NL8102654A

NL8102654A - Werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven.

Info

Publication number: NL8102654A
Application number: NL8102654A
Authority: NL
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1982-01-04
Also published as: ES502771A0; JPS5723011A; BR8103552A; FR2483951B1; GB2077299A; JPH0219165B2; FR2483951A1; GB2077299B; AR232004A1; SE8103500L; SE451728B; US4421553A; DE3121975A1; ES8203971A1; LU83372A1

Description

r * ’ 60.90.329 C.R.M. - Centrum voor Research in de Metallurgie Werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven, waarin het ijzererts wordt gereduceerd voor de bereiding van ijzer, en waarbij men in het onderste deel van de hoogoven, bijv. ter hoogte van de voornaamste wandopeningen 5 (tuyères) oververhitte reducerende gassen injecteert bij een temperatuur, die een waarde van 2000° C en zelfs hoger kan bereiken. ··. .....

De tegenwoordige problemen ten aanzien van het energieverbruik brengt -de industrie, en in het bijzonder de hoogovenbedrijven ertoe het verbruik van primaire energie tot het strikte minimum terug te brengen 10 en bepaalde vormen van energie te vervangen door andere vormen, die minder kostbaar en gemakkelijker beschikbaar zijn.

Zolang het mogelijk was om grote hoeveelheden koolwaterstoffen tegen een geringe prijs te kopen heeft de injectie van aardolieprodukten, aardgas e.d. door de tuyères het mogelijk gemaakt om het verbruik aan 15 de metallurgische cokes in de hoogover met meer dan 20% terug te brengen. Onder de huidige omstandigheden dienen dergelijke geïnjecteerde stoffen te worden vervangen door andere brandstoffen, zoals bijv. steenkool.

Het is op zichzelf bekend om ter hoogte van de voornaamste windopenin-20 gen van de hoogovens warme reducerende gassen te injecteren, teneinde het cokesverbruik terug te brengen.

Deze reducerende gassen bevatten in hoofdzaak CO, en N^, alsmede geringere hoeveelheden CO2 en HjO.

Deze gassen worden gewoonlijk bereid buiten de hoogoven, d.w.z. onaf-25 hankelijk van de hoogoven, doch bij voorkeur in de omloopleiding van de hoogoven, waarbij zij kunnen worden geïnjecteerd voor de volledige of gedeeltelijke vervanging van de wind, zoals deze tot op heden gewoonlijk wordt toegepast. Men dient wel te verstaan, dat binnen het kader van de onderhavige uitvinding de tuyères waardoor de reducerende gassen 30 worden geïnjecteerd niet- gebruikt worden voor het injecteren van warme “ wind, of een ander dergelijk oxiderend middel.

8102654 * * - 2 -

Volgens de bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm, waarbij men warme reducerende gassen door alle tuyères injecteert, vervangen de warme reducerende gassen volledig de wind, die gewoonlijk bij het conventionele bedrijf van de oven wordt toegepast.

5 Volgens een andere uitvoeringsvorm kan men warme reducerende gassen injecteren door sommige van de tuyères, en warme oxiderende gassen (lucht, met zuurstof verrijkte lucht e.d.) door de andere tuyères.

Aanvraagster heeft reeds verschillende werkwijzen en inrichtingen 10 voorgesteld, teneinde uit verschillende brandstoffen (vaste, * vloeibare of cpsvormige brandstoffen) en oxiderende stoffen, een voor dit doel geschikt gas te bereiden.

Zo beschrijft de Belgische octrooiaanvrage 812.244 het gebruik van een omloopgas voor dit doel.

15 De hoge temperaturen waarop de gassen worden gebracht, van de orde van 2000°C.. worden bij voorkeur verkregen door middei^^ïectrische apparatuur, zoals plasma-ovens, lichtboogovens en dergelijke apparaten, die het dubbele voordeel bezitten van enerzijds de chemische reacties, nodig voor de bereiding van dergelijke gassen te vergemakkelijken en ander-20 zijds de voor het functioneren van de oven benodigde warmte te leveren. Een dergelijke werkwijze is door aanvraagster beschreven in de Nederlandse octrooiaanvragen 71.04225, 71.09013 en 75.02814, alsmede de Britse octrooischriften 1.354.642 en 1.488,976.

' Aanvraagster heeft vervolgens op grote schaal onderzoekingen uitgevoerd 25 teneinde na te gaan of een dergelijke werkwijze toegepast kan worden op industriële schaal, voor de bereiding van gesmolten metaal onder zeer economische bedrijfsomstandigheden.

Dit onderzoek is gebaseerd op de waarneming, dat de overdracht van warmte en massa bij het produktieproces in de hoogoven op geen enkele 30 wijze beïnvloed kan worden, als men inplaats van het teweeg brengen van de metallurgische reacties door middel van de klassieke werkwijze waarbijmgibruik maakt van gas ontstaan binnen de hoogovens door de verbranding van de cokes in de warme wind, een gas injecteert van practisch gelijke samenstelling en temperatuur, welk gas bereid is 8102654 - 3 -

* V

hetzij in de omloopleiding, hetzij buiten de hoogoven en geïnjecteerd door middel van dezelfde wandopeningen.

Bij het onderzoek heeft aanvraagster geconstateerd, dat bij het injecteren van andere oververhitte reducerende gassen de hoogoven 5 bedreven dient te worden op de wijze, die aanzienlijk afwijkt van het bedrijven van een hoogoven volgens de klassieke werkwijze.

Een voordracht, aangeboden door de aanvraagsters bij een vergadering te Detroit, van "The Iron-Making Conference of Iron and Steel Society •φ of the American Institute of Mining, Metallurgical eind Petroleum 10 Engineers", in maart 1979 en vervolgens in de verslagen van de vergadering gepubliceerd, bevat reeds enkele aanduidingen op dit gebied. Eén van de voornaamste verschillen tussen de conventionele werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven en de werkwijze, waarbij men oververhitte reducerende gassen injecteert, zoals in dit artikel beschre-15 ven, bestaat daarin, dat men in het tweede geval een zeer gering verbruik aan cokes heeft.

Wanneer de waarde van het cokesverbruik eenmaal is vastgesteld, wordt de samenstelling van het reducerende gas zodanig geregeld dat men een stabiel bedrijf van de hoogoven verkrijgt in overeenstemming 20 niét de vastgestelde waarden van het cokesverbruik en de samenstelling van het geproduceerde ijzer. Het laagste cokesverbruik verkregen bij de in dit artikel beschreven proefnemingen was 179 kg droge cokes per ton vloeibaar ijzer. Dit cokesverbruik is belangrijk lager dan de waarde van 717 kg drogê cokes per ton vloeibaar ijzer 25 verkregen met de experimentele hoogoven, wanneer deze op conventionele wijze werd bedreven (Zie tabel I).

8102654

* V

- 4 - ' TABEL I · · ......

Φ experimentele hoogoven

Wijze van bedrijven : conventioneel bedrijf met injectie conventioneel en volgens de bedrijf van de- van oververhitte re- t 5 uitvinding_ hoogoven_I ducerende gassen 3

Wind hoeveelheid (Nm /t.v.g.) 2070 0 temperatuur (°C) 748 ! 0 reducerend H„0 + C0o (%) 0 ί 6,9

1 2 3 I

gas hoeveelheid (Nm t.v.g. 0 j 2800 O i 10 temperatuur ( C) - ^ 2070

Cokes Kg/t.v.g. 717 * 179 verbruik 1 smelt opbrengst (t.v.g./dag) 1,29 1,35 S (%) 0,64 ; 0,31 15 temperatuur (°C) 1410 ί 1360 hoogoven- j gas temperatuur (°C) .145 j (km ___ j_ (x t.v.g. : ton vloeibaar ijzer (xx de temperatuur van het hoogovengas is niet bekend, aangezien deze 2Q zo hoog was, dat men aan de uitmonding koelwater heeft moeten toevoe ren, teneinde beschadiging van de hoogoven te voorkomen.

8102654 * ^ - 5 -

Bij het onderzoek heeft men eveneens geconstateerd, dat de hoeveelheid warme reducerende gassen gebruikt om deze resultaten te bereiken, veel hoger was dan de theoretisch vereiste hoeveelheid.

Dit leidt tot een excessief energieverbruik, waardoor de economie van de werkwijze in gevaar wordt gebracht.

Bovendien is het niet mogelijk gebleken de productiviteit van de hoogoven tot de tevoren gekozen ontwerpcapaciteit op te voeren.

Nadat men had vastgesteld dat de toepassing van deze nieuwe techniek bij : een conventionele hoogoven mogelijk zou zijn, heeft de aanvraagster 10 nieuwe onderzoekingen verricht, teneinde de beste bedrijfsomstandigheden voor een dergelijke bedrijfsvoering vast te stellen.

Het is nu op basis van de experimentele resultaten, verkregen bij deze proefnemingen, mogelijk geworden om een wijze van regeling te ontwikkelen, die betrekking heeft op alle beoogde criteria, (d.w.z. het cokesverbruik, 15 kwaliteit van het ijzer, de productiviteit van de hoogoven en een minimaal energieverbruik), welke werkwijze eveneens andere aanvullende voordelen biedt ten opzichte van de conventionele bedrijfsvoering van de hoogoven.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel de bedrijfsomstandigheden vast 20 te leggen voor een stabiele, economische en gemakkelijke bedrijfsvoering van een hoogoven, waarbij men oververhitte reducerende gassen injecteert. De verbeteringen van de werkwijze hebben betrekking op de fasen van het regelen van de samenstelling, de temperatuur en het debiet van de reducerende gassen, teneinde het cokesverbruik in te stellen, de productivi-25 teit van de hoogoven, de temperatuur en het siliciumgehalte van het gietijzer, alsmede de temperatuur van het hoogovengas, dat de hoogoven verlaat. De regeling van het laatstgenoemde element is zeer interessant, aangezien de voelbare warmte van het hoogovengas gewoonlijk verloren gaat.

30 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is in essentie een werkwijze voor het regelen van de hoogoven, waarin het ijzererts wordt gereduceerd, teneinde daaruit ijzer te bereiden, waarbij men gebruik maakt van tenminste één reactor voor het verhitten of voor het 81 0 2 6 5 4 - 6 - bereiden en verhitten van het geïnjecteerde reducerende gas in het onderste gedeelte van de hoogoven; het reducerende gas bevat in hoofdzaak CO en en kleinere hoeveelheden . CO2 en H^O, en kan eveneens N2 bevatten, terwijl het reducerende gas een 5 temperatuur heeft van tussen 1500° en 2800°C bij de mond van de injectie-buis.

Volgens de uitvinding wordt de bedrijfsvoering van de hoogoven op de volgende wijze geregeld : a) men regelt het cokesverbruik door instelling van het gehalte aan C02 10 en/of H20 en/of N2, alsmede de temperatuur van het reducerende gas, in deze zin dat men om het cokesverbruik te verhogen men ook het gehalte aan C02 en/of H20 en/of N2,· alsmede de temperatuur van het reducerende gas verhoogt, terwijl men voor het verminderen van; het cokesverbruik het gehalte aan CC>2 en/of H20 en/of N2, alsmede de 15 temperatuur van het reducerende gas verlaagt.

b) men regelt de productie van de hoogoven door instelling van het gehalte aan CC>2 en/of H2<D en/of N2# alsmede de temperatuur van het reducerende gas in deze zin, dat men voor het verhogen van de productie van de hoogoven men het gehalte aan CC>2 en/of H20 en/of 20 N2 verlaagt, waarbij de temperatuur van het reducerende gas verhoog-d, terwijl men voor het verminderen van de produktie van de hoogoven het gehalte aan CC>2 en/of H20 en/of N2 verhoogd, waarbij men de temperatuur van het reducerende gas verlaagt ; c) men regelt de temperatuur en/of het gehalte aan silicium van het 25 gietijzer door het instellen van de temperatuur en het gehalte aan CO2 en/of H^O van het reducerende gas, in deze zin dat men voor het verhogen van de temperatuur en/of het gehalte aan Si van het gietijzer, men de temperatuur van het reducerende gas verhoogt en het gehalte aan CO„ en/of HO van dit gas verlaagt, terwijl voor ώ C* 30 het verlagen van de temperatuur en/of het gehalte aan Si van het gietijzer de temperatuur van liet reducerende gas verlaagt, waarbij men het gehalte aan C02 en/of H20 verhoogt; 81 0 2 6 5 4 * «· - 7 - d) men regelt de temperatuur van het hoogovengas dat de inrichting verlaat door de temperatuur en het gehalte aan C02 en/of E^O en/of van het reducerende gas in te stellen in deze zin, dat men voor het verhogen van de temperatuur van het hoogovengas de temperatuur 5 van het reducerende gas verlaagt, waarbij men het gehalte aan CO^ en/of H20 en/of N2 van dit gas verhoogt, terwijl men voor het verlagen van de temperatuur van het hoogovengas de temperatuur van het reducerende gas verhoogd, waarbij men het gehalte aan CO2 en/of H20 en/of N2 verlaagt. ......

10 De voor het injecteren van de reducerende gassen gebruikte reactor kan. iedere inrichting zijn, waarmede men de reducerende gassen kan verhitten, of bereiden en verhitten, waarbij men voorkeur gebruik maakt van een vlamboog-of plasmainrichting.

Volgens de uitvinding varieert men de temperatuur van het reducerende 15 gas door regeling van het noodzakelijk electrische vermogen, bij voorbeeld bij de vorming van het plasma dat voor de verwarming gebruikt wordt.

Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel, dat de samenstelling van de daarbij verkregen reducerende gassen niet wordt beïnvloed.

Wanneer men de reducerende gassen bereid door in de reactor de brandstof 20 (een gasvormige, vloeibare of vaste koolwaterstof) en het oxiderende gas (lucht, recirculatiegas e.d.) in te voeren, kan men de samenstelling van de reducerende gassen, met name de hoeveelheid C02 en H20 in deze gassen, regelen door middel van het instellen van de verhouding brandstof/ oxiderend gas, d.w.z. de verhouding van de hoeveelheden van de brandstof 25 en van het oxiderende gas, waarmede de reactor gevoed wordt.

Voorzover het betreft de variatie van de samenstelling van de reducerende gassen kan men hun bereidingswijze op de volgende wijze beïnvloeden : - men zet gasvormige, vloeibare of vaste brandstoffen om met lucht of een ander gas dat vrije zuurstof bevat(met zuurstof verrijkte lucht 30 e.d.) op zodanige wijze dat met een maximale vorming van CO en H2 verkrijgt, volgens de reactie : brandstof + 02-> x . CO + y. , 8102654 , 1» * - 8 - - men laat gasvormige, vloeibare of vaste brandstoffen reageren met CO2 en/of waterdamp, of met industriële gassen, die CO^ en/of waterdamp bevatten, waarbij men de hoeveelheden zuurstof en brandstof zodanig regelt, dat na de reactie de verkregen gassen een maximum 5 aan CO, en en een minimum aan CO^ en E^O bevatten, volgens de reactie : brandstof + CC>2 en/of E^O —£w.C0 + z.Hj# - in het bijzondere geval dat men gebruik maakt van vloeibare en vaste brandstoffen in reactigifaet een oxidatiemiddel· kunnen deze brandstoffen in het bereidingsproces worden geïntroduceerd, hetzij voor dan wel na 10 de verwarmingsinrichting, waarbij men eventueel voorverwarming kan toepassen.

In het geval van een vloeibare brandstof onderwerpt men alleen het oxidatiemiddel met behulp van de reactor aan een voorverwarming, - men maakt gebruik van de afvalgassen van metallurgische processen, 15 zoals bijv. van het hoogovengas, die men na een eventuele voorafgaande behandeling (filtratie, volledige of gedeeltelijk verwijdering van water en/of CC^) laat reageren met een vast of een vloeibaar waterstof en koolstof bevattend materiaal (steenkool, bruinkool, stookolie) dan wel met gassen waarin waterstof en koolstof bevattende stoffen 20 aanwezig zijn, zoals cokesovengas, aardgas e.d., - men brengt een mengsel van een vaste en een vloeibare brandstof, zoals een slurry, een suspensie van een vaste in een gasvormige brandstof, een suspensie van een vloeibare in een gasvormige brandstof of een vloeistof - vloeistof emulsie in reactie met een oxidatiemiddel.

25 Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het verbruik aan cokes zoals bedoeld onder a) in het voorgaande tussen 50 kg en 350 kg per ton •ijzer, bij voorkeur tussen 80 kg en 200 kg per ton ijzer.

Volgens de onder punt a) in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm van de regeling verkrijgt men een tevoren vastgesteld cokesverbruik door 30 variatie van de samenstelling en de temperatuur van de reducerende gassen.

Als men een hoger cokesverbruik wenst, kan men met voordeel volgens de uitvinding door een aantal tuyeres de reducerende gassen en door de andere tuyeres de warme wind injecteren, waarbij de wind verhit is tot 8102654 V- . * - 9 - de normale bedrijfstemperatuur of eventueel, bij voorkeur langs electrische weg, bij voorbeeld door middel van een plasmaoven, een vlamboogoven e.d. is voorverwarmd.

Volgens een bijzonder interessante uitvoeringsvorm van de uitvinding 5 regelt men de temperatuur van het geïnjecteerde gas, alsmede het reductievermogen van dit gas onafhankelijk van elkaar, teneinde het gewenste cokesverbruik te verkrijgen, welk verbruik kleiner is dan mogelijk zou zijn door toepassing van de beste conventionele werk-- --wijzen, waarbij men tezelfder tijd een gegeven hoeveelheid vloeibaar 10 ijzer produceert met een gegeven silicium-gehalte, terwijl men toch verzekerd is van een regelmatige benedenwaartse beweging van de charge van de hoogoven.

Volgens deze uitvoeringsvorm heeft men een eerste fase, die daaruit bestaat dat men tevoren de gewenste waarde van het cokesverbruik, 15 het siliciumgehalte en de produktie van vloeibaar metaal vaststelt, waarna men in een tweede fase de samenstelling van de reducerende gassen regelt bij voorbeeld door instelling van de verhouding van brandstof en oxiderend gas in de voeding van de reactor, teneinde een evenwichtige bedrijfsvoering van de hoogoven te verzekeren, die ver-20 enigbaar is met de genoemde ingestelde waarden van het cokesverbruik, de produktie en de gewenste samenstelling van het vloeibare metaal, door regeling van de temperatuur van de reducerende gassen, die in de hoogoven geïnjecteerd worden, bij voorbeeld door een geschikte variatie van het electrisch vermogen toegevoerd aan de reactoren voor 25 het verhitten van de reducerende gassen, die in de hoogoven geïnjecteerd worden.

De werkwijze volgens de uitvinding vertoont aldus ten opzichte van de oudere werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven een belangrijk nieuw aspect : de tevoren te maken keuze van het cokesverbruik als 30 functie van de beschikbaarheid van de materialen, de economie van de bedrijfsvoering van de hoogoven enz.

Er wordt op gewezen, dat bij de werkwijze, waarbij oververhitte reducerende gassen worden geïnjecteerd, het cokesverbruik belangrijk lager is dan men tot dusverre heeft kunnen realiseren.

81 0 2 6 5 4 - 10 -

Men kan eveneens het siliciumgehalte van het vloeibare .ijzer gemakkelijker en sneller regelen en de wijze van bedrijfsvoering van de schachtoven naar wens kiezen.

Deze bedrijfsvoering en deze wijze van regelen worden gerealiseerd door 5 instelling van de samenstelling en de temperatuur van de reducerende i . die men in de schachtoven injecteert.

Het belang van deze werkwijze is zonder meer duidelijk.

De hoogoventechnicus kan tevoren en gelijktijdig het cokesverbruik, de geproduceerde hoeveelheid ijzer, de temperatuur van het hoogoven- 10 gas en het silicium-gehalte van het vloeibare ijzer kiezen, teneinde een werkelijk optimale bedrijfsvoering te verkrijgen als functie van de * beschikbare grondstoffen en de configuratie van de schachtoven.

De onderhavige uitvinding maakt het mogelijk om een continue automatische en precieze regeling van de werkwijze te verkrijgen zoals men tot dusver-i 15 re niet heeft kunnen bereiken.

De in de hiervolgende tabellen II tot VII vermelde resultaten tonen enkele van de talrijke belangrijke voordelen, die de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding biedt, alsmede de wijze waarop deze voordelen kunnen worden verkregen.

20 Zo ziet men in de tabellen II tot V dat door toepassing van de werkwijze voor het regelen van de hoogoven het mogelijk is om het cokes-verbruik naar wens te verhogen of te verlagen, de eigenschappen van de smelt (procent silicium, temperatuur) of de temperatuur van het hoogoven-gas te variëren.

25 Tabel II toont, dat men door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding de resultaten van een als referentie vermelde bedrijfsvoering 1 kan variëren tot een bedrijfsvoering 2, met tevoren vastgesteld cokes-verbruik. De tabel toont, dat een vermindering van het cokesverbruik van 175 tot 105 kg per ton vloeibaar .ijzer verkregen wordt door de 30 temperatuur van de reducerende gassen te verlagen van 2050° op 2020°C, en de hoeveelheid CO^ en van 6, 1 tot 3,4 volumen % van de reducerende gassen.

Opgemerkt wordt, dat de kwaliteit van de smelt en de temperatuur van het hoogovengas op industriële schaal als constante grootheden worden 35 beschouwd.

8102654 - 11 -

TABEL· II

Regeling van het cokesverbruik - Bedrijfsvoering - ___ , _____1 (ref.)__2 _

Wind Hoeveelheid (Nm^ t.v.g.) 0 0 reduceren- H20 + CO2 (%) 6,1 3,4 de gassen N_ + Ar (%) 50,7 42,2 1 3 5 Hoeveelheid (Nm t.v.g.) (x 1950 1900·- -

Temperatuur (°C) 2050 2020 Φ

Cokes Cokesverbruik (Kg/t.v.g.) 175 105

Smelt Si (%) 0,64 0,78

Temperatuur (°C) 1410 1435 10 hoogoven- gas Temperatuur (°C) 177 174 (x t.v.g. : ton vloeibaar ijzer.

Tabel III toont, dat men door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding de temperatuur en het siliciumgehalte van de smelt kan laten 15 variëren van de waarden, verkregen bij een als referentie aangegeven wijze van bedrijfsvoering 3 tot de waarden verkregen bij een andere bedrijfsvoering 4. Een verlaging van de temperatuur van 1410° tot 1360° C en een verlaging van het siliciumgehalte van 0,60 tot 0,30% wordt verkregen door verlaging van de temperatuur van de reducerende gassen van 20 2400° tot 2350°C, onder verhoging van de hoeveelheid CC>2 en Η2<0 van 3,53 tot 4,0 volume % van de reducerende gassen.

De waarden voor de produktie, het cokesverbruik en de temperatuur van hoogovengas worden op industriële schaal als constante grootheden beschouwd.

81 0 2 6 5 4 - 12 -

TABEL III

--—---:-;

Regeling van de eigenschappen - Bedrijfsvoering - van de smelt__3 (ref.) 4__

Reducerende H^O + CO^(^) 3,53 4,0 gassen N_ (%) 40 40 5 Hoeveelheid (Nm t.v.g.) 1036 1020

Temperatuur (°C) 2400 2350

Cokes Cokesverbruik (kg/t.v.g.) 169 169

Smelt Productie (t.v.g./u.) 191 193 ' Si (%) 0,60 0,30 10 Temperatuur (°C) 1410 1360

Hoogoven- Temperatuur (°C)- 109 97 gas

Tabel IV toont, dat men door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding de temperatuur van het hoogovengas kan laten variëren van 15 een als referentie aangegeven wijze van bedrijfsvoering 5 tot een waarden verkregen bij een andere wijze van bedrijfsvoering 6,

Men verkrijgt een verlaging van de temperatuur van het hoogovengas van 350 tot 109°C, door het verhogen van de temperatuur van de reducerende gassen van 2100° tot 2400°C, en vermindering van de hoeveelheid 20 CO2 en H2O van 4,53 tot 3,53 volume % van de reducerende gassen, terwijl het cokesverbruik op een practisch constante waarde wordt gehouden.

8102654 . >/ * - 13 - TABEL IV.

-------f--

Regeling van de temperatuur van het -Bedrijfsvoering -hooqovenqas_______ 5 fref._6 fuitv.)

Reducerende E^O + CC>2 (%) 4,53 3,53 gassen N2 (%) 40 40 5 Temperatuur (°c) 2100 2400 _ ----

Cokes Cokesverbruik (kg/t.v.g.) 168 ' 169 <1 I I ------------------------------------- -------- ------- ----- 11 «| ......... I II — 1 .11 ........ »

Smelt Si (%) 0,60 0,60

Temperatuur (°C) 1410 1410

Hoogovengas Temperatuur (°C) 350 109 indien men, om welke reden dan 'ook, de hoogoven wenst te bedrijven met een hoog cokesvebruik, hoger dan het cokesverbruik dat kan worden verkregen met een bedrijfsvoering, waarbij men overhitte reducerende gassen injecteert (cokesvërbruik liggende tussen 80 en 200 kg/per ton vloeibaar ijzer), dan kan men dit bereiken door dezelfder tijd over- 15. verhitte reducerende gassen te injecteren voor enkele tuyères, en warme wind door de andere tuyères.

Tabel V toont, dat men door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding het cokesverbruik kan verhogen van een waarde verkregen bij een als referentie aangegeven wijze van bedrijfsvoering 7 tot belangrijk 20 hogere waarde bij een andere wijze van bedrijfsvoering 8.

Deze tabel geeft aan dat, als men hoog cokesverbruik van bijv. van de orde van 315 kg/per ton vloeibaar ijzer wenst te bereiken zonder 3 verhoging van de hoeveelheid CC>2 en HO de injectie van 1036 Nm tot 2400°C oververhitte reducerende gassen per ton vloeibaar ijzer kan

3.0"" worden vervangen door de Injectie 518 Nrn^ reducerende gassen van 240Q°C

3 per ton vloeibaar ijzer met gelijktijdige injectie van 535 Nm warme wind per ton vloeibaar ijzer.

8102654 - 14 -

TABEL V

Regeling van het cokesverbruik Bedrijfsvoering met gemengde injectie 7 (ref.) 8 3 1

Wind Hoeveelheid (Nm /t.v.g.) 0 535

Reducerende H^O + CC>2(%) 3,53 3,33 5 -gassen „ ...

N. (%) 40 · 40 Δ 3

Hoeveelheid (Nm /t.v.g.) 1036 518

Temperatuur (°C) 2400 2400

Cokes Cokesverbruik (kg/t.v.g.) 169 315

Smelt Productie (t.v.g./u) 191 170 . 10 Si (%) 0,6 0,6

Temperatuur (°C) 1410 1492

Hoogoven- Temperatuur (°C) 109 120 gas

Wat betreft het effect voortvloeiende uit de variatie van de verhouding van het oxidatiemiddel tot brandstof als voeding van de 15 reactor op de hoeveelheid CC>2 en H20 in de verkregen reducerende gassen worden hieronder enkele cijfers gegeven, waarbij als brandstof aardgas en als oxidatiemiddel lucht gebruikt is.

8102654 ·»* V *

- 15 -TABEL VI

Regeling van het reducerend vermogen van de reducerende gassen.

lucht CC>2 H^O ' gas . .

3,05 0,6 5,6 5 2,56 0,4 3,4 ......

Wat betreft het effect van het electrisch vermogen, benodigd voor de vorming van plasma op de temperatuur van de geproduceerde reducerende gassen volgen hieronder enkele cijfers :

TABEL VII

10 Regeling van de temperatuur van de reducerende gassen.

debiet van het electrisch vermogen temperatuur van het gas NnfVu. Kwu. reducerende gas ____(°C) __ 110 85 1960 110 87,5 2000 — - —. _ _ 1_j 81 0 2 6 5 4

Claims

1. Werkwijze voor het bedrijven van een hoogoven, waarin ijzererts wordt gereduceerd tot ijzer, en waarin men gebruik maakt van tenminste één reactor voor het verhitten, dan wel voor het bereiden en verhitten van het door tenminste één tuyere te 5 injecteren reducerende gas, welk gas in hoofdzaak bestaat uit CO en H2 en kleine hoeveelheden CO^ en Ë^O met het kenmerk, dat de werkwijze bestaat in het instellen van de samenstelling.en de temperatuur van het gas, teneinde één van de parameters te regelen van de groep bestaande uit het cokesverbruik, de . 10 productiviteit van de hoogoven, de temperatuur en het silicium- gehalte van het ijzer, alsmede de temperatuur van het hoogoven-gas en wel op zodanige wijze, dat men : a) het cokesverbruik regelt door variatie van het gehalte aan CO^ en/of H^O en/of N^, alsmede de temperatuur van het 15 reducerende gas in deze zin, dat men voor het verhogen van het cokesverbruik het gehalte aan CO2 en/of I^O en/of Nj# alsmede de temperatuur van het reducerende gas verhoogt, terwijl men voor het verlagen van het cokesverbruik het gehalte aan CO2 en/of H2O en/of N2, alsmede de temperatuur van het reducerende 20 gas verlaagt, b) de productiviteit van de hoogoven regelt door variatie van het gehalte aan CC>2 en/of E^O en/of Nj, alsmede de temperatuur van het reducerende gas in deze zin, dat men voor het verhogen van de productiviteit van de hoogoven het gehalte aan C0^ en/of .E^O 25 en/of N2 verlaagt, en de temperatuur van het reducerende gas verhoogt, terwijl men voor het verminderen van de productiviteit van de hoogoven het gehalte aan CO^ en/of E^O en/of N2 verhoogt, en de temperatuur van het reducerende gas verlaagt, c) de temperatuur en/of het siliciumgehalte van het ijzer regelt 30 door variatie van de temperatuur en het gehalte aan C02 en/of H20 van het reducerend gas in die zin, dat men voor het verhogen .van de temperatuur en/of het siliciumgehalte van het ijzer de temperatuur van het reducerende gas verhoogt en het gehalte aan C02 en/of ï^O verlaagt, terwijl voor het verlagen van de 8102654 V * - 17 - temperatuur en/of silicumgehalte van het ijzer de temperatuur van het reducerende gas verlaagt en het gehalte aan COg en/of E^O verhoogt, d) de temperatuur van het hoogovengas regelt door variatie van de 5 temperatuur en het gehalte aan CC>2 en/of H^O en/of Nj van het reducerende gas in die zin, dat men voor het verhogen van de temperatuur van het hoogovengas de temperatuur van het reducerende gas verlaagt en het gehalte aan CC^ en/of H^O en/of verhoogt, - terwijl men voor het verlagen van de temperatuur van het hoogoven-10 gas de temperatuur van het reducerende gas verhoogt en het gehalte aan CO 2 en/ H^O en/of Nj verlaagt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de reactor bestaat uit een verwarmingssysteem langs electrische weg.

3. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 en 2 met het kenmerk, 20 dat het cokesverbruik als bedoeld onder punt a) van conclusie 1 ligt tussen 50 kg en 350 kg per ton geproduceerde smelt.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het cokesverbruik als bedoeld onder punt a van conclusie 1 ligt tussen 80 kg en 200 kg per ton geproduceerde smelt.

5. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat men reducerende gas bereid door het invoeren van de brandstof en het oxiderende gas in de reactor, terwijl men de samenstelling van de reducerende gassen en met name de hoeveelheid CC^ en H2O in deze gassen regelt door middel van instelling van de verhou-30 ding oxidatiemiddel/brandstof, d.w.z. de hoeveelheden van de brandstof en van het oxiderende gas, waarmede de reactor gevoed wordt.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het oxiderende gas hoogovengas, bij voorkeur gerecirculeerd hoogoven-gas- is.

7. Werkwijze volgens één'of meer der conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, 35 dat de temperatuur van de reducerende gassen ligt tussen 1500 en 8102654 - 18 - 2800°C.

8. Werkwijze volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat in het geval dat de reactor bestaat uit een verhittingssysteem langs electrische weg, de temperatuur van het reducerende gas wordt gevarieerd door 5 instelling van het electrisch vermogen.

9. Werkwijze volgens één of meer der conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat bovendien het hete oxiderende gas in de hoogoven .wordt gebracht door middel van tenminste één tuyère, die verschilt van de tuyères gebruikt voor de injectie van de reducerende gassen.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat het warme oxiderende gas lucht of met zuurstof verrijkte lucht is. 8102654