven Umfangsbereichs des Festbettes, entspricht, aufgebracht wird.
  • Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung wird der grobkörnige Anteil, insbesondere des kohlenstoffhältigen Bestandteiles, des Schüttgutes, der vorerst in einem Abstand vom Zentrum, auf das Festbett in der Weise aufgebracht, dass dieser in der Folge selbsttätig durch eine indirekte Verteilung, insbesondere eine Segregation, auf das Zentrum der Fläche, chargiert.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das stückige Schüttgut über eine oder mehrere stationäre Chargiervorrichtungen chargiert.
  • Eine Chargierung kann direkt oder indirekt erfolgen.
  • Mit direkter Chargierung wird definitionsgemäß jene Chargierung bezeichnet, bei der das betreffende Schüttgut bei seiner Einbringung, insbesondere in einen Reaktor oder in ein Gefäß, auf einen vorbestimmten Bereich einer Fläche, insbesondere auf das Zentrum einer Fläche, geladen wird.
  • Mit indirekter Chargierung wird definitionsgemäß jene Chargierung bezeichnet, bei der das Stückgut zwar durch eine direkte Chargierung eingebracht wird, die resultierende Verteilung auf der Fläche aber durch weitere Effekte, insbesondere durch Segregation bestimmt wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Schüttgut auf einen bestimmten Bereich der Fläche, insbesondere auf das Zentrum der Fläche, obgleich durch die direkte Chargierung ausgespart, oder zumindest wenig beaufschlagt, beispielsweise durch Segregation, also indirekt, gezielt zu verteilen und zu chargieren.
  • Demgemäß wird durch die direkte und/oder indirekte Chargierung eine Korngrößenverteilung über die Fläche eingestellt, die im wesentlichen im weiteren Verlauf des Verfahrens konstant bleibt, sich also stationär verhält.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung, handelt es sich bei der ausgedehnten Fläche um eine durchgasbare, insbesondere tatsächlich durchgaste, Fläche, wobei Verfahrensgas gezielt durch diese Fläche geführt wird. Bei einer derartigen Durchgasung handelt es sich um ein wesentliches Merkmal eines entsprechenden Verfahrens, beispielsweise die Durchgasung des Festbettes eines Schachtofens oder Einschmelzvergasers.
  • Es ist eine wesentliche Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bett des Vergasers geeignet einzustellen, um Mengen-, Druck-, und Analysenschwankungen im Gassystem oberhalb des Bettes zu verhindern. Da ein Einschmelzvergaser, neben der Erzeugung des Roheisens auch der Herstellung von Reduktionsgas dient, beeinträchtigen unregelmäßige Gasströmungen seine Funktionsweise in beträchtlichem Maße. Diese Unregelmäßigkeiten können bis zur Ausbildung von Gasfontänen führen, die zu einem plötzlichen Staubaustrag aus dem Aggregat führen. Der diskontinuierliche Staubaustrag, wie er beispielsweise durch plötzliche Entgasung entsteht, führt zu einer Belastung der nachfolgenden Aggregate, insbesondere eines Reduktions-Schachtofens.
  • Speziell bei Verfahren bei denen unterhalb des Bettes eine seitliche Gaszuführung erfolgt, wird das Zentrum des Reaktionsbettes bei einer Beladung nach dem Stand der Technik nur unzureichend durchgast. Die Erfindung setzt Gegenmaßnahmen, die zu einer wesentlichen Verbesserung des Prozesses führen.
  • Die Ausbildung des Festbettes in einem Einschmelzvergaser unterscheidet sich dabei wesentlich von der Chargierung beispielsweise eines Hochofens, da es sich bei einem Einschmelzvergaser einerseits um ein Aggregat anderer Spezifikation, insbesondere anderen Abmessungen, handelt und der Einschmelzvergaser andererseits nach einem anderen Verfahren betrieben wird, wobei andere Einsatzmittel, als es etwa dem Hochofenverfahren entspricht, verwendet werden.
  • Bei einem bevorzugten Verfahren dieser Art wird als Energieträger kohlenstoffhaltiger Feststoff, insbesondere Kohle, und O2-hältiges Gas verwendet. Nach dem Stand der Technik wird dabei die Kohle mit einer oder mehreren Förderschnecken aus einem Kohlebunker gefördert und zentral aufgegeben, wobei die Kohle somit in einem engen, konzentrierten Strahl durch den Gasraum des Einschmelzvergasers auf die Bettoberfläche fällt. Es ist weiters auch denkbar die Kohle nicht zentral sondern über mehrere Teilströme getrennt auf das Festbett aufzugeben.
  • Ausgehend von der zentralen Einbringung der Kohle in den Vergaser, fällt die Kohle durch die Charakteristik der Schneckenförderung nicht auf die Mitte der Bettoberfläche, sondern durch die Horizontalgeschwindigkeit der Schneckenabwurfes leicht außerhalb der Mitte.
  • Aufgrund der tendentiell punktuellen Chargierung und aufgrund feinerer Partikel und Agglomerationstendenzen der Kohle verschlechtert sich an den mittigen Chargierstellen des Bettes das Durchgasungsverhalten. Es bildet sich darauf ein Schüttkegel, welcher von Zeit zu Zeit mit unterschiedlich großem Volumen in den durchgasten Umfangsbereich unvermittelt abrutscht. Die Kohle gelangt in den heißeren Umgebungsbereich und entgast dabei sehr rasch. Gasmengenschwankungen mit Druckbeeinflussung und Analysenschwankungen sind dabei die Folge, wodurch weitere negative Auswirkungen auf das nachgeschaltete Gassystem resultieren.
  • Weiters bedingt dieses Abrutschen der Kohle eine ungleichmäßige und unsymmetrische Materialverteilung am Umfang. Eine kontinuierliche Erwärmung des Möllers ist so gestört, wodurch eine unterschiedliche Aufwärmung von direkt reduziertem Eisen (DRI) am Umfang resultiert, und womit sich kein gleichmäßiges Temperaturprofil einstellen kann. Schwankungen in der Roheisen- und Schlackequalität sind die Folge. Lokale Unterschiede in der Schlackenzusammensetzung am Umfang führen zu Störungen im Abfließverhalten und die gewünschte Schlackezusammensetzung im Herd kann sich nur mehr unzureichend durch Vermischen der Einsatzstoffe einstellen.
  • Die bei der Beladung des Einschmelzvergasers geläufige punktförmige Chargierung von Kohle in den mittleren Bereich der Bettoberfläche führt folglich zu einer unkontrollierten Ausbildung der Bettoberfläche und je nach Segregationsverhalten zu einer ungünstigen Verteilung der verschiedenen Korngrößen des Schüttgutes.
  • Vorzugsweise wird sich bei einer derartigen Chargierung das größere Korn nach außen bewegen. Das Gas, welches das Bett von unten durchströmt, wird dadurch tendenziell zur Vergaserwand gedrängt und unkontrolliert im Festbettquerschnitt verteilt. Hohe lokale Gasgeschwindigkeiten bis hin zu Fontänenbildung stören die Gasreaktionen in der Vergaserkuppel und erhöhen den Staubaustrag. Als Folge erhält man einen großen Bereich im Zentrum des Vergasers, welcher von wenig Gas durchströmt wird. Das Volumen des aktiven Bettes ist somit reduziert und der Tote Mann im Zentrum bzw. im Herd wird hauptsächlich mit feinerem Korn versorgt, womit sich die Drainage weiter verschlechtert.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Kohle nicht auf einen Punkt in den Vergaser zu chargieren, sondern die Kohle gezielt, angesichts ihrer Korngröße, und dabei insbesondere rotationssymetrisch, auf die Bettoberfläche zu streuen. Es ist dabei weiters zu beachten, dass in das Zentrum des Bettes stückigere Kohle chargiert wird, als auf den Umgebungsbereich, da sich diese Ausgestaltung des Verfahrens als besonders günstig erweist.
  • Es ist eine weitere wesentliche Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bett des Vergasers geeignet einzustellen, um Mengen-, Druck-, und Analysenschwankungen im Gassystem oberhalb des Bettes zu verhindern. Da ein Einschmelzvergaser, neben der Erzeugung des Roheisens auch der Herstellung von Reduktionsgas dient, beeinträchtigen unregelmäßige Gasströmungen seine Funktionsweise in beträchtlichem Maße. Diese Unregelmäßigkeiten können bis zur Ausbildung von Gasfontänen führen, die zu einem plötzlichen Staubaustrag aus dem Aggregat führen. Der diskontinuierliche Staubaustrag, wie er beispielsweise durch plötzliche Entgasung entsteht, führt zu einer Belastung der nachfolgenden Aggregate, insbesondere des Reduktions-Schachtofens.
  • Diese Aufgabe wird durch die gleichmäßige Verteilung der Kohle, bzw. des mit Kohlenstoff angereicherten Materials des Schüttgutes, auf das Festbett, und somit durch eine gleichzeitig homogenere Durchmischung der Kohle mit dem direkt-reduzierten Eisen (DRI) gelöst, wobei insbesondere der Bereich des Zentrums, um eine Ausbildung eines Schüttkegels zu verhindern, mit höchstens soviel Kohle versorgt wird, wie über den Toten Mann abgebaut wird.
  • Die Durchmischung erfolgt dabei insbesondere im Fall einer gleichzeitigen und kontinuierlichen Chargierung der stückigen Kohle sowie des vorreduzierten Eisenerzes, insbesondere des Eisenschwammes, wie bei der Beladung eines Einschmelzvergasers besonders effizient.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch direkte Verteilung auf das Zentrum des Festbettes weniger Kohle aufgebracht, als über den Toten Mann abgebaut wird, damit das Bettniveau abgesenkt und auf diese Weise stückigere Kohle durch Segregation, also indirekte Verteilung, zur Mitte des Bettes chargiert. Das solcherart niedrigere Niveau, sowie die stückigere Kohle im Zentrum des Festbettes führen zu einer stärkeren Mittelbegasung, und damit zu einer Vergrößerung des aktiven Bettvolumens für die chemischen bzw. metallurgischen Prozesse des Einschmelzvergasers.
  • Die gewünschte Kornverteilung am Bett des Einschmelzvergasers kann nicht nur durch indirekte sondern auch durch direkte Chargierung verwirklicht werden, wodurch die Korngrößenverteilung über das Festbett gezielt und direkt beeinflusst wird. Diesbezüglich kann an eine korngrößenabhängige Vorsortierung des Schüttgutes gedacht werden.
  • Betreffend die Chargierung von Hoch- und Schachtöfen sind im Stand der Technik bewegliche, zumeist drehbare Chargiervorrichtungen bekannt Mit diesen Chargiervorrichtungen kann die Verteilung des Möllers, sowie des Erzes, vor allem im Bereich des oberen Schachtes, gezielt auf die Bedürfnisse des Verfahrens eingestellt werden.
  • Gegenüber dem Stand der Technik besitzt eine erfindungsgemäße unbewegliche und stationäre Chargiervorrichtung verschiedene Vorteile:
  • Ein wesentlicher Vorteil ist dabei die geringere Anfälligkeit der Vorrichtung auf mechanischen und thermomechanischen Verschleiß. Bewegliche Teile sind bei höheren Temperaturen nur bedingt einsetzbar, da eine Adaption einen unverhältnismäßig hohen Aufwand erfordert.
  • Darüber hinaus benötigen bewegliche Vorrichtungen im allgemeinen einen Antrieb, der einerseits wiederum einen zusätzlichen Wartungsaufwand bedingt, und andererseits zur Bewegung einer hochwarmfesten und robusten, insbesondere speziell armierten, Vorrichtung, auch entsprechend dimensioniert werden muß, und so einen hohen Energieaufwand erfordert.
  • Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung erfolgt die Streuung der Kohle durch Einsatz einer Chargiervorrichtung in den fallenden Kohlestrahl, welche eine im wesentlichen gleichmäßige, insbesondere rotationssymetrische, Chargierung über die Charbettoberfläche sicherstellt. Je nach Ausführung dieser Chargiervorrichtung kann das Oberflächenprofil eingestellt werden, womit der Gas- und Feststofffluss im Festbett gezielt beeinflußt werden kann. Insbesondere kann, nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, mit einer Chargiervorrichtung, durch Aufteilung des Schüttgutstromes, an mehreren Stellen chargiert werden.
  • Auch die bewegliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Chargiervorrichtung ist denkbar, womit gezielt einzelne Bereiche der Fläche, insbesondere des Festbettes mit, insbesondere vorsortiertem, Schüttgut versorgt werden.
  • Die verfahrensmäßige geeignete Streuung und Verteilung der Kohle auf die Bettoberfläche, wobei sich stückigere Kohle im tendentiell schlechter durchgasbaren Zentrum eines Einschmelzvergasers befindet, führt dazu, dass die chargierte Kohle gleichmäßiger dem heißen Gas ausgesetzt ist und kontinuierlich entgast. Plötzliche Materialbewegungen aus kälteren in heißere Bereiche werden verhindert und die Gasproduktion vergleichmäßigt bzw. stabilisiert. Durch die Streuung der Kohle wird das unregelmäßige Abfließen vom mittleren Schüttkegel nach außen verhindert.
  • Ein homogener Materialaufbau am Charbett (Bett der stückigen Kohle) wird dadurch sichergestellt und damit neben der Gasproduktion auch die Schlacke- und Roheisenzusammensetzung am Umfang (aktiver Bettbereich) vergleichmäßigt. Diese Vergleichmäßigung bewirkt eine homogenere Schlackenführung mit verbesserten Drainageverhalten. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Wärmetauscherfunktion im Festbett, sowie die Roheisenqualität aus.
  • Durch die vorbestimmte Streuung der Kohle auf die Charbettoberfläche wird der Materialfluß von einem mittleren Schüttkegel ausgehend verhindert. Plötzliches, unkontrolliertes Abrutschen eines größeren Volumens an Kohle nach außen ist nicht mehr möglich.
  • Die Streuung der Kohle auf die Bettoberfläche vermindert die Bildung von Agglomeraten, welche den Materialfluß im Vergaser stören, weil keine übergroße Materialanhäufung gegeben ist, die sich im gleichen Pyrolysestadium befindet.
  • Weiters erfolgt durch die Streuung eine gleichmäßige Entgasung, da die Kohle direkt in den Durchgasungsbereich chargiert wird und nicht unkontrolliert abrutscht, und so plötzlich entgast.
  • Die symmetrisch gleichmäßig verteilte Kohle hat weiters den Vorteil, dass sie homogen mit dem DRI am Umfang vermischt wird. Gleichmäßige Roheisen- und Schlackenmenge sowie deren annähernd konstante Zusammensetzung am Umfang verbessern die metallurgischen Bedingungen im
  • Vergaserbett oberhalb der Sauerstoffdüsen. Die Schlacke kann so leichter abfließen und die Durchgasungs- und Drainageverhältnisse verbessern sich.
  • Bei Verwendung einer unbeweglichen, stationären, insbesondere antriebslosen, Chargiervorrichtung die sich oberhalb des Zentrums des Vergasers befindet, wird nach einer Ausführungsform der Erfindung die Kohle, insbesondere rotationssymetrisch, auf eine große Fläche verteilt, wobei in das Zentrum des Vergasers keine Kohle chargiert wird. Die stückige Kohle gelangt durch Segregation in das Zentrum und in den Bereich des Toten Mannes. Damit wird erreicht, dass der Tote Mann mit stückiger Kohle versorgt und damit die Drainage bis hin zum Abstich verbessert wird. Der DRI-Anteil in dem Bereich, wo der Wärmefluß aufgrund niedriger Gasgeschwindigkeit gering ist (schlechte Wärmeleitung), ist dabei gering zu halten.
  • Durch die solcherart gezielte Ausbildung des Charbett-Oberflächenprofiles und die gesteuerte Korngrößenverteilung über die Querschnittsfläche kann die Gasströmung und das Abfließen der Flüssigphase beeinflusst werden. Die Bedingungen für den Wärmetausch im Festbett bessern sich, womit der Energiebedarf reduziert wird. Das Fernhalten der Gasströmung von der Wand schützt die Feuerfestauskleidung.
  • Durch Versorgung der Mitte des Einschmelzvergaserfestbettes mit grobstückiger Kohle wird der Tote Mann mit einem größeren Lückenvolumen ausgebildet, womit es möglich ist, Wärme verstärkt durch Gasfluss in diesen Bereich zu transportieren und der Flüssigphase die Möglichkeit zu geben, in diesem Bereich abzufließen und die Störungen oberhalb der Vergasungszone zu minimieren. Eine Vergleichmäßigung der Durchgasung reduziert den Staubgehalt im Prozeßgas. Damit ergibt sich eine geringere Staubfracht in den Reduktionsschacht, eine Entlastung der Staubrückführung und weniger Schlammverluste im Prozess.
  • Einer bevorzugten Auführungsform der Erfindung zufolge ist die Anbringung einer Chargiervorrichtung vorgesehen, die den Schüttgutstrom in mehrere Teilströme unterteilt und so durch direkte oder indirekte Verteilung stückigere Kohle in das Zentrum, oder an einen anderen durch das Verfahren vorbestimmten Ort, insbesondere des Einschmelzvergasers, chargiert.
  • Kombinationen von Chargiervorrichtungen, die sich direkte und/oder indirekte Verteilung zu Nutze machen, sind weitere Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die Erfindung ist weiters durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verteilen eines stückigen Schüttgutes, insbesondere einer stückigen Kohle, aus einem Schüttgutstrom auf eine ausgedehnte Fläche, insbesondere auf ein Festbett, wobei sich diese Fläche vorzugsweise in einem Reaktor oder Behälter der physikalischen oder chemischen Verfahrenstechnik, insbesondere in einem Reaktor eines Hüttenwerkes zur Erzeugung von Roheisen oder Stahlvorprodukten, erstreckt, und das stückige Schüttgut über eine Chargiervorrichtung chargiert wird, wobei es durch ein Mittel zum Radialverteilen - von oben gesehen - in radialer, nach außen weisender, Richtung verteilt wird, gekennzeichnet, wobei weiters das Schüttgut, vor dem Auftreffen auf das Mittel zum Radialverteilen, an einem Mittel zum Streuen - von oben gesehen - in radialer und tangentialer Richtung gestreut wird.
  • Nach einem Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Streuen des Schüttgutes, der Schüttgutstrom in einem, vorzugsweise ersten, Schritt des Verfahrens zentriert, indem der Schüttgutstrom auf ein Mittel zum Zentrieren gefördert wird, und das Schüttgut durch eine Anzahl von zentrierenden Öffnungen des Mittels zum Zentrieren fließt, wobei ein gegebenenfalls auftretender Überlauf des Schüttgutes durch mindestens ein Mittel zum Ableiten, insbesondere durch eine weitere Öffnung, abfließt.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet das Schüttgut auf dem Mittel zum Zentrieren einen Schüttkegel aus.
  • Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung wird, insbesondere unter Ausnutzung einer Segregation, ein grobkörniger Anteil des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des gesamten verteilten Schüttgutes ist, auf einen vorbestimmten Bereich der Fläche, insbesondere auf ein Zentrum der Fläche, chargiert, wobei auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
  • Als Korngrößenverteilung wird definitionsgemäß der mengenmäßige Anteil jeder Kornfraktion an einem Ort, zur gesamten Menge der Körner an diesem Ort bezeichnet.
  • Mit einem sogenannten stationären Verhalten der Korngrößenverteilung wird definitionsgemäß das Vorliegen einer bezüglich dem jeweiligen Ort zeitlich annähernd konstanten Korngrößenverteilung bezeichnet. Weiters zeigt nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch die Menge der Körner einer Fraktion in Abhängigkeit vom Ort der Fläche im Verhältnis zur Gesamtmenge der Körner der jeweiligen Fraktion der Fläche ein, im wesentlichen, zeitlich unabhängiges Verhalten.
  • Die Erfindung ist weiters durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung eines Festbettes in einem Einschmelzvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend einen Einschmelzvergaser mit einer Chargiervorrichtung, die zentral angeordnet ist, mit mehreren dezentralen Öffnungen in der Kuppel des Einschmelzvergasers zum Eintrag des vorreduzierten Eisenerzes und der Chargiervorrichtung zum Eintrag der kohlenstoffhältigen Bestandteile des Schüttgutes, wobei die Chargiervorrichtung mindestens ein Mittel zum Radialverteilen des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale, nach außen weisende Richtung aufweist, gekennzeichnet, wobei weiters die Chargiervorrichtung vor dem Mittel zum Radialverteilen mindestens ein, im oberen Teil des Reaktors angeordnetes, vorzugsweise feststehendes, Mittel zum Streuen des Schüttgutes aufweist, wobei zumindest ein Anteil des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale und tangentiale Richtung verteilbar ist und das Mittel zum Streuen des Schüttgutes eine Anzahl von miteinander verbundenen stabförmigen und/oder flächigen Elementen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, mehrere Öffnungen aufweisenden Körpers beschreiben, oder eine Anzahl von Ringen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, mehrere Öffnungen aufweisenden Körpers beschreiben, und zumindest entlang einer Mantellinie miteinander verbunden sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird das Schüttgut in einem ersten Schritt gleichmäßig gestreut, und in einem zweiten Schritt radial nach außen verteilt.
  • Die Radialverteilung ist nach einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein bestimmter Flächenteil durch das Mittel zum Radialverteilen abgeschattet, und damit mit wenig Schüttgut beladen wird. Ein, aus dem Stand der Technik bekannter, Streukegel bewirkt nicht nur eine Radialverteilung, sondern auch die Abschattung eines vorbestimmten Bereiches einer Fläche.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zur Radialverteilen als feststehende unterhalb des Mittels zum Streuen angeordnete Vorrichtung ausgeführt.
  • Nach einem Merkmal der erfinderischen Vorrichtung weist das Mittel zum Radialverteilen einen rotationssymetrischen, sich entgegen dem Schüttstrom verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, Teil, und gegebenenfalls einen stabförmigen Teil auf, wobei der sich verjüngende Teil gegebenenfalls an den stabförmigen Teil in Richtung des Schüttgutstromes zentrisch anschließt.
  • Nach weiteren Ausführungsformen sind auch konvexe und konkave Gebilde, sowie im wesentlichen pyramidale Körper, und weiters Kombinationen daraus möglich, soweit sie die Funktion einer radialen Verteilung des Schüttgutes bewirken.
  • Der gegebenenfalls vorhandene stabförmige Teil des Mittels zur Radialverteilung dient auch zur Fixierung sowie Positionierung des kegelförmigen Teiles.
  • Der kegelförmige Teil bewirkt eine radiale Verteilung des Schüttgutes, indem das Schüttgut von der Mantelfläche abprallt, oder an dieser entlang gleitet, und so einer spezifischen Verteilung unterliegt.
  • Dabei wird der Teil der Fläche, insbesondere der Festbettoberfläche, welcher durch den Kegel bzw., im Falle eines Abprallens und Abgleitens des Schüttgutes am Kegelmantel, durch seine verlängert gedachte Mantelfläche, verdeckt und abgeschattet wird, durch direkte Verteilung mit weniger Schüttgut beladen, als es dem Durchschnitt des anderen Teiles der Fläche entspricht.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungform weist der sich verjüngende Teil des Mittels zur Radialverteilung mindestens einen Kegel oder Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel der Mantellinie zur Mittellinie von weniger als 60°, vorzugsweise im Bereich von 10-60° auf.
  • Dabei ist das Mittel zum Radialverteilen aus hitze- und verschleißbeständigem Material gefertigt und/oder weist sogenannte Materialpolster auf. Bevorzugt weist der Kegel oder Kegelstumpf an seiner Grundfläche einen Durchmesser von 50% des Durchmessers des Mittels zum Streuen bzw. des Aufgabequerschnittes auf.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung ist vor dem Mittel zum Streuen mindestens ein Mittel zum Zentrieren des Schüttgutstromes vorgesehen.
  • Damit ist gewährleistet, dass der Schüttgutstrom zentral auf das Mittel zum Streuen trifft.
  • Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Streuen gekennzeichnet, wobei das Mittel zum Streuen eine Anzahl von miteinander verbundenen stabförmigen und/oder flächigen Elementen aufweist, die gemeinsam annähern die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, mehrere Öffnungen aufweisenden, Körpers beschreiben.
  • Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Streuen gekennzeichnet, wobei das Mittel zum Streuen eine Anzahl von Ringen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, mehrere Öffnungen aufweisenden, Körpers beschreiben, und entlang zumindest einer Mantellinie miteinander verbunden sind.
  • Insbesonders handelt es sich dabei um einen pyramidalen Körper, dessen Kantenlinien seines gedachten Mantels durch Stege, insbesondere rotationssymetrischen Querschnitts, verbunden sind.
  • Der, vorzugsweise gebündelte, Schüttgutstrom wird dabei gleichmäßig, beispielsweise auf das Charbetts (Bett der stückigen Kohle) des Einschmelzvergasers, verteilt bzw. gestreut.
  • Das Schüttgut wird dabei durch, oft mehrmalige, Ablenkung einer Streuung unterzogen, wobei durch die besondere erfindungsgemäße Konstruktion eine, gegenüber dem Stand der Technik, deutlich gleichmäßigere Streuung des Schüttgutes erreicht wird.
  • Erfindungsgemäß erfolgt eine Verteilung des Schüttgutes, wobei das Schüttgut in einer Ebene normal zur Richtung des Schüttgutstromes, bzw. - von oben betrachtet - in radiale und tangentiale Richtung verteilt wird.
  • Ein im Stand der Technik bekannter Streukegel, wie in EP-A-0076472 gelehrt, bewirkt dahingegen hauptsächlich eine Verteilung des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale Richtung innerhalb eines engen Ringes.
  • Darüber hinaus streut das erfindungsgemäße Mittel zum Streuen ausgehend vom Schüttgutstrom - von oben gesehen - nicht nur radial nach außen, sondern auch radial nach innen. Durch die besondere Form des sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, Körpers wird erfindungsgemäß eine radiale Streuung bewirkt, wobei allerdings tendentiell mehr Material nach außen, in einen größeren Radius, als nach innen, in einen kleinen Radius gestreut wird.
  • Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal weist das Mittel zum Streuen eine Anzahl von annähernd ringförmigen Körpern auf, die annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, Körpers beschreiben.
  • Die ringförmigen Körper sind entlang einer oder mehrerer Mantellinien miteinander verbunden.
  • Das Mittel zum Streuen muß nach einem weiteren Merkmal den gesamten Querschnitt des Schüttgutstromes abdecken.
  • Nach einem zusätzlichen Merkmal sind die Öffnungen am Mittel zum Streuen dabei zumindest so groß wie die maximale Größe des zu chargierenden Materials.
  • Die stab-, ringförmigen oder flächigen Elemente sind nach einer Ausführungsform der Erfindung aus verschleiß- und schlagfesten, hitzbeständigen Materialien gefertigt, und/oder weisen bevorzugt einen rechteck- oder dreieckförmigen Querschnitt auf.
  • Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Zentrieren eines Schüttgutstromes zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 5, mit mindestens einer zentrierenden Öffnung gekennzeichnet, wobei mindestens ein Mittel zum Ableiten, vorzugsweise eine weitere Öffnung, vorgesehen ist, wodurch ein gegebenenfalls beim Zentrieren des Schüttgutstromes auftretender Überlauf an Schüttgut ableitbar ist.
  • Nach einem Merkmal der Erfindung ist das Mittel zum Zentrieren als Zentrierblech ausgeführt, welches ein kreisringförmiges Blech mit einem inneren und äußeren Radius aufweist, von welchem mindestens ein Teilbereich, insbesondere ein Kreisringsegment oder ein Kreisringsektor entfernt wurde.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Zentrierblech derart ausgeführt, dass von dem kreisringförmigen Blech, ein Kreisringsegment mit einem Zentriwinkel von 180° entfernt wurde.
  • Das Zentrierblech in einer Chargiervorrichtung dient zur Konzentration und Zentrierung des Schüttgutstromes bzw. des Schüttgutes selbst, das beispielsweise durch Schneckenförderer aus einem Bunker gefördert wird. Ein derartiger Austrag führt immer zu einer Abwurfkurve, die je nach Drehzahl bzw. Förderleistung variiert.
  • Dabei ist das Zentrierblech in einer Weise ausgeführt, dass es mindestens eine erste Öffnung, welche das Zentrieren des Schüttgutes bezweckt, sowie mindestens ein Mittel zur Ableitung, vorzugsweise eine Öffnung zur Ableitung eines gegebenenfalls auftretenden Überlaufes, aufweist. Ein derartiger Überlauf bildet sich, wenn die erfindungsgemäße erste, bündelnde, Öffnung verlegt oder verstopft ist.
  • Insbesondere ist dieses Zentrierblech derart ausgeführt, dass von einem kreisringförmigen Blech mit einem inneren und äußeren Radius, mindestens ein Teil, insbesondere mindestens ein Kreissektor oder Kreisringsegment entfernt wurde.
  • Alternative Ausführungen weisen beispielsweise gewölbte bzw. trichterförmige Zentrierbleche auf.
  • Die zentrierende Öffnung des Zentrierbleches stellt sich bei einer kreisringförmigen Ausbildung, in vorteilhafter Weise als die durch den Kreisring begrenzte zentrische Öffnung des Bleches dar. Die weiteren Öffnungen, die dem Mittel zum Ableiten entsprechen, können so vorgesehen sein, dass sie an die zentrierende Öffnung anschließen, und auf diese Weise strukturell von dieser ununterscheidbar sind. Allerdings besteht eine funktionelle Trennung, da diese weiteren Öffnungen zur Ableitung des Überlaufes dienen.
  • Das Zentrierblech einer Chargiervorrichtung ist derart angeordnet, dass das Fördermittel, insbesondere besagte Förderschnecken, das Stückgut auf das Zentrierblech fördert, und vorzugsweise dabei jenen Teil des Bleches nicht belädt, welcher das Mittel zum Ableiten, beispielsweise die zusätzlichen weiteren Öffnungen zum Abfließen des Materiales, welches sich bei Verlegen der ersten zentrierenden Öffnung am Zentrierblech ansammelt, aufweist.
  • Dabei bildet sich auf dem Zentrierblech in einer besonders bevorzugten Weise ein Schüttkegel aus, von welchem Material durch besagte erste, zentrierende, Öffnung fließt, und solcherart zentriert wird.
  • Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist gewährleistet, dass bei einem, insbesondere kurzfristigen, Verlegen der zentrierenden Öffnung des Zentrierbleches, das Schüttgut über besagtes Mittel zum Ableiten abfließen kann.
  • Gegenüber der im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Zentrieren des Schüttgutstromes werden eine Reihe von Vorteilen erreicht:
  • Insbesondere bei einer Beschickung mittels Förderschnecke muß die parabelförmige Bahn des Schüttgutstromes berücksichtigt werden. Die dabei auftretende Horizontalgeschwindigkeit führt zu einem vordefinierten Versatz des Schüttgutstromes und somit zu einem exzentrischen Auftreffen auf die Materialverteilungs-Vorrichung.
  • Zusätzlich kann bei Verwendung einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung, beispielsweise einem Rohr mit sich verringerndem Durchmesser, durch Änderung der Durchsatzmenge ein Verstopfen oder Verlegen des Mittels zum Zentrieren des Schüttgutstromes erfolgen. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Zentrierbleches weist dahingegen ungeachtet einer oder mehrerer zentrierender Öffnungen mindestens ein Mittel zum Ableiten des Materiales bei Überlauf auf.
  • Die Größe der bündelnden Öffnung ist nach einer Ausführungsform der Erfindung mindestens das 6 bis 10-fache des maximalen Durchmessers des geförderten Schüttgutes.
  • Durch den Aufbau des Schüttkegels und durch das solcherart herbeigeführte Abrutschen des Schüttgutes am Schüttkegel durch die zentrierende Öffnung erfolgt gegenüber dem Stand der Technik eine weitaus geringere mechanische bzw. thermomechanische Beanspruchung der Vorrichtung. Das Mittel zum Zentrieren ist darüber hinaus aus hochwarmfesten und hochverschleißfesten Werkstoffen gefertigt.
  • Im folgenden werden nicht einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch die Kohleverteilung in einem Einschmelzvergasers am Beispiel einer stationären Chargiervorrichtung
    • Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen stationären Chargiervorrichtung
  • In Fig. 1 ist schematisch die Kohleverteilung in einem Einschmelzvergaser 1 skizziert. Dabei wird ausgehend von einer stationären Chargiervorrichtung 2 die Kohle in den Einschmelzvergaser eingebracht. Zusätzlich sind eine DRI - Einbringung 3, beispielsweise durch mehrere konzentrisch bezüglich der Kohleeinbringung angeordnete Öffnungen, eine Staubrückführung 4, eine Sauerstoff-Einleitung 5, sowie ein Schlacken- und Roheisenabstich 15 und eine Gasableitung 6 am Einschmelzvergaser 1 vorgesehen.
  • Die Kohle wird gleichmäßig über das rotationssymmetrische Bett 7 des Einschmelzvergasers 1 verteilt, wobei durch die besondere Ausführung der Chargiervorrichtung 2 in das Zentrum keine oder zumindest wenig Kohle chargiert wird. Die Verteilung der Kohle durch direkte Einbringung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, wobei insbesondere ein Profil der Kohleverteilung 8 schematisch skizziert ist. Demnach ist der Massenstrom pro Fläche im Bereich des halben Radiuses deutlich höher als im Zentrum des Bettes.
  • Durch Segregation erfolgt eine Veränderung der Kohleverteilung sowie insbesondere der Korngrößenverteilung des Charbettes, indem größere stückigere Kohle in das Zentrum des Bettes abrutscht und so in die Zone des sogenannten Toten Mannes 9 gelangt. Toter Mann und Herd werden auf diese Weise mit stückigerer Kohle (Char) versorgt. Durch die besondere Verteilung der insbesondere stückigeren Kohle erfolgt eine Aufweitung des aktiven Charbettes, welches in weiterer Folge zu einer verstärkten Mitteldurchgasung führt.
  • In Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße, stationäre Chargiervorrichtung 2 dargestellt. Diese Chargiervorrichtung weist ein Konzentrierblech 10 auf, welches zur Konzentration des Schüttgutstromes, der wiederum durch Schneckenförderer aus einem Bunker gefördert wird, dient. Dabei ist dieses Konzentrierblech 10 derart ausgeführt, dass von einem kreisringförmigen Blech ein bezüglich eines äußeren Durchmessers des Bleches symmetrischer halber Teil entfernt wurde. Das Konzentrierblech weist eine bündelnde Öffnung 11 auf, sowie eine Öffnung 12 zur Ableitung des Überlaufes.
  • Durch die Ausführung des erfindungsgemäßen Konzentrierbleches bleibt ungeachtet der zentrierenden Öffnung des Konzentrierbleches selbst, ein großer Teil der Chargieröffnung des Einschmelzvergasers unabgedeckt, wodurch ein Überlaufen des Schüttgutes ermöglicht wird.
  • Unterhalb des Konzentrierbleches wird der gebündelte Schüttgutstrom durch ein Mittel zur Streuung 13, im dargestellten Fall durch einen Kohleriffler, eine besondere Ausführung eines Deflektors, gleichmäßig in den freien Raum, bzw. auf die Fläche des Charbettes des Einschmelzvergasers, verteilt. Versuche haben ergeben, dass die Form des Kohlerifflers großen Einfluß auf die Qualität der Verteilung der Kohle auf das Charbett besitzt, wobei sich die dargestellte Form des Kohlerifflers besonders bewähren konnte. Der Kohleriffler 13 weist dabei eine angenähert pyramidale Form auf, und ermöglicht so eine Streuung des Schüttgutes.
  • Unterhalb des Kohlerifflers 13 befindet sich ein Mittel zur Radialverteilung 14, mit einem Kegel, das eine Beschickung des Zentrums des Charbettes unterbindet oder zumindest die in diesen Bereich chargierte Menge an Schüttgut verringert. Dieser Kegel, kann nach einer weiteren erfindungsgemäße Ausführung an einem zylinderförmigen Teil befestigt sein, und weist insbesondere einen Öffnungswinkel zwischen Mantellinie und Mittellinie von etwa 10-60° auf. Besonders bevorzugt ist dabei ein Öffnungswinkel von 30° bis 45°.
  • Sämtliche Teile der hier vorgestellten Vorrichtung müssen an die Umgebungsbedingungen in ihrem jeweiligen Einsatzgebiet angepaßt werden. Bei einer Verwendung in einem Einschmelzvergaser gelangen zu einem überwiegenden Teil hochwarmfeste, hoch verschleißfeste Werkstoffe zur Anwendung. Darüber hinaus kann an eine Feuerfestauskleidung jener Teile gedacht werden, die besonders hohen Temperaturen ausgesetzt werden.
  • Solche Teile der hier dargestellten Vorrichtung, die erfahrungsgemäß einer besonderen verschleißbedingten Belastung ausgesetzt sind, werden zusätzlich durch Panzerungen, beispielsweise durch Aufschweißung von hochverschleißfesten Blechen, geschützt.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Einschmelzvergaser, bei welchem ein stückiges Schüttgut, welches vorreduziertes Eisenerz sowie kohlenstoffhältige Bestandteile, vorzugsweise stückige Kohle, enthält, auf eine Fläche chargiert wird, wobei das vorreduzierte Eisenerz und die kohlenstoffhältigen Bestandteile durch verschiedene Öffnungen in den Einschmelzvergaser eingetragen werden, wobei das vorreduzierte Eisenerz durch mehrere dezentrale Öffnungen chargiert wird, und wobei die kohlenstoffhältigen Bestandteile zentral über eine Chargiervorrichtung chargiert werden, wobei die kohlenstoffhältigen Bestandteile durch ein Mittel zum Radialverteilen - von oben gesehen - in radialer, nach außen weisender Richtung verteilt werden, und wobei eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des vorreduzierten Eisenerzes mit den kohlenstoffhältigen Bestandteilen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte vorreduzierte Eisenerz auf einen aktiven Umfangsbereich (Randbereich) des Festbettes chargiert wird, und die kohlenstoffhältigen Bestandteile vor dem Auftreffen auf das Mittel zum Radialverteilen an einem Mittel zum Streuen in - von oben gesehen - radialer und tangentialer Richtung gestreut werden, und ein grobkörniger Anteil der kohlenstoffhaltigen Bestandteile, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße der kohlenstoffhältigen Bestandteile ist, auf das Zentrum der Fläche chargiert wird, und auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kohlenstoffhältigen Bestandteile über eine Chargiervorrichtung im wesentlichen rotationssymmetrisch auf die Fläche verteilt werden, wobei auf das Zentrum der Fläche, durch direkte Verteilung weniger Material, als es dem Durchschnitt der anderen Stellen der Fläche, zwischen dem Zentrum und dem äußeren Rand des aktiven Umfangsbereichs des Festbettes, entspricht, aufgebracht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der grobkörnige Anteil der kohlenstoffhältigen Bestandteile vorerst in einem Abstand vom Zentrum, unter Absenkung des Festbettniveaus im Zentrum, auf das Festbett aufgebracht wird, sodass dieser in der Folge selbsttätig durch eine indirekte Verteilung, insbesondere eine Segregation, auf das Zentrum der Fläche, chargiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Streuen der Schüttgutstrom der kohlenstoffhältigen Bestandteile zentriert wird, indem er auf ein Mittel zum Zentrieren gefördert wird, und das Schüttgut durch eine Anzahl von zentrierenden Öffnungen des Mittels zum Zentrieren fließt, wobei ein gegebenenfalls auftretender Überlauf des Schüttgutes durch mindestens ein Mittel zum Ableiten, insbesondere durch eine weitere Öffnung, abfließt.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung eines Festbettes in einem Einschmelzvergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfassend einen Einschmelzvergaser mit einer Chargiervorrichtung, die zentral angeordnet ist, mit mehreren dezentralen Öffnungen in der Kuppel des Einschmelzvergasers zum Eintrag des vorreduzierten Eisenerzes und der Chargiervorrichtung zum Eintrag der kohlenstoffhältigen Bestandteile des Schüttgutes, wobei die Chargiervorrichtung mindestens ein Mittel zum Radialverteilen (14) des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale, nach außen weisende Richtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Chargiervorrichtung vor dem Mittel zum Radialverteilen mindestens ein, im oberen Teil des Reaktors angeordnetes, vorzugsweise feststehendes, Mittel zum Streuen (13) des Schüttgutes aufweist, wobei zumindest ein Anteil des Schüttgutes in - von oben gesehen, - radiale und tangentiale Richtung verteilbar ist und das Mittel zum Streuen (13) des Schüttgutes eine Anzahl von miteinander verbundenen stabförmigen und/oder flächigen Elementen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, mehrere Öffnungen aufweisenden Körpers beschreiben, oder eine Anzahl von Ringen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, mehrere Öffnungen aufweisenden Körpers beschreiben, und zumindest entlang einer Mantellinie miteinander verbunden sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Mittel zum Streuen mindestens ein Mittel zum Zentrieren (10) des Schüttgutstromes vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Zentrieren (10) mindestens eine zentrierenden Öffnung (11) aufweist und mindestens ein Mittel zum Ableiten von überschüssigem Schüttgut, vorzugsweise eine weitere Öffnung, vorgesehen ist, wodurch ein gegebenenfalls beim Zentrieren des Schüttgutstromes auftretender Überlauf an Schüttgut ableitbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Zentrieren (10) als Zentrierblech ausgeführt ist, welches ein kreisringförmiges Blech mit einem inneren und äußeren Radius aufweist, von welchem mindestens ein Teilbereich, insbesondere ein Kreisringsegment oder ein Kreisringsektor entfernt wurde.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierblech derart ausgeführt ist, dass von dem kreisringförmigen Blech, ein Kreisringsegment mit einem Zentriwinkel von 180° entfernt wurde.
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