EP4685244A1 - Verfahren zum betreiben eines direktreduktionsreaktors in einem integrierten hüttenwerk - Google Patents

Verfahren zum betreiben eines direktreduktionsreaktors in einem integrierten hüttenwerk

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EP4685244A1
EP4685244A1 EP24191114.8A EP24191114A EP4685244A1 EP 4685244 A1 EP4685244 A1 EP 4685244A1 EP 24191114 A EP24191114 A EP 24191114A EP 4685244 A1 EP4685244 A1 EP 4685244A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
reactor
converter
reduction
direct reduction
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.)
Pending
Application number
EP24191114.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nils JÄGER
Julian Suer
Boris Kohnen
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Priority to PCT/EP2025/069928 priority patent/WO2026021897A1/de
Publication of EP4685244A1 publication Critical patent/EP4685244A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
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    • C21B2100/80—Interaction of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel with other processes

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a direct reduction reactor in an integrated steelworks, comprising at least one direct reduction reactor for directly reducing ferrous oxides to directly reduced ferrous oxides and generating reactor gas, at least one electric arc furnace for melting the directly reduced ferrous oxides to pig iron and generating electric arc furnace gas, and at least one converter for refining pig iron to crude steel or steel and generating converter gas, wherein at least a portion of the reactor gas discharged from the direct reduction reactor is recirculated, heated in at least one reduction gas heater or in at least one reformer, and returned to the direct reduction reactor as reduction gas.
  • the object of the present invention is to further develop a generic process in such a way that the energetically and materially valuable process gases present in an existing integrated steelworks can be used in an economically optimized manner.
  • oxide iron carriers such as iron ore
  • a reducing gas containing hydrogen or proportions of carbon monoxide and hydrogen and/or methane, and optionally aliphatic compounds such as For example, it may contain methanol/ethanol, directly reduced iron supports, and a reactor gas.
  • the reactor gas may contain unreacted components of carbon monoxide and/or hydrogen and/or methane, and may also contain carbon dioxide and/or water vapor.
  • the directly reduced iron carriers are melted into pig iron in at least one melter, and an electric furnace gas is produced as a byproduct, which may contain reactive components of hydrogen and carbon monoxide.
  • the pig iron is converted into crude steel or steel in at least one converter, in particular an oxygen converter, by refining, i.e., by removing primarily carbon, sulfur and/or phosphorus. This process produces converter gas, which may contain significant amounts of carbon monoxide.
  • the electric furnace gas and/or the converter gas discharged from the electric furnace is at least partially added to the reduction gas after leaving the reduction gas heater or the reformer and/or introduced directly into the direct reduction reactor and/or directly into the reformer, wherein the electric furnace gas and/or converter gas has a temperature of at least 700 °C.
  • converter gas only converter gas, only electric arc furnace gas, or a combination of converter gas and electric arc furnace gas can be added or mixed with the reducing gas after it leaves the reducing gas heater or reformer, which can have a temperature between 700 and 1100 °C.
  • the reducing gas can be additionally "boosted.”
  • only converter gas, only electric furnace gas, or a combination of converter gas and electric furnace gas can be introduced directly into the direct reduction reactor. so that mixing with the reducing gas can only take place in the direct reduction reactor.
  • only converter gas or only electric furnace gas or a combination of converter gas and electric furnace gas can be introduced directly into the reformer, so that a mixture with the reactor gas can take place in the reformer and to reform any components of carbon dioxide and water vapor contained in the electric furnace gas and/or converter gas into hydrogen and carbon monoxide in the reformer.
  • the mixture of exhausted converter gas and exhausted electric arc furnace gas, or the exhausted converter gas alone, contains essentially carbon monoxide components that are ideally suited for direct reduction. This reduces or even completely eliminates the need for fresh gas, i.e., the external supply of methane (natural gas) and/or hydrogen, where the carbon monoxide content is dominant, meaning that at least 25 vol%, in particular at least 30 vol%, preferably at least 35 vol%, more preferably at least 40 vol%, particularly preferably at least 45 vol%, and more preferably at least 55 vol% carbon monoxide is present, in order to maintain the existing cycle.
  • the electric arc furnace gas can therefore contain at least 20 vol%, in particular at least 25 vol%, preferably at least 30 vol%, and more preferably at least 35 vol% hydrogen.
  • the hydrogen content can be further adjusted, for example, by introducing steam.
  • the electric furnace gas and/or the converter gas can have a temperature of, in particular, at least 800 °C, preferably at least 900 °C, more preferably at least 1000 °C, and most preferably at least 1100 °C.
  • the temperature can be a maximum of 2000 °C, in particular a maximum of 1800 °C, and more preferably a maximum of 1600 °C.
  • the temperature of the electric furnace gas and/or the converter gas can also be increased, if necessary, by suitable means, in particular by electrically operated means, for example by at least 30 K.
  • the medium preferably electrically, is brought to a temperature of at least 700 °C.
  • An electric furnace is an electric melter and is preferably an OSBF (Open Slag Bath Furnace) type furnace.
  • SAF furnaces the electrodes are immersed in the feedstock and/or the liquid phase, particularly in the liquid slag.
  • electric reduction furnaces can be designed as alternating current (AC) arc reduction furnaces (SAFac) or direct current (DC) arc reduction furnaces (SAFdc).
  • the direct reduction reactor can be divided into two or three sections: a pre-reduction section, a final reduction section, and optionally a carburizing section.
  • the iron oxides pass through these sections in the aforementioned order, while the reducing gas, introduced into the final reduction section, flows in the opposite direction.
  • the direct reduction reactor is preferably a shaft furnace
  • the pre-reduction section is located in the upper part of the furnace, where the iron oxides are introduced and pre-reduced. They then pass (by gravity) into the final reduction section, located in the middle part of the furnace, where the iron oxides are essentially fully reduced. Finally, they migrate (by gravity) to the carburizing section in the lower part of the furnace, where a carbon-containing gas is typically introduced to carburize the directly reduced iron oxides.
  • gas exchange between the carburizing area and the final reduction area is generally avoided in the lower section.
  • the electric arc furnace gas and/or converter gas can be introduced directly into the pre-reduction section of the direct reduction reactor.
  • This allows the introduced oxide iron supports to be brought up to temperature more quickly compared to heating them solely with hot (700 to 1100 °C) reducing gas, so that, for example, a minimum temperature of preferably 570 °C for the oxide iron supports can be reached more rapidly.
  • This can be achieved to promote the reduction of hematite via magnetite to wüstite and finally to directly reduced iron carriers.
  • the electric arc furnace gas and/or converter gas can be introduced directly into the final reduction section of the direct reduction reactor. This allows, in particular, a high metallization of the directly reduced iron carriers to be achieved and preferably reduces the input of primary energy (fossil, biogenic, or green/renewable hydrogen) into the system.
  • the electric arc furnace gas and/or converter gas can be introduced directly into the carburizing section of the direct reduction reactor. Due to the high temperature, there is a high reactivity with the directly reduced iron supports, and carbon from the carbon monoxide content of the electric arc furnace gas and/or converter gas can form on the iron supports in the form of Fe3C , or carbon can be deposited on and within the directly reduced iron supports.
  • gas transfer from the carburizing section to the final reduction section, and thus mixing with the reducing gas supplied to the final reduction section, can be permitted.
  • the reactor gas discharged from the direct reduction reactor contains unreacted components, in particular compounds or mixtures of carbon and oxygen (CO, CO2 ), methane ( CH4 ), hydrogen ( H2 ) and/or water vapor ( H2O ), as well as process-related unavoidable impurities.
  • unreacted components in particular compounds or mixtures of carbon and oxygen (CO, CO2 ), methane ( CH4 ), hydrogen ( H2 ) and/or water vapor ( H2O ), as well as process-related unavoidable impurities.
  • the reactor gas discharged from the direct reduction reactor is dehumidified.
  • the discharged reactor gas is passed through a unit, for example a condenser, and cooled accordingly, so that the water vapor contained in the reactor gas condenses and is thus separated from the reactor gas.
  • a unit for example a condenser
  • the reactor gas is "dehumidified.” This improves the quality of the reactor gas.
  • CO2 content contained in the dehumidified reactor gas is separated, which is then used again as a reduction gas or as the dominant part or main part of the reduction gas, essentially as carbon dioxide-free reactor gas.
  • the dehumidified reactor gas is fed back into the direct reduction reactor. It is then passed through a unit where compounds or mixtures of carbon and oxygen, such as carbon dioxide ( CO2 ), are separated.
  • This separation can be achieved, for example, through CO2 removal using amine scrubbing, carbonate scrubbing, membrane separation technology (such as selective membranes), or pressure swing absorption (PSA).
  • the carbon dioxide separated from the dehumidified reactor gas can be stored in a suitable environment, used in carbon capture and storage (CCS), or utilized as a raw material in a carbon capture and utilization (CCU) process.
  • CCS carbon capture and storage
  • CO2 carbon dioxide
  • the carbon dioxide ( CO2 ) can also be used as a potential recarburization gas or as a component of a potential recarburization gas in the recarburization section of the direct reduction reactor.
  • the reactor gas could be introduced into the at least one reformer without carbon dioxide separation and the contained carbon dioxide could be reformed to carbon monoxide and hydrogen with the addition of natural gas or methane in the reformer in order to add it back to the direct reduction reactor as reduction gas.
  • the reducing gas introduced into the direct reduction reactor for the direct reduction of the iron oxides to directly reduced iron is heated to a temperature between 700 and 1100 °C in at least one reducing gas heater or at least one reformer before being fed into the final reduction section of the direct reduction reactor.
  • a portion of the dehumidified reactor gas can be used as fuel gas or as an additive gas to a fuel gas, thus at least as a component of the fuel gas, to fire the reducing gas heater or the reformer.
  • up to 20%, particularly up to 16%, preferably up to 13%, and preferably up to 10% of the dehumidified reactor gas can be used at least partially as fuel gas. This allows, for example, process-related impurities in the quasi-closed system to be kept to a minimum, and an undesirable increase in impurities in the system can be counteracted by diverting some of the gas as fuel gas.
  • the integrated steelworks can also include a coking plant where coke can be produced for a blast furnace process.
  • the integrated steelworks can also include It must also include at least one blast furnace in which iron oxides are melted with coke and other additives to produce pig iron and slag.
  • the pig iron produced in the blast furnace can be further refined into crude steel or steel in the converter, either alongside or together with the pig iron from the electric arc furnace.
  • the portion of the reactor gas that is removed by dehumidification, optional carbon dioxide removal, and optional partial diversion must be replaced, at least in part, by fuel gas, i.e., the discharged mass flow, by at least electric arc furnace gas and/or converter gas, and if this cannot be sufficiently supplied, by additional fresh gas.
  • the fresh gas can be methane, for example natural gas or biomethane, etc., or hydrogen or a mixture thereof.
  • fresh gas can be supplied variably depending on the availability of electric arc furnace gas and/or converter gas. Since at least the converter is not operated continuously, converter gas is only available temporarily.
  • An electric arc furnace will also generally not be able to provide electric arc furnace gas 24/7, so, depending on the design and operating mode of a direct reduction plant, fresh gas can be supplied if, for example, excess converter gas and/or electric arc furnace gas cannot be (temporarily) stored to ensure essentially continuous operation of the direct reduction reactor.
  • the operating mode can also be adapted to the availability of electric arc furnace gas and/or converter gas so that as little fresh gas as possible needs to be supplied.
  • electric arc furnace gas and converter gas and, if applicable, fresh hydrogen are pre-mixed in such a way as to achieve a target composition and/or target temperature that is as constant as possible, so that the direct reduction plant can be operated as continuously as possible and/or without fluctuations in composition/temperature.
  • Figure 1 an example of a method according to the invention a schematic representation of an integrated steelworks for operating a direct reduction reactor.
  • the integrated steelworks (1) comprises at least one direct reduction reactor (2) for the direct reduction of iron oxide carriers (io) to directly reduced iron carriers (ri), at least one electric arc furnace (3) for melting the directly reduced iron carriers (ri) to pig iron, and at least one converter (4) for refining pig iron to crude steel or steel.
  • the integrated steelworks (1) may also include at least one coking plant for coking coal to produce coke and at least one blast furnace for melting iron oxide carriers with coke and other additives to produce pig iron.
  • the pig iron (HM) produced in the blast furnace can be further refined into steel in the converter (4), either alongside or together with the pig iron produced in the electric arc furnace (3).
  • the operation of the converter (4) produces converter gas (KG), which preferably contains carbon monoxide.
  • Oxide iron carriers (io) are introduced into a direct reduction reactor (2), which can be designed, for example, as a shaft furnace and is thus appropriately loaded at the top.
  • a direct reduction reactor (2) which can be designed, for example, as a shaft furnace and is thus appropriately loaded at the top.
  • the directly reduced iron carriers (ri) are removed and fed to an electric furnace (3) for melting the directly reduced iron carriers (ri), in particular with the addition of further additives, such as steel scrap and/or carbon carriers.
  • This operating mode produces an electric furnace gas (EG) in the electric furnace (3), which preferably contains carbon monoxide.
  • a preferably carbon monoxide-containing electric furnace gas (EG) can be generated or obtained, for example, if the electric furnace (3) is operated in a reducing atmosphere.
  • the method for operating an electric furnace (3) with a reducing atmosphere is known to those skilled in the art.
  • the steel refined in the converter (4) can be fed to secondary metallurgy in the integrated steelworks (1) as quickly as possible to process the desired steel and then cast into
  • the direct reduction reactor (2) In addition to oxide iron carriers (io), the direct reduction reactor (2) must also be supplied with a reduction gas (RG) to drive out the oxygen from the oxide iron carriers (io), which may consist of carbon-containing compounds and/or hydrocarbon-containing compounds and/or hydrogen or mixtures thereof and flows through the direct reduction reactor (2) in a countercurrent flow, in particular from bottom to top.
  • the reducing gas (RG) is heated to a required operating temperature, for example between 700 and 1100 °C, in a reducing gas heater (5) or in a reformer before being fed into the system.
  • the extracted reactor gas (TG) is dehumidified by passing it, for example, through a condenser and cooling it accordingly, so that the water vapor (H 2 O) contained in the reactor gas (TG) condenses and can thus be separated from the reactor gas (TG).
  • a portion of the dehumidified reactor gas (TG) can be used, at least in part, as fuel gas (BG) to fire at least one reduction gas heater (5) or the reformer.
  • the fuel gas (BG) diverted from the dehumidified reactor gas (TG) can be supplemented with another fuel gas if required.
  • Air and/or oxygen ( O2 ) serves as the oxidizer for the combustion process in the reduction gas heater (5) or in the reformer. If additional heat is required to achieve the operating temperature of the reduction gas (RG), electrical heating can be used if necessary (not shown here).
  • the reactor gas (TG) circulated in the cycle (I) can be further freed from carbon dioxide (CO2) after dehumidification by passing the dehumidified reactor gas (TG) through a suitable CO2 separation system.
  • CO2 carbon dioxide
  • Unused reducing gas, along with any gaseous reaction products, is discharged from the direct reduction reactor (2) as reactor gas (TG).
  • the discharged reactor gas (TG) may contain hydrogen ( H2 ), a compound or mixture of carbon and oxygen (CO, CO2 ), and/or at least one hydrogen-containing compound ( H2O ), as well as unavoidable impurities.
  • the discharged reactor gas (TG) is recirculated (I) back into the direct reduction reactor (2).
  • Fresh gas (FG) can be added not only to improve the reduction potential but also to compensate for the amount removed through dehumidification, optional partial diversion (at least partially as fuel gas (BG)), and optional carbon dioxide capture.
  • fresh gas (FG) can be added to reform the reactor gas (TG), which is then recycled in the reformer to convert the CO2 to CO and H2 .
  • the electric furnace gas (EG) discharged from the electric furnace (3) and/or the converter gas (KG) discharged from the converter (4) can be at least partially added to the reduction gas (RG) after leaving the reduction gas heater (5) or the reformer.
  • the electric furnace gas (EG) discharged from the electric furnace (3) and/or the converter gas (KG) discharged from the converter (4) can be introduced directly into the direct reduction reactor (2).
  • the electric furnace gas (EG) discharged from the electric furnace (3) and/or the converter gas (KG) discharged from the converter (4) can be introduced directly into the reformer, in particular to reform the H2O and CO2 contained therein.
  • the electric furnace gas (EG) and/or converter gas (KG) has a temperature of at least 700 °C. This allows at least some of the fresh gas (FG) or the fresh gas (FG) to be completely replaced.
  • the quantity of available electric arc furnace gas (EG) and converter gas (KG) can vary depending on the operating mode.
  • converter gas (KG) is not continuously available, and when available, the hot converter gas (KG) can be supplied at a temperature of Fresh gas (FG) must be temporarily supplied at a minimum of 700 °C. Therefore, fresh gas (FG) can be supplied variably as needed, depending on the availability of electric arc furnace gas (EG) and/or converter gas (KG).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Direktreduktionreaktors (2) in einem integrierten Hüttenwerk (1), umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Direktreduzieren von oxidischen Eisenträgern (io) zu direktreduzierten Eisenträgern (ri) und Erzeugung eines Reaktorgases (TG), mindestens einen Elektroofen (5) zum Einschmelzen des Eisenschwamms zu Roheisen und Erzeugung eines Elektroofengases (EG) und mindestens einen Konverter (4) zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl oder Stahl und Erzeugung eines Konvertergases (KG), wobei mindestens ein Teil des aus dem Direktreduktionsreaktor (1) abgeführten Reaktorgases (TG) im Kreislauf (I) geführt wird, in mindestens einem Reduktionsgaserwärmer (5) oder in mindestens einem Reformer erwärmt und in den Direktreduktionsreaktor (2) als Reduktionsgas (RG) wieder zugeführt wird, wobei das aus dem Elektroofen (5) abgeführte Elektroofengas (EG) und/oder das aus dem Konverter (4) abgeführte Konvertergas (KG) zumindest zu einem Teil dem Reduktionsgas (RG) nach Verlassen des Reduktionsgaserwärmers (5) oder des Reformers beigemengt wird und/oder direkt in den Direktreduktionsreaktor (2) und/oder direkt in den Reformer eingebracht wird, wobei das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) eine Temperatur von mindestens 700 °C aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Direktreduktionsreaktors in einem integrierten Hüttenwerk, umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor zum Direktreduzieren von oxidischen Eisenträgern zu direkt reduzierten Eisenträgern und Erzeugung eines Reaktorgases, mindestens einen Elektroofen zum Einschmelzen der direkt reduzierten Eisenträger zu Roheisen und Erzeugung eines Elektroofengases und mindestens einen Konverter zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl oder Stahl und Erzeugung eines Konvertergases, wobei mindestens ein Teil des aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführten Reaktorgases im Kreislauf geführt wird, in mindestens einem Reduktionsgaserwärmer oder in mindestens einem Reformer erwärmt und in den Direktreduktionsreaktor als Reduktionsgas wieder zugeführt wird.
  • Ein vergleichbares Verfahren zum Betreiben eines Direktreduktionsreaktors in einem integrierten Hüttenwerk ist beispielhaft in der EP 1 641 945 B1 offenbart. Es wird vorgeschlagen, Konvertergas mit Koksofengas aufgrund hoher H2- und CO-Gehalte einem recyclierenden Gas beizumengen, welche als Mischung zunächst auf eine Temperatur erwärmt werden muss, um anschließend in einen Direktreduktionsreaktor zum Reduzieren von Eisenerz rückgeführt werden zu können. Der im Direktreduktionsreaktor erzeugte direktreduzierte Eisenträger wird vollständig im Hochofen eingesetzt.
  • Einen analogen Ansatz offenbart auch die EP 0 258 208 B1 , wobei der direktreduzierte Eisenträger einem Konverter zugeführt wird und ein Überschuss davon einem Elektrolichtbogenofen zugeführt werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzuentwickeln, dass die in einem bestehenden integrierten Hüttenwerk vorhandenen energetisch und stofflich wertvollen Prozessgase wirtschaftlich optimiert genutzt werden können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
  • In mindestens einem Direktreduktionsreaktor werden aus oxidischen Eisenträgern, wie zum Beispiel Eisenerz, mittels eines Reduktionsgases, welches Wasserstoff oder Anteile an Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff und/oder Methan, und optional aliphatische Verbindungen wie zum Beispiel Methanol/Ethanol enthalten kann, direktreduzierte Eisenträger und ein Reaktorgas erzeugt. Das Reaktorgas kann unreagierte Bestandteile aus Kohlenstoffmonoxid und/oder Wasserstoff und/oder Methan enthalten, wobei zusätzlich Anteile an Kohlenstoffdioxid und/ oder Wasserdampf enthalten sein können.
  • Die direktreduzierten Eisenträger werden in mindestens einem Einschmelzer zu Roheisen erschmolzen und nebenbei wird ein Elektroofengas erzeugt, welches reaktive Bestandteile an Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid enthalten kann.
  • Das Roheisen wird in mindestens einem Konverter, insbesondere Sauerstoffkonverter, durch Raffinieren, somit durch Entziehen von insbesondere Kohlenstoff, Schwefel und/oder Phosphor in Rohstahl oder Stahl überführt. Dabei entsteht ein Konvertergas, welches Anteile an im Wesentlichen Kohlenstoffmonoxid enthalten kann.
  • Die einzelnen genannten Aggregate und entsprechenden Verfahren sind Stand der Technik und in der Praxis etablierte Prozesse. Somit kennt der Fachmann die Betriebsweise der einzelnen Aggregate.
  • Erfindungsgemäß wird das aus dem Elektroofen abgeführte Elektroofengas und/oder das aus dem Konverter abgeführte Konvertergas zumindest zu einem Teil dem Reduktionsgas nach Verlassen des Reduktionsgaserwärmers oder des Reformers beigemengt und/oder direkt in den Direktreduktionsreaktor und/oder direkt in den Reformer eingebracht, wobei das Elektroofengas und/oder Konvertergas eine Temperatur von mindestens 700 °C aufweist.
  • Somit kann nur Konvertergas oder nur Elektroofengas oder eine Kombination aus Konvertergas und Elektroofengas mit dem Reduktionsgas nach Verlassen des Reduktionsgaserwärmers oder des Reformers, welches eine Temperatur zwischen 700 und 1100 °C aufweisen kann, beigemengt bzw. gemischt werden. Je nach Temperatur des Elektroofengases und/oder Konvertergases, insbesondere wenn diese höher ist als die Temperatur des den Reduktionsgaserwärmer verlassende Reduktionsgases, kann ein zusätzliches "Boostern" des Reduktionsgases erfolgen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann nur Konvertergas oder nur Elektroofengas oder eine Kombination aus Konvertergas und Elektroofengas direkt in den Direktreduktionsreaktor eingebracht werden, so dass eine Mischung mit dem Reduktionsgas erst im Direktreduktionsreaktor erfolgen kann.
  • Alternativ oder zusätzlich kann nur Konvertergas oder nur Elektroofengas oder eine Kombination aus Konvertergas und Elektroofengas direkt in den Reformer eingebracht werden, so dass eine Mischung mit dem Reaktorgas im Reformer stattfinden kann und um eventuell im Elektroofengas und/oder Konvertergas enthaltene Bestandteile von Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf im Reformer zu Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid zu reformieren.
  • Die Mischung aus abgeführtem Konvertergas und aus abgeführtem Elektroofengas oder das abgeführte Konvertergas enthält im Wesentlichen Bestandteile an Kohlenstoffmonoxid, welche sich hervorragend für die Direktreduktion eignen, wobei dadurch ein Einsatz von Frischgas, somit externes Zuführen von Methan (Erdgas) und/oder Wasserstoff, wobei der Anteil an Kohlenstoffmonoxid dominiert, das heißt, dass mindestens 25 Vol.-%, insbesondere mindestens 30 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 35 Vol.-%, bevorzugt mindestens 40 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 45 Vol.-%, weiter bevorzugt mindestens 55 Vol.-% Kohlenstoffmonoxid enthalten ist, reduziert oder insbesondere auch vollständig vermieden werden kann, um den bestehenden Kreislauf aufrecht zu halten. Das Elektroofengas kann mithin mindestens 20 Vol.-%, insbesondere mindestens 25 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 30 Vol.-%, bevorzugt mindestens 35 Vol.-% Wasserstoff enthalten. Der Wasserstoffanteil kann beispielsweise durch das Einbringen von Dampf weiter eingestellt werden.
  • Das Elektroofengas und/oder das Konvertergas kann eine Temperatur von insbesondere mindestens 800 °C, vorzugsweise mindestens 900 °C, bevorzugt mindestens 1000 °C, besonders bevorzugt mindestens 1100 °C aufweisen. Die Temperatur kann maximal 2000 °C, insbesondere maximal 1800 °C, vorzugsweise maximal 1600 °C betragen.
  • Das Elektroofengas und/oder das Konvertergas kann bei Bedarf auch zusätzlich mit geeigneten Mitteln, insbesondere durch elektrisch betriebene Mittel, in der Temperatur erhöht werden, beispielsweise um mindestens 30 K.
  • Ist beispielsweise eine Direktbeaufschlagung von Elektroofengas und/oder Konvertergas nicht möglich und der Infrastruktur in einer integrierten Hütte geschuldet, kann ein zwischenzeitiges Abkühlen zugelassen werden, wobei das Elektroofengas und/oder Konvertergas über geeignete Mittel, vorzugsweise elektrisch, auf die Temperatur von mindestens 700 °C gebracht werden.
  • Der Elektroofen ist ein elektrischer Einschmelzer und kann bevorzugt ein Ofen der Gattung OSBF (Open Slag Bath Furnace) sein. Hierzu zählen Elektroreduktionsöfen, vor allem SAF (Submerged Electric Arc Furnace), welche Schmelzöfen mit Lichtbogen-Widerstandserwärmung sind, die Lichtbögen zwischen der Elektrode und dem Einsatzstoff und/oder der Flüssigphase bilden oder welche den Einsatzstoff und/oder die Flüssigphase mittels Joule-Effekt erwärmen. Beim SAF sind die Elektroden in den Einsatzstoff und/oder die Flüssigphase, insbesondere in die Flüssigschlacke eingetaucht. Je nach Funktionsprinzip/Betriebsweise können die Elektroreduktionsöfen als Wechselstrom-Lichtbogen-Reduktionsöfen (SAFac) oder Gleichstrom-Lichtbogen-Reduktionsöfen (SAFdc) ausgeführt sein.
  • Der Direktreduktionsreaktor kann in zwei bzw. drei Bereiche unterteilt werden, einem Vorreduktionsbereich, einem Fertigreduktionsbereich und optional einem sogenannten Aufkohlungsbereich, wobei die oxidischen Eisenträger diese Bereiche in der vorgenannten Reihenfolge durchwandern und das Reduktionsgas, welches in den Fertigreduktionsbereich eingebracht wird, in entgegengesetzter Richtung strömt. Ist der Direktreduktionsreaktor bevorzugt ein Schachtofen, so befindet sich der Vorreduktionsbereich im oberen Abschnitt des Schachtofens, in welchen die oxidischen Eisenträger eingebracht und vorreduziert werden, in den Fertigreduktionsbereich (durch Schwerkraft) gelangen, welcher sich im mittleren Abschnitt des Schachtofens befindet und in welchem die Eisenträger im Wesentlichen fertigreduziert werden, und (durch Schwerkraft) weiter wandern in den Aufkohlungsbereich im unteren Abschnitt des Schachtofens, in welchem in der Regel zusätzlich ein kohlenstoffhaltiges Gas eingebracht wird, um den direktreduzierten Eisenträger aufzukohlen. Beim konventionellen Aufkohlen durch zusätzliches Gas wird im unteren Abschnitt in der Regel ein Gasaustausch zwischen Aufkohlungsbereich und Fertigreduktionsbereich im Wesentlich vermieden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Elektroofengas und/oder Konvertergas direkt in den Vorreduktionsbereich des Direktreduktionsreaktors eingebracht werden. Dadurch können die eingebrachten oxidischen Eisenträger schneller auf Temperatur gebracht werden im Vergleich zur reinen Erwärmung mittels heißem (700 bis 1100 °C) Reduktionsgas, so dass beispielsweise eine Mindesttemperatur von vorzugsweise 570 °C der oxidischen Eisenträger schneller erreicht werden kann, um eine Reduktion von Hämatit über Magnetit zu Wüstit und schließlich zu direktreduzierten Eisenträgern zu begünstigen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Elektroofengas und/oder Konvertergas direkt in den Fertigreduktionsbereich des Direktreduktionsreaktors eingebracht werden. Dadurch kann insbesondere eine hohe Metallisierung der direktreduzierten Eisenträger erreicht werden und vorzugsweise der Eintrag von Primärenergie (fossil oder biogen oder grünem/regenerativem Wasserstoff) im System reduziert werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann das Elektroofengas und/oder Konvertergas direkt in den Aufkohlungsbereich des Direktreduktionsreaktors eingebracht werden. Aufgrund der hohen Temperatur ist eine hohe Reaktivität mit den direktreduzierten Eisenträgern gegeben und es kann sich Kohlenstoff aus dem Kohlenstoffmonooxidgehalt des Elektroofengases und/oder Konvertergases in Form von Fe3C auf den Eisenträgern bilden bzw. auch Kohlenstoff auf und in den direktreduzierten Eisenträgern ablagern. Es kann in dieser Ausführung vorgesehen sein, dass ein Gasübergang aus dem Aufkohlungsbereich in den Fertigreduktionsbereich und damit ein Mischen mit dem in den Fertigreduktionsbereich zugeführten Reduktionsgas zugelassen wird.
  • Das aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführte Reaktorgas enthält, je nach Zusammensetzung des eingesetzten Reduktionsgases und der Beimengung des Elektroofengases und/oder Konvertergases, noch nicht abreagierte Anteile, insbesondere Verbindungen oder Mischungen aus Kohlenstoff und Sauerstoff (CO, CO2), Methan (CH4), Wasserstoff (H2) und/oder Wasserdampf (H2O), sowie prozessbedingte unvermeidbare Verunreinigungen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird das aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführte Reaktorgas entfeuchtet. Das abgeführte Reaktorgas wird durch eine Einheit durchgeleitet, beispielsweise durch einen Kondensator, und entsprechend abgekühlt, so dass der im Reaktorgas befindliche Wasserdampf kondensiert und somit vom Reaktorgas abgetrennt wird. Durch das Kondensieren und Ableiten des Kondensats wird das Reaktorgas "entfeuchtet". Dadurch kann die Qualität des Reaktorgases erhöht werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der im entfeuchteten Reaktorgas enthaltene CO2-Anteil abgetrennt wird, welches anschließend als im Wesentlichen kohlenstoffdioxidfreies Reaktorgas wieder als Reduktionsgas bzw. als dominanter Teil oder Hauptanteil des Reduktionsgases in den Direktreduktionsreaktor rückgeführt bzw. einbracht wird. Das entfeuchtete Reaktorgas wird durch eine Einheit durchgeleitet, in welcher Verbindungen oder Mischungen aus Kohlenstoff und Sauerstoff, wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid (CO2), abgeschieden wird, beispielsweise durch eine CO2-Abtrennung in Form einer Aminwäsche, Carbonatwäsche, Membranabtrennungstechnologie, wie zum Beispiel selektive Membranen, oder einer PSA (Pressure Swing Absorption). Um die Klimabilanz weiter zu verbessern, kann das aus dem entfeuchteten Reaktorgas abgeschiedene Kohlenstoffdioxid beispielsweise in einer geeigneten Umgebung gespeichert werden, mittels CCS (Carbon Capture and Storage) oder stofflich im Rahmen eines CCU (Carbon Capture and Utilization)-Verfahrens genutzt werden. Des Weiteren kann das Kohlenstoffdioxid (CO2) auch als mögliches Aufkohlungsgas oder Teil eines möglichen Aufkohlungsgases im Aufkohlungsbereich des Direktreduktionsreaktors stofflich genutzt werden. Bei Verwendung einer Direktreduktionsanlage nach dem sogenannten und bekannten Midrex-Verfahren, welche mindestens einen Reformer anstelle eines Reduktionsgaserwärmers umfasst, in welchem konventionell Erdgas bzw. Methan als Frischgas zu einem Reduktionsgas umfassend Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff umgewandelt wird, könnte das Reaktorgas ohne Kohlenstoffdioxidabtrennung in den mindestens einen Reformer eingebracht werden und das enthaltene Kohlenstoffdioxid mit Zugabe von Erdgas bzw. Methan im Reformer zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff reformiert werden, um es dem Direktreduktionsreaktor als Reduktionsgas wieder zuzufügen.
  • Das in den Direktreduktionsreaktor eingeleitete Reduktionsgas zum Direktreduzieren der oxidischen Eisenträger zu direktreduzierten Eisenträgern wird vor dem Einspeisen in den insbesondere Fertigreduktionsbereich des Direktreduktionsreaktors auf eine Temperatur zwischen 700 und 1100 °C in mindestens einem Reduktionsgaserwärmer oder in mindestens einem Reformer erwärmt. Hierfür kann als Brenngas oder als Zusatzgas zu einem Brenngas, somit zumindest zu einem Teil des Brenngases, zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers oder des Reformers ein Teil des entfeuchteten Reaktorgases verwendet werden. Beispielsweise kann bis zu 20 %, insbesondere bis zu 16 %, vorzugsweise bis zu 13 %, bevorzugt bis zu 10 % des entfeuchteten Reaktorgases zumindest zu einem Teil als Brenngas verwendet werden. Dadurch können beispielsweise die prozessbedingten Verunreinigungen im quasi geschlossenen System minimal gehalten werden und durch eine Teilabzweigung als Brenngas somit einer unerwünschten Erhöhung im System entgegengewirkt werden.
  • Das integrierte Hüttenwerk kann des Weiteren eine Kokerei umfassen, in welcher Koks für einen Hochofenprozess erzeugt werden kann. Das integrierte Hüttenwerk kann des Weiteren auch mindestens einen Hochofen umfassen, in welchem oxidische Eisenträger mit Koks und weiteren Zuschlagstoffen zu Roheisen und Schlacke erschmolzen werden. Das im Hochofen erzeugte Roheisen kann im Konverter, neben dem oder auch zusammen mit dem aus dem Elektroofen stammenden Roheisen, zu Rohstahl oder Stahl weiterveredelt werden.
  • Um einen Kreislaufbetrieb im Wesentlichen sicherstellen zu können, muss der Teil aus dem Reaktorgas, welcher durch das Entfeuchten, durch optionale Kohlenstoffdioxidabscheidung und durch optionale Teilabzweigung zumindest zu einem Teil an Brenngas abgeführt wird, somit der ausgeschleuste Massenstrom durch mindestens Elektroofengas und/oder Konvertergas, und falls dieses nicht ausreichend bereitgestellt werden kann, durch zusätzliches Frischgas zu ersetzen.
  • Bei dem Frischgas kann es sich um Methan, beispielsweise um Erdgas oder Bio-Methan etc., oder um Wasserstoff oder Mischung daraus handeln.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann Frischgas variabel je nach Verfügbarkeit des Elektroofengases und/oder Konvertergases zugeführt werden. Da zumindest der Konverter nicht kontinuierlich betrieben wird, steht somit auch nur temporär Konvertergas zur Verfügung. Auch ein Elektroofen wird in der Regel kein Elektroofengas 24/7 bereitstellen können, so dass je nach Auslegung und Betriebsweise einer Direktreduktionsanlage Frischgas zugeführt werden kann, falls beispielsweise Überschüsse an Konvertergas und/oder Elektroofengas nicht (zwischen)gespeichert werden (können), um einen im Wesentlichen kontinuierlichen Betrieb des Direktreduktionsreaktors sicherstellen zu können. Es kann aber auch die Betriebsweise an die Verfügbarkeit des Elektroofengases und/oder Konvertergases angepasst werden, so dass so wenig wie möglich Frischgas zugeführt werden braucht.
  • Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass beispielsweise Elektroofengas und Konvertergas und ggf. frischer Wasserstoff vorab so gemischt werden, dass eine möglichst konstante Zielzusammensetzung und/oder Zieltemperatur erreicht wird, so dass ein möglichst kontinuierlicher und/oder von der Zusammensetzung/Temperatur schwankungsfreier Betrieb der Direktreduktionsanlage ermöglicht werden kann.
  • Näher erläutert wird die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Figur 1. Dabei zeigt die Figur 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens an einer schematischen Darstellung eines integrierten Hüttenwerks zum Betreiben eines Direktreduktionsreaktors.
  • Das integrierte Hüttenwerk (1) umfasst mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Direktreduzieren von oxidischen Eisenträgern (io) zu direktreduzierten Eisenträgern (ri), mindestens einen Elektroofen (3) zum Einschmelzen der direktreduzierten Eisenträger (ri) zu Roheisen und mindestens einen Konverter (4) zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl oder Stahl. Nicht dargestellt kann das integrierte Hüttenwerk (1) mindestens eine Kokerei zum Verkoken von Kohle zu Koks und mindestens einen Hochofen zum Erschmelzen von oxidischen Eisenträgern mit Koks und weiteren Zuschlagstoffen zu Roheisen umfassen. Das im nicht dargestellten Hochofen erzeugte Roheisen (HM) kann neben dem oder zusammen mit dem im Elektroofen (3) erzeugten Roheisen im Konverter (4) zu Stahl weiterveredelt werden. Durch die Betriebsweise entsteht im Konverter (4) ein Konvertergas (KG), welches bevorzugt kohlenstoffmonooxidhaltig ist.
  • Oxidische Eisenträger (io) werden in einen Direktreduktionsreaktor (2), welcher beispielsweise als Schachtofen ausgebildet sein kann und somit am oberen Ende entsprechend bestückt wird, eingebracht. Am unteren Ende des Direktreduktionsreaktors (2) werden die direktreduzierten Eisenträger (ri) entnommen und einem Elektroofen (3) zum Einschmelzen der direktreduzierten Eisenträger (ri), insbesondere mit Zugabe von weiteren Zusätzen, wie zum Beispiel Stahlschrott und/oder Kohlenstoffträgern, zugeführt. Durch die Betriebsweise entsteht im Elektroofen (3) ein Elektroofengas (EG), welches bevorzugt kohlenstoffmonoxidhaltig ist. Ein bevorzugt kohlenstoffmonoxidhaltiges Elektroofengas (EG) kann beispielsweise dann erzeugt bzw. erzielt werden, wenn der Elektroofen (3) reduzierend betrieben wird, d.h. mit einer reduzierenden Atmosphäre. Die Art und Weise zum Betreiben eines Elektroofens (3) mit einer reduzierenden Atmosphäre ist dem Fachmann bekannt. Der im Konverter (4) raffinierte Stahl kann im integrierten Hüttenwerk (1) auf schnellstem Weg einer Sekundärmetallurgie zugeführt werden, um den gewünschten Stahl aufzubereiten und anschließend zu Halbzeugen, wie zum Beispiel zu Flach- oder Langprodukten, zu vergießen.
  • Neben oxidischen Eisenträgern (io) muss der Direktreduktionsreaktor (2) auch mit einem Reduktionsgas (RG) zum Austreiben des Sauerstoffs aus den oxidischen Eisenträgern (io) beschickt werden, welches aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen und/oder kohlenwasserstoffhaltigen und/oder Wasserstoff oder Mischungen daraus bestehen kann und im Gegenstromprinzip den Direktreduktionsreaktor (2), insbesondere von unten nach oben, durchströmt. Das Reduktionsgas (RG) wird vor dem Beschicken in einem Reduktionsgaserwärmer (5) oder in einem Reformer auf eine erforderliche Betriebstemperatur erwärmt, beispielsweise zwischen 700 und 1100 °C.
  • Das abgeführte Reaktorgas (TG) wird entfeuchtet, indem es beispielsweise durch einen Kondensator durchgeführt und entsprechend abgekühlt wird, so dass der im Reaktorgas (TG) befindliche Wasserdampf (H2O) kondensiert und somit vom Reaktorgas (TG) abgetrennt werden kann.
  • Ein Teil des entfeuchteten Reaktorgases (TG) kann zumindest zu einem Teil als Brenngases (BG) zum Befeuern mindestens eines Reduktionsgaserwärmers (5) oder des Reformers verwendet werden. Das aus dem entfeuchteten Reaktorgas (TG) abgezweigte Brenngas (BG) kann bei Bedarf durch ein weiteres Brenngas ergänzt werden. Luft und/oder Sauerstoff (O2) dient als Oxidationsmittel für den Verbrennungsprozess im Reduktionsgaserwärmer (5) oder im Reformer. Ist ein zusätzlicher Wärmebedarf um das Erzielen der Betriebstemperatur des Reduktionsgases (RG) erforderlich, kann bei Bedarf auch elektrisch zugeheizt werden, hier nicht dargestellt.
  • Das im Kreislauf (I) geführte Reaktorgas (TG) kann nach dem Entfeuchten zusätzlich von Kohlenstoffdioxid (CO2) befreit werden, indem das entfeuchtete Reaktorgas (TG) durch eine geeignete CO2-Abtrennung durchgeführt wird.
  • Unverbrauchtes Reduktionsgas wird zusammen mit etwaigen gasförmigen Reaktionsprodukten als Reaktorgas (TG) aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführt. Das abgeführte Reaktorgas (TG) kann Wasserstoff (H2), eine Verbindung oder Mischung aus Kohlenstoff und Sauerstoff (CO, CO2) und/oder mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung (H2O) und unvermeidbare Verunreinigungen enthalten. Im Standardprozess wird das abgeführte Reaktorgas (TG) im Kreislauf (I) dem Direktreduktionsreaktor (2) wieder zugeführt, wobei Frischgas (FG) nicht nur zur Verbesserung des Reduktionspotentials sondern auch zum Ausgleich des durch Entfeuchten, durch optionale Teilabzweigung zumindest zu einem Teil an Brenngas (BG) und durch optionale Kohlenstoffdioxidabscheidung abgeführte Menge zusätzlich beigemengt werden kann, oder Frischgas (FG) zum Reformieren des Reaktorgases (TG), welches in den Reformer rezykliert wird, um das CO2 zu CO und H2 umzuwandeln.
  • Erfindungsgemäß kann das aus dem Elektroofen (3) abgeführte Elektroofengas (EG) und/oder das aus dem Konverter (4) abgeführte Konvertergas (KG) zumindest zu einem Teil dem Reduktionsgas (RG) nach Verlassen des Reduktionsgaserwärmers (5) oder des Reformers beigemengt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das aus dem Elektroofen (3) abgeführte Elektroofengas (EG) und/oder das aus dem Konverter (4) abgeführte Konvertergas (KG) direkt in den Direktreduktionsreaktor (2) eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das aus dem Elektroofen (3) abgeführte Elektroofengas (EG) und/oder das aus dem Konverter (4) abgeführte Konvertergas (KG) direkt in den Reformer eingebracht werden, um insbesondere enthaltenes H2O und CO2 zu reformieren. Das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) weist eine Temperatur von mindestens 700 °C auf. Dadurch kann zumindest ein Teil des Frischgases (FG) oder das Frischgas (FG) vollständig ersetzt werden.
  • Der Direktreduktionsreaktor (2) kann einen Vorreduktionbereich (2.1), einen Fertigreduktionsbereich (2.2) und einen optionalen Aufkohlungsbereich (2.3) aufweisen. Das Reduktionsgas (RG) wird in den Fertigreduktionsbereich (2.2) des Direktreduktionsreaktors (2) eingeleitet. Falls kein "Boostern" des Reduktionsgases (RG) beabsichtigt ist oder zusätzlich dazu, kann das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) direkt in den Direktreduktionsreaktor (2) eingebracht werden, und zwar entweder
    • in den Vorreduktionsbereich (2.1) oder
    • in den Fertigreduktionbereich (2.2) oder
    • den Aufkohlungsbereich (2.3) oder
    • in den Vorreduktionsbereich (2.1) und in den Fertigreduktionsbereich (2.2) oder
    • in den Vorreduktionsbereich (2.1) und in den Aufkohlungsbereich (2.3) oder
    • in den Fertigreduktionsbereich (2.2) und in den Aufkohlungsbereich (2.3) oder
    • in den Vorreduktionsbereich (2.1), in den Fertigreduktionsbereich (2.2) und in den Aufkohlungsbereich (2.3).
  • Nicht dargestellt ist die Variante, Konvertergas (KG) und/oder Elektroofengas (EG) direkt in den Reformer einzubringen.
  • Die Menge des verfügbaren Elektroofengases (EG), wie auch des Konvertergases (KG) kann je nach Betriebsweise variieren. So steht beispielsweise Konvertergas (KG) nicht dauerhaft zur Verfügung, und wenn verfügbar, kann das heiße Konvertergas (KG) mit einer Temperatur von mindestens 700 °C temporär bereitgestellt werden. Frischgas (FG) kann somit bei Bedarf auch je nach Verfügbarkeit des Elektroofengases (EG) und/oder des Konvertergases (KG) variabel zugeführt werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Direktreduktionreaktors (2) in einem integrierten Hüttenwerk (1), umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Direktreduzieren von oxidischen Eisenträgern (io) zu direktreduzierten Eisenträgern (ri) und Erzeugung eines Reaktorgases (TG), mindestens einen Elektroofen (3) zum Einschmelzen des Eisenschwamms zu Roheisen und Erzeugung eines Elektroofengases (EG) und mindestens einen Konverter (4) zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl oder Stahl und Erzeugung eines Konvertergases (KG), wobei mindestens ein Teil des aus dem Direktreduktionsreaktor (1) abgeführten Reaktorgases (TG) im Kreislauf (I) geführt wird, in mindestens einem Reduktionsgaserwärmer (5) oder in mindestens einem Reformer erwärmt und in den Direktreduktionsreaktor (2) als Reduktionsgas (RG) wieder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Elektroofen (3) abgeführte Elektroofengas (EG) und/oder das aus dem Konverter (4) abgeführte Konvertergas (KG) zumindest zu einem Teil dem Reduktionsgas (RG) nach Verlassen des Reduktionsgaserwärmers (5) oder des Reformers beigemengt wird und/oder direkt in den Direktreduktionsreaktor (2) und/oder direkt in den Reformer eingebracht wird, wobei das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) eine Temperatur von mindestens 700 °C aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) eine Temperatur von mindestens 900 °C aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Direktreduktionsreaktor (2) einen Vorreduktionsbereich (2.1) aufweist, in welchen das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) direkt eingebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Direktreduktionsreaktor (2) einen Fertigreduktionsbereich (2.2) aufweist, in welchen das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) direkt eingebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Direktreduktionsreaktor (2) einen Aufkohlungsbereich (2.3) aufweist, in welchen das Elektroofengas (EG) und/oder Konvertergas (KG) direkt eingebracht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das abgeführte Reaktorgas (TG) entfeuchtet wird und optional Kohlenstoffdioxid abgetrennt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Teil des entfeuchteten Reaktorgases (TG) zumindest zu einem Teil als Brenngases (BG) zum Befeuern mindestens eines Reduktionsgaserwärmers (5) oder mindestens eines Reformers verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei Frischgas (FG) variabel je nach Verfügbarkeit des Elektroofengases (EG) und/oder Konvertergases (KG) zugeführt wird.
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