DE1608382C3 - Verfahren zum Betreiben von Hochofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Hochöfen, bei dem in die aus metallurgischen Stoffen, Koks und Zuschlag bestehende Beschickung sauerstoffhaltiger Wind und getrocknete Kohle in Partikelform eingeblasen wird.

Zur Roheisenerschmelzung geeigneter Hüttenkoks muß bekanntlich hinsichtlich seiner Größe und Festigkeit sowie seiner chemischen Zusammensetzung hohen Anforderungen genügen und ist daher entsprechend kostspielig. Es wird daher bereits seit langem angestrebt, einen Teil der Koksmenge in der Beschickung durch Kohle zu ersetzen, die zusammen mit dem Hochofenwind eingeblasen wird, um dadurch den Koksbedarf zu verringern. So sind bereits Verfahren vorgeschlagen worden, die in unterschiedlichen Abwandlungen teilweise auch Eingang in die Praxis gefunden haben, bei denen pulverisierte Kohle oder Kohlenstaub durch die Windform in den Hochofen eingeblasen wird (vgl. US-PS 2 650 161; »Journal of Metals« April 1962,

5. 295 bis 298). Die Partikelgröße der verwendeten Kohle entspricht derjenigen von Staub; in einem der bekannten Verfahren wird die Kohle in einer Schlagmühle gemahlen, die sehr feine Partikelgrößen liefert, wobei Vorsorge getroffen ist, daß keine Teilchen über 0,475 mm Größe in den Hochofen gelangen; in einem anderen Verfahren wird eine maximale Partikelgröße von 1,7 mm vorgeschrieben (»Colliery Guardian«

6. Dez. 1962, S. 714 bis 716).

Der durch die Kohleeinblasung angestrebte Erfolg einer merklichen Einsparung an Hüttenkoks ist mit den bekannten Verfahren aus verschiedenen Gründen bisher nicht erreicht worden. So entstehen durch die Notwendigkeit, die Kohle zu pulverisieren, zunächst einmal zusätzliche Kosten. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die pulverisierte Kohle eine sehr starke Neigung zeigt, die Düsen der heißen Windform zu verkleben und zuzusetzen, so daß betriebstechnische Probleme auftreten. Wird dagegen die Kohle mit relativ hohen Mengen an Trägergas gefördert, so wird einesteils dadurch das Temperaturgleichgewicht im Hochofen nachteilig beeinflußt und andererseits hat sich gezeigt, daß beträchtliche Mengen der eingeblasenen Kohle zu weit in den Hochofen eintreten und erst in höher liegenden Zonen verbrannt werden oder sogar vollkommen unverbrannt an der Gicht wieder austreten. Dadurch entstehen zusätzliche Verluste.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Hochöfen vorzuschlagen, mit dem es gelingt, durch Einblasen von teilchenförmiger Kohle in den Hochofen eine Einsparung an Hüttenkoks zu erzielen, dabei aber die vorstehend geschilderten betriebstechnischen und wirtschaftlichen Nachteile der bekannten Verfahren dieser Art nicht auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kohle grob zerkleinert mit einem Kornspektrum von mindestens 20% mit 0,32 bis 0,95 cm und mit einer Temperatur im Bereich von 105 bis 315°C, die gerade unter der Temperatur liegt, bei der die Kohle klebrig wird, in den Hochofen eingeblasen wird.

Bei Durchführung des Verfahrens in dieser Form erhält man eine Einsparung von 20 bis zu 40% an Hüttenkoks, ohne daß die bisher bei den bekannten Verfahren beobachteten Nachteile auftreten. So liegt beispielsweise grob zerkleinerte Kohle mit dem angegebenen Kornspektrum als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Hüttenkoks im Bereich von Hochofenanlagen ohnehin vor, so daß keine zusätzlichen Kosten für die früher notwendig erachtete Pulverisierung auftreten. Weiterhin hat sich gezeigt, daß gerade grob zerkleinerte Kohle sich in dem gewünschten hohen Kohle/Gas-Verhältnis einblasen läßt, ohne daß die Windformen sich im Laufe der Zeit mit klebriger Kohle zusetzen, weil die gegenüber dem Kohlestaub gröberen Teilchen am Eintritt in die Windform noch nicht so stark erhitzt werden, daß sie an den Düsen festkleben. Da jedoch bestimmungsgemäß die Temperatur der Kohleteilchen dicht unter derjenigen liegt, bei der durch Schmelzen und Teerbildung das Klebrigwerden beginnt, erfolgt dieses nach dem Eintritt in den Hochofen im Bereich des Gestells, so daß die Kohleteilchen am Koksbett hängenbleiben und in dem Hochofenbereich verbrannt werden, in dem die höchste Temperatur benötigt wird. Da die benötigte Trägergasmenge relativ gering und außerdem die Temperatur der Kohlepartikeln relativ hoch ist, wird das Temperaturgleichgewicht im Hochofen nicht gestört.

Bevorzugterweise wird in einer Hammermühle zerkleinerte Kohle, auf eine Temperatur zwischen 205 und 315°C vorerhitzt, mittels Koksofengas zu den und durch die Windformen des Hochofens gefördert, wobei die Temperatur des Koksofengases mindestens gleich der Temperatur der vorerhitzten Kohle ist und die Gasmenge gerade ausreicht, um die vorerhitzte Kohle durch die Windformen in den Hochofen zu fördern. In einer Hammermühle zerkleinerte Kohle hat regelmäßig ein Kornspektrum von 5 bis 20% mit einer Teilchengröße zwischen 0,64 und 0,95 cm, von 20 bis 40% mit einer Teilchengröße über 0,32 cm und von über 50% mit einer Teilchengröße von über 0,1 cm. Derartige Kohle wird auf die angegebene Temperatur erhitzt und aus einem beheizten Druckbehälter vor der Beschickungszone in den Hochofen eingeblasen. Der Druckbehälter wird unter Zuhilfenahme von Dampf, Koksofengas oder einem sonstigen Trägergas auf einen Druck gebracht, der oberhalb des Druckes des in die Windform eingeblasenen Windes liegt. Als Trägergas eignet sich Dampf, weil die vorerhitzte und grob zer-

kleinerte Kohle trocken ist und auf Grund ihrer hohen Temperatur keine Dampfkondensation zu erwarten ist. Vorzugsweise findet jedoch zum Einblasen der Kohle Koksofengas Verwendung, weil dieses mit den in der stark erhitzten Gestellzone des Hochofens befindlichen Bestandteilen der Beschickung und der eingeblasenen Kohle nicht reagiert.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend näher erläutert.

Im Betrieb werden die zu verhüttenden Stoffe, nämlich Eisenerz zusammen mit Koks und Flußmitteln, in den Hochofen eingegeben und erhitzte Luft mit oder ohne zusätzlichen Sauerstoff zugeführt. Die in einer Hammermühle zerkleinerte Kohle, deren Teilchengröße in der vorgeschriebenen Größenordnung liegt und deren Feuchtigkeitsgehalt gewöhnlich zwischen etwa 2 bis 8%, meist 7 bis 8%, beträgt, wird durch eine Trokkenvorrichtung geschickt und dabei auf eine zwischen 105 und 315°C, vorzugsweise 205 und 315°C liegende Temperatur erhitzt. Die heiße trockene Kohle wird dann entweder kontinuierlich oder intermittierend in einen beheizten Bunker eingegeben und gelangt dann intermittierend in einen Druckbehälter, und zwar genau in der Menge, in der sie dem Hochofen zugeführt werden soll. Bei einem Gichtgasdruck von 1,4 atü sollte der Druck im Druckbehälter auf 2,1 atü oder darüber durch Dampf, Koksofengas oder ein anderes Trägergas gesteigert werden, das aus einer Leitung zugeführt wird. Hierzu findet zweckmäßigerweise überhitzter Dampf mit einer Temperatur von 260 bis 370⁰C Verwendung.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht zu einem Wärmeverlust des Windes. Da die Kohle heiß und trocken und außerdem nur so weit zerkleinert ist, daß sie im Koksbett im Bereich der Windform ver-S bleibt, wird sie dort ohne weiteres verbrannt und liefert somit Wärme in den Bereich, wo sie erforderlich ist, nämlich im Bereich maximaler Temperatur des Hochofens. Die vorerhitzte Kohle befindet sich dabei auf einer Temperatur, bei der sie infolge Schmelzens und Teerbildung klebrig zu werden beginnt, so daß sie beim Auftreffen auf dem Koksbett am Koks haften bleibt und dort mit verbrannt wird. Dort trägt sie optimal zu dem örtlichen Wärmegleichgewicht in dem heißesten Bereich bei. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Vorerhitzung oder Trocknung von Koksofenkohle und bei einer unter Zuhilfenahme von Luft als Trägergas erfolgenden Beschickung des Hochofens mit dieser Kohle die Verkokungseigenschaften nachteilig beeinflußt werden und daß die oxydierten Kohleteilchen nicht schmelzen und am Koksbett im heißen Bereich hängen bleiben. Die bei der Erfindung verwendete grob zerkleinerte Kohle bleibt jedoch lange genug in demjenigen Bereich des Hochofens, in dem die höchsten Temperaturen herrschen, und kann dort auch verbrannt werden. Es ist zweckmäßig, jeder Düse der Windform oder zumindest gegenüberliegenden Seiten der Windform je eine Fördervorrichtung für die grob zerkleinerte Kohle zuzuordnen, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Hochofenquerschnitt zu erzielen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben von Hochöfen, bei dem in die aus metallurgischen Stoffen, Koks und Zuschlag bestehende Beschickung sauerstoffhaltiger Wind und getrocknete Kohle in Partikelform eingeblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle grob zerkleinert mit einem Kornspektrum von mindestens 20% mit 0,32 bis 0,95 cm und mit einer Temperatur im Bereich von 105 bis 315°C, die gerade unter der Temperatur liegt, bei der die Kohle klebrig wird, in den Hochofen eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hammermühle zerkleinerte Kohle, auf eine Temperatur zwischen 205 und 315°C vorerhitzt, mittels Koksofengas zu den und durch die Windformen des Hochofens gefördert wird, wobei die Temperatur des Koksofengases mindestens gleich der Temperatur der vorerhitzten Kohle ist und die Gasmenge gerade ausreicht, um die vorerhitzte Kohle durch die Windformen in den Hochofen zu fördern.

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