EP3150729A1 - Verfahren und vorrichtung zum chargieren von eisenträger-material - Google Patents

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EP3150729A1
EP3150729A1 EP15188110.9A EP15188110A EP3150729A1 EP 3150729 A1 EP3150729 A1 EP 3150729A1 EP 15188110 A EP15188110 A EP 15188110A EP 3150729 A1 EP3150729 A1 EP 3150729A1
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EP
European Patent Office
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carrier material
iron carrier
iron
melter gasifier
dynamic distribution
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15188110.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Beham
Markus Leopoldseder
Reinhard Pum
Norbert Rein
Karl Zehetbauer
Johann Wurm
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
Primetals Technologies Austria GmbH
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Filing date
Publication date
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Priority to RU2018111314A priority patent/RU2701773C1/ru
Priority to KR1020187012555A priority patent/KR20180058830A/ko
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Priority to CN201610878957.5A priority patent/CN106987671A/zh
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    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
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    • 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
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    • C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/08—Screw feeders; Screw dischargers

Definitions

  • the present invention relates to a process for charging material comprising iron carrier material into a melter gasifier of a smelting reduction plant.
  • melter gasifier such as COREX® or FINEX®
  • material comprising carbonaceous material and iron carrier material as well as aggregates is charged into the melter gasifier.
  • the carbonaceous material is gasified with oxygen to a reducing gas, releasing the heat needed to melt the iron carrier material.
  • Charcoal-containing material is, for example, chunky coal or carbonaceous briquettes; it is stored in a carbonaceous material storage tank at ambient temperature, from which it is fed to the melter gasifier.
  • iron carrier material in the context of the present text comprises iron both in oxidized, for example oxidic, form, as well as in reduced, ie metallic, form.
  • iron carrier material the iron may be in both forms; then, for example, of prereduced iron carrier material is the speech, which is not yet completely reduced compared to metallic shape, however, compared to a previous state is already more reduced. It can also be present in only one of the two forms.
  • the iron carrier material is for example in the case of FINEX® mostly hot compacted iron (HCI).
  • the iron carrier material may also be hot briquetted iron (HBI) or, preferably, hot so-called direct reduced iron (DRI, also called sponge iron).
  • HBI or DRI can also be charged, especially when the system is started or stopped, if insufficient hot or cold HCI is available. It may also be metallized or reduced-grade material that does not yet qualify as HBI or HCI or DRI.
  • HBI is a hot pressed iron carrier material with a very high content of metallic iron - often over 90% metallization - and a density of about 5 g / cm 3 , which allows transport by ship, for example.
  • the material is in briquette, usually> 25 mm, isolated, so it is lumpy.
  • HBI is compressed in a hot state, for example> 650 ° C, it can also be cold fed to the FINEX® process after cooling and transport.
  • HCI is hot pressed iron carrier material with aggregates, with a lower level of metallic iron compared to HBI.
  • HCI has a temperature of about 550-650 ° C. Its density is just under 4 g / cm 3 .
  • HCI is in the process of Pig iron production processed directly after its production, where it is crushed by means of crushers used in an advantageous form for a melter gasifier.
  • DRI is non-compressed iron carrier material with a high proportion of metallic iron - analogous to HBI, since HBI is compressed DRI.
  • the iron carrier material is, for example, hot, so-called direct reduced iron (DRI), or equivalent iron carrier material with a metallization that does not yet qualify it as a DRI.
  • DRI direct reduced iron
  • the iron carrier material is discharged from a reduction shaft fumigated with hot reducing gas and conveyed by means of gravity via drop legs, and possibly distribution flaps, into the melter gasifier.
  • iron carrier material for example HCI-which compresses fine-particle iron carrier material obtained from the fluidized beds of the FINEX® process to HCI-was introduced into the melter gasifier from a so-called HCI bin, which is gassed with hot reducing gas promoted.
  • the goal of fumigation is to preheat and reduce the iron carrier material.
  • Charging of carbonaceous material and iron carrier material into a melter gasifier is hitherto usually separate from one another.
  • Charcoal-containing material is supplied, for example, from a reservoir for carbonaceous material via screw conveyors of a centrally mounted in the dome of the melter gasifier distribution device, from which the carbonaceous material is distributed over the cross section of the melter gasifier when entering the melter gasifier.
  • Iron carrier material is introduced into the melter gasifier, for example, via several drop legs arranged over the circumference of the dome of the melter gasifier.
  • a method of charging lumped carbonaceous material and hot iron carrier material into a melter gasifier of a smelting reduction plant is known.
  • the particulate carbonaceous material and the hot iron carrier material are combined in a variable ratio before and / or while they enter the melter gasifier and distributed by means of a dynamic distributor over the cross section of the melter gasifier.
  • the iron carrier material is delivered from a storage container which is not gassed like the reduction well or HCI bin previously described in the COREX® process or early FINEX® process.
  • This has the disadvantage that, for example, problems with the delivery of HCI the melter gasifier is not easy with a other, a much lower degree of reduction, type of iron carrier material - such as lumpy iron ore or pellets - can be operated.
  • Such problems would therefore lead to the fact that the operation of the melter gasifier initially set and would have to be restarted later, which means a considerable effort.
  • suitable iron carrier material over the coal line would be possible in principle, it would necessitate the expensive purchase of corresponding material with a high proportion of metallic iron.
  • a method of charging material comprising iron carrier material into a melter gasifier of a smelting reduction plant, characterized in that the iron carrier material first is preheated and / or reduced in a shaft fumigated with reducing gas, then withdrawn from the well with largely constant volume flow and entered into a buffer tank, and then is supplied from the variable volume buffer vessel to a dynamic distribution device for distribution across the cross section of the melter gasifier.
  • the shaft is fumigated with reducing gas; it may, for example, be a reduction shaft or HCI bin.
  • Reduced means that the degree of reduction of the iron carrier material is increased in comparison to the degree of reduction when entering into the shaft. Preference is given to a degree of reduction of at least 50%, preferably at least 70%, when withdrawn from the shaft.
  • a buffer container is meant “a” as an indefinite article, not as a number word.
  • the shaft is preferably operated under substantially constant conditions, which comprises, for example, substantially constant volume flow when iron carrier material is input and the volumetric flow of the reducing gas is largely constant.
  • substantially constant conditions which comprises, for example, substantially constant volume flow when iron carrier material is input and the volumetric flow of the reducing gas is largely constant.
  • a substantially constant volume flow when removing iron carrier material from the shaft must face it.
  • a variable volume flow when removing from the shaft is undesirable and brings problems in the control of the operations in the shaft with it; For example, dust can deposit too much locally and thus make the gasification uneven and lead to disturbances in the volume flow.
  • Volume flow is to be understood per unit of time from a location A to a location B transported volume.
  • the iron carrier material withdrawn from the shaft is fed into a buffer container, and then supplied from the variable volume buffer vessel to a dynamic distribution device for distribution across the cross section of the melter gasifier.
  • the volume flow during the supply from the buffer container to the distributor device is not substantially constant, but variable.
  • the charging of more or less iron carrier material may be desired, so that the distributor is to supply more or less iron carrier material.
  • the volume flow from the buffer container is variable, with variable is to be understood here as the opposite to constant. Since the input into the buffer tank with largely constant volume flow, the level of the iron carrier material changes in the buffer tank during operation.
  • the dimensioning of the buffer tank should be selected so that it is under regular Operating conditions of the shaft and the melter gasifier is never completely emptied and never overflows.
  • a certain minimum filling level of the buffer container is desired because the iron carrier material then forms a barrier to a gas flow from the melter gasifier towards the shaft.
  • the proposed method makes it possible to connect a largely constant volume flow from the shaft to a variable volume flow when distributed in the melter gasifier.
  • the distribution pattern can be easily controlled without affecting the withdrawal from the shaft unfavorable.
  • it is possible to react more flexibly to the availability of different types of iron carrier material, because it is possible to reduce and / or preheat in the fumigated shaft.
  • melter gasifier does not include a blast furnace.
  • a blast furnace essentially layers of coke and iron carriers are added with overheads at ambient conditions. Pyrolysis and degassing of coal does not take place in the blast furnace, but already during the production of the coke, which is charged into the blast furnace. The temperatures in the blast furnace are around 80 to 250 ° C.
  • meltdown gasification process in a melter gasifier according to the invention however, not coke is charged, but carbonaceous material, and the charged carbonaceous material is in the Melt carburetor pyrolyzed.
  • the temperatures prevailing in the melter gasifier cupola, in the area of which material is charged into the melter gasifier, are approximately 1000.degree.
  • the iron carrier material contains elemental iron and / or iron oxide.
  • iron carrier material such as HCI, DRI, HBI, lump, pellets, sinter.
  • the iron carrier material is present as so-called, possibly particulate, fine grain preferably less than 10 mm before - for example, as a sinter feed when used in FINEX® or FINEX®-DRI before a hot compaction.
  • Hot iron carrier material is understood to mean iron carrier material having a temperature of more than 100 ° C., preferably more than 200 ° C., particularly preferably more than 300 ° C.
  • the reducing gas is preferably hotter than the iron carrier material, with a temperature above 600 ° C, preferably above 700 ° C, more preferably above 750 ° C.
  • hot reducing gas not only can the iron carrier material be reduced, but also preheated to hot iron carrier material.
  • any existing aggregates can be calcined.
  • a dynamic distribution device is to be understood as a distribution device which can be moved in a controlled manner during the distribution process. Thereby, an outlet port of the dynamic distribution device can be brought into various positions. According to material to be directed to different locations of the material bed in the melter gasifier.
  • the dynamic distribution device can be, for example, a rotary chute or a cardanically suspended chute, which can be moved in such a way that its outlet opening describes, for example, circular or spiral or arbitrarily predeterminable paths, wherein different distribution tracks can also be selected.
  • the movement pattern of the dynamic distribution device is changeable.
  • the material also comprises particulate carbonaceous material, and the iron carrier material and the particulate carbonaceous material are combined before and / or as they enter the melter gasifier, and it is the ratio of the combined amounts of iron carrier material and particulate carbonaceous material Material changeable. More preferably, the combined amounts of iron carrier material and particulate carbonaceous material are distributed over the cross section of the melter gasifier by means of a dynamic distributor, and the ratio of the combined amounts of iron carrier material and particulate carbonaceous material is determined Dependent on the position of the dynamic distributor set.
  • the melter gasifier must have fewer equipment parts and openings for charging than when particulate carbonaceous material and iron carrier material enter the melter gasifier separately.
  • particulate carbonaceous material and, preferably, hot, iron carrier material By co-charging particulate carbonaceous material and, preferably, hot, iron carrier material, the problem of uncontrolled and undesired inhomogeneous distribution, such as formation of vertical islands of iron carrier material in the melter gasifier, arising from separate charging can be avoided.
  • FIGS WO2012156243 referenced, their entire revelation of the disclosure of the present application is included.
  • Another object of the present application is a Apparatus for charging material comprising iron carrier material into a melter gasifier of a smelting reduction plant, with at least one shaft fumigated with reducing gas, take-off devices for withdrawing reduced and / or preheated iron carrier material from the shaft with largely constant volume flow, input devices for inputting this withdrawn iron carrier material into a buffer vessel, with a dynamic distribution device for distributing the iron carrier material from the buffer tank over the cross section of the melter gasifier, and iron material supply means for feeding the iron carrier material from the buffer container to the variable volume dynamic distribution device.
  • Iron carrier material can be charged according to the invention with this device.
  • the shaft is, for example, a fixed-bed shaft, for example a fixed-bed shaft with fixed bed material charge moving in countercurrent to the reducing gas.
  • take-off devices There may be one or more take-off devices. Preferably, several extraction devices are available.
  • the extraction devices may include, for example screw conveyors or rotary valves. Preferably, they are screw conveyors.
  • Input devices for inputting the withdrawn iron carrier material into a buffer container may comprise, for example, downpipes. It is preferable downpipes through which the material from the end of the take-off device, such as a screw conveyor, falls under the action of gravity in the buffer tank.
  • buffer tanks There may be one or more buffer tanks. Preferably, several buffer containers are present.
  • Each extraction device can open via the input device into a buffer container assigned to it only, or several extraction devices can open into a common buffer container.
  • Iron material supply devices may be present. Preferably, several iron material supply devices are present.
  • the iron material supply devices may include, for example, screw conveyors. Preference is given to screw conveyors, as screw conveyors easily control the volume flow and / or can be regulated.
  • the dynamic distribution device comprises a device for controlling and / or regulating at least the iron material supply device depending on the position of the dynamic distribution device.
  • Control or regulation are meant here in the sense of changing the volume flow.
  • the control and / or regulation device may influence the speed of the augers to change the volumetric flow rate.
  • the dynamic distribution device then also comprises a device for controlling and / or regulating the supply device for supplying carbonaceous material depending on the position of the dynamic distribution device.
  • the device for controlling and / or regulating at least the iron material supply device and the device for controlling and / or regulating the supply device of carbonaceous material in dependence on the position of the dynamic distribution device may also be integrated together in one device. They can interact directly with each other, or through a higher level of control and / or regulation.
  • the dynamic distribution device can be, for example, a gimbal-mounted, preferably driven over 2 axes, chute or a rotary chute.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in an oblique view from the top side.
  • FIG. 2 shows a section of the device FIG. 1 in lateral view.
  • FIG. 1 shows an inventive device 1 for charging material 2a, 2b, comprising iron carrier material 2a, in a melter gasifier 3 of a smelting reduction plant.
  • Iron carrier material 2a is preheated after the input into the shaft 5, not shown, at its upper end, not shown, in the shaft by the reducing gas and / or reduced. After passing through the shaft from top to bottom, the preheated and / or reduced iron carrier material 2a is withdrawn from the shaft 5 at the lower end of the shaft 5 with largely constant volume flow. That happens with
  • Deduction devices for the withdrawal of reduced and / or preheated iron carrier material 2a from the shaft 5 with largely constant volume flow in the case shown, several screw conveyors 6 - shown as spirals - in corresponding Culverts.
  • the iron carrier material 2a is entered into buffer container 7;
  • the input to the buffer container 7 via input devices for entering this withdrawn iron carrier material in a buffer container 7, in the case shown are downpipes 8.
  • From the end of the screw conveyor 6 falls the iron carrier material 2a under the action of gravity in the buffer tank 7. Shown are a plurality of downpipes 8, wherein in each case a plurality of augers 6 via their respective assigned downpipe 8 open into a common buffer tank 7.
  • the iron carrier material 2a is fed to a dynamic distribution device 9 for distribution over the cross section of the melter gasifier 3; this happens with variable volume flow.
  • This feed takes place with iron material feed devices for feeding the iron carrier material from the buffer vessel to the variable volume dynamic distribution device 9, in the present case spiraled screw conveyors 10, which feed towards the center of the melter gasifier.
  • the dynamic distribution device 9 is shown schematically as a rotary chute. It distributes the iron carrier material in the interior of the melter gasifier over the cross section.
  • the dynamic distribution device comprises a device 11 for controlling and / or regulating the screw conveyors 10 as a function of the position of the dynamic distribution device 9. It can influence the rotational speed of the screw conveyors 10 in order to change the volume flow; schematically represented by a connection between a screw conveyor 10 and device 11.
  • the dynamics of the distribution device is schematically shown by dashed illustration of another position of the rotary chute, as well as by arrows that illustrate the adjustability by rotation about a vertical axis and pivoting about a horizontal axis.
  • the dynamic distribution device also comprises a device 14 for controlling and / or regulating the screw conveyor 13 as a function of the position of the dynamic distribution device 9. For clarity, a connection between the device 14 and auger 13 is not shown separately.
  • the device 11 for controlling and / or regulating the screw conveyors 10 and the device 14 for controlling and / or regulating the screw conveyors 13 are integrated together in a device 15. They can interact directly with each other, or through a higher level of control and / or regulation.
  • the iron carrier material 2a and the lumped carbonaceous material 2b are combined before entering the melter gasifier, and the ratio of the combined amounts of iron carrier material 2a and particulate carbonaceous material 2b is changeable.
  • the ratio of the combined amounts of iron carrier material 2a and particulate carbonaceous material 2b is set depending on the position of the dynamic distribution device 9.
  • FIG. 2 shows a section of the device FIG. 1 in lateral view with a little less details.

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Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Chargierung von Material, umfassend Eisenträger-Material, in einen Einschmelzvergaser einer Schmelzreduktionsanlage, wobei das Eisenträger-Material zuerst in einem mit Reduktionsgas begasten Schacht (5) vorgewärmt und/oder reduziert wird, dann mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom aus dem Schacht abgezogen und in einen Pufferbehälter eingegeben wird, und dann aus dem Pufferbehälter mit veränderlichem Volumenstrom einer dynamischen Verteilvorrichtung zur Verteilung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers zugeführt wird. Weiterhin betrifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Chargierung von Material, umfassend Eisenträger-Material, in einen Einschmelzvergaser einer Schmelzreduktionsanlage.
    • Stand der Technik
  • Bei Schmelzreduktionsverfahren zur Herstellung von Roheisen in einem Einschmelzvergaser, wie beispielsweise COREX® oder FINEX®, wird Material, umfassend kohlehaltiges Material und Eisenträger-Material sowie Zuschläge, in den Einschmelzvergaser chargiert. Das kohlehaltige Material wird mit Sauerstoff zu einem Reduktionsgas vergast, wobei die zum Erschmelzen des Eisenträger-Materials benötigte Wärme freigesetzt wird.
  • Kohlehaltiges Material sind beispielsweise stückige Kohle oder kohlehaltige Briketts; es wird in einem Vorratsbehälter für kohlehaltiges Material bei Umgebungstemperatur gelagert, von dem aus es in den Einschmelzvergaser eingegeben wird.
  • Der Begriff Eisenträger-Material umfasst im Rahmen des vorliegenden Textes Eisen sowohl in oxidierter, beispielsweise oxidischer, Form, als auch in reduzierter, also metallischer, Form. In dem Eisenträger-Material kann das Eisen in beiden Formen vorliegen; dann ist beispielsweise von vorreduziertem Eisenträger-Material die Rede, welches gegenüber metallischer Form zwar noch nicht vollständig fertig reduziert ist, gegenüber einem vorherigen Zustand jedoch schon stärker reduziert ist. Es kann auch in nur einer der beiden Formen vorliegen.
  • Das Eisenträger-Material ist beispielsweise im Fall von FINEX® meist heißes kompaktiertes Eisen (hot compacted iron, HCI). Das Eisenträger-Material kann auch heißes brikettiertes Eisen (hot briquetted iron, HBI) sein, oder , bevorzugt heißes, sogenanntes direkt reduziertes Eisen (direct reduced iron, DRI, auch Eisenschwamm oder sponge iron genannt). Bei FINEX können auch HBI oder DRI chargiert werden, besonders bei einem Start oder Stop der Anlage, wenn nicht ausreichend heißes bzw. kaltes HCI verfügbar ist. Es kann sich auch um Material mit einer Metallisierung oder Reduktionsgrad handeln, die es noch nicht als HBI oder HCI oder DRI qualifizieren. HBI ist heiß verpresstes Eisenträger-Material mit sehr hohem Anteil an metallischem Eisen - oft über 90% Metallisierung - und einer Dichte von etwa 5 g/cm3, was einen Transport beispielsweise per Schiff erlaubt. Das Material ist in Brikettform, meist > 25 mm, vereinzelt, liegt also stückig vor. HBI wird zwar in heißem Zustand, beispielsweise >650°C, verpresst, kann aber auch nach Kühlung und Transport kalt dem FINEX® Prozess zugeführt.
  • HCI ist mit Zuschlagstoffen heiß verpresstes Eisenträger-Material, mit im Vergleich zu HBI niedrigerem Anteil an metallischem Eisen. Dabei hat HCI eine Temperatur von etwa 550-650°C. Seine Dichte liegt knapp unter 4 g/cm3. HCI wird im Prozess der Roheisenerzeugung nach seiner Herstellung direkt weiterverarbeitet, wobei es mittels Brecher zerkleinert in für einen Einschmelzvergaser vorteilhafter Form genutzt wird.
  • DRI ist nicht verpresstes Eisenträgermaterial mit hohem Anteil an metallischem Eisen - analog HBI, da HBI verpresstes DRI ist.
  • Im Fall von COREX® ist das Eisenträger-Material beispielsweise heißes, sogenanntes direkt reduziertes Eisen (direct reduced iron, DRI), oder entsprechendes Eisenträger-Material mit einer Metallisierung, die es noch nicht als DRI qualifiziert.
  • Beim COREX®-Verfahren wird das Eisenträger-Material aus einem mit heißem Reduktionsgas begasten Reduktionsschacht ausgetragen und mittels Schwerkraft über Fallbeine, und gegebenenfalls Verteilklappen, in den Einschmelzvergaser befördert. Bei frühen Ausführungsformen des FINEX®-Verfahrens wurde in entsprechender Vorgehensweise Eisenträgermaterial, beispielsweise HCI - das aus den Wirbelschichten des FINEX®-Verfahrens gewonnene feinteilchenförmige Eisenträgermaterial zu HCI verpresst - aus einem sogenannten HCI-Bin, der mit heißem Reduktionsgas begast wird, in den Einschmelzvergaser befördert. Das Ziel der Begasung ist jeweils, das Eisenträger-Material vorzuwärmen und zu reduzieren.
  • Pyrolyse von Kohle oder kohlehaltigen Briketts bei erhöhten Temperaturen führt zur Entstehung und Freisetzung von flüchtigen Kohlenwasserstoffen und Teer. Daher kann das kohlehaltige Material nicht gemeinsam mit heißem Eisenträger-Material in einem Vorratsbehälter gelagert werden, denn die durch den Kontakt mit dem heißen Eisenträger-Material ausgelöste Entstehung und Freisetzung von flüchtigen Kohlenwasserstoffen und Teer würde zu Verklebungen und Verstopfungen beispielsweise in dem Vorratsbehälter, in den das Material zum Einschmelzvergaser führenden Leitungen, oder Druckausgleichsleitungen führen.
  • Die Chargierung von kohlehaltigem Material und Eisenträger-Material in einen Einschmelzvergaser erfolgt bisher meist voneinander getrennt. Kohlehaltiges Material wird beispielsweise aus einem Vorratsbehälter für kohlehaltiges Material über Förderschnecken einer zentral in der Kuppel des Einschmelzvergasers angebrachten Verteilvorrichtung zugeführt, von welcher das kohlehaltige Material bei der Eingabe in den Einschmelzvergaser über den Querschnitt des Einschmelzvergasers verteilt wird. Eisenträger-Material wird beispielsweise über mehrere über den Umfang der Kuppel des Einschmelzvergasers angeordnete Fallbeine in den Einschmelzvergaser eingebracht.
  • Die voneinander getrennte Zugabe von kohlehaltigem Material und Eisenträger-Material in den Einschmelzvergaser verursacht einen hohen Aufwand bei der Errichtung und der Wartung der für die getrennte Zugabe notwendigen Anlagenteile. Zudem sind bei einer getrennten Zugabe kohlehaltiges Material und Eisenträger-Material im Materialbett im Einschmelzvergaser nicht ausreichend kontrolliert verteilt - es kann beispielsweise zur Bildung vertikaler Inseln von Eisenträger-Material kommen - was den Einschmelzvergasungsprozess negativ beeinflusst. Aus EP0299231A1 ist es bekannt, das kohlehaltige Material und das Eisenträger-Material durch dieselbe Öffnung zentral in den Einschmelzvergaser zu chargieren. Bei einer derartigen zentralen Chargierung nach EP0299231A1 ist es nachteilig, dass gerade der Bereich des Materialbettes mit frischem Material versorgt wird, in dem als sogenanntem "toten Mann" beim Einschmelzvergasungsprozess Vorwärmungs- und Reduktionsprozesse weniger gut als im Randbereich des Einschmelzvergasers ablaufen. Zudem bleibt feines und schweres Material infolge von Entmischungsprozessen im zentralen Bereich des Materialbettes konzentriert, während gröberes und leichteres Material in Richtung des Randbereiches abwandert. Entsprechend wird die auf das Materialbett chargierte Mischung wieder teilweise und unkontrolliert entmischt.
  • Auch aus der WO2012156243 ist ein Verfahren zur Chargierung von stückigem kohlehaltigem Material und heißem Eisenträger-Material in einen Einschmelzvergaser einer Schmelzreduktionsanlage bekannt. Dabei werden das stückige kohlehaltige Material und das heiße Eisenträger-Material in veränderbarem Verhältnis vereinigt, bevor und/oder während sie in den Einschmelzvergaser eintreten und mittels einer dynamischen Verteilvorrichtung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers verteilt werden.
  • Das Eisenträger-Material wird dabei aus einem Vorratsbehälter geliefert, der nicht wie der vorab beim COREX®-Verfahren beziehungsweise frühen FINEX®-Verfahren beschriebene Reduktionschacht beziehungsweise HCI-Bin begast wird. Das hat den Nachteil, dass beispielsweise bei Problemen bei der Anlieferung von HCI der Einschmelzvergaser nicht einfach mit einer anderen, einen wesentlich geringeren Reduktionsgrad aufweisenden, Art von Eisenträger-Material - beispielsweise stückigem Eisenerz beziehungsweise Pellets - betrieben werden kann. Solche Probleme würden also dazu führen, dass der Betrieb des Einschmelzvergasers vorerst eingestellt und später wieder angefahren werden müsste, was einen beträchtlichen Aufwand bedeutet. Einsatz von geeignetem Eisenträger-Material über die Kohlelinie wäre zwar grundsätzlich möglich, würde aber teuren Zukauf von entsprechendem Material mit hohem Anteil von metallischem Eisen notwendig machen.
    • Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, im Vergleich zum Stand der Technik flexibler bezüglich Verfügbarkeit verschiedener Arten von Eisenträger-Material handhabbare Verfahren und Vorrichtungen zur Chargierung von Material, welches, bevorzugt heißes, Eisenträger-Material, und kohlehaltiges Material umfasst, bereitzustellen.
    • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein
    Verfahren zur Chargierung von Material, umfassend Eisenträger-Material, in einen Einschmelzvergaser einer Schmelzreduktionsanlage,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Eisenträger-Material
    zuerst
    in einem mit Reduktionsgas begasten Schacht vorgewärmt und/oder reduziert wird,
    dann mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom aus dem Schacht abgezogen und in einen Pufferbehälter eingegeben wird,
    und dann
    aus dem Pufferbehälter mit veränderlichem Volumenstrom einer dynamischen Verteilvorrichtung zur Verteilung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers zugeführt wird.
    • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Der Schacht wird mit Reduktionsgas begast; es kann sich beispielsweise um einen Reduktionsschacht oder HCI-Bin handeln.
  • Reduziert bedeutet, dass der Reduktionsgrad des Eisenträger-Materials erhöht wird im Vergleich zu dem Reduktionsgrad bei Eingabe in den Schacht. Bevorzugt ist ein Reduktionsgrad von mindestens 50%, bevorzugt mindestens 70%, wenn aus dem Schacht abgezogen wird. Der Reduktionsgrad RD ist ein Maß für den Abbau des Sauerstoffs aus dem Oxid: RD = 1 - O / 1.5 * Fe tot * 100.
    Figure imgb0001
  • Die Metallisierung MG ist definiert als: MG = Fe met / Fe tot * 100.
    Figure imgb0002
  • In der Formulierung "einen Pufferbehälter" ist "einen" als unbestimmter Artikel gemeint, nicht als Zahlwort. Es können mehrere Pufferbehälter vorhanden sein, oder auch nur ein einziger Pufferbehälter. Bevorzugt sind mehrere Pufferbehälter vorhanden.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Schacht bevorzugt unter weitgehend konstanten Bedingungen betrieben, was beispielsweise weitgehend gleichbleibenden Volumenstrom bei der Eingabe von Eisenträger-Material und weitgehend gleichbleibenden Volumenstrom des Reduktionsgases umfasst. Um im Schacht eine weitgehend konstante Verweilzeit zu gewährleisten, muss dem ein weitgehend gleichbleibender Volumenstrom beim Abziehen von Eisenträger-Material aus dem Schacht gegenüberstehen. Ein veränderlicher Volumenstrom beim Abzug aus dem Schacht ist ungewünscht und bringt Probleme bei der Kontrolle der Vorgänge im Schacht mit sich; beispielsweise kann sich Staub lokal zu stark ablagern und damit die Durchgasung verungleichmäßigen und zu Störungen im Volumenstrom führen. Unter Volumenstrom ist pro Zeiteinheit von einem Ort A zu einem Ort B transportiertes Volumen zu verstehen. Weitgehend gleichbleibender Volumenstrom ist dabei im anlagentechnischen Sinne zu verstehen und umfasst auch die durch Regelung und/oder Steuerung auf einen gegebenen Betriebszustand - wie beispielsweise Art der eingesetzten Rohstoffe, Druck, Temperatur, bestimmt - hin auftretenden Schwankungen von bis zu +/- 10 % von dem Wert, der bei einem gegebenen Betriebszustand gewünscht ist. Dabei ist weitgehend gleichbleibend auf die jeweilige Betriebsphase bezogen. Es können verschiedene Betriebsphasen gewünscht sein, beispielsweise kann ein Operator je nach Verfügbarkeit und Qualität einer Art von Eisenträger-Material und/oder kohlehaltigem Material und/oder Reduktionsgas von den Parametern einer Betriebsphase auf die Parameter einer anderen Betriebsphase wechseln, was gegebenenfalls eine andere Verweilzeit im Schacht notwendig macht, als in der vorherigen Betriebsphase notwendig war.
  • Das aus dem Schacht abgezogene Eisenträger-Material wird in einen Pufferbehälter eingegeben,
    und dann
    aus dem Pufferbehälter mit veränderlichem Volumenstrom einer dynamischen Verteilvorrichtung zur Verteilung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers zugeführt. Im Gegensatz zum Abzug aus dem Schacht ist der Volumenstrom beim Zuführen aus dem Pufferbehälter zur Verteilvorrichtung nicht weitgehend gleichbleibend, sondern veränderlich. Je nach gewünschtem Verteilmuster im Einschmelzvergaser kann die Chargierung von mehr oder weniger Eisenträger-Material gewünscht sein, so dass der Verteilvorrichtung mehr oder weniger Eisenträger-Material zuzuführen ist. Entsprechend ist der Volumenstrom aus dem Pufferbehälter heraus veränderlich, wobei veränderlich hier als Gegenteil zu konstant zu verstehen ist. Da die Eingabe in den Pufferbehälter mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom erfolgt, ändert sich der Pegelstand des Eisenträger-Materials im Pufferbehälter während des Betriebes. Die Dimensionierung des Pufferbehälters ist so zu wählen, dass er unter regulären
    Betriebsbedingungen des Schachtes und des Einschmelzvergasers niemals vollständig geleert wird und niemals überläuft.
    Ein gewisser Mindestfüllstand des Pufferbehälters ist gewünscht, weil das Eisenträger-Material dann eine Barriere für einen Gasstrom aus dem Einschmelzvergaser in Richtung Schacht bildet.
  • Bevorzugt ist es, den Volumenstrom aus dem Pufferbehälter nicht auf 0 sinken zu lassen - also größer 0 gehalten wird -, um mit Anfahren stehender Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen verbundene Probleme zu vermeiden.
  • Durch das vorgeschlagene Verfahren ist es möglich, einen weitgehend gleichbleibenden Volumenstrom aus dem Schacht mit einem veränderlichen Volumenstrom bei Verteilung im Einschmelzvergaser zu verbinden. Damit kann das Verteilmuster einfach geregelt werden, ohne den Abzug aus dem Schacht ungünstig zu beeinflussen. Zusätzlich kann man bei dem Verfahren flexibler auf die Verfügbarkeit verschiedener Arten von Eisenträger-Material reagieren, denn es besteht die Möglichkeit, im begasten Schacht zu reduzieren und/oder vorzuwärmen.
  • Die Betriebsweise gemäß WO2012156243 ist nicht geeignet, Material aus einem begasten Schacht zuzuführen, weil der Materialfluss dort stark variieren und auch gegebenenfalls stoppen kann.
  • Von dem Begriff Einschmelzvergaser ist ein Hochofen nicht umfasst. In einem Hochofen werden im Wesentlichen Lagen von Koks und Eisenträgern mit Zuschlägen bei Umgebungsbedingungen von oben zugegeben. Pyrolyse und Entgasung von Kohle erfolgt nicht im Hochofen, sondern bereits bei der Herstellung des Kokses, welcher in den Hochofen chargiert wird. Die Temperaturen in der Hochofengicht liegen bei etwa 80 bis 250°C.
  • Bei einem Einschmelzvergasungsprozess in einem erfindungsgemäßen Einschmelzvergaser wird hingegen nicht Koks chargiert, sondern kohlehaltiges Material, und das chargierte kohlehaltige Material wird im Einschmelzvergaser pyrolysiert. Die in der Einschmelzvergaserkuppel, in deren Bereich Material in den Einschmelzvergaser chargiert wird, herrschenden Temperaturen betragen etwa 1000°C.
  • Das Eisenträger-Material enthält elementares Eisen und/oder Eisenoxid. Das Eisenträger-Material liegt entweder in stückiger Form = im Sinne der vorliegenden Anmeldung > 6 mm vor, oder, beispielsweise auf Grund einer technischen Siebung beziehungsweise eines vorgelagerten Produktionsschrittes - wie beispielsweise Presse oder Brecher -, stückig mit einem Anteil an Unterkorn, wobei als Unterkorn eine Körnung von kleiner als 6 mm zu verstehen ist. Beispielsweise bei Eisenträger-Material wie HCI, DRI, HBI, Stückerz, Pellets, Sinter. Oder das Eisenträger-Material liegt als sogenanntes, gegebenenfalls stückiges, Feinkorn bevorzugterweise kleiner 10 mm vor - beispielsweise als Sinterfeed beim Einsatz in FINEX® oder FINEX®-DRI vor einer heißen Kompaktierung.
  • Bevorzugt handelt es sich um heißes Eisenträger-Material. Unter heißem Eisenträger-Material ist Eisenträger-Material mit einer Temperatur von über 100°C, verzugsweise über 200°C, besonders bevorzugt über 300°C zu verstehen.
  • Das Reduktionsgas ist bevorzugt heißer als das Eisenträger-Material, mit einer Temperatur über 600°C, bevorzugt über 700°C, besonders bevorzugt über 750°C. Mit heißem Reduktionsgas kann nicht nur das Eisenträger-Material reduziert werden, sondern auch vorgewärmt werden zu heißem Eisenträger-Material. Ebenso können gegebenfalls vorhandene Zuschlagstoffe kalziniert werden.
  • Unter einer dynamischen Verteilvorrichtung ist eine Verteilvorrichtung zu verstehen, die während des Verteilvorganges kontrolliert bewegt werden kann. Dadurch kann eine Auslassöffnung der dynamischen Verteilvorrichtung in verschiedene Positionen gebracht werden. Entsprechend Material auf verschiedene Stellen des Materialbettes im Einschmelzvergaser gelenkt werden.
  • Die dynamische Verteilvorrichtung kann beispielweise eine Drehschurre oder eine kardanisch aufgehängte Schurre sein, die sich derart bewegen lässt, dass ihre Auslassöffnung beispielsweise kreisförmige oder spiralförmig oder beliebig vorgebbare Bahnen beschreibt, wobei auch unterschiedliche Verteilspuren gewählt werden können.
  • Vorteilhafterweise ist das Bewegungsmuster der dynamischen Verteilvorrichtung veränderbar.
  • Bevorzugt umfasst das Material auch stückiges kohlehaltiges Material, und es werden das Eisenträger-Material und das stückige kohlehaltige Material vereinigt, bevor und/oder während sie in den Einschmelzvergaser eintreten, und es ist das Verhältnis der vereinigten Mengen von Eisenträger-Material und von stückigem kohlehaltigem Material veränderbar. Besonders bevorzugt werden dabei die vereinigten Mengen von Eisenträger-Material und von stückigem kohlehaltigem Material mittels einer dynamischen Verteilvorrichtung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers verteilt, und es wird das Verhältnis der vereinigten Mengen von Eisenträger-Material und von stückigem kohlehaltigem Material in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung eingestellt.
  • Auf die bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auch in den Einschmelzvergaser - bevorzugt über die Eisenträgerroute - chargierten Zuschläge wie beispielsweise Kalkstein und/oder Dolomit und/oder Quarz wird im Rahmen dieser Anmeldung nicht näher eingegangen.
  • Bei einem solchen Verfahren muss der Einschmelzvergaser weniger Anlagenteile und Öffnungen zur Chargierung aufweisen als wenn stückiges kohlehaltiges Material und Eisenträger-Material getrennt voneinander in den Einschmelzvergaser eintreten. Durch die gemeinsame Chargierung von stückigem kohlehaltigem Material und, bevorzugt heißem, Eisenträger-Material kann das bei separater Chargierung auftretende Problem unkontrollierter und unerwünschter inhomogener Verteilung, wie beispielsweise einer Bildung vertikaler Inseln von Eisenträger-Material im Einschmelzvergaser, vermieden werden. Zudem fällt Aufwand weg, der durch Errichtung und Wartung der für separate Chargierung notwendigen Anlagenteile entsteht.
  • Bezüglich weiterer Ausführungsformen und verbundener Vorteile bei gemeinsamer Chargierung von Eisenträger-Material und stückigem kohlehaltigem Material mittels einer dynamischen Verteilvorrichtung bei Einstellung der vereinigten Mengen in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung wird auf die WO2012156243 verwiesen, deren gesamte Offenbarung von der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung mit umfasst wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine
    Vorrichtung zur Chargierung von Material, umfassend Eisenträger-Material, in einen Einschmelzvergaser einer Schmelzreduktionsanlage,
    mit zumindest einem mit Reduktionsgas begasten Schacht, Abzugsvorrichtungen zum Abzug von reduziertem und/oder vorgewärmten Eisenträger-Material aus dem Schacht mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom, Eingabevorrichtungen zur Eingabe dieses abgezogenen Eisenträger-Materials in einen Pufferbehälter,
    mit einer dynamischen Verteilvorrichtung zur Verteilung des Eisenträger-Materials aus dem Pufferbehälter über den Querschnitt des Einschmelzvergasers,
    sowie mit Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen zur Zufuhr des Eisenträger-Materials aus dem Pufferbehälter zu der dynamischen Verteilvorrichtung mit veränderlichem Volumenstrom.
  • Eisenträger-Material kann mit dieser Vorrichtung erfindungsgemäß chargiert werden.
  • Der Schacht ist beispielsweise ein Festbett-Schacht, beispielsweise ein Festbett-Schacht mit im Gegenstrom zum Reduktionsgas bewegter Festbett-Materialfüllung.
  • Es kann eine oder mehrere Abzugsvorrichtungen vorhanden sein. Bevorzugt sind mehrere Abzugsvorrichtungen vorhanden.
  • Die Abzugsvorrichtungen können beispielsweise Förderschnecken oder Zellradschleusen umfassen. Bevorzugt handelt es sich um Förderschnecken.
  • Eingabevorrichtungen zur Eingabe des abgezogenen Eisenträger-Materials in einen Pufferbehälter können beispielsweise Fallrohre umfassen. Bevorzugt handelt es sich um Fallrohre, durch die das Material vom Ende der Abzugsvorrichtung, beispielsweise einer Förderschnecke, unter Einwirkung von Schwerkraft in den Pufferbehälter fällt.
  • Es können ein Pufferbehälter oder mehrere Pufferbehälter vorhanden sein. Bevorzugt sind mehrere Pufferbehälter vorhanden.
  • Es kann jede Abzugsvorrichtung über die Eingabevorrichtung in einen nur ihr zugeordneten Pufferbehälter münden, oder es können mehrere Abzugsvorrichtungen in einen gemeinsamen Pufferbehälter münden.
  • Es kann eine oder mehrere
    Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen vorhanden sein. Bevorzugt sind mehrere Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen vorhanden.
    Die Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen können beispielsweise Förderschnecken umfassen. Bevorzugt handelt es sich um Förderschnecken, da Förderschnecken den Volumenstrom leicht steuern und/oder regeln lassen.
  • Vorzugsweise umfasst die dynamische Verteilvorrichtung eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung zumindest der Eisenmaterialzufuhrvorrichtung in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung.
  • Steuerung beziehungsweise Regelung sind hier in dem Sinne der Veränderung des Volumenstromes gemeint. Wenn es sich bei der Eisenmaterialzufuhrvorrichtung um Förderschnecken handelt, kann die Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung beispielsweise die Drehzahl der Förderschnecken beeinflussen, um den Volumenstrom zu verändern.
  • Nach einer Ausführungsform ist auch ein Vorratsbehälter für stückiges kohlehaltiges Material vorhanden, sowie eine Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material aus dem Vorratsbehälter zu der dynamischen Verteilvorrichtung mit veränderlichem Volumenstrom. Vorzugsweise umfasst die dynamische Verteilvorrichtung dann auch eine Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material
    in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung.
  • Die Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung zumindest der Eisenmaterialzufuhrvorrichtung und die Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhrvorrichtung von kohlehaltigem Material in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung können auch gemeinsam in einer Vorrichtung integriert sein. Sie können direkt miteinander wechselwirken, oder über eine übergeordnete Steuer- und/oder Regel-Ebene.
  • Bei der dynamischen Verteilvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine kardanisch aufgehängte, bevorzugt über 2 Achsen angetriebene, Schurre oder eine Drehschurre handeln.
    • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Anhand der folgenden schematischen beispielhaften Figuren wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen erläutert.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Schrägansicht von seitlich oben.
  • Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Figur 1 in seitlicher Ansicht.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Chargierung von Material 2a, 2b, umfassend Eisenträger-Material 2a, in einen Einschmelzvergaser 3 einer Schmelzreduktionsanlage. Der untere Abschnitt eines mit Reduktionsgas 4 begasten Schachtes 5, beispielsweise eines HCI-Bins, ist dargestellt. Eisenträger-Material 2a wird nach der nicht dargestellten Eingabe in den Schacht 5 an dessen nicht dargestellten oberen Ende in dem Schacht durch das Reduktionsgas vorgewärmt und/oder reduziert. Nach Durchwandern des Schachtes von oben nach unten wird das vorgewärmte und/oder reduzierte Eisenträger-Material 2a am unteren Ende des Schachtes 5 mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom aus dem Schacht 5 abgezogen. Das geschieht mit
  • Abzugsvorrichtungen zum Abzug von reduziertem und/oder vorgewärmtem Eisenträger-Material 2a aus dem Schacht 5 mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom, im dargestellten Fall mehreren Förderschnecken 6 - dargestellt als Spiralen - in entsprechenden Abzugskanälen. Nach dem Abzug aus dem Schacht 5 wird das Eisenträger-Material 2a in Pufferbehälter 7 eingegeben; dargestellt sind zwei Pufferbehälter 7. Die Eingabe in die Pufferbehälter 7 erfolgt über Eingabevorrichtungen zur Eingabe dieses abgezogenen Eisenträger-Materials in einen Pufferbehälter 7, im dargestellten Fall handelt es sich um Fallrohre 8. Vom Ende der Förderschnecken 6 fällt das Eisenträger-Material 2a unter Einwirkung von Schwerkraft in den Pufferbehälter 7. Dargestellt sind mehrere Fallrohre 8, wobei jeweils mehrere Förderschnecken 6 über das ihnen jeweils zugeordnete Fallrohr 8 in einen gemeinsamen Pufferbehälter 7 münden. Aus dem Pufferbehälter7 wird das Eisenträger-Material 2a einer dynamischen Verteilvorrichtung 9 zur Verteilung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers 3 zugeführt; das geschieht mit veränderlichem Volumenstrom. Diese Zufuhr erfolgt mit Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen zur Zufuhr des Eisenträger-Materials aus dem Pufferbehälter zu der dynamischen Verteilvorrichtung 9 mit veränderlichem Volumenstrom, im vorliegenden Fall als Spiralen dargestellten Förderschnecken 10, die zur Mitte des Einschmelzvergasers hin fördern.
  • Die dynamische Verteilvorrichtung 9 ist schematisch als Drehschurre dargestellt. Sie verteilt das Eisenträger-Material im Innenraum des Einschmelzvergasers über den Querschnitt. Die dynamische Verteilvorrichtung umfasst eine Vorrichtung 11 zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecken 10 in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung 9. Sie kann die Drehzahl der Förderschnecken 10 beeinflussen, um den Volumenstrom zu verändern; schematisch dargestellt durch eine Verbindung zwischen einer Förderschnecke 10 und Vorrichtung 11. Die Dynamik der Verteilvorrichtung ist schematisch dargestellt durch strichlierte Abbildung einer anderen Position der Drehschurre, sowie durch Pfeile, die die Verstellbarkeit durch Drehung um eine vertikale Achse und Schwenkung um eine horizontale Achse skizzieren.
  • In dargestellter Ausführungsform ist auch ein Vorratsbehälter 12 für stückiges kohlehaltiges Material 2b vorhanden, sowie eine Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material aus dem Vorratsbehälter 12 zu der dynamischen Verteilvorrichtung 9 mit veränderlichem Volumenstrom, im vorliegenden Fall als Spirale dargestellte Förderschnecke 13. Die dynamische Verteilvorrichtung umfasst auch eine Vorrichtung 14 zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecke 13 in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung 9. Zur besseren Übersichtlichkeit ist nicht extra eine Verbindung zwischen Vorrichtung 14 und Förderschnecke 13 dargestellt.
  • Die Vorrichtung 11 zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecken 10 und die Vorrichtung 14 zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecken 13 sind gemeinsam in einer Vorrichtung 15 integriert. Sie können direkt miteinander wechselwirken, oder über eine übergeordnete Steuer- und/oder Regel-Ebene.
  • Das Eisenträger-Material 2a und das stückige kohlehaltige Material 2b werden vereinigt, bevor sie in den Einschmelzvergaser eintreten, und das Verhältnis der vereinigten Mengen von Eisenträger-Material 2a und von stückigem kohlehaltigem Material 2b ist veränderbar.
  • Das Verhältnis der vereinigten Mengen von Eisenträger-Material 2a und von stückigem kohlehaltigem Material 2b wird in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung 9 eingestellt.
  • Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus Figur 1 in seitlicher Ansicht mit etwas weniger Details.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen".
  • Die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung umfasst auch die gesamte Offenbarung der WO2012156243 .
    • Liste der Anführungen Patentliteratur
  • WO2012156243 Bezugszeichenliste
    1 Vorrichtung zur Chargierung von Material
    2a Eisenträger-Material
    2b Kohlehaltiges Material
    3 Einschmelzvergaser
    4 Reduktionsgas
    5 Schacht
    6 Förderschnecke
    7 Pufferbehälter
    8 Fallrohr
    9 dynamische Verteilvorrichtung
    10 Förderschnecke
    11 Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecken 10
    12 Vorratsbehälter
    13 Förderschnecke
    14 Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Förderschnecke 13
    15 Vorrichtung

Claims (15)

  1. Verfahren zur Chargierung von Material, umfassend Eisenträger-Material (2a), in einen Einschmelzvergaser (3) einer Schmelzreduktionsanlage,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Eisenträger-Material (2a)
    zuerst
    in einem mit Reduktionsgas (4) begasten Schacht (5) vorgewärmt und/oder reduziert wird,
    dann mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom aus dem Schacht (5) abgezogen und in einen Pufferbehälter (7) eingegeben wird,
    und dann
    aus dem Pufferbehälter (7) mit veränderlichem Volumenstrom einer dynamischen Verteilvorrichtung (9) zur Verteilung über den Querschnitt des Einschmelzvergasers (3) zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom aus dem Pufferbehälter (7) größer 0 gehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um heißes Eisenträger-Material (2a) handelt, mit einer Temperatur von über 100°C, verzugsweise über 200°C, besonders bevorzugt über 300°C.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas (4) heißer als das Eisenträger-Material (2a) ist, bevorzugt mit einer Temperatur über 600°C, besonders bevorzugt über 700°C, ganz besonders bevorzugt über 750°C.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material auch stückiges kohlehaltiges Material (2b) umfasst, und das Eisenträger-Material (2a) und das stückige kohlehaltige Material (2b) vereinigt werden, bevor und/oder während sie in den Einschmelzvergaser (3) eintreten, und das Verhältnis der vereinigten Mengen von Eisenträger-Material (2a) und von stückigem kohlehaltigem Material (2b) veränderbar ist.
  6. Vorrichtung zur Chargierung von Material (1), umfassend Eisenträger-Material (2a), in einen Einschmelzvergaser (3) einer Schmelzreduktionsanlage, mit zumindest einem mit Reduktionsgas (4) begasten Schacht (5),
    Abzugsvorrichtungen zum Abzug von reduziertem und/oder vorgewärmten Eisenträger-Material (2a) aus dem Schacht (5) mit weitgehend gleichbleibendem Volumenstrom, Eingabevorrichtungen zur Eingabe dieses abgezogenen Eisenträger-Materials in einen Pufferbehälter (7),
    mit einer dynamischen Verteilvorrichtung (9) zur Verteilung des Eisenträger-Materials aus dem Pufferbehälter (7) über den Querschnitt des Einschmelzvergasers (3),
    sowie mit Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen zur Zufuhr des Eisenträger-Materials (2a) aus dem Pufferbehälter (7) zu der dynamischen Verteilvorrichtung (9) mit veränderlichem Volumenstrom.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abzugsvorrichtungen vorhanden sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsvorrichtungen Förderschnecken (6) sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pufferbehälter (7) vorhanden sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen vorhanden sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenmaterialzufuhrvorrichtungen Förderschnecken (10) sind.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Verteilvorrichtung (9) eine Vorrichtung (11) zur Steuerung und/oder Regelung zumindest der Eisenmaterialzufuhrvorrichtung
    in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung (9)
    umfasst.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auch ein Vorratsbehälter (12) für stückiges kohlehaltiges Material (2b) vorhanden ist, sowie eine Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material aus dem Vorratsbehälter (12) zu der dynamischen Verteilvorrichtung (9) mit veränderlichem Volumenstrom.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Verteilvorrichtung (9) auch eine Vorrichtung (14) zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material
    in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung (9)
    umfasst.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (11) zur Steuerung und/oder Regelung zumindest der Eisenmaterialzufuhrvorrichtung,
    und die Vorrichtung (14) zur Steuerung und/oder Regelung der Zufuhrvorrichtung zur Zufuhr von kohlehaltigem Material
    in Abhängigkeit von der Position der dynamischen Verteilvorrichtung
    gemeinsam in einer Vorrichtung (15) integriert sind.
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