WO1997047773A1 - Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm Download PDF

Info

Publication number
WO1997047773A1
WO1997047773A1 PCT/DE1997/001127 DE9701127W WO9747773A1 WO 1997047773 A1 WO1997047773 A1 WO 1997047773A1 DE 9701127 W DE9701127 W DE 9701127W WO 9747773 A1 WO9747773 A1 WO 9747773A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reduction
reduction shaft
shaft
gas
reducing gas
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/001127
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bogdan Vuletic
Original Assignee
Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Voest-Alpine Industrieanlagenbau 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 Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh, Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh filed Critical Deutsche Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh
Priority to AT0905797A priority Critical patent/AT407645B/de
Priority to EP97924927A priority patent/EP0904415B1/de
Priority to US09/202,263 priority patent/US6379423B1/en
Priority to BR9709685-7A priority patent/BR9709685A/pt
Priority to CZ19984000A priority patent/CZ287903B6/cs
Priority to PL97330410A priority patent/PL330410A1/pl
Priority to SK1695-98A priority patent/SK169598A3/sk
Priority to DE59704252T priority patent/DE59704252D1/de
Priority to AU30254/97A priority patent/AU730729B2/en
Priority to JP09532936A priority patent/JP2001501673A/ja
Publication of WO1997047773A1 publication Critical patent/WO1997047773A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • the dust content of this gasification gas is several times higher than that of the reducing gas, which was introduced into the reduction shaft in a targeted manner and was previously dedusted in hot gas cyclones.
  • the dust is additionally conveyed back to the reduction shaft via the downpipes due to the wind sighting of the iron sponge discharged and, if appropriate, the calcined additives by the gasifier gas flowing up.
  • the total dust leads to a higher level of dust in the lower area of the reduction shaft, to channel formation, to a sticking of the fill and to an uncontrolled discharge of the sponge iron by the discharge devices.
  • a particularly disadvantageous effect is that the dust coming from the melter gasifier into the reduction shaft via the downpipes contains coal particles which contain tar and are only partially degassed, as well as other components which lead to agglomerate formation.
  • the wind sifting in the downpipes has an increasing effect, the dust content of the gas flowing back becomes ever higher and the bed in the lower area of the reduction shaft can be enriched with the circuit dust in such a way that due to the high frictional forces in the dust enriched bed very small pressure differences are sufficient to get the bed stuck gene, which leads to the known phenomena of channel formation and the undisturbed flow of gas with a very high dust content from the melter gasifier into the reduction shaft. Part of the dust is further transported upwards from the lower part of the reduction shaft into the reduction zone and also there leads to dusting of the bed and to channel formation.
  • Part of the remaining gap volume is entered by fine particles, which are introduced with the raw material, and part in the reduction shaft by reducing the
  • the results of this are a low degree of metallization, a low carburization of the iron sweat, a low degree of calcination of the additives, a low performance of the plant and a poor quality of the pig iron.
  • a minimum specific amount of the reducing gas is required, which is passed through the reduction shaft without channel formation and without the bed getting stuck.
  • This specifically required amount of reducing gas depends on the degree of oxidation of the reducing gas, the iron content of the iron oxides, the decomposition properties of the iron oxides used at low temperatures, the amount and the decomposition properties of the additives and other factors and is approximately 1050 ITL, 3 reducing gas per ton of iron oxides .
  • Fig. 2 shows a horizontal section through the
  • FIG 3 shows a vertical section through a channel for the supply of reducing gas.
  • the cylindrical reduction shaft 1 which is fed from above, that is to say above the reduction zone, via distributor pipes 4, of which only two are shown in FIG. 1, has a cross-section which widens downward and has a taper of approximately 2 ° in its upper region A. , in its middle, about 5 m high area B a conicity of about 0.5 ° and in its lower, about 2 m high area C a conicity of 2.5 °. Furthermore, it has several funnel-shaped product outlets 5 in its lower region, of which only two are shown in FIG. 1 and six in FIG. 2. The preferably funnel-shaped extensions or connecting lines 5a of the Duct outlets 5 open directly into the horizontally or slightly arched bottom of the reduction shaft 1.
  • the product outlets 5 are made of refractory material, namely partitions 9 and a conical block 10 in the radial center of the reduction shaft 1 with water- or nitrogen-cooled ones Brackets 6 formed.
  • a water-cooled carrier 12 with a protective tube 13 surrounding it and an insulation in the lower region between these tubes arranged eccentrically to one another and a channel 11 placed on the carrier 12 and open at the bottom in the form of a half-tube shell with elongated side walls is shown in FIG. 3 represents.
  • the carriers 12 with the channels 11 are arranged above the product outlets 5 and are supported with their radially inner end on the holders 6 of the block 10 made of refractory material.
  • a water-cooled line 8 which is inclined inward downward and cut obliquely at the front, is shown in broken lines in FIG. 1.
  • FIG. 1 a water-cooled line 8 which is inclined inward downward and cut obliquely at the front
  • Channels 11 and lines 8 are introduced from the outside reducing gas, as indicated by arrows 15.
  • the side walls of the channels 11 are drawn deeper and the lining is made stronger in order to avoid horizontal surfaces on which the deposited dust can remain.
  • a greater gradient can be achieved if the gas connections 15 are arranged laterally and obliquely with respect to the carrier 12.
  • funnel-shaped product outlets 5 are thus formed in the lower region of the reduction shaft by built-in components made of refractory material, which consist of the intermediate walls 9 and the conical block 10 in the middle region and which are provided with the holders 6 cooled with water or nitrogen, which protrude through the bottom of the reduction shaft 1 into the internals.
  • brackets also serve as supports for the water-cooled supports 12, on which the channels 11 for the introduction of the reducing gas are suspended in the lower, predominantly radially central region of the reduction shaft 1, and optionally as supports for the lines 8
  • funnel-shaped connecting lines 5a which are welded to the bottom of the reduction shaft 1 or fastened with flange connections and which extend the funnel-shaped product outlets 5, is a steep angle, which is necessary for the material to slide, and is the same given a higher level of the bed as a gas barrier for reducing the pressure difference between the melting gasifier and the reduction shaft 1.
  • the introduction of part of the reducing gas via the inlets 15 into the radially central region of the reducing shaft 1 should be about 2 m below the level of the side reducing gas inlets 3 through at least one channel 11 made of heat-resistant steel and / or a water-cooled line 8, which is preferably directly above each product outlet 5 or above each partition 9 are arranged.
  • the channels 11 for the introduction and distribution of the reducing gas are designed in the form of half-pipe shells made of heat-resistant steel with extended side walls and placed on top of the water-cooled tubular supports 12, so that the extended sides of the half-pipe shells open downwards Form channels 11.
  • This embodiment has the advantage that the wide horizontal or slightly downwardly sloping open channels 11 cannot become clogged with material or dust, that very large areas of the bed are available for the introduction of the reducing gas and that by a rapidly sinking downward and highly loosened bed in this area, good conditions are created for the separation of the dust from the introduced reducing gas and for the removal of the dust separated in the upper areas.
  • the dust-containing reducing gas is Cut of the reduction shaft 1 which allows access to less dusty areas of the fill.
  • Reduction shaft 1 which serves as a gas barrier and does not take part in the reduction process, is used by introducing colder reducing gas for greater carburization and residual reduction of the sponge iron.
  • the reduction zone and thus the entire reduction shaft can be built smaller and lighter, which results in a considerable advantage in the case of medium-sized reduction shafts with a total weight of approximately 1500 tons and more and a large span of the beams.
  • a higher carbon content and a higher metallization of the sponge iron lower the energy requirement of the melter gasifier and contribute to a more uniform operation and a better quality of the raw iron.
  • the reducing gas is therefore supplied via the inlets 15 at a lower temperature than that of the remaining reducing gas in order to create better conditions for the carburizing of the sponge iron in the lower region of the reducing shaft 1.
  • a temperature which is 50 ° to 100 ° C lower is to be regarded as optimal for this partial flow of the reducing gas.
  • a further cooling down to about 650 ° C., which would be optimal for the carburizing of the sponge iron, would, however, lead to a cooling in the middle of the shaft and thus to a lower metallization in this area.
  • the bed is cooled in this area, which is critical for agglomerate formation, and in connection with a relief of the bed from the weight of the material column above it by the water-cooled carrier 12 and / or the water-cooled lines 8 avoided the formation of agglomerates.
  • the temperature plays in the formation of agglomerates from calcined additives and from not fully degassed and tar-containing coal particles, the degassing products of which also contain water vapor, both of which act as binders and main components of the agglomerates with enclosed sponge iron particles and residual dust components the bulk as well as the pressing play a decisive role.
  • the bed sinks in the overlying areas of the reduction shaft 1 at a lower speed. Strong dusting and local overheating can also occur in some areas in the reduction zone due to the strongly exothermic Boudouard reaction.
  • the arrangement of the discharge screws at the lower end of the connecting lines 5a is to be regarded as an advantageous embodiment. In this embodiment, the reduction shaft 1 no longer needs to be cleared out when the discharge screws are replaced or major repaired, as a result of which long production downtimes and high start-up costs are avoided.
  • the fact that the channels 11 are open at the bottom provides the best conditions for the separation and removal of the separated dust.
  • the half-pipe shells of the channels 11 with the extended ones Lateral walls can be made from one piece or with very few welds at uncritical points and serve as wear protection and thermal insulation for the water-cooled beams 12.
  • the additional protective tube 13 made of heat-resistant steel.
  • the lower, more thermally stressed area between the two eccentrically located tubes is stuffed with insulating wool 14, and the protective tube
  • the 13 is preferably slit open at certain intervals in the upper region to its axis in order to avoid deformation due to different thermal loads.
  • the supports 12 and / or the lines 8 are supported in the wall of the reduction shaft 1 and on the brackets 6 embedded in the intermediate walls 9 and the block 10, so that no long and strong supports 12 and / or lines 8 for construction of large reduction shafts are required. It is advantageous to use the brackets 6 embedded in the conical block 10 for supporting the pipe supports 12 and the channels 11 and the brackets 6 embedded in the intermediate walls 9 for supporting the pipes 8.
  • the water-cooled lines 8 are laid at a steep angle and cut obliquely at their front end in order to enlarge the inflow area of the bed and to avoid clogging of the lines 8.
  • the amount of dust entered, the swelling of the iron oxides, the decomposition properties and grain composition of the iron oxides and additives and the content of carbon monoxide in the reducing gas must be taken into account.
  • a high conicity of about 2.5 ° is chosen so that open the bed and pick up the dust.
  • the sponge is carburized and the entire area is warmed up by the strongly exothermic Boudouard reaction, the decrease in the amount of gas by carburizing the sponge iron being more than compensated for by an increase in the amount of gas due to intensive calcination of the additives.
  • the specific pressure loss will increase by up to 15% while the cross section remains the same.
  • a smaller conicity angle of approximately 0.5 ° is selected in this region, which is approximately 3 to 5 m high.
  • a smaller angle and a greater specific pressure loss due to a higher level of dust than in the upper areas is also supported by the greater weight of the material column above. This allows a higher pressure loss and a higher level of dust in this area.
  • a taper of about 2 ° is considered optimal.
  • the reduction shaft 1 is loaded with iron oxides, which are optionally mixed with additives, via the in the upper area in a circle with the center in the longitudinal axis of the reduction shaft 1, the distribution pipes 4. Their number corresponds to at least twice the number of product outlets 5. In the case of larger reduction shafts, the distribution pipes should be in two
  • Circles and a larger number can be installed in order to minimize the separation of the filling and to avoid an increased gas flow in the edge area and in the middle of the reduction shaft due to a strong M profile.
  • the distributor pipes 4 are arranged symmetrically to the axes of the product outlets 5. It is thereby achieved that the bed below the distributor pipes 4, which is richer in fine grain size and which sinks at a lower speed than the coarser bed, by two distributor pipes 4 each, which are located directly above the two intake areas of the discharge screws, and that are located between the respective channel 11 and its two adjacent intermediate walls 9, decreases at an increased speed.
  • the amount of the reduction gas introduced into the middle area of the reduction shaft 1 via the inlets 15 is advantageously around 30% of the total amount of the reduction gas in the case of medium-sized reduction shafts, so that a large outer ring with about 70% of the reduction gas via the Bustle channel 2 and the inlet 3 is supplied.
  • the amount of gas supplied via the Bustle channel 2 by approximately 30%, the loading of the bed in this area with the dust is also reduced by approximately 30%, as a result of which channels are no longer formed and the bed becomes stuck during normal operation are to be expected.
  • a smaller part of the Conducted reducing gas will also flow into the outer ring, but the majority flow into the radially central region into the less dusty bed of the reduction shaft 1.
  • the amount of the reducing gas introduced in the radially central region of the reduction duct will increase accordingly.
  • the addition of the reducing gas into the middle region of the reduction shaft 1 via the lines 8 is therefore preferably an alternative to be realized in the case of smaller reduction shafts.
  • the carriers 12 and the lines 8 also bear a large part of the weight of the material column above, so that they relieve and loosen the bed in the production outlets 5 and loosen it in these funnel-shaped areas narrowed downwards do not form bridges.
  • the channels 11 can be built in a star shape or parallel to each other.
  • the supply lines to these and / or to the lines 8 are laid with a slope so that they do not become clogged by dust deposits and backfilling of the bed during pressure fluctuations in the system.
  • the extended side walls of the downwardly open channels 11 are provided with stiffeners and spacers 16 at certain intervals, so that a narrowing of the channel by pressing the parallel walls together by the fill is avoided.

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Eisenschwamm aus stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht (1) unter Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlenmonoxidreichen Reduktionsgases vorgeschlagen. Das Reduktionsgas wird in einem Gaserzeuger durch partielle Oxidation von festen Kohlenstoffträgern erzeugt und zu einem Teil über mehrere in gleicher Höhe am Umfang des Reduktionsschachtes angeordnete seitliche Reduktionsgaseinlässe (3) am unteren Ende der Reduktionszone in den Reduktionsschacht eingeleitet. Die stückigen Eisenoxide werden im oberen Bereich des Reduktionsschachtes eingegeben und als Eisenschwamm an dessen unterem Ende ausgetragen. Unterhalb der Ebene der seitlichen Reduktionsgaseinlässe sind zusätzliche Reduktionsgaseinlässe (15) in Form von nach unten offenen, sich von der Außenseite in das Innere des Reduktionsschachtes erstreckenden Kanälen (11) und/oder sich von der Außenseite schräg nach unten in das Innere des Reduktionsschachtes erstreckenden Leitungen mit geöffnetem inneren Ende vorgesehen. Auf diese Weise wird auch dem radial inneren Bereich des Reduktionsschachtes Reduktionsgas zugeführt, so daß der Staubeintrag durch das Reduktionsgas nicht auf den Außenbereich der Schüttung im Reduktionsschacht beschränkt ist.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Eisenschwamm
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Reduktion von stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht mit staubhaltigem und kohlenmon- oxidreichem Reduktionsgas aus einem Einschmelzverga- ser in einer Eisenerzreduktions-Schmelzanlage kann nur ein Teil des Lückenvolumens der Schüttung im Re¬ duktionsschacht zur Aufnahme des Staubes, der mit dem Reduktionsgas in den Reduktionsschacht eingetragen wird, genutzt werden. Neben dem Staub, der mit dem Reduktionsgas eingetragen wird, wird bei Anlagen, bei denen der Reduktionsschacht über Fallrohre mit dem Einschmelzvergaser verbunden ist, eine zusätzliche Staubmenge mit dem Vergasergas über die Fallrohre und Austragsvorrichtungen in den unteren Bereich des Re- duktionsschachtes eingetragen. Der Staubgehalt dieses Vergasergases ist um mehrere Male höher als derjenige des zielgerichtet in den Reduktionsschacht eingeführ¬ ten Reduktionsgases, das zuvor in Heißgaszyklonen entstaubt wurde. Neben diesem Staub wird über die Fallrohre zusätzlich der Staub aufgrund der Windsich- tung des ausgetragenen Eisenschwamms und gegebenen¬ falls der kalzinierten Zuschlagstoffe durch das auf¬ strömende Vergasergas zum Reduktionsschacht zurückbe¬ fördert. Der Gesaintstaub führt zu einer stärkeren Verstaubung des unteren Bereichs des Reduktions- Schachtes, zu Kanalbildungen, zu einem Hängenbleiben der Schüttung sowie zu einem unkontrollierten Austrag des Eisenschwamms durch die Austragsvorrichtungen. Besonders nachteilig wirkt sich aus, daß der über die Fallrohre aus dem Einschmelzvergaser in den Reduk- tionsschacht gelangende Staub teerhaltige und nur zum Teil entgaste Kohlepartikel sowie andere Komponenten, die zu einer Agglomeratbildung führen, enthält.
Bei einer stärkeren Verstaubung der Eisenoxid-Schüt- tung im Bustle- bzw. Eintrittsbereich des Reduktions- gases erhöht sich der Druckunterschied zwischen dem Einschmelzvergaser und dem unteren Teil des Reduk¬ tionsschachtes und dementsprechend des über die Fall¬ rohre und die Austragsschnecken aufströmenden stark verstaubten Vergasergases, durch welche dieses einen direkten Zugang zur wenig verstaubten Schüttung in der Mitte des Reduktionsschachtes hat. Durch den er¬ höhten Druckunterschied wirkt die Windsichtung in den Fallrohren immer stärker, der Staubgehalt des zurück- strömenden Gases wird immer höher und die Schüttung im unteren Bereich des Reduktionsschachtes kann mit dem Kreislaufstaub so angereichert werden, daß wegen der hohen Reibungskräfte in der mit Staub angerei¬ cherten Schüttung ganz geringe Druckunterschiede aus- reichen, um die Schüttung zum Hängenbleiben zu brin- gen, was zu den bekannten Phänomenen der Kanalbildung und der ungestörten Strömung des Gases mit sehr hohem Staubgehalt aus dem Einschmelzvergaser in den Reduk¬ tionsschacht zur Folge hat. Ein Teil des Staubes wird weiterhin aus dem unteren Teil des Reduktionsschach¬ tes nach oben in die Reduktionszone transportiert und führt auch dort zur Verstaubung der Schüttung und zu einer Kanalbildung. Solche starken Verstaubungen des Bustlebereiches können auftreten, wenn zu viel Unter- körn mit der Kohle eingetragen wird, wenn in der Koh¬ lemischung eine größere Menge Kohle eingesetzt wird, die bei hohen Temperaturen stark zerfällt, wenn ex¬ trem hohe Temperaturen im Vergaser auftreten, die zu einem stärkeren Kohlezerfall führen, bei einem stär- keren Erzzerfall im Reduktionsschacht und bei einem Ausfall bzw. Teilausfall der Staubrückführung. Wenn solche Fälle auftreten, benötigt der Reduktions¬ schacht eine ziemlich lange Zeit, bis er sich vom Staub gereinigt hat, da ein Teil des Staubes durch gebildete Kanäle immer wieder nach oben gefördert wird.
Vom restlichen Lückenvolumen wird ein Teil durch Feinpartikel, die mit dem Rohmaterial eingetragen und zum Teil im Reduktionsschacht durch Reduktion der
Eisenträger bzw. Kalzinierung der Zuschlagstoffe ent¬ stehen, ausgefüllt. Die Aufnahmekapazität des Reduk¬ tionsschachtes hierfür ist stark begrenzt, da ein größerer Teil des Lückenvolumens für die Strömung des Reduktionsgases durch die Schüttung erhalten bleiben muß, damit die für die Reduktion der Eisenoxide und die Kalzinierung der Zuschlagstoffe minimal erforder¬ liche spezifische Reduktionsgasmenge unter mäßigem und nach oben begrenztem Druckverlust durch den Re- duktionsschacht hindurchgeführt werden kann. Bei Überschreitung eines bestimmten, von der Korngröße, der Kornzusammensetzung und dem Lückenvolumen der Schüttung abhängigen Druckverlustes kommt es zum be¬ kannten "Hängen" der Schüttung sowie zu einer Kanal- bildung und Durchströmung eines Teils des Reduktions¬ gases durch die Kanäle, ohne am Reduktionsprozeß be¬ teiligt zu sein. Das Ergebnis hiervon sind ein nied¬ riger Metallisierungsgrad, eine niedrige Aufkohlung des Eisenschwaπuns, ein niedriger Kalzinierungsgrad der Zuschlagstoffe, eine niedrige Leistung der Anlage sowie eine schlechte Qualität des Roheisens. Daher ist für einen normalen Betrieb eine minimale spezifi¬ sche Menge des Reduktionsgases erforderlich, die ohne Kanalbildung und ohne ein Hängenbleiben der Schüttung durch den Reduktionsschacht hindurchgeführt wird. Diese spezifisch erforderliche Reduktionsgasmenge hängt vom Oxidationsgrad des Reduktionsgases, dem Eisengehalt der Eisenoxide, den Zerfallseigenschaften der eingesetzten Eisenoxide bei niedrigen Temperatu- ren, der Menge und den Zerfallseigenschaften der Zu¬ schlagstoffe sowie anderen Faktoren ab und beträgt etwa 1050 ITL,3 Reduktionsgas pro Tonne Eisenoxide. We¬ gen der hohen Temperaturen des Vergasergases und we¬ gen eines geringen Druckverlustes in der als Gassper- re für das unentstaubte Vergasergas über die Fallroh¬ re dienenden Schüttung, welcher durch einen großen Querschnitt des Reduktionsschachtes im unteren Be¬ reich gegeben ist, werden ausgemauerte Heißgaszyklone mit einem mäßigen Wirkungsgrad als Entstaubungsaggre- gate für das Reduktionsgas eingesetzt, so daß dieses auch nachträglich noch beträchtliche Mengen an Staub enthält und dadurch bei der spezifischen Reduktions¬ gasmenge ein relativ geringer Spielraum nach oben gegeben ist. Durch die Einleitung des Reduktionsgases im Bustlebereich nur am Umfang des Reduktionsschach- tes wird der für die Abscheidung des Staubes noch frei verfügbare Teil des Lückenvolumens der Schüttung in der radialen Mitte des Reduktionsschachtes kaum genutzt, wodurch die durchsetzbare spezifische Reduk- tionsgasmenge noch kleiner und der Außenring der
Schüttung im Bereich der Gaseinlässe stärker als er¬ forderlich verstaubt werden. In diesem Außenring fan¬ gen dann die Kanalbildung und das Hängenbleiben der Schüttung an. Je größer der Durchmesser des Reduk- tionsschachtes ist, desto kleiner ist die spezifische Reduktionsgasmenge, die durch den Reduktionsschacht ohne ein Hängenbleiben und ohne eine Kanalbildung durchgesetzt werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu ver¬ bessern, daß eine Aufkohlung und verstärkte Reduktion des Eisenschwamms erhalten werden, daß die im radial mittleren Bereich wenig verstaubte Schüttung für die Abscheidung von Staub genutzt wird, daß ein größerer Druckverlust in der Schüttung im unteren Bereich des Reduktionsschachtes auftritt, so daß Heißgaszyklone mit einem größeren Druckverlust und damit einem höhe¬ ren Abscheidegrad zur Entstaubung des als Reduktions- gas verwendeten Vergasergases eingesetzt werden kön¬ nen, daß die Menge des über die Fallrohre in den Re¬ duktionsschacht strömenden staubhaltigen Vergaserga¬ ses stark begrenzt wird, und daß durch eine gleichmä¬ ßige Verstaubung der gesamten Schüttung kein zusätz- licher Druckunterschied über die Verbindungsleitungen bzw. Fallrohre zwischen dem Einschmelzvergaser und dem unteren Teil des Reduktionsschachtes auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die im kenn- zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher er¬ läutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Reduktionsschacht,
Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durch den
Reduktionsschacht nach Fig. 1 zwischen dem Bustlebereich und dem Bereich der Kanäle bzw. Leitungen für die zusätz¬ liche Einleitung von Reduktionsgas, und
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch einen Kanal für die Zuführung von Reduk¬ tionsgas.
Der von oben, das heißt oberhalb der Reduktionszone über Verteilerrohre 4, von denen in Fig. 1 nur zwei wiedergegeben sind, beschickte zylindrische Reduk¬ tionsschacht 1 hat einen sich nach unten erweiternden Querschnitt und weist in seinem oberen Bereich A eine Konizität von etwa 2°, in seinem mittleren, etwa 5 m hohen Bereich B eine Konizität von etwa 0,5° und in seinem unteren, etwa 2 m hohen Bereich C eine Konizi¬ tät von 2,5° auf. Weiterhin hat er in seinem unteren Bereich mehrere trichterförmige Produktauslässe 5, von denen in Fig. 1 nur zwei und in Fig. 2 sechs wie¬ dergegeben sind. Die vorzugsweise trichterförmigen Verlängerungen bzw. Verbindungsleitungen 5a der Pro- duktauslässe 5 münden direkt im waagerecht oder leicht gewölbt ausgebildeten Boden des Reduktions¬ schachtes 1. Die Produktauslässe 5 sind durch Einbau¬ ten aus Feuerfestmaterial, nämlich Zwischenwänden 9 und einem konischen Block 10 in der radialen Mitte des Reduktionsschachts 1 mit wasser- oder stickstoff¬ gekühlten Halterungen 6 gebildet. Ein wassergekühlter Träger 12 mit einem diesen umgebenden Schutzrohr 13 und einer Isolierung im unteren Bereich zwischen die- sen exzentrisch zueinander angeordneten Rohren sowie ein auf den Träger 12 aufgesetzter und nach unten offener Kanal 11 in Form einer Halbrohrschale mit verlängerten seitlichen Wänden ist in Fig. 3 darge¬ stellt. Die Träger 12 mit den Kanälen 11 sind ober- halb der Produktauslässe 5 angeordnet und werden mit ihrem radial inneren Ende auf den Halterungen 6 des Blocks 10 aus Feuerfestmaterial abgestützt. Als Al- ternativausführung ist in Fig. 1 eine nach innen ab¬ wärts geneigte, vorn schräg abgeschnittene wasserge- kühlte Leitung 8 gestrichelt eingezeichnet. In die
Kanäle 11 bzw. Leitungen 8 wird von außen Reduktions¬ gas eingeleitet, wie durch Pfeile 15 angedeutet ist. Im Bereich der Einleitung des Reduktionsgases werden die seitlichen Wände der Kanäle 11 tiefer gezogen und die Ausmauerung wird stärker ausgeführt, um horizon¬ tale Flächen, auf denen der abgelagerte Staub liegen bleiben kann, zu vermeiden. Ein größeres Gefälle kann erreicht werden, wenn die Gasanschlüsse 15 seitlich und schräg in bezug auf den Träger 12 angeordnet wer- den. Am unteren Ende der Verbindungsleitungen 5a be¬ findet sich vorteilhaft jeweils eine in den Figuren nicht dargestellte Austragsvorrichtung für den Eisen¬ schwamm. Ein normaler Betrieb einer derartigen Anlage mit der Einleitung eines heißen, staubhaltigen und kohlenmon- oxidreichen Reduktionsgases nur am Umfang des Reduk¬ tionsschachtes 1 über einen Bustlekanal 2 sowie Re- duktionsgaseinlässe 3 ist bei Einsatz von Stückerz nur bei kleineren und bei Einsatz von Pellets guter Qualität bei größeren Reduktionsschächten möglich. Bei großen Anlagen, die mit normalen Rohstoffen be¬ trieben werden, ist es dagegen fast unumgänglich, daß ein Teil des Reduktionsgases in die radiale Mitte des Reduktionsschachtes 1 eingeleitet wird, um einen sta¬ bilen Betrieb in einem breiteren Leistungsbereich und mit mehr Spielraum bei der spezifischen Reduktions¬ gasmenge, dem Staubgehalt des Reduktionsgases und der Rohmaterialauswahl zu erreichen. Ein Durchmesser des Reduktionsschachtes von etwa 5 bis 6 m kann als Gren¬ ze zwischen diesen beiden Ausführungsformen angesehen werden.
Bei größeren Reduktionsschächten und bei Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlenmonoxidreichen Reduktionsgases werden somit im unteren Bereich des Reduktionsschachtes mehrere trichterförmige Produkt¬ auslässe 5 durch Einbauten aus Feuerfestmaterial ge- bildet, die aus den Zwischenwänden 9 und dem koni¬ schen Block 10 im mittleren Bereich bestehen und die mit den mit Wasser oder Stickstoff gekühlten Halte¬ rungen 6 versehen sind, die durch den Boden des Re¬ duktionsschachtes 1 in die Einbauten hineinragen. Diese Halterung dienen gleichzeitig als Stützen für die wassergekühlten Träger 12, an denen die Kanäle 11 für die Einleitung des Reduktionsgases in den unte¬ ren, überwiegend radial mittleren Bereich des Reduk- tionsschachtes 1 aufgehängt werden, sowie gegebenen- falls als Stützen für die Leitungen 8. Durch die aus- gemauerten, vorzugsweise trichterförmigen Verbin¬ dungsleitungen 5a, die auf dem Boden des Reduktions¬ schachtes 1 angeschweißt oder mit Flanschverbindungen befestigt sind und die die trichterförmigen Produkt- auslasse 5 verlängern, ist ein steiler, für das Rut¬ schen des Materials erforderlicher Winkel und gleich¬ zeitig eine größere Höhe der Schüttung als Gassperre für den Abbau der Druckdifferenz zwischen dem Ein¬ schmelzvergaser und dem Reduktionsschacht 1 gegeben. Die Einleitung eines Teils des Reduktionsgases über die Einlasse 15 in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtes 1 soll etwa 2 m unterhalb der Ebene der seitlichen Reduktionsgaseinlässe 3 durch mindestens je einen Kanal 11 aus hitzebeständigem Stahl und/oder eine wassergekühlte Leitung 8, die vorzugsweise direkt oberhalb jedes Produktauslasses 5 bzw. oberhalb jeder Zwischenwand 9 angeordnet sind, erfolgen. Die Kanäle 11 für die Einleitung und Ver¬ teilung des Reduktionsgases werden in Form von Halb- rohrschalen aus hitzebeständigem Stahl mit verlänger¬ ten seitlichen Wänden ausgeführt und von oben auf die wassergekühlten rohrförmigen Träger 12 aufgesetzt, so daß die verlängerten Seiten der Halbrohrschalen nach unten offene Kanäle 11 bilden. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die breiten horizontalen oder leicht nach unten geneigten offenen Kanäle 11 nicht mit Ma¬ terial oder Staub verstopfen können, daß sehr große Flächen der Schüttung für die Einleitung des Reduk¬ tionsgases bereitstehen und daß durch eine schnell nach unten sinkende und stark aufgelockerte Schüttung in diesem Bereich gute Bedingungen für die Abschei¬ dung des Staubes aus dem eingeleiteten Reduktionsgas und für den Abtransport des in den oberen Bereichen abgeschiedenen Staubes geschaffen werden. Dem staub- haltigen Reduktionsgas wird über den gesamten Quer- schnitt des Reduktiongsschachtes 1 der Zutritt in weniger verstaubte Bereiche der Schüttung ermöglicht.
Der untere volumenmäßig große Teil des Reduktions- Schachtes 1, der fast ein Drittel des Volumens des
Reduktionsschachtes 1 in Anspruch nimmt, welcher als Gassperre dient und am Reduktionsprozeß nicht teil¬ nimmt, wird durch Einleitung von kälterem Reduktions¬ gas für eine stärkere Aufkohlung und Restreduktion des Eisenschwamms genutzt. Dadurch kann die Reduk¬ tionszone und damit der gesamte Reduktionsschacht kleiner und leichter gebaut werden, wodurch sich bei Reduktionsschächten mittlerer Größe mit einem Gesamt¬ gewicht von etwa 1500 Tonnen und mehr sowie einer großen Spannweite der Träger ein erheblicher Vorteil ergibt.
Ein höherer Kohlenstoffgehalt und eine höhere Metal¬ lisierung des Eisenschwamms senken den Energiebedarf des Einschmelzvergasers und tragen zu einem gleichmä¬ ßigeren Betrieb und einer besseren Qualität des Roh¬ eisens bei. Das Reduktionsgas wird daher über die Einlasse 15 mit einer niedrigeren Temperatur als der des restlichen Reduktionsgases zugeführt, um bessere Bedingungen für die Aufkohlung des Eisenschwamms im unteren Bereich des Reduktionsschachtes 1 zu schaf¬ fen. Als optimal ist eine um 50° bis 100° C niedrige¬ re Temperatur für diesen Teilstrom des Reduktionsga¬ ses anzusehen. Eine weitere Abkühlung bis auf etwa 650° C, die für die Aufkohlung des Eisenschwamms op¬ timal wäre, würde jedoch zu einer Abkühlung in der Schachtmitte und damit zu einer niedrigeren Metalli¬ sierung in diesem Bereich führen. Durch die Einleitung eines kälteren Reduktionsgases wird trotz der stark exothermen Boudouard-Reaktion die Schüttung in diesem für eine Agglomeratbildung kritischen Bereich abgekühlt und in Verbindung mit einer Entlastung der Schüttung vom Gewicht der dar¬ über befindlichen Materialsäule durch die wasserge¬ kühlten Träger 12 und/oder die wassergekühlten Lei¬ tungen 8 die Bildung von Agglomeraten vermieden. Be¬ kanntlich spielen bei der Bildung von Agglomeraten aus kalzinierten Zuschlagstoffen und aus nicht voll¬ entgasten und teerhaltigen Kohlepartikeln, deren Ent¬ gasungsprodukte auch Wasserdampf enthalten, die beide als Bindemittel und Hauptbestandteile der Agglomerate mit eingeschlossenen Eisenschwammpartikeln und rest- liehen Staubbestandteilen wirken, die Temperatur der Schüttung sowie derenn Pressung eine entscheidende Rolle. Oberhalb von einmal gebildeten Agglomeraten sinkt die Schüttung in darüberliegenden Bereichen des Reduktionsschachtes 1 mit einer niedrigeren Geschwin- digkeit. Es kann auch in der Reduktionszone bereichs¬ weise zu starken Verstaubungen und zu lokalen Über¬ hitzungen durch die stark exotherme Boudouard-Reak¬ tion kommen. Als eine vorteilhafte Ausbildung ist die Anordnung der Austragsschnecken am unteren Ende der Verbindungsleitungen 5a anzusehen. Bei dieser Ausfüh¬ rung braucht der Reduktionsschacht 1 bei einem Aus¬ tausch oder einer größeren Reparatur der Austrags¬ schnecken nicht mehr ausgeräumt zu werden, wodurch lange Produktionsausfallzeiten und hohe Anfahrkosten vermieden werden.
Dadurch, daß die Kanäle 11 nach unten offen sind, sind beste Bedingungen für die Abscheidung und den Abtransport des abgeschiedenen Staubes gegeben. Die Halbrohrschalen der Kanäle 11 mit den verlängerten seitlichen Wänden können aus einem Stück oder mit ganz wenigen Schweißnähten an unkritischen Stellen gefertigt werden und dienen als Verschleißschutz und Wärmeisolierung für die wassergekühlten Träger 12. Um die Wärmeverluste der Träger 12 niedrig zu halten, werden sie mit dem zusätzlichen Schutzrohr 13 aus hitzebeständigem Stahl versehen. Der untere, tempe¬ raturmäßig stärker belastete Bereich zwischen den beiden zueinander exzentrisch liegenden Rohren wird mit Isolierwolle 14 ausgestopft, und das Schutzrohr
13 wird vorzugsweise im oberen Bereich guer zu seiner Achse in bestimmten Abständen aufgeschlitzt, um eine Verformung durch unterschiedliche Wärmebelastungen zu vermeiden. Die Träger 12 und/oder die Leitungen 8 werden in der Wandung des Reduktionsschachtes 1 und auf den in die Zwischenwände 9 und den Block 10 ein¬ gebetteten Halterungen 6 abgestützt, so daß keine langen und starken Träger 12 und/oder Leitungen 8 für den Bau von großen Reduktionsschächten erforderlich sind. Es ist vorteilhaft, die in den konischen Block 10 eingebetteten Halterungen 6 für die Abstützung der Rohrträger 12 und der Kanäle 11 und die in die Zwi¬ schenwände 9 eingebetteten Halterungen 6 für die Ab¬ stützung der Leitungen 8 zu nutzen. Die wassergekühl- ten Leitungen 8 werden unter einem steilen Winkel verlegt und an ihrem vorderen Ende schräg abgeschnit¬ ten, um die Anströmfläche der Schüttung zu vergrößern und Verstopfungen der Leitungen 8 zu vermeiden.
Bei der Auswahl der Konizität der Reduktionszone des Reduktionsschachtes 1 sind die eingetragene Staubmen¬ ge, das Aufschwellen der Eisenoxide, die Zerfallsei¬ genschaften und Kornzusammensetzung der Eisenoxide und Zuschlagstoffe und der Gehalt an Kohlenmonoxid im Reduktionsgas zu berücksichtigen. Im Bereich von den seitlichen Einlassen 3 für das Reduktionsgas bis zu einer Höhe von etwa 2 m darüber, in welchem die grö߬ te Verstaubung und die größte Gefahr für ein Festhän- gen der Schüttung bestehen, wird eine hohe Konizität von etwa 2,5° gewählt, damit sich die Schüttung öff¬ nen und den Staub aufnehmen kann. Eine weitere starke Verkleinerung des Querschnitts nach oben wäre für die Aufnahme des Staubes vorteilhaft, aber sie würde zu einem stärkeren Anstieg des spezifischen Druckverlu- stes in den oberen Bereichen des Reduktionsschachtes 1 durch einen Anstieg der Gaεtemperatur bzw. der Gas¬ geschwindigkeit führen. In diesem Bereich findet die Aufkohlung des Eisenschwammes und eine Erwärmung des gesamten Bereiches durch die stark exotherme Boudouard-Reaktion statt, wobei die Abnahme der Gas¬ menge durch Aufkohlung des Eisenschwammes durch eine Zunahme der Gasmenge aufgrund intensiver Kalzinierung der Zuschlagstoffe mehr als ausgeglichen wird. Bei einem Anstieg der Gastemperatur von 80° C wird der spezifische Druckverlust bei gleichbleibendem Quer¬ schnitt bis zu 15 % ansteigen. Aus diesem Grund wird in diesem etwa 3 bis 5 m hohen Bereich ein kleinerer Konizitätswinkel von etwa 0,5° gewählt. Für einen kleinen Winkel und einen größeren spezifischen Druck- verlust durch eine stärkere Verstaubung als in den oberen Bereichen spricht auch ein größeres Gewicht der darüber befindlichen Materialsäule. Dadurch kön¬ nen ein höherer Druckverlust und eine stärkere Ver¬ staubung in diesem Bereich zugelassen werden. Im Be- reich darüber wird eine Konizität von etwa 2° als optimal angesehen.
Die Beschickung des Reduktionsschachtes 1 mit Eisen¬ oxiden, die gegebenenfalls mit Zuschlagstoffen ver- mischt sind, erfolgt über die im oberen Bereich in einem Kreis mit dem Mittelpunkt in der Längsachse des Reduktionsschachtes 1 angeordneten Verteilerrohre 4. Ihre Anzahl entspricht mindestens dem Doppelten der Anzahl der Produktauslässe 5. Bei größeren Reduk- tionsschächten sollten die Verteilerrohre in zwei
Kreisen und größerer Anzahl eingebaut werden, um die Entmischung der Möllerung zu minimieren und eine ver¬ stärkte Gasströmung im Randbereich und in der Mitte des Reduktionsschachtes, bedingt durch ein starkes M- Profil, zu vermeiden. Die Verteilerrohre 4 sind sym¬ metrisch zu den Achsen der Produktauslässe 5 angeord¬ net. Damit wird erreicht, daß die Schüttung unterhalb der Verteilerrohre 4, die reicher an feiner Körnung ist und die mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die gröbere Schüttung absinkt, durch je zwei Verteil¬ errohre 4, die direkt oberhalb der beiden Einzugsbe¬ reiche der Austragsschnecken, und zwar zwischen dem jeweiligen Kanal 11 und dessen beiden benachbarten Zwischenwänden 9 liegen, mit einer erhöhten Geschwin- digkeit absinkt.
Die in den mittleren Bereich des Reduktionsschachtes 1 über die Einlasse 15 eingeleitete Menge des Reduk¬ tionsgases liegt bei Reduktionsschächten mittlerer Größe vorteilhaft bei etwa 30 % der Gesamtmenge des Reduktionsgases, so daß ein flächenmäßig großer Au¬ ßenring mit etwa 70 % des Reduktionsgases über den Bustlekanal 2 und die Einlasse 3 versorgt wird. Durch die Reduzierung der über den Bustlekanal 2 zugeführ- ten Gasmenge um etwa 30 % reduziert sich auch die Belastung der Schüttung in diesem Bereich mit dem Staub um etwa 30 %, wodurch die Bildung von Kanälen und ein Festhängen der Schüttung bei einem normalen Betrieb nicht mehr zu erwarten sind. Ein kleinerer Teil des über die nach unten offenen Kanäle 11 einge- leiteten Reduktionsgases wird auch in den Außenring, die Hauptmenge jedoch in den radial mittleren Bereich in die weniger verstaubte Schüttung des Reduktions¬ schachtes 1 hineinströmen. Bei großen Reduktions- schachten wird die eingeleitete Menge des Reduktions¬ gases in den radial mittleren Bereich des Reduktions¬ schachtes entsprechend ansteigen.
Die Einleitung des Reduktionsgases in den mittleren Bereich des Reduktionsschachtes über die wasserge¬ kühlten und mit Inlinern aus hitzebeständigem Stahl ausgerüsteten, schräg nach unten gerichteten Leitun¬ gen 8 ist eine weitere Möglichkeit für die Zuführung eines Teils des Reduktionsgases in den radial mitt- leren Bereich des Reduktionsschachtes 1, die jedoch den Nachteil hat, daß eine relativ kleine Anströmflä¬ che die Schüttung im Eintrittsbereich des Reduktions¬ gases sehr stark verstauben wird, was auch in diesem Bereich nachteilig ist.
Aus diesem Grund ist die Zugabe des Reduktionsgases in den mittleren Bereich des Reduktionsschachtes l nur über die nach unten offenen Kanäle 11 als bevor¬ zugte Alternative anzusehen.
Die Zugabe des Reduktionsgases in den mittleren Be¬ reich des Reduktionsschachtes 1 über die Leitungen 8 ist daher vorzugsweise eine bei kleineren Reduktions¬ schächten zu realisierende Alternative.
Die Träger 12 bzw. die Leitungen 8 tragen auch einen großen Teil des Gewichtes der darüberliegenden Mate- rialsäule, so daß sie die Schüttung in den Produk- tionsauslässen 5 entlasten und auflockern und es in diesen nach unten verengten trichterförmigen Berei¬ chen nicht zur Brückenbildung kommt.
Die Kanäle 11 können sternartig oder parallel zuein¬ ander eingebaut sein. Die Zuleitungen zu diesen und/oder zu den Leitungen 8 sind mit Gefälle verlegt, damit diese durch Staubablagerungen und Zurückschla¬ gen der Schüttung bei Druckschwankungen im System nicht verstopfen.
Die verlängerten seitlichen Wände der nach unten of¬ fenen Kanäle 11 sind in bestimmten Abständen mit Ver¬ steifungen und Distanzstücken 16 versehen, damit eine Verengung des Kanals durch Zusammenpressen der zuein- ander parallelen Wände durch die Schüttung vermieden wird.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Eisenschwamm aus stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht (1) unter Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlenmonoxidreichen Reduktionsgases, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch partielle Oxidation von festen Kohlenstoffträ¬ gern erzeugt und über mehrere in gleicher Höhe am Umfang des Reduktionsschachtes (1) angeord¬ nete seitliche Reduktionsgaseinlässe (3) am un¬ teren Ende der Reduktionszone in den Reduktions¬ schacht (1) eingeleitet wird und die stückigen Eisenoxide im oberen Bereich des Reduktions- Schachtes (1) eingegeben und als Eisenschwamm an dessen unterem Ende herausgeführt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß unterhalb der Ebene der seitlichen Reduk¬ tionsgaseinlässe (3) zusätzliche Reduktionsgas- einlasse (15) in Form von mindestens einem nach unten offenen, sich von der Außenseite in den radial mit: ern Bereich des Reduktionsschachtes (1) erstreckenden Kanal (11) und/oder mindestens einer sich von der Außenseite schräg nach unten in dem radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtes (1) erstreckenden Lei¬ tung (8) mit geöffnetem inneren Ende vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Gaserzeuger ein Einschmelzver¬ gaser ist und daß das untere Ende des Reduk¬ tionsschachtes (1) über mindestens ein Fallrohr mit dem Kopf des Einschmelzvergasers verbunden ist zur Zuführung von Eisenschwamm aus dem Re- duktionsschacht (1) in den Einschmelzvergaser.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im unteren Bereich des Reduk¬ tionsschachtes (1) trichterförmige Produktaus¬ lässe (5) durch Einbauten (9,10) aus Feuerfest- material gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einbauten aus radial verlau¬ fenden Zwischenwänden (9) und einem sich konisch nach unten erweiternden Block (10) im in radia¬ ler Richtung mittleren Bereich des Reduktions¬ schachtes (1) gebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß Halterungen (6) für die inne¬ ren Enden des mindestens einen Kanals (11) und/oder der mindestens einen Leitung (8) in die Einbauten (9,10) eingebettet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Kanal (11) oberhalb jedes Produktauslasses (5) ange¬ ordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Leitung (8) oberhalb jeder Zwischenwand (9) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (11) aus hitzebeständigem Stahl besteht und unterhalb eines in gleicher Richtung verlaufenden wasser¬ gekühlten Trägers (12) angeordnet und an diesem aufgehängt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Kanäle (11) als auf die Träger (12) aufgesetzte und nach unten offene Halbrohr¬ schalen mit nach unten verlängerten parallelen Wänden ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Träger (12) jeweils von einem Schutzrohr (13) umgeben sind und der Raum zwischen ihnen mit Isolierwolle (14) ausgefüllt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der parallelen Wän- de zur Mitte des Reduktionsschachtes (1) hin abnimmt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (11) sternartig oder parallel zueinander angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (8) wassergekühlt und mit einer Auskleidung aus hitzebestän¬ digem Stahl ausgerüstet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zu den Kanälen (11) und/oder Leitungen (8) ein Ge¬ fälle zu diesen hin aufweisen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende je¬ des Produktauslasses (5) eine Austragsschnecke vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktions¬ schacht (1) sich von oben nach unten mit einer gestaffelten Konizität erweitert derart, daß sie im unteren Bereich von den seitlichen Reduk- tionseinlässen (3) bis etwa 2 m oberhalb von diesen etwa 2,5°, von etwa 2 m bis etwa 5 m
oberhalb von diesen etwa 0,5° und darüber etwa 2,0° beträgt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Reduktionsschachtes (1) Verteilerrohre (4) für die Beschickung mit Eisenoxiden und gegebe¬ nenfalls Zuschlagstoffen vorgesehen sind, deren Anzahl der doppelten Anzahl der Produktauslässe
(5) beträgt und welche in Umfangsrichtung kreis¬ förmig und symmetrisch zu diesen angeordnet sind.
18. Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm aus stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht (1) unter Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlenmonoxidreichen Reduktionsgases, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch par- tielle Oxidation von festen Kohlenstoffträgern erzeugt und über mehrere in gleicher Höhe am Um¬ fang des Reduktionsschachtes (1) angeordnete seitliche Reduktionsgaseinlässe (3) am unteren Ende der Reduktionszone in den Reduktionsschacht (1) eingeleitet wird und die stückigen Eisenoxide im oberen Bereich des Reduktionsschachtes (1) ein¬ gegeben und als Eisenschwamm an dessen unterem Ende herausgeführt werden, und wobei unterhalb der Ebene der seitlichen Reduktionsgaseinlässe (3) zusätzliche Reduktionsgaseinlässe (15) in Form von mindestens einem nach unten offenen, sich von der Außenseite in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachts (1) erstreckenden Kanal (11) und/oder mindestens einer sich von der Außenseite schräg nach unten in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtes (1) erstreckenden Leitung (8) mit geöffnetem inneren Ende vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das über die Kanäle (11) und/oder Leitungen (8) zugeführte Reduktions- gas eine niedrigere Temperatur als das am unteren
Ende der Reduktionszone zugeführte Reduktionsgas hat.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Temperatur des über die Kanäle (11) und/oder Leitungen (8) zugeführte Reduktionsgas etwa 50 °C niedriger als die Temperatur des am unteren Ende der Reduktionszone zugeführten Reduk¬ tionsgases ist.
20. Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm aus stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht (1) unter Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlemonoxidreichen Reduktionsgases, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch partielle Oxidation von festen Kohlenstoffträgern erzeugt und über mehrere in gleicher Höhe am Umfang des Reduktionsschachtes (1) angeordnete seitliche Re¬ duktionsgaseinlässe (3) am unteren Ende der Reduk¬ tionszone in den Reduktionsschacht (1) eingeleitet wird und die stückigen Eisenoxide im oberen Be¬ reich des Reduktionsschachtes (1) eingegeben und als Eisenschwamm an dessen unterem Ende herausge¬ führt werden, und wobei unterhalb der Ebene der seitlichen Reduktionsgaseinlässe (3) zusätzliche Reduktionsgaseinlässe (15) in Form von mindestens einem nach unten offenen, sich von der Außenseite in den radial mittleren Bereich des Reduktions¬ schachtes (1) erstreckenden Kanal (11) und/oder mindestens einer sich von der Außenseite schräg nach unten in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtaes (1) erstreckenden Leitung (8) mit geöffnetem inneren Ende vorgesehen sind, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Anteil des über die Kanäle (11) und/oder Leitungen (8) zugeführten Reduktionsgases etwa 30 % der Gesamtmenge des Re¬ duktionsgases beträgt.
21. Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm aus stückigen Eisenoxiden in einem Reduktionsschacht (1) unter Verwendung eines heißen, staubhaltigen und kohlenraonoxidreichen Reduktionsgases, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch par¬ tielle Oxidation von festen Kohlenstoffträgern erzeugt und über mehrere in gleicher Höhe ara Um¬ fang des Reduktionsschachts (1) angeordnete seit¬ liche Reduktionsgaseinlässe (3) am unteren Ende der Reduktionszone in den Reduktionsschacht (1) eingeleitet wird und die stückigen Eisenoxide im oberen Bereich des Reduktionsschachts (1) eingege¬ ben und als Eisenschwamm an dessen unterem Ende herausgeführt werden, und wobei unterhalb der Ebe- ne der seitlichen Reduktionsgaseinlässe (3) zu¬ sätzliche Reduktionsgaseinlässe (15) in Form von mindestens einem nach unten offenen, sich von der Außenseite in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtes (1) erstreckenden Kanal (11) und/oder mindestens einer sich von der Außenseite schräg nach unten in den radial mittleren Bereich des Reduktionsschachtes (1) erstreckenden Leitung (8) mit geöffnetem inneren Ende vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das am unteren Ende der Reduktionszone eingeleitete Reduktionsgas in
Heißgaszyklonen weitgehend von Staub befreit ist.
PCT/DE1997/001127 1996-06-12 1997-05-30 Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm WO1997047773A1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0905797A AT407645B (de) 1996-06-12 1997-05-30 Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
EP97924927A EP0904415B1 (de) 1996-06-12 1997-05-30 Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
US09/202,263 US6379423B1 (en) 1996-06-12 1997-05-30 Device and method for producing sponge iron
BR9709685-7A BR9709685A (pt) 1996-06-12 1997-05-30 Dispositivo e processo para produzir ferro esponja a partir de pedaços de óxido dee ferro.
CZ19984000A CZ287903B6 (cs) 1996-06-12 1997-05-30 Zařízení a způsob pro výrobu železné houby
PL97330410A PL330410A1 (en) 1996-06-12 1997-05-30 Apparatus for obtaining sponge iron
SK1695-98A SK169598A3 (en) 1996-06-12 1997-05-30 Device for producing sponge iron
DE59704252T DE59704252D1 (de) 1996-06-12 1997-05-30 Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
AU30254/97A AU730729B2 (en) 1996-06-12 1997-05-30 Device for producing sponge iron
JP09532936A JP2001501673A (ja) 1996-06-12 1997-05-30 海綿鉄を製造するための装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19625127A DE19625127C2 (de) 1996-06-12 1996-06-12 Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm
DE19625127.3 1996-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997047773A1 true WO1997047773A1 (de) 1997-12-18

Family

ID=7797790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1997/001127 WO1997047773A1 (de) 1996-06-12 1997-05-30 Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm

Country Status (18)

Country Link
US (1) US6379423B1 (de)
EP (1) EP0904415B1 (de)
JP (1) JP2001501673A (de)
CN (1) CN1067107C (de)
AT (1) AT407645B (de)
AU (1) AU730729B2 (de)
BR (1) BR9709685A (de)
CA (1) CA2255076A1 (de)
CZ (1) CZ287903B6 (de)
DE (2) DE19625127C2 (de)
ID (1) ID17048A (de)
IN (1) IN191759B (de)
PL (1) PL330410A1 (de)
SK (1) SK169598A3 (de)
TR (1) TR199802556T2 (de)
TW (1) TW422883B (de)
WO (1) WO1997047773A1 (de)
ZA (1) ZA974570B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3486335A1 (de) 2017-11-15 2019-05-22 Primetals Technologies Austria GmbH Reduktionsgaszufuhr für direktreduktion

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1302812B1 (it) * 1998-12-11 2000-09-29 Danieli & C Ohg Sp Forno per la riduzione diretta di ossidi di ferro
AT505490B1 (de) * 2007-06-28 2009-12-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
CN101812555A (zh) * 2010-04-15 2010-08-25 山东省冶金设计院股份有限公司 一种强化高炉间接还原的方法及其专用气的制造方法
CN102312032A (zh) * 2011-10-20 2012-01-11 山东道诚工程技术有限公司 一种生产海绵铁的装置
EP2653568A1 (de) * 2012-04-18 2013-10-23 Siemens VAI Metals Technologies GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Flächenbegasung in einem Reduktionsreaktorschacht
EP4350010A1 (de) * 2022-10-05 2024-04-10 Primetals Technologies Austria GmbH Eisenschmelze aus sinter

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE482111C (de) * 1929-09-06 Mueller Wilhelm Gasschachtofen zum Brennen oder Roesten von Kalk, Dolomit, Magnesit, Erzen o. dgl. mit Mittelkern und Gutabzug nach der Mitte
US2862808A (en) * 1957-07-31 1958-12-02 Alan N Mann Apparatus and method for reducing iron oxide pellets
US3850616A (en) * 1973-10-29 1974-11-26 Armco Steel Corp Inert gas seal for product discharge from a shaft furnace
US4118017A (en) * 1976-01-02 1978-10-03 United States Steel Corporation Shaft furnace design
US4205831A (en) * 1979-04-04 1980-06-03 Hylsa, S. A. Ore reduction reactor discharge regulator
SU1129239A1 (ru) * 1982-04-26 1984-12-15 Химико-металлургический институт АН КазССР Устройство дл термохимической обработки сыпучих материалов газовым потоком
JPS61276909A (ja) * 1985-05-31 1986-12-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 還元鉄製造方法
JPS62294127A (ja) * 1986-06-13 1987-12-21 Kobe Steel Ltd シヤフト炉における酸化鉄還元方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3034539C2 (de) * 1980-09-12 1982-07-22 Korf-Stahl Ag, 7570 Baden-Baden Verfahren und Vorrichtung zur direkten Erzeugung von flüssigem Roheisen aus stückigem Eisenerz
AT382166B (de) * 1985-05-13 1987-01-26 Voest Alpine Ag Verfahren zur direktreduktion von teilchenf¯rmigem eisenoxidhaeltigem material

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE482111C (de) * 1929-09-06 Mueller Wilhelm Gasschachtofen zum Brennen oder Roesten von Kalk, Dolomit, Magnesit, Erzen o. dgl. mit Mittelkern und Gutabzug nach der Mitte
US2862808A (en) * 1957-07-31 1958-12-02 Alan N Mann Apparatus and method for reducing iron oxide pellets
US3850616A (en) * 1973-10-29 1974-11-26 Armco Steel Corp Inert gas seal for product discharge from a shaft furnace
US4118017A (en) * 1976-01-02 1978-10-03 United States Steel Corporation Shaft furnace design
US4205831A (en) * 1979-04-04 1980-06-03 Hylsa, S. A. Ore reduction reactor discharge regulator
SU1129239A1 (ru) * 1982-04-26 1984-12-15 Химико-металлургический институт АН КазССР Устройство дл термохимической обработки сыпучих материалов газовым потоком
JPS61276909A (ja) * 1985-05-31 1986-12-06 Sumitomo Metal Ind Ltd 還元鉄製造方法
JPS62294127A (ja) * 1986-06-13 1987-12-21 Kobe Steel Ltd シヤフト炉における酸化鉄還元方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 8527, Derwent World Patents Index; Class J09, AN 85-163678, XP002043089 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 139 (C - 420) 7 May 1987 (1987-05-07) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 186 (C - 500) 31 May 1988 (1988-05-31) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3486335A1 (de) 2017-11-15 2019-05-22 Primetals Technologies Austria GmbH Reduktionsgaszufuhr für direktreduktion
WO2019096495A1 (de) 2017-11-15 2019-05-23 Primetals Technologies Austria GmbH Reduktionsgaszufuhr für direktreduktion

Also Published As

Publication number Publication date
AU730729B2 (en) 2001-03-15
ID17048A (id) 1997-12-04
CZ400098A3 (cs) 1999-08-11
AU3025497A (en) 1998-01-07
EP0904415B1 (de) 2001-08-08
IN191759B (de) 2003-12-27
BR9709685A (pt) 2000-01-11
CZ287903B6 (cs) 2001-03-14
ZA974570B (en) 1997-12-29
TR199802556T2 (xx) 2001-09-21
AT407645B (de) 2001-05-25
JP2001501673A (ja) 2001-02-06
PL330410A1 (en) 1999-05-10
SK169598A3 (en) 1999-05-07
TW422883B (en) 2001-02-21
DE59704252D1 (de) 2001-09-13
CN1222197A (zh) 1999-07-07
DE19625127A1 (de) 1997-12-18
DE19625127C2 (de) 1998-04-30
EP0904415A1 (de) 1999-03-31
CA2255076A1 (en) 1997-12-18
US6379423B1 (en) 2002-04-30
CN1067107C (zh) 2001-06-13
ATA905797A (de) 2000-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011088628B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Flugstromvergasung fester Brennstoffe unter Druck
EP0111176B1 (de) Verfahren und Anlage zur direkten Erzeugung von Eisenschwammpartikeln und flüssigem Roheisen aus stückigem Eisenerz
DE2343339B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum abkuehlen des in einem drehrohrofen gebrannten klinkers
EP0670910B1 (de) Verfahren zur herstellung von roheisen aus eisenerzen und vorrichtung zur thermischen und/oder chemischen behandlung eines leicht zerfallenden materials oder zur herstellung von roheisen mittels dieses verfahrens
DE3441361A1 (de) Verfahren und einrichtung zum abkuehlen von stueckigem material
DE102013202356A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Festbettdruckvergasung fester Brennstoffe
DE10260731A1 (de) Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von eisenoxidhaltigen Feststoffen
DE19625127C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm
DE2746267A1 (de) Schachtofen mit schwerkraftbeschickung
EP1105541B1 (de) Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen
DE3324940A1 (de) Verfahren zum umwandeln von eisenerz in geschmolzenes eisen
AT408550B (de) Verfahren und vorrichtung zur beschickung eines einschmelzvergasers mit vergasungsmitteln und eisenschwamm
DE4240194C1 (de) Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Feinerz und Vorrichtung zu seiner Durchführung
EP0533866B1 (de) Verfahren zum herstellen von flüssigem metall aus feinkörnigen metalloxidpartikeln und reduktions- und schmelzofen zur durchführung des verfahrens
AT404254B (de) Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten aus eisenerzhältigen einsatzstoffen
DE2725813A1 (de) Metallurgischer schachtofen
AT403380B (de) Verfahren zum reduzieren von metallschwamm
DE60005161T2 (de) Vorrichtung zur verhinderung der gegenstrommischung in einem fluidatbettreaktor
AT407055B (de) Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen
DE102006062689B4 (de) Schachtofen für die direkte Reduktion von Eisenoxid
DD275525A1 (de) Einbauten in kuehltrommeln fuer schuettgueter
DD151326A1 (de) Reaktor zur festbett-druckvergasung von kohle
DD226054A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum brennen von kalk

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97195473.9

Country of ref document: CN

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT AU BR CA CN CZ JP KR MX PL RU SK TR UA US VN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2255076

Country of ref document: CA

Ref document number: 2255076

Country of ref document: CA

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997924927

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/1998/010160

Country of ref document: MX

Ref document number: 1199801008

Country of ref document: VN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1997 532936

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PV1998-4000

Country of ref document: CZ

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 1997 9057

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19971218

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 19979057

Country of ref document: AT

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998/02556

Country of ref document: TR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 169598

Country of ref document: SK

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019980710196

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09202263

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997924927

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: PV1998-4000

Country of ref document: CZ

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019980710196

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: PV1998-4000

Country of ref document: CZ

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1997924927

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019980710196

Country of ref document: KR