EP3486335A1 - Reduktionsgaszufuhr für direktreduktion - Google Patents

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EP3486335A1
EP3486335A1 EP17201910.1A EP17201910A EP3486335A1 EP 3486335 A1 EP3486335 A1 EP 3486335A1 EP 17201910 A EP17201910 A EP 17201910A EP 3486335 A1 EP3486335 A1 EP 3486335A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reducing gas
reduction
gas supply
supply unit
gas channel
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.)
Withdrawn
Application number
EP17201910.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Berner
Markus Leopoldseder
Reinhard Pum
Wolfgang Sterrer
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Priority to EP17201910.1A priority Critical patent/EP3486335A1/de
Priority to PCT/EP2018/077527 priority patent/WO2019096495A1/de
Priority to CN201821882235.8U priority patent/CN209555323U/zh
Priority to CN201811360223.3A priority patent/CN109777956A/zh
Publication of EP3486335A1 publication Critical patent/EP3486335A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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 peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/16—Arrangements of tuyeres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • 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
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F27D2007/023—Conduits

Definitions

  • the present invention relates to apparatus and methods for the reduction of metal oxide-containing particulate material by direct reduction using a reducing gas.
  • Bustle channels with Bustleslots in the refractory lining of a reduction shaft body are complex to produce. Compared to channels in the bulk, Bustle channels with Bustleslots also carry greater risk of clogging due to dust input with the reducing gas. In addition, they distribute the reducing gas less evenly over the cross section of the reduction well body, since they open at the periphery in the bed, while channels under the reducing gas channel bodies extend in the bed away from the circumference in the interior of the bed. About the type of supply of reducing gas to the reduction gas duct bodies in the absence of a Bustle channel gives the prior art no information.
  • the metal oxide-containing particulate material is preferably iron oxide-containing particulate material.
  • the reduction shaft body can be, for example, a direct reduction shaft, for example, a MIDREX® plant, or an HCI bin of a FINEX® plant, or a reduction pit of a COREX® plant.
  • the reduction shaft body has an outer steel shell, as well as in the bounded by the steel shell space - ie within the reduction shaft body - to the steel shell then a refractory lining.
  • the refractory lining of the interior is limited, which to Absorption of the metal oxide containing lumpy material is used.
  • Reduction gas is passed through a reducing gas supply line to the reduction shaft body.
  • a reducing gas supply line In order to guide all the reducing gas from the reducing gas supply line into the interior of the reduction shaft body receiving the lumpy material, at least one reducing gas channel body is present.
  • the reduction gas channel body is suitable for forming a free space in the bed of lumpy Good.
  • the reducing gas flows through the space in the bed.
  • the reduction gas channel body protrudes with a portion of its longitudinal extension, that is, partially in a reduction gas supply unit. Of course, it also protrudes into the interior of the reduction shaft body receiving the lumpy material; out of this interior it also protrudes into the reducing gas supply unit.
  • the reducing gas supply unit is adapted to lead the reducing gas into a space below the reducing gas channel body; preferably vertically below the reducing gas channel body, so that during operation reducing gas flows into a space formed vertically below the reduction gas channel body in the bed.
  • a reducing gas channel body is preferably an elongated tube.
  • execution of a reduction gas channel body is on the WO2013156548 referenced, the disclosure of which is included in the present application.
  • the enumerated three variants are compared to an orifice in the extension of the longitudinal axis of the reduction gas channel body seen from the longitudinal axis of the reduction shaft body from - so frontally - radially considered space-saving.
  • the feed of reducing gas can be optimally selected in accordance with the space available around a special reduction shaft body. This is particularly favorable when converting existing reduction shaft body to the solution presented in this application, since there the space available can be greatly limited by already existing other aggregates and device parts in different directions.
  • the Reduktionsgaszuchtü is within the reduction shaft body, but away from the interior for receiving the metal oxide-containing lumpy material. It is thus within the space enclosed by the outer steel shell, but not in the interior for receiving the metal oxide-containing lumpy material. Offside is to be understood as spatially separated. This is the case, for example, if a partial section of an internal bustle channel present in an already existing reduction shaft body in the refractory lining is used with Bustleslots as reduction gas supply unit.
  • Bustle canal with Bustleslots is walled in such a case against the reducing gas supply unit and no longer used for reducing gas supply.
  • the reducing gas supply unit lies outside the reduction shaft body. So it is from the inside out beyond the outer steel shell of, preferably substantially cylindrical, reduction shaft body. This is the case, for example, when the reduction shaft body is rebuilt.
  • the inner refractory lining is easy to accomplish in this case, since no complicated geometries for a reducing gas supply unit have to be applied in the refractory lining.
  • At least one partial region of the feed line which encompasses the mouth, preferably the entire feed line, has a gradient with the lowest point at the mouth-side end of the feed line. This reduces the buildup of dust in the feed line and consequent danger of clogging.
  • the slope has an angle to the horizontal of at least 5 °, more preferably at least 15 °, most preferably at least 30 °.
  • the direct reduction takes place in a reduction shaft body with interior space for receiving the metal oxide-containing lumpy material.
  • the reducing gas flows via the feed line of the reducing gas supply unit supplied within the reduction shaft body, but away from the interior for receiving the metal oxide-containing particulate material in the Reduktionsgaszuschreibaji.
  • the reducing gas which is supplied via the feed line of the reducing gas supply unit, thus discharges within the outer steel shell of the reduction shaft body, but not in the interior for receiving the metal oxide-containing particulate material.
  • Offside is to be understood as spatially separated. This is the case, for example, if a partial section of an internal bustle channel present in an already existing reduction shaft body in the refractory lining is used with Bustleslots as reduction gas supply unit.
  • the remaining Bustle canal with Bustleslots is walled in such a case against the reducing gas supply unit and no longer used for reducing gas supply.
  • the reducing gas flows via the feed line of the reducing gas supply unit outside the reduction shaft body into the reducing gas supply unit.
  • the reducing gas which is supplied via the feed line of the reducing gas supply unit, thus discharges from the inner space for receiving the metal oxide-containing lumpy material as seen beyond the outer steel shell of the reduction shaft body.
  • the reducing gas when entering the reducing gas supply unit, has a flow direction inclined downward in the direction of the reducing gas supply unit.
  • the flow direction has an angle to the horizontal of at least 5 °, more preferably at least 15 °, most preferably at least 30 °.
  • the flow direction is given by the inclination of the opening into the reducing gas supply unit portion of the feed line.
  • FIG. 1 shows schematically and by way of example an embodiment of a device according to the invention for the reduction of metal oxide-containing lumpy Good by direct reduction using a reducing gas, in which Reduktionsgaszuschreibajien 1 outside the reduction shaft body 2 - is shown for clarity, only the portion of the reduction shaft body 2, in which Reduktionsgaszuschreibajien 1 are , They lie from the not visible behind the plane of the paper interior for receiving the metal oxide lumpy good from beyond the outer steel shell 3 of the substantially cylindrical reduction shaft body.
  • the reducing gas supply pipe 4 for supplying the reducing gas to the reduction shaft body 2 forms a ring pipe around the reduction shaft body 2.
  • the reducing gas supply units 1 are suitable for conducting reducing gas into a space below the reducing gas channel body 6, which is shown in FIG. 2 making a cut through a section of the FIG. 1 represents, is visible. Also visible in FIG. 2 in that the mouth 7 of the feed line 5a is arranged partially in horizontal viewing next to the reducing gas channel 6, and partly below the reducing gas channel 6. Likewise is from the FIGS. 1 and 2 it can be seen that the feed lines 5a, 5b have a gradient in the direction of the mouth 7 into the reducing gas supply unit 1.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show analogously to FIG. 1 and FIG. 2 how the Reduktionsgaszuzentechnik is located within the reduction well body 8 and its outer steel shell 9, but away from the interior 10 for receiving metal oxide-containing particulate material. It lies in the refractory lining 11; it is formed by a bricked area of a bustle channel 12 with bust slots 12 present in the refractory lining 11 of an existing reduction shaft body 8.
  • the feed line 13 opens above the reducing gas channel body 14.
  • An Abmautation 17 Bustlekanal is unlike the refractory lining 11 shown hatched.
  • FIG. 5 shows a variant of in Figures 3 and 4 illustrated embodiment with reducing gas supply unit within the reduction well body 15, namely a bricked part of an internal Bustlekanals in the refractory lining, which is visible as a protruding bulge.
  • reducing gas supply unit within the reduction well body 15, namely a bricked part of an internal Bustlekanals in the refractory lining, which is visible as a protruding bulge.
  • two feed lines 16a, 16b open on horizontal viewing adjacent to the respective reduction gas channel body 18.

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Abstract

Vorrichtung zur Reduktion von metalloxidhaltigem stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases mit Zufuhr des gesamten Reduktionsgases aus einer Reduktionsgaszufuhrleitung (4) in den Innenraum (10) eines Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) mit zumindest einem Reduktionsgaskanalkörper (6,14,18), der teilabschnittsweise aus dem Innenraum (10) des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) heraus in zumindest eine Reduktionsgaszufuhreinheit (1) zur Leitung von Reduktionsgas in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers (6,4,18) ragt. Pro Reduktionsgaskanalkörper (6,4,18) ist zumindest eine Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) zur Leitung des Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung (4) zu dem Reduktionsgaskanalkörper (6,14,18) vorhanden, wobei die Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) mit einer Mündung (7) in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) des Reduktionsgaskanalkörpers (6,14,18) mündet. Dabei ist die Mündung (7) gemäß zumindest einem Mitglied aus der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern - zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18), - zumindest teilweise bei horizontale Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper (6,14,18), - zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18), angeordnet.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtung und Verfahren zur Reduktion von metalloxidhaltigem stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases.
    • Stand der Technik
  • Zur Reduktion von metalloxidhaltigem Gut ist es bekannt, in einen Reduktionsschachtkörper eingefülltes stückiges Gut einer Direktreduktion mittels eines zugeführten Reduktionsgases zu unterwerfen. Derartige Direktreduktionsschritte werden beispielsweise bei MIDREX ®-Verfahren an Eisenerzpellets, bei COREX ® - Verfahren an stückigem Eisenerz, oder bei FINEX® - Verfahren an heiß kompaktiertem Eisen HCI durchgeführt. Reduktionsgaszufuhr in den Innenraum des Reduktionsschachtkörpers erfolgt dabei beispielswiese wie in WO9747773 , WO2013156548 oder WO2009000409 beschrieben über einen Bustlekanal mit sogenannten Bustleslots und/oder mittels Reduktionsgaskanalkörpern gebildeten Kanälen in der Schüttung aus stückigem Gut. Bustlekanäle mit Bustleslots in der feuerfesten Ausmauerung eines Reduktionsschachtkörpers sind aufwändig herzustellen. Gegenüber Kanälen in der Schüttung bergen Bustlekanäle mit Bustleslots auch größeres Verstopfungsrisiko durch Staubeintrag mit dem Reduktionsgas. Zudem verteilen sie das Reduktionsgas weniger gleichmäßig über den Querschnitt des Reduktionsschachtkörpers, da sie am Umfang in die Schüttung münden, während Kanäle unter den Reduktionsgaskanalkörpern sich in der Schüttung vom Umfang weg in das Innere der Schüttung erstrecken. Über die Art der Zufuhr von Reduktionsgas zu den Reduktionsgaskanalkörpern bei Verzicht auf einen Bustlekanal gibt der Stand der Technik keine Auskunft.
    • Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen die Zufuhr von Reduktionsgas zu einem Reduktionsgaskanalkörper beziehungsweise in den unter dem Reduktionsgaskanalkörper in der Schüttung gebildeten Kanal erfolgen kann.
    • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Reduktion von metalloxidhaltigem, bevorzugt eisenoxidhaltigem, stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases,
    mit einem Reduktionsschachtkörper mit Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes,
    mit einer Reduktionsgaszufuhrleitung zur Zufuhr des Reduktionsgases zum Reduktionsschachtkörper,
    und
    zur Zufuhr des gesamten Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung
    in den Innenraum des Reduktionsschachtkörpers mit zumindest einem Reduktionsgaskanalkörper,
    der teilabschnittsweise aus dem Innenraum des Reduktionsschachtkörper heraus in zumindest eine Reduktionsgaszufuhreinheit zur Leitung von Reduktionsgas in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers ragt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    pro Reduktionsgaskanalkörper zumindest eine Speiseleitung zur Leitung des Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung zu dem Reduktionsgaskanalkörper vorhanden ist, wobei die Speiseleitung mit einer Mündung in die Reduktionsgaszufuhreinheit des Reduktionsgaskanalkörpers mündet,
    wobei die Mündung gemäß zumindest einem Mitglied aus der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern
    • zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers,
    • zumindest teilweise bei horizontale Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper,
    • zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers,
    angeordnet ist.
  • Das metalloxidhaltige stückige Gut ist bevorzugt eisenoxidhaltiges stückiges Gut.
  • Der Reduktionsschachtkörper kann beispielsweise ein Direktreduktionsschacht beispielsweise einer MIDREX®-Anlage, oder ein HCI-Bin einer FINEX®-Anlage, oder ein Reduktionsschacht einer COREX®-Anlage sein.
    Der Reduktionsschachtkörper weist eine äußere Stahlhülle, sowie in dem von der Stahlhülle umgrenzten Raum - also innerhalb des Reduktionsschachtkörpers - an die Stahlhülle anschließend eine feuerfeste Ausmauerung auf. Durch die feuerfeste Ausmauerung wird der Innenraum begrenzt, welcher zur
    Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes dient.
  • Reduktionsgas wird durch eine Reduktionsgaszufuhrleitung zum Reduktionsschachtkörper geführt. Um das gesamte Reduktionsgas aus der Reduktionsgaszufuhrleitung in den das stückige Gut aufnehmenden Innenraum des Reduktionsschachtkörpers zu leiten, ist zumindest ein Reduktionsgaskanalkörper vorhanden.
  • Es können auch mehrere Reduktionsgaskanalkörper vorhanden sein. Der Reduktionsgaskanalkörper ist zur Ausbildung eines Freiraumes in der Schüttung aus stückigem Gut geeignet. Im Betrieb strömt das Reduktionsgas durch den Freiraum in die Schüttung. Der Reduktionsgaskanalkörper ragt mit einem Abschnitt seiner Längserstreckung, also teilabschnittsweise, in eine Reduktionsgaszufuhreinheit. Selbstverständlich ragt er auch in den das stückige Gut aufnehmenden Innenraum des Reduktionsschachtkörpers; aus diesem Innenraum heraus ragt er auch in die Reduktionsgaszufuhreinheit.
    Die Reduktionsgaszufuhreinheit ist geeignet zur Leitung des Reduktionsgases in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers; bevorzugt senkrecht unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers, so dass im Betrieb Reduktionsgas in einen senkrecht unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers ausgebildeten Freiraum in der Schüttung strömt.
  • Ein Reduktionsgaskanalkörper ist bevorzugt ein längliches Rohr. Bezüglich Ausführung eines Reduktionsgaskanalkörpers wird auf die WO2013156548 verwiesen, deren Offenbarung dazu von der vorliegenden Anmeldung mit umfasst ist.
  • Zur Leitung des Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung zu einem Reduktionsgaskanalkörper ist pro Reduktionsgaskanalkörper zumindest eine Speiseleitung vorhanden. Eine Speiseleitung mündet in die Reduktionsgaszufuhreinheit des betreffenden Reduktionsgaskanalkörpers.
    Die Mündung einer Speiseleitung in die Reduktionsgaszufuhreinheit ist auf zumindest eine der drei folgenden Arten angeordnet:
    • Mündung zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaszufuhrkörpers.
    • Mündung zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaszufuhrkörpers.
    • Mündung bei horizontaler Betrachtung zumindest teilweise neben dem Reduktionsgaskanalkörpers.
  • Bei der letztgenannten Variante ist gemeint in Richtung der Längsachse des Reduktionsgaskanalkörpers gesehen; nicht umfasst ist in der letztgenannten Variante in der Verlängerung der Längsachse des Reduktionsgaskanalkörpers, also stirnseitig, neben dem Reduktionsgaskanalkörper. Umfasst sind von den drei genannten Varianten also Mündungen am Umfang des Reduktionsgaskanalkörpers, nicht jedoch an seiner nach außen gewandten Stirnseite.
    • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Die aufgezählten drei Varianten sind gegenüber einer Mündung in der Verlängerung der Längsachse des Reduktionsgaskanalkörpers von der Längsachse des Reduktionsschachtkörpers aus gesehen - also stirnseitig - radial betrachtet platzsparender.
    Mit einer oder mehreren der drei genannten Varianten kann die Einspeisung von Reduktionsgas den Platzverhältnissen um einen speziellen Reduktionsschachtkörper optimal entsprechend gewählt werden. Das ist besonders günstig beim Umbau bestehender Reduktionsschachtkörper auf die in dieser Anmeldung vorgestellte Lösung, da dort der verfügbare Platz durch bereits bestehende andere Aggregate und Vorrichtungsteile in verschiedene Richtungen stark begrenzt sein kann.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Reduktionsgaszufuhreinheit innerhalb des Reduktionsschachtkörpers, aber abseits des Innenraums zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes. Sie liegt also innerhalb des von der äußeren Stahlhülle umschlossenen Raumes, aber nicht in dem Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes. Abseits ist als räumlich getrennt zu verstehen.
    Das ist beispielsweise der Fall, wenn ein Teilabschnitt eines bei einem bereits existierenden Reduktionsschachtkörper in der Feuerfestausmauerung vorhandenen internen Bustlekanals mit Bustleslots als Reduktionsgaszufuhreinheit genutzt wird.
  • Der restliche Bustlekanal mit Bustleslots wird in so einem Fall gegenüber der Reduktionsgaszufuhreinheit abgemauert und nicht mehr zur Reduktionsgaszufuhr genutzt.
  • Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegt die Reduktionsgaszufuhreinheit außerhalb des Reduktionsschachtkörpers. Sie liegt also vom Innenraum aus gesehen jenseits der äußeren Stahlhülle des, vorzugsweise im Wesentlichen zylindrischen, Reduktionsschachtkörpers.
    Das ist beispielsweise der Fall, wenn der Reduktionsschachtkörper neu gebaut wird. Die innere Feuerfestausmauerung ist in diesem Fall einfach zu bewerkstelligen, da keine komplizierten Geometrien für eine Reduktionsgaszufuhreinheit in der Feuerfestausmauerung angelegt werden müssen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat zumindest ein die Mündung umfassender Teilbereich der Speiseleitung, bevorzugt die gesamte Speiseleitung, ein Gefälle mit tiefstem Punkt am mündungsseitigen Ende der Speiseleitung. Dadurch wird die Ablagerung von Staub in der Speiseleitung, und daraus resultierende Verstopfungsgefahr, vermindert. Bevorzugt hat das Gefälle einen Winkel gegenüber der Horizontalen von mindestens 5°, besonders bevorzugt mindestens 15°, ganz besonders bevorzugt mindestens 30°.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren zur Reduktion einer Schüttung aus metalloxidhaltigem, bevorzugt eisenoxidhaltigem, stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases, wobei das gesamte Reduktionsgas aus einer Reduktionsgaszufuhrleitung mittels zumindest eines, zur Ausbildung eines Freiraumes in der Schüttung geeigneten, Reduktionsgaskanalkörpers in die Schüttung eingeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Reduktionsgas jeweils über eine Reduktionsgaszufuhreinheit in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers geleitet wird,
    und das Reduktionsgas über zumindest eine von der Reduktionsgaszufuhrleitung ausgehende Speiseleitung der Reduktionsgaszufuhreinheit zugeführt
    gemäß zumindest einem Mitglied der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern
    • zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers,
    • zumindest teilweise bei horizontale Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper,
    • zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers,
    in die Reduktionsgaszufuhreinheit mündet.
  • Die Direktreduktion findet in einem Reduktionsschachtkörper mit Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes statt.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform mündet das Reduktionsgas über die Speiseleitung der Reduktionsgaszufuhreinheit zugeführt innerhalb des Reduktionsschachtkörpers, aber abseits des Innenraums zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes in die Reduktionsgaszufuhreinheit. Das Reduktionsgas, das über die Speiseleitung der Reduktionsgaszufuhreinheit zugeführt wird, mündet also zwar innerhalb der äußeren Stahlhülle des Reduktionsschachtkörpers, aber nicht im Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes. Abseits ist als räumlich getrennt zu verstehen.
    Das ist beispielsweise der Fall, wenn ein Teilabschnitt eines bei einem bereits existierenden Reduktionsschachtkörper in der Feuerfestausmauerung vorhandenen internen Bustlekanals mit Bustleslots als Reduktionsgaszufuhreinheit genutzt wird. Der restliche Bustlekanal mit Bustleslots wird in so einem Fall gegenüber der Reduktionsgaszufuhreinheit abgemauert und nicht mehr zur Reduktionsgaszufuhr genutzt.
  • Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform mündet das Reduktionsgas über die Speiseleitung der Reduktionsgaszufuhreinheit zugeführt außerhalb des Reduktionsschachtkörpers in die Reduktionsgaszufuhreinheit.
    Das Reduktionsgas, das über die Speiseleitung der Reduktionsgaszufuhreinheit zugeführt wird, mündet also vom Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes aus gesehen jenseits der äußeren Stahlhülle des Reduktionsschachtkörpers. Das gewährt einen Vorteil, wenn der Reduktionsschachtkörper neu gebaut wird. Die innere Feuerfestausmauerung ist in diesem Fall einfach zu bewerkstelligen, da keine komplizierten Geometrien für eine Reduktionsgaszufuhreinheit in der Feuerfestausmauerung angelegt werden müssen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat das Reduktionsgas beim Eintritt in die Reduktionsgaszufuhreinheit eine in Richtung Reduktionsgaszufuhreinheit abwärts geneigte Strömungsrichtung. Dadurch wird die Ablagerung von Staub in der Speiseleitung, und daraus resultierende Verstopfungsgefahr, vermindert. Bevorzugt hat die Strömungsrichtung einen Winkel gegenüber der Horizontalen von mindestens 5°, besonders bevorzugt mindestens 15°, ganz besonders bevorzugt mindestens 30°. Die Strömungsrichtung ist gegeben durch die Neigung des in die Reduktionsgaszufuhreinheit mündenden Teilbereichs der Speiseleitung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer schematischer beispielhafter Figuren von Ausführungsformen beschrieben.
    • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der Reduktionsgaszufuhreinheiten außerhalb des Reduktionsschachtkörpers liegen.
    • Figur 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teilbereich der Figur 1.
    • Figuren 3 und 4 zeigen in zu Figuren 1 und 2 analogen Ansichten Ausführungsformen, bei denen Reduktionsgaszufuhreinheiten innerhalb des Reduktionsschachtkörpers abseits des Innenraums zur Aufnahme von metalloxidhaltigem stückigen Gut liegen.
    • Figur 5 zeigt eine Variante der Ausführungsform mit Reduktionsgaszufuhreinheit innerhalb des Reduktionsschachtkörpers mit Mündungen der Speiseleitungen neben dem Reduktionsgaskanalkörper.
    Beschreibung der Ausführungsformen Beispiele
  • Figur 1 zeigt schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Reduktion von metalloxidhaltigem stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases, in welcher Reduktionsgaszufuhreinheiten 1 außerhalb des Reduktionsschachtkörpers 2 liegen - dargestellt ist zur besseren Übersichtlichkeit lediglich der Teilabschnitt des Reduktionsschachtkörpers 2, in dem sich Reduktionsgaszufuhreinheiten 1 befinden. Sie liegen vom nicht sichtbar hinter der Papierebene liegenden Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes aus gesehen jenseits der äußeren Stahlhülle 3 des im Wesentlichen zylindrischen Reduktionsschachtkörpers 2.
    Es sind mehrere, bevorzugt im Wesentlichen zylindrisch ausgeführte, Reduktionsgaskanalkörper vorhanden, die mit ihren dem Innenraum abgewandten Endabschnitten aus dem Reduktionsschachtkörper 2 herausragen; entsprechend sind auch mehrere Reduktionsgaszufuhreinheiten 1 dargestellt, in welche die bis auf ihren außerhalb des Reduktionsschachtkörpers 2 liegenden äußeren Endabschnitt 6' nicht dargestellten Reduktionsgaskanalkörper 6 hineinragen.
    Die Reduktionsgaszufuhrleitung 4 zur Zufuhr des Reduktionsgases zum Reduktionsschachtkörper 2 bildet eine Ringleitung um den Reduktionsschachtkörper 2 herum. Pro Reduktionsgaskanalkörper 6 sind zwei Speiseleitungen 5a,5b zur Leitung des Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung 4 zu dem Reduktionsgaskanalkörper 6 vorhanden, wobei die Speiseleitungen 5a,5b in die Reduktionsgaszufuhreinheit 1 des jeweiligen Reduktionsgaskanalkörpers 6 münden.
    Die Reduktionsgaszufuhreinheiten 1 sind geeignet zur Leitung von Reduktionsgas in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers 6, was in Figur 2, die einen Schnitt durch einen Teilbereich der Figur 1 darstellt, sichtbar ist. Ebenfalls sichtbar ist in Figur 2, dass die Mündung 7 der Speiseleitung 5a teilweise bei horizontaler Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper 6, und teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers 6 angeordnet ist. Ebenso ist aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, dass die Speiseleitungen 5a,5b ein Gefälle in Richtung Mündung 7 in die Reduktionsgaszufuhreinheit 1 haben.
  • Figur 3 und Figur 4 zeigen analog zu Figur 1 und Figur 2, wie die Reduktionsgaszufuhreinheit innerhalb des Reduktionsschachtkörpers 8 beziehungsweise seiner äußeren Stahlhülle 9, aber abseits des Innenraums 10 zur Aufnahme von metalloxidhaltigem stückigen Gut liegt. Sie liegt in der Feuerfestausmauerung 11; sie ist durch einen abgemauerten Bereich eines in der Feuerfestausmauerung 11 eines existierenden Reduktionsschachtkörpers 8 vorhandenen Bustlekanals 12 mit Bustleslots gebildet. Die Speiseleitung 13 mündet oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers 14.
    Eine Abmauerung 17 im Bustlekanal ist anders als die Feuerfestausmauerung 11 schraffiert dargestellt.
  • Figur 5 zeigt eine Variante der in Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform mit Reduktionsgaszufuhreinheit innerhalb des Reduktionsschachtkörpers 15, nämlich einem abgemauerten Teil eines internen Bustlekanals in der Feuerfestausmauerung, der als hervorstehende Ausbuchtung sichtbar ist. Pro Reduktionsgaszufuhreinheit münden zwei Speiseleitungen 16a,16b bei horizontale Betrachtung neben dem jeweiligen Reduktionsgaskanalköper 18.
  • 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.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Reduktionsgaszufuhreinheit
    2
    Reduktionsschachtkörper
    3
    Stahlhülle
    4
    Reduktionsgaszufuhrleitung
    5a, 5b
    Speiseleitungen
    6
    Reduktionsgaskanalköper
    6'
    Äußerer Endabschnitt des Re- duktionsgaskanalkörpers 6
    7
    Mündung der Speiseleitung
    8
    Reduktionsschachtkörper
    9
    Stahlhülle
    10
    Innenraum zur Aufnahme von metalloxidhaltigem stückigen Gut
    11
    Feuerfestausmauerung
    12
    Bustlekanal
    13
    Speiseleitung
    14
    Reduktionsgaskanalkörper
    15
    Reduktionsschachtkörper
    16a, 16b
    Speiseleitungen
    17
    Abmauerung
    18
    Reduktionsgaskanalkörper
    Liste der Anführungen Patentliteratur

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Reduktion von metalloxidhaltigem, bevorzugt eisenoxidhaltigem, stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases,
    mit einem Reduktionsschachtkörper (2,8,15) mit Innenraum zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes,
    mit einer Reduktionsgaszufuhrleitung (4) zur Zufuhr des Reduktionsgases zum Reduktionsschachtkörper (2,8,15),
    und
    zur Zufuhr des gesamten Reduktionsgases
    aus der Reduktionsgaszufuhrleitung (4)
    in den Innenraum (10) des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) mit zumindest einem Reduktionsgaskanalkörper (6,14,18),
    der teilabschnittsweise aus dem Innenraum (10) des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) heraus in zumindest eine Reduktionsgaszufuhreinheit (1) zur Leitung von Reduktionsgas in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers (6,4,18) ragt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    pro Reduktionsgaskanalkörper (6,4,18) zumindest eine Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) zur Leitung des Reduktionsgases aus der Reduktionsgaszufuhrleitung (4) zu dem Reduktionsgaskanalkörper (6,14,18) vorhanden ist, wobei die Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) mit einer Mündung (7) in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) des Reduktionsgaskanalkörpers (6,14,18) mündet,
    wobei die Mündung (7) gemäß zumindest einem Mitglied aus der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern
    - zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18),
    - zumindest teilweise bei horizontale Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper (6,14,18),
    - zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18),
    angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) innerhalb des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15), aber abseits des Innenraums (10) zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) außerhalb des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) liegt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein die Mündung (7) umfassender Teilbereich der Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b), bevorzugt die gesamte Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b), ein Gefälle mit tiefstem Punkt am mündungsseitigen Ende der Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) hat.
  5. Verfahren zur Reduktion einer Schüttung aus metalloxidhaltigem, bevorzugt eisenoxidhaltigem, stückigen Gut durch Direktreduktion unter Verwendung eines Reduktionsgases, wobei das gesamte Reduktionsgas aus einer Reduktionsgaszufuhrleitung (4) mittels zumindest eines, zur Ausbildung eines Freiraumes in der Schüttung geeigneten, Reduktionsgaskanalkörpers (6,14,18) in die Schüttung eingeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Reduktionsgas jeweils über eine Reduktionsgaszufuhreinheit (1) in einen Raumbereich unterhalb des Reduktionsgaskanalkörpers (6,14,18) geleitet wird,
    und das Reduktionsgas über zumindest eine von der Reduktionsgaszufuhrleitung (4) ausgehende Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) der Reduktionsgaszufuhreinheit (1) zugeführt
    gemäß zumindest einem Mitglied der Gruppe bestehend aus den Mitgliedern
    - zumindest teilweise oberhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18),
    - zumindest teilweise bei horizontale Betrachtung neben dem Reduktionsgaskanalköper (6,14,18),
    - zumindest teilweise unterhalb des Reduktionsgaskanalköpers (6,14,18),
    in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) mündet.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Direktreduktion in einem Reduktionsschachtkörper (2,8,15) mit Innenraum (10) zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes stattfindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reduktionsgas über die Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) der Reduktionsgaszufuhreinheit (1) zugeführt innerhalb des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15), aber abseits des Innenraums (10) zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) mündet.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Direktreduktion in einem Reduktionsschachtkörper (2,8,15) mit Innenraum (10) zur Aufnahme des metalloxidhaltigen stückigen Gutes stattfindet,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas über die Speiseleitung (5a,5b,13,16a,16b) der Reduktionsgaszufuhreinheit (1) zugeführt
    außerhalb des Reduktionsschachtkörpers (2,8,15) in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) mündet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas beim Eintritt in die Reduktionsgaszufuhreinheit (1) eine in Richtung Reduktionsgaszufuhreinheit (1) abwärts geneigte Strömungsrichtung hat.
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