WO2002027043A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines festbettes - Google Patents

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WO2002027043A1
WO2002027043A1 PCT/EP2001/009853 EP0109853W WO0227043A1 WO 2002027043 A1 WO2002027043 A1 WO 2002027043A1 EP 0109853 W EP0109853 W EP 0109853W WO 0227043 A1 WO0227043 A1 WO 0227043A1
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bulk material
centering
coal
ore
lumpy
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PCT/EP2001/009853
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French (fr)
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Rainer-Walter Kastner
Reinhard Pum
Kurt Wieder
Johann Wurm
Hado Heckmann
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Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh & Co
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
    • C21B5/008—Composition or distribution of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for producing a fixed bed in an aggregate of metallurgical technology, preferably for the production of pig iron or steel precursors from iron-containing feedstocks, in particular in a melter gasifier, with a lumpy bulk material containing ore-containing and carbon-containing constituents, in particular pre-reduced iron ore, preferably sponge iron, as well as, preferably lumpy, coal, is charged onto a surface, and a, preferably uniform, mixing of the ore-containing and carbon-containing constituents of the bulk material takes place.
  • the distribution of a lumpy bulk material over an extensive area is a problem known to experts in plant construction and in process engineering.
  • great efforts are made to achieve an optimum degree of cost of the bulk material for the respective process.
  • the incorrect loading of such a reactor can lead to a reduction in the quality of the product produced, to a high loss due to dust discharge, and to a reduction in the productivity of the entire system.
  • the material distribution is in particular an essential instrument for adjusting the gas distribution.
  • DE-C-19623246 describes a device for the joint central introduction of coal and sponge iron into a melter gasifier. Although an appropriate mixing of the substances is achieved, the central introduction of the coal-iron sponge mixture proves to be not advantageous for process-technical and economic reasons.
  • the object is achieved according to the invention according to the method according to the characterizing part of claims 1 and 5, and according to the device according to the characterizing part of claim 8.
  • the present invention proves to be particularly advantageous when used in a melter gasifier and is documented in this regard in the most detail.
  • the application of the invention is not limited to this embodiment; rather, the description of the processes in a melter gasifier is an exemplary explanation.
  • a smelting gasifier serves to smelt a largely pre-reduced iron ore (DRI) and to generate reducing gas, preferably from coal.
  • DRI largely pre-reduced iron ore
  • the coal and the DRI are mostly introduced via the dome of the melting gasifier into the same, whereby it has proven to be advantageous to introduce the coal centrally.
  • the DRI is therefore introduced into the melter gasifier via several decentralized openings on the gasifier dome.
  • the invention is further by a method for producing a fixed bed in a unit of metallurgical technology, preferably for the production of pig iron or steel precursors from iron-containing feedstocks, in particular in a melter gasifier, in which a piece of bulk material containing ore-containing and carbon-containing constituents, in particular pre-reduced iron ore, preferably sponge iron, as well as, preferably lumpy, coal, is charged on a surface, and a, preferably uniform, mixing of the ore-containing and carbon-containing constituents of the bulk material takes place, the entire ore-containing constituent being charged onto an active peripheral region (edge region) of the fixed bed is at which the, preferably uniform, mixing of the ore-containing with the carbon-containing component of the bulk material takes place.
  • the active circumferential area designates that area of the fixed bed which has a uniform gas flow sufficient for the production of pig iron or reducing gas.
  • a coarse-grained fraction, in particular of the carbon-containing component, of the bulk material which has an average grain size which is larger than the average particle size of the bulk material to be distributed, in particular of the carbon-containing component, is charged to the center of the surface, and In this way, a preferably stationary, predefined grain size distribution is generated.
  • the bulk material in particular the carbon-containing constituent of the bulk material, is essentially supplied via a charging device Distributed rotationally symmetrically on the surface, with less material than directly corresponds to the average of the other locations on the surface, between the center and the outer edge of the active circumferential area of the fixed bed, is applied to the center of the surface by direct distribution.
  • the coarse-grained fraction, in particular the carbon-containing component, of the bulk material, which is initially at a distance from the center is applied to the fixed bed in such a way that it subsequently automatically by means of an indirect distribution, in particular segregation, to the center of the surface.
  • the lumpy bulk material is charged via one or more stationary charging devices.
  • Batching can take place directly or indirectly.
  • Direct batching is by definition the batching in which the bulk material in question is loaded onto a predetermined area of an area, in particular onto the center of an area, when it is introduced, in particular into a reactor or into a vessel.
  • Indirect batching is by definition the batching in which the general cargo is introduced by direct batching, but the resulting distribution on the surface is determined by further effects, in particular by segregation. In this way it is possible to distribute and charge the bulk material in a targeted manner to a specific area of the surface, in particular to the center of the surface, although it has been left out by the direct charging, or at least slightly loaded, for example by segregation.
  • the grain size distribution over the surface is set by the direct and / or indirect charging, which essentially remains constant in the further course of the process, that is to say remains stationary.
  • the extended area is a gas-permeable, in particular gas-permeable, area, with process gas being guided through this area in a targeted manner.
  • a gas flow is an essential feature of a corresponding method, for example the gas flow through the fixed bed of a shaft furnace or melter gasifier. It is an essential object of the method according to the invention to adjust the bed of the gasifier in a suitable manner in order to prevent fluctuations in quantity, pressure and analysis in the gas system above the bed. Since a smelting gasifier is used not only to produce pig iron but also to produce reducing gas, irregular gas flows impair its operation to a considerable extent. These irregularities can lead to the formation of gas fountains, which lead to a sudden discharge of dust from the unit. The discontinuous discharge of dust, such as that caused by sudden degassing, places a load on the downstream units, in particular on a reduction shaft furnace.
  • the center of the reaction bed is only insufficiently gassed when loaded according to the prior art.
  • the invention takes countermeasures that lead to a significant improvement in the process.
  • the design of the fixed bed in a smelting gasifier differs significantly from the charging of a blast furnace, for example, because a smelting gasifier is on the one hand an aggregate of a different specification, in particular other dimensions, and the melting gasifier is operated on the other hand using a different process, with other means of use , as it roughly corresponds to the blast furnace process.
  • carbon-containing solid, in particular coal, and O 2 -containing gas are used as the energy source.
  • the coal is conveyed from one coal bunker with one or more screw conveyors and is fed in centrally, the coal thus falling onto the bed surface in a narrow, concentrated jet through the gas space of the melting gasifier. It is also conceivable to feed the coal onto the fixed bed not centrally but via several partial flows.
  • the coal starts from the central introduction of the coal into the carburetor, the coal does not fall on the middle of the bed surface due to the characteristics of the screw conveyor, but slightly outside the center due to the horizontal speed of the screw discharge.
  • the larger grain will preferably move outwards.
  • the gas that flows through the bed from below tends to be forced to the carburetor wall and is distributed uncontrollably in the fixed bed cross section.
  • High local gas speeds up to the formation of fountains disrupt the gas reactions in the gasifier dome and increase the dust discharge.
  • a large area is obtained in the center of the carburetor, through which little gas flows.
  • the volume of the active bed is thus reduced and the dead man in the center or in the hearth is mainly supplied with finer grain, which further deteriorates the drainage.
  • An aim of the present invention is not to charge the coal to the carburetor at one point, but rather to scatter the coal specifically on the bed surface in view of its grain size, and in particular rotationally symmetrically. It should also be noted that lumpier coal is charged to the center of the bed than to the surrounding area, since this embodiment of the method proves to be particularly favorable.
  • This object is achieved by the uniform distribution of the coal or the carbon-enriched material of the bulk material on the fixed bed, and thus by a more homogeneous mixing of the coal with the directly reduced iron (DRI), in particular the area of the center in order to prevent the formation of a cone of bulk, is supplied with at most as much coal as is mined via the dead man.
  • DRI directly reduced iron
  • Mixing takes place particularly efficiently in the case of simultaneous and continuous charging of the lumpy coal and of the pre-reduced iron ore, in particular the sponge iron, as is the case when loading a melter gasifier.
  • less coal is applied by direct distribution to the center of the fixed bed than is mined via the dead man, so that the bed level is lowered and in this way chargeable coal is charged to the center of the bed by segregation, i.e. indirect distribution.
  • the lower level in this way, as well as the lumpier coal in the center of the fixed bed lead to a greater degree of fumigation in the middle, and thus to an increase in the active bed volume for the chemical or metallurgical processes of the melter gasifier.
  • the desired particle size distribution on the bed of the melter gasifier can be achieved not only by indirect but also by direct charging, whereby the particle size distribution over the fixed bed is specifically and directly influenced.
  • a grain size-dependent pre-sorting of the bulk material can be considered.
  • movable, mostly rotatable charging devices are known in the prior art. With these charging devices, the distribution of the miller and the ore, especially in the area of the upper shaft, can be specifically adjusted to the needs of the process.
  • An immovable and stationary charging device has various advantages over the prior art:
  • a major advantage is the lower susceptibility of the device to mechanical and thermomechanical wear. Moving parts can only be used to a limited extent at higher temperatures, since adaptation requires a disproportionately high effort.
  • movable devices generally require a drive, which in turn requires additional maintenance and, on the other hand, has to be dimensioned accordingly for the movement of a heat-resistant and robust, in particular specially reinforced, device, and thus requires a large amount of energy.
  • the coal is scattered by using a charging device in the falling coal jet, which ensures a substantially uniform, in particular rotationally symmetrical, charging over the surface of the char bed.
  • a charging device in the falling coal jet, which ensures a substantially uniform, in particular rotationally symmetrical, charging over the surface of the char bed.
  • the surface profile can be set, with which the gas and solids flow in the fixed bed can be influenced in a targeted manner.
  • charging can be carried out at a number of points using a charging device by dividing the bulk material flow.
  • the movable design of a charging device according to the invention is also conceivable, with which individual areas of the surface, in particular the fixed bed, are supplied with bulk material, in particular pre-sorted.
  • the process-appropriate scattering and distribution of the coal on the bed surface, with lumpier coal being in the tend to be less gas-permeable center of a melter gasifier, means that the charged coal is more uniformly exposed to the hot gas and continuously degassed. Sudden material movements from colder to hotter areas are prevented and gas production is evened out or stabilized. The scattering of the coal prevents the irregular drainage from the middle cone to the outside.
  • the scattering of the coal on the bed surface reduces the formation of agglomerates, which disrupt the material flow in the carburetor, because there is no excessive material accumulation which is in the same pyrolysis stage.
  • the scattering results in a uniform degassing, since the coal is charged directly into the gasification area and does not slip off in an uncontrolled manner, and thus suddenly degasses.
  • the symmetrically evenly distributed coal also has the advantage that it is homogeneously mixed with the DRI around the circumference. Uniform amounts of pig iron and slag and their almost constant composition on the circumference improve the metallurgical conditions in the gasifier bed above the oxygen nozzles. The slag can flow off more easily and the gasification and drainage conditions improve.
  • the coal in particular rotationally symmetrically, is distributed over a large area, with no coal being charged into the center of the carburetor.
  • the lumpy coal reaches the center and the area of the dead man through segregation. This ensures that the dead man is supplied with lumpy coal and thus the drainage is improved right up to racking.
  • the DRI portion in the area where the heat flow is low due to low gas velocity (poor heat conduction) must be kept low.
  • the targeted formation of the Charbett surface profile and the controlled grain size distribution over the cross-sectional area can influence the gas flow and the outflow of the liquid phase.
  • the conditions for heat exchange in a fixed bed improve, which reduces the energy requirement. Keeping the gas flow away from the wall protects the refractory lining.
  • the dead man By supplying the center of the melter fixed bed with coarse coal, the dead man is trained with a larger gap volume, which makes it possible to transport heat into this area, intensified by gas flow, and to give the liquid phase the opportunity to flow off in this area and the disturbances above Gasification zone too minimize.
  • An even gas flow reduces the dust content in the process gas. This results in a lower dust load in the reduction shaft, relief of the dust return and less sludge losses in the process.
  • a charging device which divides the bulk material flow into a plurality of partial flows and thus charges lumpier coal directly or indirectly into the center, or to another location predetermined by the method, in particular the melter gasifier.
  • the invention is furthermore by a method according to the invention for distributing a lumpy bulk material, in particular a lumpy coal, from a bulk material flow onto an extensive area, in particular onto a fixed bed, this area preferably being located in a reactor or container of physical or chemical process engineering, in particular in a reactor of a metallurgical plant for the production of pig iron or steel intermediate products, and the lumpy bulk material is charged via a charging device, wherein it is distributed by a means for radial distribution - seen from above - in a radial, outward-pointing direction, characterized further the bulk material is scattered in a radial and tangential direction on a means for scattering - seen from above - before hitting the means for radial distribution.
  • a lumpy bulk material in particular a lumpy coal
  • the bulk material stream is centered in a, preferably first, step of the method by conveying the bulk material stream onto a centering means, and the bulk material is centered through a number of centering openings flows, with any overflow of the bulk material flowing through at least one means for draining, in particular through a further opening.
  • the bulk material forms a cone on the centering means.
  • a coarse-grained portion of the bulk material which has an average grain size, which is larger than the average grain size of the entire bulk material distributed, on one predetermined area of the surface, in particular to a center of the surface, whereby in this way a preferably stationary, predefined grain size distribution is generated.
  • the grain size distribution is the quantitative proportion of each grain fraction at a location to the total quantity of the grains at this location.
  • a so-called stationary behavior of the grain size distribution is by definition the existence of a grain size distribution that is approximately constant over time with respect to the respective location. Furthermore, according to a further embodiment of the invention, the amount of the grains of a fraction depending on the location of the area in relation to the total amount of grains of the respective fraction of the area also shows an essentially time-independent behavior.
  • the invention is furthermore by a device according to the invention for distributing a lumpy bulk material, in particular a lumpy coal, from a bulk material stream onto an extensive area, in particular onto a fixed bed, this area preferably being located in a reactor of physical or chemical process engineering, in particular in a reactor of a metallurgical plant for the production of pig iron or steel intermediate products, in which a charging device is provided for charging the lumpy bulk material, which has at least one means for radially distributing the bulk material in a radial, outward-facing direction, seen from above, characterized, furthermore the charging device in front of the means for radial distribution has at least one, preferably fixed, means for spreading the bulk material arranged in the upper part of the reactor, with at least a portion of the bulk material in - seen from above - radial and tangenti all direction is distributable.
  • a charging device is provided for charging the lumpy bulk material, which has at least one means for radially distributing the bulk material in a radial,
  • the bulk material is scattered evenly in a first step by the device according to the invention and distributed radially outwards in a second step.
  • the radial distribution is characterized in that a certain surface part is shadowed by the means for radial distribution and is thus loaded with little bulk material.
  • a scattering cone known from the prior art not only effects a radial distribution, but also the shadowing of a predetermined area of a surface.
  • the means for radial distribution is designed as a fixed device arranged below the means for spreading.
  • the means for radial distribution has a rotationally symmetrical, in particular conical, part tapering against the bulk flow, and optionally a rod-shaped part, the tapering part optionally adjoining the rod-shaped part centrally in the direction of the bulk material flow.
  • convex and concave structures as well as essentially pyramidal bodies, and further combinations thereof are possible, provided that they have the function of a radial distribution of the bulk material.
  • the rod-shaped part of the means for radial distribution which may be present also serves to fix and position the conical part.
  • the conical part brings about a radial distribution of the bulk material, in that the bulk material bounces off the surface or slides along it and is therefore subject to a specific distribution.
  • the part of the surface in particular the fixed bed surface, which is covered and shadowed by the cone or, in the case of a rebounding and sliding off of the bulk material on the cone shell, by its elongated lateral surface, is loaded with less bulk material than it is by direct distribution corresponds to the average of the other part of the area.
  • the tapering part of the means for radial distribution has at least one cone or truncated cone with an opening angle of the surface line to the center line of less than 60 °, preferably in the range of 10-60 °.
  • the means for radial distribution is made of heat and wear-resistant material and / or has so-called material cushions.
  • the cone or truncated cone preferably has on its base a diameter of 50% of the diameter of the means for scattering or the feed cross section.
  • At least one means for centering the bulk material flow is provided in front of the means for spreading.
  • the invention is characterized by a means for spreading, which is preferably suitable for use in a device according to claim 8 or 9, wherein the means for spreading comprises a number of interconnected rod-shaped and / or flat elements which together approximate the shape of a describe a body that tapers against the direction of the bulk material flow, in particular pyramidal, has several openings.
  • the invention is characterized by a means for spreading, which is preferably suitable for use in a device according to claim 8 or 9, wherein the means for spreading has a number of rings, which together approximately the shape of a tapering against the direction of the bulk material flow Describe, in particular conical, several openings, and are connected to one another along at least one surface line.
  • The, preferably bundled, bulk material flow is distributed or scattered evenly, for example onto the char bed (bed of the lumpy coal) of the melter gasifier.
  • the bulk material is thereby subjected to scattering, often several times, whereby the special construction according to the invention achieves a significantly more uniform scattering of the bulk material compared to the prior art.
  • the bulk material is distributed, the bulk material being distributed in a plane normal to the direction of the bulk material flow or, viewed from above, in the radial and tangential direction.
  • a scattering cone known in the prior art mainly causes a distribution of the bulk material in a radial direction - seen from above - within a narrow ring.
  • the means according to the invention for scattering starting from the bulk material flow - seen from above - not only radially outwards, but also radially inwards. Due to the special shape of the tapered, in particular pyramidal, body According to the invention causes a radial scattering, although more material tends to be scattered outwards in a larger radius than inwards in a small radius.
  • the means for scattering has a number of approximately ring-shaped bodies, which approximately describe the shape of a body, in particular conical, which tapers against the direction of the bulk material flow.
  • the annular bodies are connected to one another along one or more surface lines.
  • the means for scattering must cover the entire cross section of the bulk material flow.
  • the openings on the scattering means are at least as large as the maximum size of the material to be charged.
  • the rod-shaped, ring-shaped or flat elements are made of wear-resistant and impact-resistant, heat-resistant materials, and / or preferably have a rectangular or triangular cross-section.
  • the invention is characterized by a means for centering a bulk material flow for use in a device according to claim 9 or 10 or 11, with at least one centering opening, at least one means for discharging, preferably a further opening, being provided, whereby a possibly at Centering the flow of bulk material occurring overflow on bulk material can be derived.
  • the centering device is designed as a centering plate, which has an annular plate with an inner and outer radius, from which at least a partial area, in particular an annular segment or an annular sector, has been removed.
  • the centering plate is designed such that a circular ring segment with a central angle of 180 ° has been removed from the annular plate.
  • the centering plate in a charging device is used for concentrating and centering the bulk material flow or the bulk material itself, for example by screw conveyors a bunker is promoted. Such discharge always leads to a discharge curve that varies depending on the speed or delivery rate.
  • the centering plate is designed in such a way that it has at least one first opening, which is used to center the bulk material, and at least one means for discharging, preferably one opening for discharging any overflow that may occur.
  • Such an overflow forms when the first, bundling, opening according to the invention is blocked or blocked.
  • this centering plate is designed such that at least a part, in particular at least one circular sector or circular ring segment, has been removed from an annular plate with an inner and outer radius.
  • the centering opening of the centering plate is in an annular configuration, advantageously as the central opening of the plate delimited by the circular ring.
  • the further openings which correspond to the means for discharging, can be provided in such a way that they connect to the centering opening , and are structurally indistinguishable from it. However, there is a functional separation, since these additional openings serve to drain the overflow.
  • the centering plate of a charging device is arranged in such a way that the conveying means, in particular said screw conveyors, conveys the piece goods onto the centering plate and preferably does not load that part of the plate which has the means for draining off, for example the additional further openings for draining off the material, which accumulates on the centering plate when the first centering opening is moved.
  • a pouring cone is formed on the centering plate in a particularly preferred manner, from which material flows through said first, centering, opening, and is centered in this way.
  • the construction according to the invention ensures that when the centering opening of the centering plate is moved, in particular at short notice, the bulk material can flow off via said means for draining off. Compared to the devices for centering the bulk material flow known in the prior art, a number of advantages are achieved:
  • the parabolic path of the bulk material flow must be taken into account in particular when feeding by means of a screw conveyor.
  • the resulting horizontal speed leads to a predefined offset of the bulk material flow and thus to an eccentric impact on the material distribution device.
  • the design of the centering plate according to the invention has, regardless of one or more centering openings, at least one means for draining the material in the event of an overflow.
  • the size of the bundling opening is at least 6 to 10 times the maximum diameter of the bulk material conveyed.
  • the centering device is also made of highly heat-resistant and highly wear-resistant materials.
  • Fig. 1 shows schematically the coal distribution in a melter gasifier using the example of a stationary charging device
  • Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a stationary charging device according to the invention
  • a melter 1 the coal distribution in a melter 1 is schematically outlined.
  • the coal is introduced into the melter gasifier starting from a stationary charging device 2.
  • a DRI introduction 3 for example through a plurality of openings arranged concentrically with respect to the coal introduction, are one Dust recirculation 4, an oxygen inlet 5, and a slag and pig iron rack 15 and a gas discharge 6 are provided on the melter 1.
  • the coal is distributed evenly over the rotationally symmetrical bed 7 of the melter gasifier 1, with no or at least little coal being charged into the center due to the special design of the charging device 2.
  • the distribution of the coal by direct introduction is shown schematically in FIG. 1, a profile of the coal distribution 8 in particular being schematically outlined. Accordingly, the mass flow per area in the area of half the radius is significantly higher than in the center of the bed.
  • Segregation results in a change in the coal distribution and in particular the grain size distribution of the char bed, in that larger lumpy coal slides into the center of the bed and thus reaches the zone of the so-called dead man 9.
  • dead man and stove are supplied with lumpier coal (char). Due to the special distribution of the particularly lumpy coal, the active char bed is expanded, which subsequently leads to increased medium through-gassing.
  • a stationary charging device 2 according to the invention is shown schematically in FIG. 2.
  • This charging device has a concentrating plate 10, which is used to concentrate the bulk material flow, which in turn is conveyed out of a bunker by screw conveyors.
  • This concentrating plate 10 is designed such that a part that is symmetrical with respect to an outer diameter of the plate has been removed from an annular plate.
  • the concentrating plate has a bundling opening 11 and an opening 12 for draining the overflow.
  • the design of the concentrating plate according to the invention regardless of the centering opening of the concentrating plate itself, leaves a large part of the charging opening of the melter gasifier uncovered, which enables the bulk material to overflow.
  • the bundled bulk material flow is distributed evenly into the free space or onto the surface of the char bed of the melter gasifier by means of scattering 13, in the case shown by a coal ripper, a special embodiment of a deflector.
  • the coal ripper 13 has an approximately pyramidal shape, and thus enables the bulk material to be scattered.
  • this cone can be attached to a cylindrical part, and in particular has an opening angle between the surface line and the center line of approximately 10-60 °. An opening angle of 30 ° to 45 ° is particularly preferred.
  • Such parts of the device shown here that experience has shown that they are exposed to a particular wear-related load are additionally protected by armor, for example by welding on highly wear-resistant metal sheets.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Aggregat der Metallurgietechnik, vorzugsweise zur Herstellung von Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenhältigen Einsatzstoffen, insbesondere in einem Einschmelzvergaser, bei welchem ein stückiges Schüttgut, welches erzhältige und kohlenstoffhältige Bestandteile, insbesondere vorreduziertes, Eisenerz, vorzugsweise Eisenschwamm, sowie, vorzugsweise stückige, Kohle, enthält, auf eine Fläche chargiert wird, und eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhältigen mit dem kohlenstoffhältigen Bestandteiles des Schüttgutes erfolgt. Dabei wird der gesamte erzhältige Bestandteil auf einen aktiven Umfangsbereich (Randbereich) des Festbettes chargiert, an dem die, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhältigen mit dem kohlenstoffhältigen Bestandteil des Schüttgutes erfolgt. Weiters umfaßt die Erfindung eine geeignete Einrichtung zum Streuen des Schüttgutstromes.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Festbettes
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Aggregat der Metallurgietechnik, vorzugsweise zur Herstellung von Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenhaltigen Einsatzstoffen, insbesondere in einem Einschmelzvergaser, wobei ein stückiges Schüttgut, welches erzhaltige und kohlenstoffhaltige Bestandteile, insbesondere vorreduziertes, Eisenerz, vorzugsweise Eisenschwamm, sowie, vorzugsweise stückige, Kohle, enthält, auf eine Fläche chargiert wird, und eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhaltigen und des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles des Schüttgutes erfolgt.
Die Verteilung eines stückigen Schüttgutes auf eine ausgedehnte Fläche ist ein im Anlagenbau und in der Verfahrenstechnik bei Fachleuten bekanntes Problem. Insbesondere bei Reaktoren der chemisch/physikalischen Verfahrenstechnik werden große Anstrengungen unternommen, um einen für den jeweiligen Prozess optimalen Verteüungsgrad des Schüttgutes zu erwirken. Die falsche Beladung eines derartigen Reaktors kann zu einer Minderung in der Qualität des erzeugten Produktes, zu hohen Verlust durch Staubaustrag, und zur Minderung der Produktivität der gesamten Anlage führen. Die Materialverteilung stellt insbesondere ein wesentliches Instrument zur Einstellung der Gasverteilung dar.
DE-C-19623246 beschreibt diesbezüglich eine Vorrichtung zur gemeinsamen zentralen Einbringung von Kohle und Eisenschwamm in einen Einschmelzvergaser. Obwohl eine entsprechende Durchmischung der Stoffe erreicht wird, erweist sich die zentrale Einbringung der Kohle-Eisenschwamm-Mischung aus prozesstechnischen wie wirtschaftlichen Gründen als nicht vorteilhaft.
Unter dem Gesichtspunkt des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 5, sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 8 weiter zu entwickeln, um gegenüber dem Stand der Technik eine wirtschaftlichere Prozessführung sowie eine wirtschaftlichere anlagentechnische Ausführung zu erreichen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den Verfahren nach dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 5, sowie entsprechend der Vorrichtung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 8 gelöst. Die vorliegende Erfindung erweist sich bei Einsatz in einem Einschmelzvergaser als besonders vorteilhaft, und ist diesbezüglich am detailliertesten dokumentiert. Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsform, vielmehr handelt es sich bei der Beschreibung der Vorgänge in einem Einschmelzvergaser um eine beispielhafte Erläuterung.
Ein Einschmelzvergaser, wie aus dem Stand der Technik bekannt, dient zum Einschmelzen eines weitgehend vorreduzierten Eisenerzes (DRI), sowie der Erzeugung von Reduktionsgas, vorzugsweise aus Kohle.
Die Kohle sowie das DRI werden zumeist über die Kuppel des Einschmelzvergasers in selbigen eingebracht, wobei es sich als günstig erwiesen hat, die Kohle zentral einzubringen. Das DRI wird demnach über mehrere dezentral gelegene Öffnungen an der Vergaserkuppel in den Einschmelzvergaser eingebracht.
Die Erfindung ist weiters durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Aggregat der Metallurgietechnik, vorzugsweise zur Herstellung von Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenhaltigen Einsatzstoffen, insbesondere in einem Einschmelzvergaser, bei welchem ein stückiges Schüttgut, welches erzhaltige und kohlenstoffhaltige Bestandteile, insbesondere vorreduziertes, Eisenerz, vorzugsweise Eisenschwamm, sowie, vorzugsweise stückige, Kohle enthält, auf eine Fläche chargiert wird, und eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhaltigen und des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles des Schüttgutes erfolgt gekennzeichnet, wobei der gesamte erzhaltige Bestandteil auf einen aktiven Umfangsbereich (Randbereich) des Festbettes chargiert wird, an dem die, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhaltigen mit dem kohlenstoffhaltigen Bestandteil des Schüttgutes erfolgt.
Dabei bezeichnet der aktive Umfangsbereich jenen Bereich des Festbettes, der eine gleichmäßige für die Roheisen- bzw. Reduktionsgas-Herstellung genügende Durchgasung aufweist.
Nach einem Merkmal der Erfindung wird ein grobkörniger Anteil, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des zu verteilenden Schüttgutes, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, ist, auf das Zentrum der Fläche chargiert, und auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Schüttgut, insbesondere der kohlenstoffhaltige Bestandteil des Schüttgutes, über eine Chargiervorrichtung im wesentlichen rotationssymetrisch auf die Fläche verteilt, wobei auf das Zentrum der Fläche, durch direkte Verteilung weniger Material, als es dem Durchschnitt der anderen Stellen der Fläche, zwischen dem Zentrum und dem äußeren Rand des aktiven U fangsbereichs des Festbettes, entspricht, aufgebracht wird.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung wird der grobkörnige Anteil, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, des Schüttgutes, der vorerst in einem Abstand vom Zentrum, auf das Festbett in der Weise aufgebracht, dass dieser in der Folge selbsttätig durch eine indirekte Verteilung, insbesondere eine Segregation, auf das Zentrum der Fläche, chargiert.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das stückige Schüttgut über eine oder mehrere stationäre Chargiervorrichtungen chargiert.
Eine Chargierung kann direkt oder indirekt erfolgen.
Mit direkter Chargierung wird definitionsgemäß jene Chargierung bezeichnet, bei der das betreffende Schüttgut bei seiner Einbringung, insbesondere in einen Reaktor oder in ein Gefäß, auf einen vorbestimmten Bereich einer Fläche, insbesondere auf das Zentrum einer Fläche, geladen wird.
Mit indirekter Chargierung wird definitionsgemäß jene Chargierung bezeichnet, bei der das Stückgut zwar durch eine direkte Chargierung eingebracht wird, die resultierende Verteilung auf der Fläche aber durch weitere Effekte, insbesondere durch Segregation bestimmt wird. Auf diese Weise ist es möglich, das Schüttgut auf einen bestimmten Bereich der Fläche, insbesondere auf das Zentrum der Fläche, obgleich durch die direkte Chargierung ausgespart, oder zumindest wenig beaufschlagt, beispielsweise durch Segregation, also indirekt, gezielt zu verteilen und zu chargieren.
Demgemäß wird durch die direkte und/oder indirekte Chargierung eine Korngrößenverteilung über die Fläche eingestellt, die im wesentlichen im weiteren Verlauf des Verfahrens konstant bleibt, sich also stationär verhält.
Nach einem Merkmal der Erfindung, handelt es sich bei der ausgedehnten Fläche um eine durchgasbare, insbesondere tatsächlich durchgaste, Fläche, wobei Verfahrensgas gezielt durch diese Fläche geführt wird. Bei einer derartigen Durchgasung handelt es sich um ein wesentliches Merkmal eines entsprechenden Verfahrens, beispielsweise die Durchgasung des Festbettes eines Schachtofens oder Einschmelzvergasers. Es ist eine wesentliche Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bett des Vergasers geeignet einzustellen, um Mengen-, Druck-, und Analysenschwankungen im Gassystem oberhalb des Bettes zu verhindern. Da ein Einschmelzvergaser, neben der Erzeugung des Roheisens auch der Herstellung von Reduktionsgas dient, beeinträchtigen unregelmäßige Gasströmungen seine Funktionsweise in beträchtlichem Maße. Diese Unregelmäßigkeiten können bis zur Ausbildung von Gasfontänen führen, die zu einem plötzlichen Staubaustrag aus dem Aggregat führen. Der diskontinuierliche Staubaustrag, wie er beispielsweise durch plötzliche Entgasung entsteht, führt zu einer Belastung der nachfolgenden Aggregate, insbesondere eines Reduktions-Schachtofens.
Speziell bei Verfahren bei denen unterhalb des Bettes eine seitliche Gaszuführung erfolgt, wird das Zentrum des Reaktionsbettes bei einer Beladung nach dem Stand der Technik nur unzureichend durchgast. Die Erfindung setzt Gegenmaßnahmen, die zu einer wesentlichen Verbesserung des Prozesses führen.
Die Ausbildung des Festbettes in einem Einschmelzvergaser unterscheidet sich dabei wesentlich von der Chargierung beispielsweise eines Hochofens, da es sich bei einem Einschmelzvergaser einerseits um ein Aggregat anderer Spezifikation, insbesondere anderen Abmessungen, handelt und der Einschmelzvergaser andererseits nach einem anderen Verfahren betrieben wird, wobei andere Einsatzmittel, als es etwa dem Hochofenverfahren entspricht, verwendet werden.
Bei einem bevorzugten Verfahren dieser Art wird als Energieträger kohlenstoffhaltiger Feststoff, insbesondere Kohle, und O2-hältiges Gas verwendet. Nach dem Stand der Technik wird dabei die Kohle mit einer oder mehreren Förderschnecken aus einem Kohlebunker gefördert und zentral aufgegeben, wobei die Kohle somit in einem engen, konzentrierten Strahl durch den Gasraum des Einschmelzvergasers auf die Bettoberfläche fällt. Es ist weiters auch denkbar die Kohle nicht zentral sondern über mehrere Teilströme getrennt auf das Festbett aufzugeben.
Ausgehend von der zentralen Einbringung der Kohle in den Vergaser, fällt die Kohle durch die Charakteristik der Schneckenförderung nicht auf die Mitte der Bettoberfläche, sondern durch die Horizontalgeschwindigkeit der Schneckenabwurfes leicht außerhalb der Mitte.
Aufgrund der tendentiell punktuellen Chargierung und aufgrund feinerer Partikel und Agglomerationstendenzen der Kohle verschlechtert sich an den mittigen Chargierstellen des Bettes das Durchgasungsverhalten. Es bildet sich darauf ein Schüttkegel, welcher von Zeit zu Zeit mit unterschiedlich großem Volumen in den durchgasten Umfangsbereich unvermittelt abrutscht. Die Kohle gelangt in den heißeren Umgebungsbereich und entgast dabei sehr rasch. Gasmengenschwankungen mit Druckbeeinflussung und Analysenschwankungen sind dabei die Folge, wodurch weitere negative Auswirkungen auf das nachgeschaltete Gassystem resultieren.
Weiters bedingt dieses Abrutschen der Kohle eine ungleichmäßige und unsymmetrische Materialverteilung am Umfang. Eine kontinuierliche Erwärmung des Möllers ist so gestört, wodurch eine unterschiedliche Aufwärmung von direkt reduziertem Eisen (DRI) am Umfang resultiert, und womit sich kein gleichmäßiges Temperaturprofil einstellen kann. Schwankungen in der Roheisen- und Schlackequalität sind die Folge. Lokale Unterschiede in dej Schlackenzusammensetzung am Umfang führen zu Störungen im Abfließverhalten und die gewünschte Schlackezusammensetzung im Herd kann sich nur mehr unzureichend durch Vermischen der Einsatzstoffe einstellen.
Die bei der Beladung des Einschmelzvergasers geläufige punktförmige Chargierung von Kohle in den mittleren Bereich der Bettoberfläche führt folglich zu einer unkontrollierten Ausbildung der Bettoberfläche und je nach Segregationsverhalten zu einer ungünstigen Verteilung der verschiedenen Korngrößen des Schüttgutes.
Vorzugsweise wird sich bei einer derartigen Chargierung das größere Korn nach außen bewegen. Das Gas, welches das Bett von unten durchströmt, wird dadurch tendenziell zur Vergaserwand gedrängt und unkontrolliert im Festbettquerschnitt verteilt. Hohe lokale Gasgeschwindigkeiten bis hin zu Fontänenbildung stören die Gasreaktionen in der Vergaserkuppel und erhöhen den Staubaustrag. Als Folge erhält man einen großen Bereich im Zentrum des Vergasers, welcher von wenig Gas durchströmt wird. Das Volumen des aktiven Bettes ist somit reduziert und der Tote Mann im Zentrum bzw. im Herd wird hauptsächlich mit feinerem Korn versorgt, womit sich die Drainage weiter verschlechtert.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Kohle nicht auf einen Punkt in den Vergaser zu chargieren, sondern die Kohle gezielt, angesichts ihrer Korngröße, und dabei insbesondere rotationssymetrisch, auf die Bettoberfläche zu streuen. Es ist dabei weiters zu beachten, dass in das Zentrum des Bettes stückigere Kohle chargiert wird, als auf den Umgebungsbereich, da sich diese Ausgestaltung des Verfahrens als besonders günstig erweist.
Es ist eine weitere wesentliche Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens das Bett des Vergasers geeignet einzustellen, um Mengen-, Druck-, und Analysenschwankungen im Gassystem oberhalb des Bettes zu verhindern. Da ein Einschmelzvergaser, neben der Erzeugung des Roheisens auch der Herstellung von Reduktionsgas dient, beeinträchtigen unregelmäßige Gasströmungen seine Funktionsweise in beträchtlichem Maße. Diese Unregelmäßigkeiten können bis zur Ausbildung von Gasfontänen führen, die zu einem plötzlichen Staubaustrag aus dem Aggregat führen. Der diskontinuierliche Staubaustrag, wie er beispielsweise durch plötzliche Entgasung entsteht, führt zu einer Belastung der nachfolgenden Aggregate, insbesondere des Reduktions-Schachtofens.
Diese Aufgabe wird durch die gleichmäßige Verteilung der Kohle, bzw. des mit Kohlenstoff angereicherten Materials des Schüttgutes, auf das Festbett, und somit durch eine gleichzeitig homogenere Durchmischung der Kohle mit dem direkt-reduzierten Eisen (DRI) gelöst, wobei insbesondere der Bereich des Zentrums, um eine Ausbildung eines Schüttkegels zu verhindern, mit höchstens soviel Kohle versorgt wird, wie über den Toten Mann abgebaut wird.
Die Durchmischung erfolgt dabei insbesondere im Fall einer gleichzeitigen und kontinuierlichen Chargierung der stückigen Kohle sowie des vorreduzierten Eisenerzes, insbesondere des Eisenschwammes, wie bei der Beladung eines Einschmelzvergasers besonders effizient.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch direkte Verteilung auf das Zentrum des Festbettes weniger Kohle aufgebracht, als über den Toten Mann abgebaut wird, damit das Bettniveau abgesenkt und auf diese Weise stückigere Kohle durch Segregation, also indirekte Verteilung, zur Mitte des Bettes chargiert. Das solcherart niedrigere Niveau, sowie die stückigere Kohle im Zentrum des Festbettes führen zu einer stärkeren Mittelbegasung, und damit zu einer Vergrößerung des aktiven Bettvolumens für die chemischen bzw. metallurgischen Prozesse des Einschmelzvergasers.
Die gewünschte Kornverteilung am Bett des Einschmelzvergasers kann nicht nur durch indirekte sondern auch durch direkte Chargierung verwirklicht werden, wodurch die Korngrößenverteilung über das Festbett gezielt und direkt beeinflusst wird. Diesbezüglich kann an eine korngrößenabhängige Vorsortierung des Schüttgutes gedacht werden.
Betreffend die Chargierung von Hoch- und Schachtöfen sind im Stand der Technik bewegliche, zumeist drehbare Chargiervorrichtungen bekannt. Mit diesen Chargiervorrichtungen kann die Verteilung des Möllers, sowie des Erzes, vor allem im Bereich des oberen Schachtes, gezielt auf die Bedürfnisse des Verfahrens eingestellt werden.
Gegenüber dem Stand der Technik besitzt eine erfindungsgemäße unbewegliche und stationäre Chargiervorrichtung verschiedene Vorteile: Ein wesentlicher Vorteil ist dabei die geringere Anfälligkeit der Vorrichtung auf mechanischen und thermomechanischen Verschleiß. Bewegliche Teile sind bei höheren Temperaturen nur bedingt einsetzbar, da eine Adaption einen unverhältnismäßig hohen Aufwand erfordert.
Darüber hinaus benötigen bewegliche Vorrichtungen im allgemeinen einen Antrieb, der einerseits wiederum einen zusätzlichen Wartungsaufwand bedingt, und andererseits zur Bewegung einer hochwarmfesten und robusten, insbesondere speziell armierten, Vorrichtung, auch entsprechend dimensioniert werden muß, und so einen hohen Energieaufwand erfordert.
Nach einem Merkmal der vorliegenden Erfindung erfolgt die Streuung der Kohle durch Einsatz einer Chargiervorrichtung in den fallenden Kohlestrahl, welche eine im wesentlichen gleichmäßige, insbesondere rotationssymetrische, Chargierung über die Charbettoberfläche sicherstellt. Je nach Ausführung dieser Chargiervorrichtung kann das Oberflächenprofil eingestellt werden, womit der Gas- und Feststofffluss im Festbett gezielt beeinflußt werden kann. Insbesondere kann, nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, mit einer Chargiervorrichtung, durch Aufteilung des Schüttgutstromes, an mehreren Stellen chargiert werden.
Auch die bewegliche Ausführung einer erfindungsgemäßen Chargiervorrichtung ist denkbar, womit gezielt einzelne Bereiche der Fläche, insbesondere des Festbettes mit, insbesondere vorsortiertem, Schüttgut versorgt werden.
Die verfahrensmäßige geeignete Streuung und Verteilung der Kohle auf die Bettoberfläche, wobei sich stückigere Kohle im tendentiell schlechter durchgasbaren Zentrum eines Einschmelzvergasers befindet, führt dazu, dass die chargierte Kohle gleichmäßiger dem heißen Gas ausgesetzt ist und kontinuierlich entgast. Plötzliche Materialbewegungen aus kälteren in heißere Bereiche werden verhindert und die Gasproduktion vergleichmäßigt bzw. stabilisiert. Durch die Streuung der Kohle wird das unregelmäßige Abfließen vom mittleren Schüttkegel nach außen verhindert.
Ein homogener Materialaufbau am Charbett (Bett der stückigen Kohle) wird dadurch sichergestellt und damit neben der Gasproduktion auch die Schlacke- und Roheisenzusammensetzung am Umfang (aktiver Bettbereich) vergleichmäßigt. Diese Vergleichmäßigung bewirkt eine homogenere Schlackenführung mit verbesserten Drainageverhalten. Dies wirkt sich wiederum positiv auf die Wärmetauscherfunktion im Festbett, sowie die Roheisenqualität aus. Durch die vorbestimmte Streuung der Kohle auf die Charbettoberfläche wird der Materialfluß von einem mittleren Schüttkegel ausgehend verhindert. Plötzliches, unkontrolliertes Abrutschen eines größeren Volumens an Kohle nach außen ist nicht mehr möglich.
Die Streuung der Kohle auf die Bettoberfläche vermindert die Bildung von Agglomeraten, welche den Materialfluß im Vergaser stören, weil keine übergroße Materialanhäufung gegeben ist, die sich im gleichen Pyrolysestadium befindet.
Weiters erfolgt durch die Streuung eine gleichmäßige Entgasung, da die Kohle direkt in den Durchgasungsbereich chargiert wird und nicht unkontrolliert abrutscht, und so plötzlich entgast.
Die symmetrisch gleichmäßig verteilte Kohle hat weiters den Vorteil, dass sie homogen mit dem DRI am Umfang vermischt wird. Gleichmäßige Roheisen- und Schlackenmenge sowie deren annähernd konstante Zusammensetzung am Umfang verbessern die metallurgischen Bedingungen im Vergaserbett oberhalb der Sauerstoffdüsen. Die Schlacke kann so leichter abfließen und die Durchgasungs- und Drainageverhältnisse verbessern sich.
Bei Verwendung einer unbeweglichen, stationären, insbesondere antriebslosen, Chargiervorrichtung die sich oberhalb des Zentrums des Vergasers befindet, wird nach einer Ausführungsform der Erfindung die Kohle, insbesondere rotationssymetrisch, auf eine große Fläche verteilt, wobei in das Zentrum des Vergasers keine Kohle chargiert wird. Die stückige Kohle gelangt durch Segregation in das Zentrum und in den Bereich des Toten Mannes. Damit wird erreicht, dass der Tote Mann mit stückiger Kohle versorgt und damit die Drainage bis hin zum Abstich verbessert wird. Der DRI-Anteil in dem Bereich, wo der Wärmefluß aufgrund niedriger Gasgeschwindigkeit gering ist (schlechte Wärmeleitung), ist dabei gering zu halten.
Durch die solcherart gezielte Ausbildung des Charbett-Oberflächenprofiles und die gesteuerte Korngrößenverteilung über die Querschnittsfläche kann die Gasströmung und das Abfließen der Flüssigphase beeinflusst werden. Die Bedingungen für den Wärmetausch im Festbett bessern sich, womit der Energiebedarf reduziert wird. Das Fernhalten der Gasströmung von der Wand schützt die Feuerfestauskleidung.
Durch Versorgung der Mitte des Einschmelzvergaserfestbettes mit grobstückiger Kohle wird der Tote Mann mit einem größeren Lückenvolumen ausgebildet, womit es möglich ist, Wärme verstärkt durch Gasfluss in diesen Bereich zu transportieren und der Flüssigphase die Möglichkeit zu geben, in diesem Bereich abzufließen und die Störungen oberhalb der Vergasungszone zu minimieren. Eine Vergleichmäßigung der Durchgasung reduziert den Staubgehalt im Prozeßgas. Damit ergibt sich eine geringere Staubfracht in den Reduktionsschacht, eine Entlastung der Staubrückführung und weniger Schlammverluste im Prozess.
Einer bevorzugten Auführungsform der Erfindung zufolge ist die Anbringung einer Chargiervorrichtung vorgesehen, die den Schüttgutstrom in mehrere Teilströme unterteilt und so durch direkte oder indirekte Verteilung stückigere Kohle in das Zentrum, oder an einen anderen durch das Verfahren vorbestimmten Ort, insbesondere des Einschmelzvergasers, chargiert.
Kombinationen von Chargiervorrichtungen, die sich direkte und/oder indirekte Verteilung zu Nutze machen, sind weitere Ausführungsformen der Erfindung.
Die Erfindung ist weiters durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verteilen eines stückigen Schüttgutes, insbesondere einer stückigen Kohle, aus einem Schüttgutstrom auf eine ausgedehnte Fläche, insbesondere auf ein Festbett, wobei sich diese Fläche vorzugsweise in einem Reaktor oder Behälter der physikalischen oder chemischen Verfahrenstechnik, insbesondere in einem Reaktor eines Hüttenwerkes zur Erzeugung von Roheisen oder Stahlvorprodukten, erstreckt, und das stückige Schüttgut über eine Chargiervorrichtung chargiert wird, wobei es durch ein Mittel zum Radialverteilen - von oben gesehen - in radialer, nach außen weisender, Richtung verteilt wird, gekennzeichnet, wobei weiters das Schüttgut, vor dem Auftreffen auf das Mittel zum Radialverteilen, an einem Mittel zum Streuen - von oben gesehen - in radialer und tangentialer Richtung gestreut wird.
Nach einem Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem Streuen des Schüttgutes, der Schüttgutstrom in einem, vorzugsweise ersten, Schritt des Verfahrens zentriert, indem der Schüttgutstrom auf ein Mittel zum Zentrieren gefördert wird, und das Schüttgut durch eine Anzahl von zentrierenden Öffnungen des Mittels zum Zentrieren fließt, wobei ein gegebenenfalls auftretender Überlauf des Schüttgutes durch mindestens ein Mittel zum Ableiten, insbesondere durch eine weitere Öffnung, abfließt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet das Schüttgut auf dem Mittel zum Zentrieren einen Schüttkegel aus.
Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung wird, insbesondere unter Ausnutzung einer Segregation, ein grobkörniger Anteil des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des gesamten verteilten Schüttgutes ist, auf einen vorbestimmten Bereich der Fläche, insbesondere auf ein Zentrum der Fläche, chargiert, wobei auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
Als Korngrößenverteilung wird definitionsgemäß der mengenmäßige Anteil jeder Kornfraktion an einem Ort, zur gesamten Menge der Körner an diesem Ort bezeichnet.
Mit einem sogenannten stationären Verhalten der Korngrößenverteilung wird definitionsgemäß das Vorliegen einer bezüglich dem jeweiligen Ort zeitlich annähernd konstanten Korngrößenverteilung bezeichnet. Weiters zeigt nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch die Menge der Körner einer Fraktion in Abhängigkeit vom Ort der Fläche im Verhältnis zur Gesamtmenge der Körner der jeweiligen Fraktion der Fläche ein, im wesentlichen, zeitlich unabhängiges Verhalten.
Die Erfindung ist weiters durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verteilen eines stückigen Schüttgutes, insbesondere einer stückigen Kohle, aus einem Schüttgutstrom auf eine ausgedehnte Fläche, insbesondere auf ein Festbett, wobei sich diese Fläche vorzugsweise in einem Reaktor der physikalischen oder chemischen Verfahrenstechnik, insbesondere in einem Reaktor eines Hüttenwerkes zur Erzeugung von Roheisen oder Stahlvorprodukten, erstreckt, bei welcher zum Chargieren des stückigen Schüttgutes eine Chargiervorrichtung vorgesehen ist, die mindestens ein Mittel zum Radialverteilen des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale, nach außen weisende, Richtung aufweist, gekennzeichnet, wobei weiters die Chargiervorrichtung vor dem Mittel zum Radialverteilen mindestens ein, im oberen Teil des Reaktors angeordnetes, vorzugsweise feststehendes, Mittel zum Streuen des Schüttgutes aufweist, wobei zumindest ein Anteil des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale und tangentiale Richtung verteilbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird das Schüttgut in einem ersten Schritt gleichmäßig gestreut, und in einem zweiten Schritt radial nach außen verteilt.
Die Radialverteilung ist nach einer bevorzugten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass ein bestimmter Flächenteil durch das Mittel zum Radialverteilen abgeschattet, und damit mit wenig Schüttgut beladen wird. Ein, aus dem Stand der Technik bekannter, Streukegel bewirkt nicht nur eine Radialverteilung, sondern auch die Abschattung eines vorbestimmten Bereiches einer Fläche.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zur Radialverteilen als feststehende unterhalb des Mittels zum Streuen angeordnete Vorrichtung ausgeführt. Nach einem Merkmal der erfinderischen Vorrichtung weist das Mittel zum Radialverteilen einen rotationssymetrischen, sich entgegen dem Schüttstrom verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, Teil, und gegebenenfalls einen stabförmigen Teil auf, wobei der sich verjüngende Teil gegebenenfalls an den stabförmigen Teil in Richtung des Schüttgutstromes zentrisch anschließt.
Nach weiteren Ausführungsformen sind auch konvexe und konkave Gebilde, sowie im wesentlichen pyramidale Körper, und weiters Kombinationen daraus möglich, soweit sie die Funktion einer radialen Verteilung des Schüttgutes bewirken.
Der gegebenenfalls vorhandene stabförmige Teil des Mittels zur Radialverteilung dient auch zur Fixierung sowie Positionierung des kegelförmigen Teiles.
Der kegelförmige Teil bewirkt eine radiale Verteilung des Schüttgutes, indem das Schüttgut von der Mantelfläche abprallt, oder an dieser entlang gleitet, und so einer spezifischen Verteilung unterliegt.
Dabei wird der Teil der Fläche, insbesondere der Festbettoberfläche, welcher durch den Kegel bzw., im Falle eines Abprallens und Abgleitens des Schüttgutes am Kegelmantel, durch seine verlängert gedachte Mantelfläche, verdeckt und abgeschattet wird, durch direkte Verteilung mit weniger Schüttgut beladen, als es dem Durchschnitt des anderen Teiles der Fläche entspricht.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungform weist der sich verjüngende Teil des Mittels zur Radialverteilung mindestens einen Kegel oder Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel der Mantellinie zur Mittellinie von weniger als 60°, vorzugsweise im Bereich von 10-60° auf.
Dabei ist das Mittel zum Radialverteilen aus hitze- und verschleißbeständigem Material gefertigt und/oder weist sogenannte Materialpolster auf. Bevorzugt weist der Kegel oder Kegelstumpf an seiner Grundfläche einen Durchmesser von 50% des Durchmessers des Mittels zum Streuen bzw. des Aufgabequerschnittes auf.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist vor dem Mittel zum Streuen mindestens ein Mittel zum Zentrieren des Schüttgutstromes vorgesehen.
Damit ist gewährleistet, dass der Schüttgutstrom zentral auf das Mittel zum Streuen trifft. Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Streuen gekennzeichnet, dass bevorzugt zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 geeignet ist, wobei das Mittel zum Streuen eine Anzahl von miteinander verbundenen stabförmigen und/oder flächigen Elementen aufweist, die gemeinsam annähern die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, mehrere Öffnungen aufweisenden, Körpers beschreiben.
Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Streuen gekennzeichnet, dass bevorzugt zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 geeignet ist, wobei das Mittel zum Streuen eine Anzahl von Ringen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Reichtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, mehrere Öffnungen aufweisenden, Körpers beschreiben, und entlang zumindest einer Mantellinie miteinander verbunden sind.
Insbesonders handelt es sich dabei um einen pyramidalen Körper, dessen Kantenlinien seines gedachten Mantels durch Stege, insbesondere rotationssymetrischen Querschnitts, verbunden sind.
Der, vorzugsweise gebündelte, Schüttgutstrom wird dabei gleichmäßig, beispielsweise auf das Charbetts (Bett der stückigen Kohle) des Einschmelzvergasers, verteilt bzw. gestreut.
Das Schüttgut wird dabei durch, oft mehrmalige, Ablenkung einer Streuung unterzogen, wobei durch die besondere erfindungsgemäße Konstruktion eine, gegenüber dem Stand der Technik, deutlich gleichmäßigere Streuung des Schüttgutes erreicht wird.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Verteilung des Schüttgutes, wobei das Schüttgut in einer Ebene normal zur Richtung des Schüttgutstromes, bzw. - von oben betrachtet - in radiale und tangentiale Richtung verteilt wird.
Ein im Stand der Technik bekannter Streukegel, wie in EP-A-0076472 gelehrt, bewirkt dahingegen hauptsächlich eine Verteilung des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale Richtung innerhalb eines engen Ringes.
Darüber hinaus streut das erfindungsgemäße Mittel zum Streuen ausgehend vom Schüttgutstrom - von oben gesehen - nicht nur radial nach außen, sondern auch radial nach innen. Durch die besondere Form des sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, Körpers wird erfindungsgemäß eine radiale Streuung bewirkt, wobei allerdings tendentiell mehr Material nach außen, in einen größeren Radius, als nach innen, in einen kleinen Radius gestreut wird.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal weist das Mittel zum Streuen eine Anzahl von annähernd ringförmigen Körpern auf, die annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, Körpers beschreiben.
Nach einer besonderen Ausführungsform sind die ringförmigen Körper entlang einer oder mehrerer Mantellinien miteinander verbunden.
Das Mittel zum Streuen muß nach einem weiteren Merkmal den gesamten Querschnitt des Schüttgutstromes abdecken.
Nach einem zusätzlichen Merkmal sind die Öffnungen am Mittel zum Streuen dabei zumindest so groß wie die maximale Größe des zu chargierenden Materials.
Die stab-, ringförmigen oder flächigen Elemente sind nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung aus verschleiß- und schlagfesten, hitzbeständigen Materialien gefertigt, und/oder weisen bevorzugt einen rechteck- oder dreieckförmigen Querschnitt auf.
Weiters ist die Erfindung durch ein Mittel zum Zentrieren eines Schüttgutstromes zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 oder 11, mit mindestens einer zentrierenden Öffnung gekennzeichnet, wobei mindestens ein Mittel zum Ableiten, vorzugsweise eine weitere Öffnung, vorgesehen ist, wodurch ein gegebenenfalls beim Zentrieren des Schüttgutstromes auftretender Überlauf an Schüttgut ableitbar ist.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist das Mittel zum Zentrieren als Zentrierblech ausgeführt, welches ein kreisringförmiges Blech mit einem inneren und äußeren Radius aufweist, von welchem mindestens ein Teilbereich, insbesondere ein Kreisringsegment oder ein Kreisringsektor entfernt wurde.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Zentrierblech derart ausgeführt, dass von dem kreisringförmigen Blech, ein Kreisringsegment mit einem Zentriwinkel von 180° entfernt wurde.
Das Zentrierblech in einer Chargiervorrichtung dient zur Konzentration und Zentrierung des Schüttgutstromes bzw. des Schüttgutes selbst, das beispielsweise durch Schneckenförderer aus einem Bunker gefördert wird. Ein derartiger Austrag führt immer zu einer Abwurfkurve, die je nach Drehzahl bzw. Förderleistung variiert.
Dabei ist das Zentrierblech in einer Weise ausgeführt, dass es mindestens eine erste Öffnung, welche das Zentrieren des Schüttgutes bezweckt, sowie mindestens ein Mittel zur Ableitung, vorzugsweise eine Öffnung zur Ableitung eines gegebenenfalls auftretenden Überlaufes, aufweist. Ein derartiger Überlauf bildet sich, wenn die erfindungsgemäße erste, bündelnde, Öffnung verlegt oder verstopft ist.
Insbesondere ist dieses Zntrierblech derart ausgeführt, dass von einem kreisringförmigen Blech mit einem inneren und äußeren Radius, mindestens ein Teil, insbesondere mindestens ein Kreissektor oder Kreisringsegment entfernt wurde.
Alternative Ausführungen weisen beispielsweise gewölbte bzw. trichterförmige Zentrierbleche auf.
Die zentrierende Öffnung des Zentrierbleches stellt sich bei einer kreisringförmigen Ausbildung, in vorteilhafter Weise als die durch den Kreisring begrenzte zentrische Öffnung des Bleches dar. Die weiteren Öffnungen, die dem Mittel zum Ableiten entsprechen, können so vorgesehen sein, dass sie an die zentrierende Öffnung anschließen, und auf diese Weise strukturell von dieser ununterscheidbar sind. Allerdings besteht eine funktioneile Trennung, da diese weiteren Öffnungen zur Ableitung des Überlaufes dienen.
Das Zentrierblech einer Chargiervorrichtung ist derart angeordnet, dass das Fördermittel, insbesondere besagte Förderschnecken, das Stückgut auf das Zentrierblech fördert, und vorzugsweise dabei jenen Teil des Bleches nicht belädt, welcher das Mittel zum Ableiten, beispielsweise die zusätzlichen weiteren Öffnungen zum Abfließen des Materiales, welches sich bei Verlegen der ersten zentrierenden Öffnung am Zentrierblech ansammelt, aufweist.
Dabei bildet sich auf dem Zentrierblech in einer besonders bevorzugten Weise ein Schüttkegel aus, von welchem Material durch besagte erste, zentrierende, Öffnung fließt, und solcherart zentriert wird.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion ist gewährleistet, dass bei einem, insbesondere kurzfristigen, Verlegen der zentrierenden Öffnung des Zentrierbleches, das Schüttgut über besagtes Mittel zum Ableiten abfließen kann. Gegenüber der im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Zentrieren des Schüttgutstromes werden eine Reihe von Vorteilen erreicht:
Insbesondere bei einer Beschickung mittels Förderschnecke muß die parabelförmige Bahn des Schüttgutstromes berücksichtigt werden. Die dabei auftretende Horizontalgeschwindigkeit führt zu einem vordefinierten Versatz des Schüttgutstromes und somit zu einem exzentrischen Auftreffen auf die Materialverteilungs-Vorrichung.
Zusätzlich kann bei Verwendung einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung, beispielsweise einem Rohr mit sich verringerndem Durchmesser, durch Änderung der Durchsatzmenge ein Verstopfen oder Verlegen des Mittels zum Zentrieren des Schüttgutstromes erfolgen. Die Ausführung des erfindungsgemäßen Zentrierbleches weist dahingegen ungeachtet einer oder mehrerer zentrierender Öffnungen mindestens ein Mittel zum Ableiten des Materiales bei Überlauf auf.
Die Größe der bündelnden Öffnung ist nach einer Ausführungsform der Erfindung mindestens das 6 bis 10-fache des maximalen Durchmessers des geförderten Schüttgutes.
Durch den Aufbau des Schüttkegels und durch das solcherart herbeigeführte Abrutschen des Schüttgutes am Schüttkegel durch die zentrierende Öffnung erfolgt gegenüber dem Stand der Technik eine weitaus geringere mechanische bzw. thermomechanische Beanspruchung der Vorrichtung. Das Mittel zum Zentrieren ist darüber hinaus aus hochwarmfesten und hochverschleißfesten Werkstoffen gefertigt.
Im folgenden werden nicht einschränkende Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Kohleverteilung in einem Einschmelzvergasers am Beispiel einer stationären Chargiervorrichtung
Fig. 2 eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen stationären Chargiervorrichtung
In Fig. 1 ist schematisch die Kohleverteilung in einem Einschmelzvergaser 1 skizziert. Dabei wird ausgehend von einer stationären Chargiervorrichtung 2 die Kohle in den Einschmelzvergaser eingebracht. Zusätzlich sind eine DRI - Einbringung 3, beispielsweise durch mehrere konzentrisch bezüglich der Kohleeinbringung angeordnete Öffnungen, eine Staubrückführung 4, eine Sauerstoff-Einleitung 5, sowie ein Schlacken- und Roheisenabstich 15 und eine Gasableitung 6 am Einschmelzvergaser 1 vorgesehen.
Die Kohle wird gleichmäßig über das rotationssymmetrische Bett 7 des Einschmelzvergasers 1 verteilt, wobei durch die besondere Ausführung der Chargiervorrichtung 2 in das Zentrum keine oder zumindest wenig Kohle chargiert wird. Die Verteilung der Kohle durch direkte Einbringung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, wobei insbesondere ein Profil der Kohleverteilung 8 schematisch skizziert ist. Demnach ist der Massenstrom pro Fläche im Bereich des halben Radiuses deutlich höher als im Zentrum des Bettes.
Durch Segregation erfolgt eine Veränderung der Kohleverteilung sowie insbesondere der Korngrößenverteilung des Charbettes, indem größere stückigere Kohle in das Zentrum des Bettes abrutscht und so in die Zone des sogenannten Toten Mannes 9 gelangt. Toter Mann und Herd werden auf diese Weise mit stückigerer Kohle (Char) versorgt. Durch die besondere Verteilung der insbesondere stückigeren Kohle erfolgt eine Aufweitung des aktiven Charbettes, welches in weiterer Folge zu einer verstärkten Mitteldurchgasung führt.
In Fig. 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße, stationäre Chargiervorrichtung 2 dargestellt. Diese Chargiervorrichtung weist ein Konzentrierblech 10 auf, welches zur Konzentration des Schüttgutstromes, der wiederum durch Schneckenförderer aus einem Bunker gefördert wird, dient. Dabei ist dieses Konzentrierblech 10 derart ausgeführt, dass von einem kreisringförmigen Blech ein bezüglich eines äußeren Durchmessers des Bleches symmetrischer halber Teil entfernt wurde. Das Konzentrierblech weist eine bündelnde Öffnung 11 auf, sowie eine Öffnung 12 zur Ableitung des Überlaufes.
Durch die Ausführung des erfindungsgemäßen Konzentrierbleches bleibt ungeachtet der zentrierenden Öffnung des Konzentrierbleches selbst, ein großer Teil der Chargieröffnung des Einschmelzvergasers unabgedeckt, wodurch ein Überlaufen des Schüttgutes ermöglicht wird.
Unterhalb des Konzentrierbleches wird der gebündelte Schüttgutstrom durch ein Mittel zur Streuung 13, im dargestellten Fall durch einen Kohleriffler, eine besondere Ausführung eines Deflektors, gleichmäßig in den freien Raum, bzw. auf die Fläche des Charbettes des Einschmelzvergasers, verteilt. Versuche haben ergeben, dass die Form des Kohlerifflers großen Einfluß auf die Qualität der Verteilung der Kohle auf das Charbett besitzt, wobei sich die dargestellte Form des Kohlerifflers besonders bewähren konnte. Der Kohleriffler 13 weist dabei eine angenähert pyramidale Form auf, und ermöglicht so eine Streuung des Schüttgutes. Unterhalb des Kohlerifflers 13 befindet sich ein Mittel zur Radialverteilung 14, mit einem Kegel, das eine Beschickung des Zentrums des Charbettes unterbindet oder zumindest die in diesen Bereich chargierte Menge an Schüttgut verringert. Dieser Kegel, kann nach einer weiteren erfindungsgemäße Ausführung an einem zylinderförmigen Teil befestigt sein, und weist insbesondere einen Öffnungswinkel zwischen Mantellinie und Mittellinie von etwa 10-60° auf. Besonders bevorzugt ist dabei ein Öffnungswinkel von 30° bis 45°.
Sämtliche Teile der hier vorgestellten Vorrichtung müssen an die Umgebungsbedingungen in ihrem jeweiligen Einsatzgebiet angepaßt werden. Bei einer Verwendung in einem Einschmelzvergaser gelangen zu einem überwiegenden Teil hochwarmfeste, hoch verschleißfeste Werkstoffe zur Anwendung. Darüber hinaus kann an eine Feuerfestauskleidung jener Teile gedacht werden, die besonders hohen Temperaturen ausgesetzt werden.
Solche Teile der hier dargestellten Vorrichtung, die erfahrungsgemäß einer besonderen verschleißbedingten Belastung ausgesetzt sind, werden zusätzlich durch Panzerungen, beispielsweise durch Aufschweißung von hochverschleißfesten Blechen, geschützt.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erzeugung eines Festbettes in einem Aggregat der Metallurgietechnik, vorzugsweise zur Herstellung von Roheisen oder Stahlvorprodukten aus eisenhaltigen Einsatzstoffen, insbesondere in einem Einschmelzvergaser, bei welchem ein stückiges Schüttgut, welches erzhaltige und kohlenstoffhaltige Bestandteile, insbesondere vorreduziertes Eisenerz, vorzugsweise Eisenschwamm, sowie, vorzugsweise stückige, Kohle enthält, auf eine Fläche chargiert wird, und eine, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhaltigen mit dem kohlenstoffhaltigen Bestandteiles des Schüttgutes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte erzhaltige Bestandteil auf einen aktiven Umfangsbereich (Randbereich) des Festbettes chargiert wird, an dem die, vorzugsweise gleichmäßige, Durchmischung des erzhaltigen mit dem kohlenstoffhaltigen Bestandteil des Schüttgutes erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein grobkörniger Anteil, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des zu verteilenden Schüttgutes, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, ist, auf das Zentrum der Fläche chargiert wird, und auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut, insbesondere der kohlenstoffhaltige Bestandteil des Schüttgutes, über eine Chargiervorrichtung im wesentlichen rotationssymetrisch auf die Fläche verteilt wird, wobei auf das Zentrum der Fläche, durch direkte Verteilung weniger Material, als es dem Durchschnitt der anderen Stellen der Fläche, zwischen dem Zentrum und dem äußeren Rand des aktiven Umfangsbereichs des Festbettes, entspricht, aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der grobkörnige Anteil, insbesondere des kohlenstoffhaltigen Bestandteiles, des Schüttgutes, der vorerst in einem Abstand vom Zentrum, auf das Festbett in der Weise aufgebracht wird, dass dieser in der Folge selbsttätig durch eine indirekte Verteilung, insbesondere eine Segregation, auf das Zentrum der Fläche, chargiert wird.
5. Verfahren zum Verteilen eines stückigen Schüttgutes, insbesondere einer stückigen Kohle, aus einem Schüttgutstrom auf eine ausgedehnte Fläche, insbesondere auf ein Festbett, wobei sich diese Fläche vorzugsweise in einem Reaktor oder Behälter der physikalischen oder chemischen Verfahrenstechnik, insbesondere in einem Reaktor eines Hüttenwerkes zur Erzeugung von Roheisen oder Stahlvorprodukten, erstreckt, und das stückige Schüttgut über eine Chargiervorrichtung chargiert wird, wobei es durch ein Mittel zum Radialverteilen - von oben gesehen - in radialer, nach außen weisender Richtung verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schüttgut, vor dem Auftreffen auf das Mittel zum Radialverteilen, an einem Mittel zum Streuen in - von oben gesehen - radialer und tangentialer Richtung gestreut wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Streuen des Schüttgutes, der Schüttgutstrom in einem, vorzugsweise ersten, Schritt des Verfahrens zentriert wird, indem der Schüttgutstrom auf ein Mittel zum Zentrieren gefördert wird, und das Schüttgut durch eine Anzahl von zentrierenden Öffnungen des Mittels zum Zentrieren fließt, wobei ein gegebenenfalls auftretender Überlauf des Schüttgutes durch mindestens ein Mittel zum Ableiten, insbesondere durch eine weitere Öffnung, abfließt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere unter Ausnutzung einer Segregation, ein grobkörniger Anteil des Schüttgutes, welcher eine mittlere Korngröße aufweist, die größer als die mittlere Korngröße des gesamten verteilten Schüttgutes ist, auf einen vorbestimmten Bereich der Fläche, insbesondere auf ein Zentrum der Fläche, chargiert wird, wobei auf diese Weise eine, vorzugsweise stationäre, vordefinierte Korngrößenverteilung erzeugt wird.
8. Vorrichtung zum Verteilen eines stückigen Schüttgutes, insbesondere einer stückigen Kohle, aus einem Schüttgutstrom auf eine ausgedehnte Hache, insbesondere auf ein Festbett, wobei sich diese Fläche vorzugsweise in einem Reaktor der physikalischen oder chemischen Verfahrenstechnik, insbesondere in einem Reaktor eines Hüttenwerkes zur Erzeugung von Roheisen oder Stahlvorprodukten, erstreckt, bei welcher zum Chargieren des stückigen Schüttgutes eine Chargiervorrichtung vorgesehen ist, die mindestens ein Mittel zum Radialverteilen (14) des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale, nach außen weisende, Richtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Chargiervorrichtung vor dem Mittel zum Radialverteilen mindestens ein, im oberen Teil des Reaktors angeordnetes, vorzugsweise feststehendes, Mittel zum Streuen (13) des Schüttgutes aufweist, wobei zumindest ein Anteil des Schüttgutes in - von oben gesehen - radiale und tangentiale Richtung verteilbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Mittel zum Streuen mindestens ein Mittel zum Zentrieren (10) des Schüttgutstromes vorgesehen ist.
10. Mittel zum Streuen (13) eines Schüttgutes zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Streuen (13) eine Anzahl von miteinander verbundenen stabförmigen und/oder flächigen Elementen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere pyramidalen, mehrere Öffnungen aufweisenden Körpers beschreiben.
11. Mittel zum Streuen (13) eines Schüttgutes zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Streuen (13) des Schüttgutes eine Anzahl von Ringen aufweist, die gemeinsam annähernd die Form eines entgegen der Richtung des Schüttgutstromes sich verjüngenden, insbesondere kegelförmigen, mehrere Öffnungen aufweisenden, Körpers beschreiben, und zumindest entlang einer Mantellinie miteinander verbunden sind.
12. Mittel zum Zentrieren (10) eines Schüttgutstromes zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 oder 11, mit mindestens einer zentrierenden Öffnung (11), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Mittel zum Ableiten von überschüssigem Schüttgut, vorzugsweise eine weitere Öffnung, vorgesehen ist, wodurch ein gegebenenfalls beim Zentrieren des Schüttgutstromes auftretender Überlauf an Schüttgut ableitbar ist.
13. Mittel zum Zentrieren (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Zentrieren als Zentrierblech ausgeführt ist, welches ein kreisringförmiges Blech mit einem inneren und äußeren Radius aufweist, von welchem mindestens ein Teilbereich, insbesondere ein Kreisringsegment oder ein Kreisringsektor entfernt wurde.
14. Mittel zum Zentrieren (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierblech derart ausgeführt ist, dass von dem kreisringförmigen Blech, ein Kreisringsegment mit einem Zentriwinkel von 180° entfernt wurde.
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