WO2022243129A1 - Verfahren zum herstellen von stahl in einem integrierten hüttenwerk - Google Patents

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Daniel Schubert
Matthias Weinberg
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Thyssenkrupp Steel Europe Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing steel in an integrated steel works.
  • the object of the present invention is to further develop a generic method in such a way that the energetically and materially valuable process gases present in an existing integrated steel works can be used in an economically optimized manner.
  • a method for producing steel in an integrated steel works comprising at least one direct reduction reactor for directly reducing iron ore to form iron ore, at least one electric furnace for melting down the iron ore to form crude steel or pig iron, at least one blast furnace for melting iron ore into pig iron and at least one converter for refining the pig iron into crude steel, whereby, according to the invention, at least part of the process gas discharged from the direct reduction reactor is added to the hot blast and/or at least part to an optional charge material, which and/or which in the blast furnace is blown.
  • sponge iron is produced from iron ore using a reducing gas, which can consist of hydrogen and/or methane (natural gas), and which is melted down in at least one melter to form crude steel or pig iron.
  • a reducing gas which can consist of hydrogen and/or methane (natural gas)
  • iron ore and coke which is produced from coal in a coking plant, is melted into pig iron in at least one blast furnace, which in turn is refined in a converter, in particular an oxygen converter, by refining, i.e. by removing carbon, sulfur and/or phosphorus in particular converted into crude steel.
  • the process gas discharged from the direct reduction reactor is of high quality in terms of energy and material and is therefore in an integrated steel works can be optimally utilized economically and ecologically in the blast furnace process via the tuyeres, in particular via the injection lances, into the blast furnace.
  • the discharged process gas from the direct reduction reactor can be added to or replace an optional feed material, at least in part.
  • high-priced feed components such as hydrogen, or C0 2 -intensive components, such as coal and/or natural gas, can be partially or completely substituted, thereby reducing the costs and the C0 2 footprint of the feedstocks .
  • Air is used as the standard cold blast, which is heated to the necessary temperature in a hot blast stove (Cowper) before it is blown into the blast furnace in the form of hot blast via the tuyeres. If required, additional oxygen can be added before and/or after heating. The pressure can also be increased before and/or after the heating. Depending on the capacity of the blast furnace, there are two or more hot blast stoves that work in alternation (functioning is known). Alternatively or additionally, at least part of the process gas discharged from the direct reduction reactor can be added to the hot blast.
  • the hot blast and/or the optional feed material can be completely replaced by the process gas discharged from the direct reduction reactor depends on the design and the mode of operation of the corresponding units in the integrated steel works. At least part of the discharged process gas is fed to the blast furnace via the tuyeres, so that a mixed gas of process gas, hot blast and optional charge material is blown in.
  • At least part of the discharged process gas is to be understood as meaning that either only part of the discharged process gas is fed to the blast furnace and the remainder is utilized outside of the blast furnace process or can be fed completely to the blast furnace process.
  • Admixing can also be understood as adding.
  • the process gas discharged from the direct reduction reactor contains portions that have not yet reacted and which can be used economically for the reduction and smelting of iron ore, coke and other additives, in particular compounds or mixtures of carbon and oxygen (CO, CO 2 ), methane (CH 4 ), hydrogen (H 2 ) and/or steam (H 2 0) and process-related unavoidable impurities.
  • At least part of the discharged process gas is added directly to the hot blast and/or at least part directly to the optional feed material.
  • the process gas as it is discharged from the direct reduction reactor, is fed directly to the blast furnace process, in particular via appropriate supply lines, preferably without having to go through a stage for processing the process gas.
  • the discharged process gas is first dehumidified and then at least part of the hot blast and/or at least part of the optional charge material is added as dehumidified process gas.
  • the discharged process gas is passed through a unit, for example through a condenser, and cooled accordingly, so that the water vapor present in the process gas is condensed and thus separated from the process gas.
  • the process gas is "dehumidified" by condensing and discharging the condensate. As a result, the quality of the process gas can be increased.
  • a further embodiment of the invention provides that the discharged CO 2 component contained in the process gas or in the dehumidified process gas is separated and then at least partly added to the hot blast and/or at least partly to the optional charge material in the blast furnace as carbon dioxide-free process gas .
  • the process gas is passed through a unit in which compounds or mixtures of carbon and oxygen such as carbon dioxide (C0 2 ) is separated, for example by C0 2 separation in the form of amine scrubbing, carbonate scrubbing, membrane separation technology, such as selective membranes, or a PSA (Pressure Swing Absorption).
  • the carbon dioxide separated from the process gas can be stored in a suitable environment, using CCS (Carbon Capture and Storage) or materially as part of a CCU (Carbon Capture and Utilization) process.
  • the carbon dioxide (C0 2 ) can also be used materially as a possible cooling gas or part of a possible cooling gas in an optional cooling zone in the direct reduction process.
  • a reduction gas is fed in to reduce the iron ore to sponge iron, which gas is first heated to a corresponding temperature in a reduction gas heater before it is fed into the reduction zone of the direct reduction reactor.
  • the process gas discharged from the electric furnace can be provided at least in part as fuel gas for firing the reduction gas heater of the direct reduction reactor as fuel gas or as additional gas to the fuel gas for firing the reduction gas heater.
  • the process gas discharged from the electric furnace can be blown at least in part into the blast furnace via the blow moulds.
  • the integrated iron and steel works also includes a coking plant, which produces the coke for the blast furnace process from coal in the immediate vicinity.
  • the process gas discharged from the coking plant can be made available at least in part as fuel gas for firing the reduction gas heater of the direct reduction reactor.
  • the process gas discharged from the coking plant can be blown at least in part into the blast furnace via the tuyeres.
  • the integrated metallurgical plant also includes a steelworks with at least one converter, for example an LD converter (or also known as a BOF converter), in which the pig iron is optimized into crude steel for further processing, whereby, according to a further alternative embodiment of the invention, the Process gas discharged from the converter can be provided at least partly as fuel gas for firing the reduction gas heater of the direct reduction reactor. Alternatively or additionally, at least part of the process gas discharged from the converter can be blown into the blast furnace via the tuyeres.
  • LD converter or also known as a BOF converter
  • the process gas discharged from the blast furnace can also be provided at least in part as fuel gas for firing the reduction gas heater of the direct reduction reactor.
  • the use of the discharged process gas from electric furnaces, coking plants, converters or blast furnaces can significantly improve the energy balance of an integrated steel works.
  • a further improvement in the energy balance can be achieved if, according to one embodiment of the invention, at least two discharged process gases from the electric furnace, coking plant, converter and blast furnace are connected together and at least some are made available as fuel gas for firing the reduction gas heater of the direct reduction reactor.
  • at least two discharged process gases from the electric furnace, coking plant and converter can be interconnected and at least partly blown into the blast furnace via the tuyeres.
  • the integrated metallurgical plant (1) comprises at least one direct reduction reactor (2) for directly reducing iron ore (io) into sponge iron, at least one electric furnace (3) for melting the sponge iron into crude steel or pig iron, at least one blast furnace (4) for melting Iron ore (io), in particular with coke, injection coal and other aggregates, to pig iron and at least one converter (5) for refining pig iron to crude steel. Furthermore, the integrated metallurgical plant (1) includes at least one coking plant (6) for coking coal into coke.
  • Iron ore (io) is both in the direct reduction reactor (2), which can be designed as a shaft furnace, for example, and is thus equipped accordingly at the top end, and in the blast furnace (4) together with coke from the coking plant (6) and other additives, such as limestone, in particular introduced in layers over the burden.
  • the sponge iron produced is removed and fed to an electric furnace (3) for melting down the sponge iron, in particular with the addition of other rates such as scrap steel, for example.
  • the pig iron obtained from the blast furnace (4) has to be refined into crude steel in a converter (5).
  • Both the crude steel and pig iron from the direct reduction and smelting plant as well as from the blast furnace process are sent to secondary metallurgy in the integrated steel works (1) as quickly as possible in order to process the desired steel and make semi-finished products such as flat or long products. to shed.
  • the direct reduction reactor (2) must also be charged with a reducing gas for expelling the oxygen from the ore, which can consist of hydrogen and/or hydrocarbon-containing and/or carbon-containing compounds or mixtures (2.7) and which, using the countercurrent principle, feed the reactor ( 2) flows from bottom to top.
  • the reducing gas (2.1) is heated to a required operating temperature, for example between 600 and 1300° C., in a reducing gas heater (20).
  • Unused reduction gas is discharged from the direct reduction reactor (2) together with any gaseous reaction products as process gas (2.2).
  • the discharged process gas (2.2) can contain hydrogen (H 2 ), a compound or mixture of carbon and oxygen (CO, CO 2 ) and/or at least one hydrogen-containing compound (H 2 0) and unavoidable impurities.
  • the discharged process gas (2.2) would be recirculated to the direct reduction reactor (2), with fresh gas (2.7) also being added to improve the reduction potential.
  • At least part of the process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) removed from the direct reduction reactor (2) is added to the hot blast (4.1*) and/or at least part to an optional charge material (4.2), which and/or or which is blown into the blast furnace (4).
  • the process gas (2.2) discharged from the direct reduction reactor (2) is of particularly high quality in terms of energy and material and can therefore be used economically and ecologically in the blast furnace process.
  • the cold blast (4.1) Before it is blown into the blast furnace (4), the cold blast (4.1) is heated to the necessary temperature in a hot blast stove (10) and then blown in as hot blast (4.1*) via the tuyeres. At least part of the process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) discharged from the direct reduction reactor (2) can be added to the hot blast (4.1*). Alternatively or additionally, at least part of the process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) discharged from the direct reduction reactor (2) can be added to an optional feed material (4.3).
  • Hydrogen, oil, natural gas and/or coal powder can be used as (additional) charge material (4.3), which can then be additionally blown in as a mixture (4.2) alongside the hot blast (4.1*).
  • the hot air (4.1*) can also be enriched with oxygen (4.9) if required.
  • the energetically and materially valuable process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) from the direct reduction reactor (2) economically and ecologically in the Introduce blast furnace (4), which depend in particular on the mode of operation (partial/full load) of the individual units (2, 4) and the existing or non-existent units (H 2 0, C0 2 separation).
  • the optional feedstock (4.3) can be completely replaced by the process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) removed from the direct reduction reactor (2).
  • the optional feed material (4.3) only part of the discharged process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) is added to the optional feed material (4.3), so that a mixed gas of process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) optional feed material (4.3) and hot blast (4.1*) is blown into the blast furnace (4).
  • the discharged process gas (2.3, 2.9) is added at least in part directly to the hot blast (4.1*) and/or at least in part directly to the optional feed material (4.3). This means that it is made available directly via corresponding supply lines without having to go through a stage for processing the process gas (2.3, 2.9).
  • the discharged process gas (2.2) is passed through a unit for water/water vapor separation, for example through a condenser, and cooled accordingly, so that the water vapor (H 2 0) present in the process gas (2.2) condenses and is thus deposited.
  • the process gas (2.2) is "dehumidified” and then, as dehumidified process gas (2.4, 2.9), at least part of it is given to the hot blast (4.1*) and/or at least part to the optional charge material (4.3). added.
  • the discharged process gas (2.2) is passed through a unit for carbon dioxide separation, for example through an amine scrubber, in order to separate the CO 2 component, so that subsequently the carbon dioxide-free process gas (2.5, 2.9) is at least a part can be added to the hot blast (4.1*) and/or at least a part to the optional feed material (4.3).
  • a unit for carbon dioxide separation for example through an amine scrubber
  • the rest (2.6) can be circulated in the direct reduction reactor (2) in particular with fresh gas (2.7) mixed as a mixed gas (2.8) in the reduction gas heater (20) and then as warm reduction gas (2.1) are fed to the direct reduction reactor (2). If necessary, the warm reducing gas
  • the process gas discharged from the electric furnace (3) can be used as fuel gas (4.6, 4.7) or as additional gas (4.6, 4.7) to the fuel gas for firing the reduction gas heater (20).
  • the discharged process gas (3.1, 4.4, 5.1, 6.1) can be used for firing by just one unit (3, 4, 5, 6) or by several units (3, 4, 5, 6). Additional combustible gas (4.8) can be added or added if required.
  • the process gas (4.4) discharged from the blast furnace (4) also known as furnace gas, is used as standard, e.g. used to fire the hot blast stove (10), so that a part (4.5) can be branched off to fire the reduction gas heater (20) and the rest (4.4) can be used, in particular with additional fuel gas (not shown), to fire the hot blast stove (10). .
  • the process gas (4.6) can be passed through a unit for carbon dioxide separation in order to separate the C0 2 fraction, so that a carbon dioxide-free process gas (4.7) with improved efficiency compared to (4.6) can then be used to fire the reduction gas heater (20 ) can be provided.
  • the discharged process gas (3.1, 5.1, 6.1) from the electric furnace (3), coking plant (6) and/or converter (5) not only as fuel gas (4.6, 4.7) or as additional gas (4.6, 4.7) to the fuel gas for firing the reduction gas heater (20), but additionally or even alternatively to the blast furnace (4) via the tuyeres together with the hot blast (4.1*) emitted from the direct reduction reactor (2).
  • fed process gas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) and the optional feedstock (4.3) lead in order to economically utilize the particularly low-nitrogen process gas (3.1, 5.1, 6.1).
  • the discharged process gas (3.1, 5.1, 6.1) can be used by only one unit (3, 5, 6) for blowing into the blast furnace (4) or by several units (3, 5, 6).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem integrierten Hüttenwerk (1) umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Direktreduzieren von Eisen-erz zu Eisenschwamm, mindestens einen Elektroofen (3) zum Einschmelzen des Eisen-schwamms zu Roheisen oder Rohstahl, mindestens einen Hochofen (4) zum Erschmelzen von Eisenerz zu Roheisen und mindestens einen Konverter (5) zum Raffinieren von Roheisen zu Roh-stahl. Erfindungsgemäß wird das aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil einem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt, welcher und/oder welches in den Hochofen (4) eingeblasen wird.

Description

Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem integrierten Hüttenwerk
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem integrierten Hüttenwerk.
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Stahlherstellung in einem integrierten Hüttenwerk ist bei spielhaft in der EP 1 641 945 Bl offenbart. Der Einsatz eines zusätzlichen Einschmelzers in ei nem integrierten Hüttenwerk ist auf der Homepage der Anmelderin https://www.thyssenkrupp- steel.com/de/unternehmen/ nachhaltigkeit/klimastrategie/ „Zwei Technologiepfade - ein Ziel“ gezeigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzuent wickeln, dass die in einem bestehenden integrierten Hüttenwerk vorhandenen energetisch und stofflich wertvollen Prozessgase wirtschaftlich optimiert genutzt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem integrierten Hüttenwerk, umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor zum Direktreduzieren von Ei senerz zu Eisenschwamm, mindestens einen Elektroofen zum Einschmelzen des Eisen schwamms zu Rohstahl bzw. Roheisen, mindestens einen Hochofen zum Erschmelzen von Ei senerz zu Roheisen und mindestens einen Konverter zum Raffinieren des Roheisens zu Roh stahl, wobei erfindungsgemäß das aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführte Prozessgas zu mindest zu einem Teil dem Heißwind und/oder zumindest zu einem Teil einem optionalen Be schickungsstoff beigemengt wird, welcher und/oder welches in den Hochofen eingeblasen wird.
In mindestens einem Direktreduktionsreaktor wird aus Eisenerz mittels eines Reduktionsgases, welches aus Wasserstoff und/oder Methan (Erdgas) bestehen kann, Eisenschwamm erzeugt und welches in mindestens einem Einschmelzer zu Rohstahl bzw. Roheisen eingeschmolzen wird. Des Weiteren wird in mindestens einem Hochofen Eisenerz und Koks, welcher aus Kohle in einer Kokerei hergestellt wird, zu Roheisen erschmolzen, welches wiederrum in einem Kon verter, insbesondere Sauerstoffkonverter, durch Raffinieren, somit durch Entziehen von insbe sondere Kohlenstoff, Schwefel und/oder Phosphor in Rohstahl überführt wird. Die einzelnen ge nannten Aggregate und entsprechenden Verfahren sind Stand der Technik und in der Praxis etablierte Prozesse.
Es wurde überraschend erkannt, dass das aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführte Pro zessgas energetisch und stofflich hochwertig ist und daher in einem integrierten Hüttenwerk wirtschaftlich und ökologisch im Hochofenprozess optimal über die Blasformen, insbesondere über die Einblaslanzen, in den Hochofen verwerten werden kann.
Das abgeführte Prozessgas aus dem Direktreduktionsreaktor kann zumindest zu einem Teil ei nem optionalen Beschickungsstoff beigemengt werden oder ersetzen. Dadurch können insbe sondere hochpreisige Komponenten zur Beschickung, wie zum Beispiel Wasserstoff, oder C02- intensive Komponenten, wie zum Beispiel Kohle und/oder Erdgas, zum Teil oder vollständig substituiert werden und dadurch die Kosten und der C02-Footprint der Einsatzstoffe reduziert werden.
Als Kaltwind wird standardmäßig Luft verwendet, welches, bevor es in den Hochofen in Form von Heißwind über die Blasformen eingeblasen wird, in einem Winderhitzer (Cowper) auf die notwendige Temperatur erwärmt wird. Bei Bedarf kann vor und/oder nach der Erwärmung zu sätzlich Sauerstoff beigemengt werden. Auch kann vor und/oder nach der Erwärmung der Druck erhöht werden. Je nach Kapazität des Hochofens sind zwei oder mehrere Winderhitzer vorhan den, welche im Wechselbetrieb arbeiten (Funktionsweise ist bekannt). Das abgeführte Prozess gas aus dem Direktreduktionsreaktor kann alternativ oder zusätzlich zumindest zu einem Teil dem Heißwind beigemengt werden.
Ob der Heißwind und/oder der optionale Beschickungsstoff vollständig durch das aus dem Di rektreduktionsreaktor abgeführte Prozessgas ersetzt werden kann, hängt von der Auslegung und der Betriebsweise der entsprechenden Aggregate im integrierten Hüttenwerk ab. Es wird zumindest ein Teil des abgeführten Prozessgases dem Hochofen über die Blasformen zuge führt, so dass ein Mischgas aus Prozessgas, Heißwind und optionalem Beschickungsstoff ein geblasen wird.
Unter zumindest ein Teil des abgeführten Prozessgases ist zu verstehen, dass entweder nur ein Teil des abgeführten Prozessgases dem Hochofen zugeführt wird und der Rest außerhalb des Hochofenprozesses verwertet wird oder vollständig dem Hochofenprozess zugeführt werden kann.
Beimengen kann auch als Zuführen verstanden werden.
Das aus dem Direktreduktionsreaktor abgeführte Prozessgas enthält, je nach Zusammenset zung des eingesetzten Reduktionsgases, noch nicht abreagierte Anteile, welche im Hochofen- prozess wirtschaftlich zur Reduktion und zum Erschmelzen von Eisenerz, Koks und weiteren Zu satzstoffen verwendet werden können, insbesondere Verbindungen oder Mischungen aus Koh lenstoff und Sauerstoff (CO, C02), Methan (CH4), Wasserstoff (H2) und/oder Wasserdampf (H20) sowie prozessbedingte unvermeidbare Verunreinigungen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das abgeführte Prozessgas zumindest zu einem Teil direkt dem Heißwind und/oder zumindest zu einem Teil direkt dem optionalen Beschi ckungsstoff beigemengt. Soll heißen, dass das Prozessgas, so wie es aus dem Direktredukti onsreaktor abgeführt wird, direkt, insbesondere über entsprechende Versorgungsleitungen, dem Hochofenprozess zugeführt wird, vorzugsweise ohne eine Stufe zur Aufbereitung des Pro zessgases durchlaufen zu müssen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird das abgeführte Prozessgas zu nächst entfeuchtet und anschließend als entfeuchtetes Prozessgas zumindest zu einem Teil dem Heißwind und/oder zumindest zu einem Teil dem optionalen Beschickungsstoff beige mengt. Das abgeführte Prozessgas wird durch eine Einheit durchgeleitet, beispielsweise durch einen Kondensator, und entsprechend abgekühlt, so dass der im Prozessgas befindliche Was serdampf kondensiert und somit vom Prozessgas abgetrennt wird. Durch das Kondensieren und Ableiten des Kondensats wird das Prozessgas „entfeuchtet“. Dadurch kann die Qualität des Prozessgases erhöht werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der abgeführten im Prozessgas oder im entfeuchteten Prozessgas enthaltene C02-Anteil abgetrennt wird und anschließend als koh lenstoffdioxidfreies Prozessgas zumindest zu einem Teil dem Heißwind und/oder zumindest zu einem Teil dem optionalen Beschickungsstoff dem Hochofen beigemengt wird. Das Prozessgas wird durch eine Einheit durchgeleitet, in welcher Verbindungen oder Mischungen aus Kohlen stoff und Sauerstoff wie zum Beispiel Kohlenstoffdioxid (C02) abgeschieden wird, beispielswei se durch eine C02-Abtrennung in Form einer Aminwäsche, Carbonatwäsche, Membranabtren nungstechnologie, wie zum Beispiel selektive Membranen, oder einer PSA (Pressure Swing Ab sorption). Um die Klimabilanz weiter zu verbessern, kann das aus dem Prozessgas abgeschie dene Kohlenstoffdioxid beispielsweise in einer geeigneten Umgebung gespeichert werden, mit tels CCS (Carbon Capture and Storage) oder stofflich im Rahmen eines CCU (Carbon Capture and Utilization)-Verfahrens genutzt werden. Des Weiteren kann das Kohlenstoffdioxid (C02) auch als mögliches Kühlgas oder Teil eines möglichen Kühlgases in einer optionalen Kühlzone im Direktreduktionsprozess stofflich genutzt werden. In dem Direktreduktionsreaktor wird zum Reduzieren des Eisenerzes zu Eisenschwamm ein Re duktionsgas eingespeist, welches vor dem Einspeisen in die Reduktionszone des Direktredukti onsreaktors zunächst in einem Reduktionsgaserwärmer auf eine entsprechende Temperatur er wärmt wird.
Hierfür kann als Brenngas oder als Zusatzgas zum Brenngas zum Befeuern des Reduktionsga serwärmers gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung das aus dem Elektroofen abgeführte Prozessgas zumindest zu einem Teil als Brenngas zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers des Direktreduktionsreaktors bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das aus dem Elektroofen abgeführte Prozessgas zumindest zu einem Teil in den Hochofen über die Blasfor men eingeblasen werden.
Das integrierte Hüttenwerk umfasst des Weiteren eine Kokerei, welche den Koks für den Hoch ofenprozess in unmittelbarer Nähe aus Kohle erzeugt. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann das aus der Kokerei abgeführte Prozessgas zumindest zu einem Teil als Brenngas zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers des Direktreduktionsreaktors bereitge stellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das aus der Kokerei abgeführte Prozessgas zu mindest zu einem Teil in den Hochofen über die Blasformen eingeblasen werden.
Das integrierte Hüttenwerk umfasst des Weiteren ein Stahlwerk mit mindestens einem Konver ter, beispielsweise LD-Konverter (oder auch BOF-Konverter genannt), in welchem das Rohei sen zu Rohstahl zur Weiterverarbeitung optimiert wird, wobei gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung das aus dem Konverter abgeführte Prozessgas zumindest zu ei nem Teil als Brenngas zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers des Direktreduktionsreak tors bereitgestellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das aus dem Konverter abge führte Prozessgas zumindest zu einem Teil in den Hochofen über die Blasformen eingeblasen werden.
Auch kann das aus dem Hochofen abgeführte Prozessgas gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung zumindest zu einem Teil als Brenngas zum Befeuern des Redukti onsgaserwärmers des Direktreduktionsreaktors bereitgestellt werden.
Die Verwendung des abgeführten Prozessgases aus Elektroofen, Kokerei, Konverter oder Hoch ofen kann die Energiebilanz eines integrierten Hüttenwerks im Wesentlichen verbessern. Eine weitere Verbesserung der Energiebilanz kann dadurch erzielt werden, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mindestens zwei abgeführte Prozessgase aus Elektroofen, Koke rei, Konverter und Hochofen zusammengeschaltet werden und zumindest zu einem Teil als Brenngas zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers des Direktreduktionsreaktors bereitge stellt werden. Alternativ oder zusätzlich können mindestens zwei abgeführte Prozessgase aus Elektroofen, Kokerei und Konverter zusammengeschaltet werden und zumindest zu einem Teil in den Hochofen über die Blasformen eingeblasen werden.
Näher erläutert wird die Erfindung anhand der folgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Figur 1. Dabei zeigt die Figur 1 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens an ei ner schematischen Darstellung eines integrierten Hüttenwerks zum Herstellen von Stahl bzw. Roheisen.
Das integrierten Hüttenwerk (1) umfasst mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Di rektreduzieren von Eisenerz (io) zu Eisenschwamm, mindestens einen Elektroofen (3) zum Ein schmelzen des Eisenschwamms zu Rohstahl bzw. Roheisen, mindestens einen Hochofen (4) zum Erschmelzen von Eisenerz (io), mit insbesondere Koks, Einblaskohle und weiteren Zu schlagstoffen, zu Roheisen und mindestens einen Konverter (5) zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl. Des Weiteren umfasst das integrierte Hüttenwerk (1) mindestens eine Kokerei (6) zum Verkoken von Kohle zu Koks.
Eisenerz (io) wird sowohl in den Direktreduktionsreaktor (2), welcher beispielsweise als Schacht ofen ausgebildet sein kann und somit am oberen Ende entsprechend bestückt wird, und in den Hochofen (4) zusammen mit Koks aus der Kokerei (6) und weiteren Zuschlagsstoffen, wie zum Beispiel Kalkstein, insbesondere schichtweise über den Möller eingebracht. Am unteren Ende des Direktreduktionsreaktors (2) wird der erzeugte Eisenschwamm entnommen und einem Elek troofen (3) zum Einschmelzen des Eisenschwamms insbesondere mit Zugabe von weiteren Zu sätzen wie zum Beispiel Stahlschrott zugeführt. Das aus dem Hochofen (4) gewonnene Rohei sen muss in einem Konverter (5) zu Rohstahl raffiniert werden. Sowohl der Rohstahl bzw. Roh eisen aus der Direktreduktions- und Einschmelzeranlage wie auch aus dem Hochofenprozess werden im integrierten Hüttenwerk (1) auf schnellstem Weg der Sekundärmetallurgie zugeführt, um den gewünschten Stahl aufzubereiten und zu Halbzeugen, wie zum Beispiel zu Flach- oder Langprodukten, zu vergießen. Neben Eisenerz (io) muss der Direktreduktionsreaktor (2) auch mit einem Reduktionsgas zum Austreiben des Sauerstoffs aus dem Erz beschickt werden, welches aus Wasserstoff und/oder kohlenwasserstoffhaltigen und/oder kohlestoffhaltigen Verbindungen oder Mischungen (2.7) bestehen kann und im Gegenstromprinzip den Reaktor (2) von unten nach oben durchströmt. Das Reduktionsgas (2.1) wird vor dem Beschicken in einem Reduktionsgaserwärmer (20) auf eine erforderliche Betriebstemperatur erwärmt, beispielsweise zwischen 600 und 1300 °C.
Unverbrauchtes Reduktionsgas wird zusammen mit etwaigen gasförmigen Reaktionsprodukten als Prozessgas (2.2) aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführt. Das abgeführte Prozess gas (2.2) kann Wasserstoff (H2), eine Verbindung oder Mischung aus Kohlenstoff und Sauer stoff (CO, C02) und/oder mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung (H20) und unvermeid bare Verunreinigungen enthalten. Im Standardprozess würde das abgeführte Prozessgas (2.2) im Kreislauf dem Direktreduktionsreaktor (2) wieder zugeführt werden, wobei Frischgas (2.7) zur Verbesserung des Reduktionspotentials zusätzlich beigemengt werden würde.
Erfindungsgemäß wird das aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil einem optionalen Beschickungsstoff (4.2) beigemengt, welcher und/oder welches in den Hochofen (4) eingeblasen wird. Das aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführte Prozess gas (2.2) ist energetisch und stofflich besonders hochwertig und lässt sich daher wirtschaftlich und ökologisch im Hochofenprozess stofflich verwerten.
Der Kaltwind (4.1) wird vor dem Einblasen in den Hochofen (4) in einem Winderhitzer (10) auf die notwendige Temperatur erwärmt, und dann als Heißwind (4.1*) über die Blasformen einge blasen. Das abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) aus dem Direktreduktionsreaktor (2) kann zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) beigemengt werden. Alternativ oder zu sätzlich kann das abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) aus dem Direktreduktionsre aktor (2) zumindest zu einem Teil einem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt wer den. Als (weiterer) Beschickungsstoff (4.3) können zum Beispiel Wasserstoff, Öl, Erdgas und/oder Kohlepulver (Einblaskohle) verwendet werden, was dann insbesondere als Mischung (4.2) zusätzlich neben dem Heißwind (4.1*) eingeblasen werden kann. Der Heißwind (4.1*) kann bei Bedarf zusätzlich mit Sauerstoff (4.9) angereichert werden.
Es gibt somit mehrere Varianten, das energetisch und stofflich hochwertige Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) aus dem Direktreduktionsreaktor (2) wirtschaftlich und ökologisch in den Hochofen (4) einzubringen, welche insbesondere von der Betriebsweise (Teil-/Volllast) der ein zelnen Aggregate (2, 4) und von den vorhandenen oder nicht vorhandenen Einheiten (H20-, C02-Abtrennung) abhängen.
So kann beispielsweise der optionale Beschickungsstoff (4.3) vollständig durch das aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) ersetzt werden. In der Regel wird aber nur ein Teil des abgeführten Prozessgases (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) dem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt, so dass ein Mischgas aus Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5) optionalem Beschickungsstoff (4.3) und Heißwind (4.1*) in den Hochofen (4) eingeblasen wird.
In der einfachsten Variante wird das abgeführte Prozessgas (2.3, 2.9) zumindest zu einem Teil direkt dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil direkt dem optionalen Beschi ckungsstoff (4.3) beigemengt. Damit erfolgt eine direkte Zurverfügungstellung über entspre chende Versorgungsleitungen, ohne eine Stufe zur Aufbereitung des Prozessgases (2.3, 2.9) durchlaufen zu müssen.
In einer weiteren Variante wird das abgeführte Prozessgas (2.2) durch eine Einheit zur Was- ser/Wasserdampf-Abscheidung durchgeleitet, beispielsweise durch einen Kondensator und entsprechend abgekühlt, so dass der im Prozessgas (2.2) befindliche Wasserdampf (H20) kon densiert und somit abgeschieden wird. Durch das Kondensieren und Ableiten des Kondensats wird das Prozessgas (2.2) „entfeuchtet“ und anschließend als entfeuchtetes Prozessgas (2.4, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil dem op tionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt.
In einer weiteren Variante wird das abgeführte Prozessgas (2.2) durch eine Einheit zur Kohlen- stoffdioxid-Abscheidung durchgeleitet, beispielsweise durch einen Amin-Wäscher, um den C02-Anteil abzutrennen, so dass anschließend als kohlenstoffdioxidfreie Prozessgas (2.5, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil dem optiona len Beschickungsstoff (4.3) beigemengt werden kann.
Wird nur ein Teil des abgeführten Prozessgases (2.2) aus dem Direktreduktionsprozess entwe der über eine der Varianten (2.3, 2.9), (2.4, 2.9) oder (2.5, 2.9) kann der Rest (2.6) im Kreis lauf dem Direktreduktionsreaktor (2) insbesondere mit Frischgas (2.7) vermengt als Mischgas (2.8) dem Reduktionsgaserwärmer (20) und anschließend als warmes Reduktionsgas (2.1) dem Direktreduktionsreaktor (2) zugeführt werden. Bei Bedarf kann das warme Reduktionsgas
(2.1) zusätzlich mit Sauerstoff (2.10) angereichert werden.
Des Weiteren kann auch durch Verwendung respektive Verwertung des abgeführten Prozess gases (3.1, 4.4, 5.1, 6.1) aus Elektroofen (3), Kokerei (6), Konverter (5) und/oder Hochofen (4) die Energiebilanz des integrierten Hüttenwerks (1) im Wesentlichen verbessert werden. So kann beispielsweise als Brenngas (4.6, 4.7) oder als Zusatzgas (4.6, 4.7) zum Brenngas zum Befeu ern des Reduktionsgaserwärmers (20) das aus dem Elektroofen (3) abgeführte Prozessgas
(3.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) und/oder das aus dem Konverter (5) ab geführte Prozessgas (5.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) und/oder das aus dem Hochofen (4) abgeführte Prozessgas (4.4, 4.5) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) und/oder das aus der Kokerei (6) abgeführte Prozessgas (6.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers (20) des Direktreduktionsre aktors (2) bereitgestellt werden. Je nach Betriebsweise kann das abgeführt Prozessgas (3.1, 4.4, 5.1, 6.1) von nur einem Aggregat (3, 4, 5, 6) zum Befeuern genutzt werden oder von meh reren Aggregaten (3, 4, 5, 6). Es kann bei Bedarf zusätzliches Brenngas (4.8) beigemischt re spektive zugeführt werden.
Das aus dem Hochofen (4) abgeführte Prozessgas (4.4), auch Gichtgas genannt, wird stan dardmäßig u. a. zum Befeuern der Winderhitzer (10) verwendet, so dass durchaus ein Teil (4.5) zum Befeuern der Reduktionsgaserwärmer (20) abgezweigt werden kann und der Rest (4.4) insbesondere mit weiterem Brenngas (nicht dargestellt) zum Befeuern der Winderhitzer (10) verwendet wird.
Das Prozessgases (4.6) kann durch eine Einheit zur Kohlenstoffdioxid-Abscheidung durchgelei tet werden, um den C02-Anteil abzutrennen, so dass anschließend ein kohlenstoffdioxidfreies Prozessgas (4.7) mit verbessertem Wirkungsgrad im Vergleich zu (4.6) zum Befeuern des Re duktionsgaserwärmers (20) bereitgestellt werden kann.
Des Weiteren ist es auch möglich (nicht in Figur 1 dargestellt), das abgeführte Prozessgas (3.1, 5.1, 6.1) aus Elektroofen (3), Kokerei (6) und/oder Konverter (5) nicht nur als Brenngas (4.6, 4.7) oder als Zusatzgas (4.6, 4.7) zum Brenngas zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers (20) bereitzustellen, sondern zusätzlich oder sogar alternativ dem Hochofen (4) über die Blas formen zusammen mit dem Heißwind (4.1*), dem aus dem Direktreduktionsreaktor (2) abge führten Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) und dem optionalen Beschickungsstoff (4.3) zuzu- führen, um die insbesondere stickstoffarmen Prozessgas (3.1, 5.1, 6.1) stofflich wirtschaftlich zu verwerten. Je nach Betriebsweise kann das abgeführt Prozessgas (3.1, 5.1, 6.1) von nur ei nem Aggregat (3, 5, 6) zum Einblasen in den Hochofen (4) genutzt werden oder von mehreren Aggregaten (3, 5, 6).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Stahl in einem integrierten Hüttenwerk (1), umfassend mindestens einen Direktreduktionsreaktor (2) zum Direktreduzieren von Eisenerz zu Ei senschwamm, mindestens einen Elektroofen (3) zum Einschmelzen des Eisen schwamms zu Roheisen oder Rohstahl, mindestens einen Hochofen (4) zum Erschmel zen von Eisenerz zu Roheisen und mindestens einen Konverter (5) zum Raffinieren von Roheisen zu Rohstahl, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Direktreduktions reaktor (2) abgeführte Prozessgas (2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil einem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt wird, welcher und/oder welches in den Hochofen (4) eingeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Prozessgas (2.3, 2.9) zumindest zu einem Teil direkt dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil direkt dem optionalen Be schickungsstoff (4.3) beigemengt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Prozessgas (2.2) zunächst entfeuchtet wird und anschließend als entfeuchtetes Prozessgas (2.4, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil dem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei der im Prozessgas (2.2) oder im entfeuchte ten Prozessgas (2.2) enthaltene C02-Anteil abgetrennt wird und anschließend als koh lenstoffdioxidfreies Prozessgas (2.5, 2.9) zumindest zu einem Teil dem Heißwind (4.1*) und/oder zumindest zu einem Teil dem optionalen Beschickungsstoff (4.3) beigemengt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das aus dem Elektroofen (3) abge führte Prozessgas (3.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers (20) des Direktreduktionsreaktors (2) bereitgestellt wird und/oder zumindest zu einem Teil dem Hochofen (4) zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das integrierte Hüttenwerk (1) eine Kokerei (6) umfasst und wobei das aus der Kokerei (6) abgeführte Prozessgas (6.1) zu mindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Befeuern des Reduktionsgaserwär- mers (20) des Direktreduktionsreaktors (2) bereitgestellt wird und/oder zumindest zu ei nem Teil dem Hochofen (4) zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das aus dem Konverter (5) abge führte Prozessgas (5.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers (20) des Direktreduktionsreaktors (2) bereitgestellt wird und/oder zumindest zu einem Teil dem Hochofen (4) zugeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das aus dem Hochofen (4) abge führte Prozessgas (4.4) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Befeuern des Reduktionsgaserwärmers (20) des Direktreduktionsreaktors (2) bereitgestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei mindestens zwei abgeführte Pro zessgase (3.1, 4.4, 5.1, 6.1) zumindest zu einem Teil als Brenngas (4.6, 4.7) zum Be feuern des Reduktionsgaserwärmers (20) des Direktreduktionsreaktors (2) bereitgestellt wird und/oder mindestens zwei abgeführte Prozessgase (3.1, 5.1, 6.1) zumindest zu ei nem Teil dem Hochofen (4) zugeführt wird.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4804408A (en) * 1986-08-12 1989-02-14 Voest-Alpine Aktiengesellschaft A mill arrangement and a process of operating the same using off gases to refine pig iron
US4889323A (en) * 1986-08-07 1989-12-26 Voest-Alpine Aktiengesellschaft Mill arrangement with primary gas mixing means
US20040226406A1 (en) * 2003-05-15 2004-11-18 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants
WO2013093640A2 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Hyl Technologies, S.A. De C.V. Method and apparatus for production of direct reduced iron (dri) utilizing coke oven gas
DE102013113913A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes
EP2937429A1 (de) * 2012-12-21 2015-10-28 Posco Festkörper-elektroofen und verfahren zur herstellung von geschmolzenem stahl

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT409634B (de) 2000-05-15 2002-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten aus eisenerzhältigen einsatzstoffen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4889323A (en) * 1986-08-07 1989-12-26 Voest-Alpine Aktiengesellschaft Mill arrangement with primary gas mixing means
US4804408A (en) * 1986-08-12 1989-02-14 Voest-Alpine Aktiengesellschaft A mill arrangement and a process of operating the same using off gases to refine pig iron
US20040226406A1 (en) * 2003-05-15 2004-11-18 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for improved use of primary energy sources in integrated steel plants
EP1641945B1 (de) 2003-05-15 2018-12-12 HYLSA, S.A. de C.V. Verfahren und vorrichtung zur verbesserten verwendung von primärenergiequellen in integrierten stahlwerken
WO2013093640A2 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Hyl Technologies, S.A. De C.V. Method and apparatus for production of direct reduced iron (dri) utilizing coke oven gas
EP2937429A1 (de) * 2012-12-21 2015-10-28 Posco Festkörper-elektroofen und verfahren zur herstellung von geschmolzenem stahl
DE102013113913A1 (de) * 2013-12-12 2015-06-18 Thyssenkrupp Ag Anlagenverbund zur Stahlerzeugung und Verfahren zum Betreiben des Anlagenverbundes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STEFFEN R ET AL: "STAND DER DIREKTREDUKTION", STAHL UND EISEN,, vol. 114, no. 6, 13 June 1994 (1994-06-13), pages 85 - 92, 296, XP000448197, ISSN: 0340-4803 *

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