DE1958721C3 - Blast furnace process with low nitrogen content in the furnace gas - Google Patents
Blast furnace process with low nitrogen content in the furnace gasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Winderzeugung für den Betrieb eines Gebläse-Schachtofens, Vorzugsweise eines Hochofens.The invention relates to a method for generating wind for the operation of a fan shaft furnace, preferably a blast furnace.
Aufgabe der Erfindung ist, ein Hochofenverfahren vorzuschlagen, durch das, verglichen mit den dem Stand der Technik gemäßen Verfahren, für eine gegebene erzeugte Eisenmenge das erforderliche Hochofenvolumen, die erforderliche Hochofenhöhe und die erforderliche Größe und Leistung der Windgebläse stark reduziert wird. Durch dieses Verfahren wird ohne eine entsprechende Erhöhung des Gichtgasdruckes über den bei einem normalen Verfahren, d. h. kein Hochdruckverfahren, erforderlichen Wert der Kohlenstoffmonoxid-Partialdruck im Rast- und Gichtgas um einen Faktor von ungefähr 2:1 erhöht. Ferner wird durch dieses Verfahren der Stickstoffgehalt des Rast- und Gichtgases auf einen Wert gesenkt, durch den die Bildung von extrem hohen Mengen von Titancarbiden und Titan-Kohlenstoff-Nitriden verhindert wird, wenn der Hochofen mit titanhaltigen Eisenerzen beschickt wird.The object of the invention is to propose a blast furnace process by which, compared with the State-of-the-art processes, for a given amount of iron produced, the required blast furnace volume, the required blast furnace height and the required size and power of the wind blowers is greatly reduced. This method is used without a corresponding increase in the furnace gas pressure about the normal procedure, i. H. no high pressure process, required value of carbon monoxide partial pressure increased by a factor of approximately 2: 1 in the resting and furnace gas. Furthermore, by this process, the nitrogen content of the resting and furnace gas is reduced to a value by which the Formation of extremely high amounts of titanium carbides and titanium-carbon nitrides is prevented, though the blast furnace is charged with iron ore containing titanium.
Einen Gichtgasanteil wiederholt dem Hochofen-Kreislauf zuzusetzen ist bekannt, z. B. aus USA.-Patentschrift 2 715 575 (1) und USA.-Patentschrift 2 598 735 (2). Gemäß (1) wird jedoch, um die hohen Temperaturen im Hochofen zu senken, zugleich mit dem Wind Wasserdampf eingeblasen. Das Wasser geht eine endotherme Reaktion ein und entzieht damit dem Hochofen einen Teil Wärme. Gemäß (2) ist der Kohlendioxydanteil im Gichtgas Erfindungsgegenstand. Das Kohlendioxyd im Gichtgas wird mit KoIiIe in einem Generator in Kohlenmonoxyd umgewandelt, um so den Kohlenstoff im Hochofen besser auszunutzen, wobei zugleich Sauerstoff zugegeben wird.Repeatedly adding a furnace gas portion to the blast furnace circuit is known, for. B. from USA patent specification 2,715,575 (1) and U.S. Patent 2,598,735 (2). According to (1), however, the high Lowering temperatures in the blast furnace while blowing in steam with the wind. The water goes an endothermic reaction takes place and thus removes some of the heat from the furnace. According to (2) is the carbon dioxide content in the furnace gas subject matter of the invention. The carbon dioxide in the furnace gas is in converted into carbon monoxide by a generator in order to better utilize the carbon in the blast furnace, at the same time oxygen is added.
Aus der britischen Patentschrift 668 218 (3) ist bekannt, einen Hochofen mit sauerstoffreichem Wind zu
betreiben, wobei die Temperatur im Ofen durch Zugabe von Kohlendioxyd gesteuert wird, entsprechend
der gleichen endothermen Reaktion wie gemäß (2). Die britische Patentschrift 275 601 (4) beschreibt ein
ähnliches Verfahren, bei dem Kohlenstaub dem Wind zugesetzt wird. Ebenso ist aus der USA.-Patentschrift
2 290192 (5) ein Kohlendioxyd-Zusatz bekannt Verfahren, die mit Zusätzen zum Wind arbeiten, sind
schließlich aus der USA.-Patentschrift 2 605 180 (6) und USA.-Patentschrift 3 460 934 (7) bekannt.
Der Anmeldungsgegenstand unterscheidet sich vonFrom British patent specification 668 218 (3) it is known to operate a blast furnace with oxygen-rich wind, the temperature in the furnace being controlled by adding carbon dioxide, corresponding to the same endothermic reaction as in (2). British patent specification 275 601 (4) describes a similar process in which coal dust is added to the wind. A carbon dioxide additive is also known from US Pat. No. 2 290192 (5). Methods which work with additives to the wind are finally from US Pat. No. 2 605 180 (6) and US Pat. No. 3 460 934 ( 7) known.
The subject of the application differs from
ίο dem Stand der Technik insbesondere dadurch, daß das
rückgeführte Gichtgas keine spezielle Behandlung erfährt und ohne weitere Zusatzstoffe dem Ofen wieder
zugeführt wird.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, betrifftίο the state of the art in particular in that the recirculated furnace gas does not undergo any special treatment and is fed back into the furnace without further additives.
Based on this prior art, concerns
die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens, vorzugsweise eines mit titanhaltigen Eisenerzen beschickten Hochofens, mit niedrigem Stickstoffgehalt und hohem Sauerstoffgehalt im Wind, wobei ein Teil des Gichtgases dem Ofen wieder zugeführt wird, da-the invention a method for operating a shaft furnace, preferably one with titanium-containing iron ores loaded blast furnace, with low nitrogen and high oxygen in the wind, being a part of the furnace gas is fed back into the furnace so that
ao durch gekennzeichnet, daß der wieder zugeführte Gichtgasanteil keine Zusatzmittel enthältao characterized in that the top gas portion supplied again does not contain any additives
Bevorzugt wird so vorgegangen, daß als Wind mit hohem Sauerstoffgehalt technisch reiner Sauerstoff verwendet wird und der Sauerstoff und das wieder zu-The preferred procedure is to use technically pure oxygen as the wind with a high oxygen content is used and the oxygen and that again
a5 geführte Gichtgas in den Ofen getrennt eingeblasen und erst dort gemischt werden.a5 guided furnace gas is blown separately into the furnace and only mixed there.
Der Gichtgasanteil des Windes wird wiederholt umgewälzt, um den Stickstoffgehalt des Gichtgases auf einen geringen Wert zu reduzieren. Das neue Verfahren ist besonders für die Reduktion von titanhaUigen Erzen geeignet.The blast furnace gas portion of the wind is circulated repeatedly, in order to reduce the nitrogen content of the furnace gas to a low value. The new procedure is especially for the reduction of ores containing titanium suitable.
Erfindungsgemäß wird ferner für die Verhütung von titanhaltigen Eisenerzen ein Teil des Gichtgases wiederholt umgewälzt, um den Stickstoffgehalt des Gichtgases auf Werte unter 5 Volumprozent oder vorzugsweise 3 Volumprozent zu reduzieren.According to the invention is also used for the prevention of Titanium-containing iron ores part of the furnace gas is repeatedly circulated to reduce the nitrogen content of the furnace gas to be reduced to values below 5 percent by volume or preferably 3 percent by volume.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand des Betriebes einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochofens ausführlich beschrieben.The invention is explained below with reference to the operation of an embodiment of the invention Blast furnace described in detail.
Während des Verhüttungsprozesscs wird dem Hochofen an der Gicht Gichtgas entnommen und durch eine konventionelle Reinigungsanlage geführt. Eiin Teil des gereinigten Gichtgases wird verdichtet und mit oder ohne Zwischenerhitzung den Blasformen des Hochofens wieder zugeführt. Diese Blasformen sind so konstruiert, daß sie von einem Windring dem Hochofen verdichtetes Gichtgas und gleichzeitig verdichteten technisch reinen Sauerstoff zuführen. Dies wird dadurch erleichtert, daß der Sauerstoff in jeder der Blasformen in einem zentral angeordneten, wassergekühlten Rohr getrennt von dem Gichtgas geführt wird, das durch ein zu dem Sauerstoffrohr konzentrisches, wassergekühltes Rohr oder einen Ring geführt wird. Dadurch ist sichergestellt, daß sich der Sauerstoff und das Gichtgas erst nach dem Verlassen der Blasformen im Schmelzraum und in der Rast des Hochofens miteinander vermischen und chemisch reagieren.During the smelting process, furnace gas is taken from the furnace at the top and through a conventional cleaning system. Part of the purified blast furnace gas is compressed and with or fed back to the blow molds of the blast furnace without reheating. These blow molds are designed to that they compressed the furnace gas compressed by a wind ring in the blast furnace and compressed at the same time Supply technically pure oxygen. This is facilitated by having the oxygen in each of the blow molds is conducted in a centrally arranged, water-cooled pipe separated from the furnace gas that is passed through a water-cooled pipe or ring concentric to the oxygen pipe. Through this it is ensured that the oxygen and the furnace gas only after leaving the blow molds in the Mix the melting chamber and the rest of the blast furnace with each other and react chemically.
Der Prozeß erzeugt kontinuierlich die zum Betrieb des Hochofens erforderliche Wärme. Zur Steuerung der Wärmeerzeugung wird das durch die Blasformen zugeführte Sauerstoff-Gichtgas-Verhältnis so eingestellt, daß sich die erforderlichen Wärmewerte aus der Verbrennung des im Gichtgas enthaltenen Kohlenstoffmonoxids und des im Koks der Hochofencharge enthaltenen Kohlenstoffs ergeben. Um den Hochofen anzufachen und die Schmelzzone und die Rast auf Betriebstemperatur zu bringen, wird durch die Sauerstoffrohre aller Blasformen oder durch separate Blas-The process continuously generates the heat required to operate the blast furnace. For controlling the heat generation, the oxygen / furnace gas ratio supplied by the blow molds is set in such a way that that the required heat values from the combustion of the carbon monoxide contained in the furnace gas and the carbon contained in the coke of the blast furnace charge. Around the blast furnace Fanning and bringing the melting zone and the rest to operating temperature is done through the oxygen tubes all blow molds or through separate blow molding
3 ' 43 '4
lormen Druckluft oder mit Sauerstoff angereicherte Stoffs und der Flußmittel in der Charge wird so einge-Luft eingeblasen. stellt, daß der in der Schlacke in Form von Eisen-Wenn die Betriebstemperaturen erreicht sind, wird oxiden vorhandene Eisenanteil in der Größenordnung die Luft in steigendem Maße durch technisch reinen von 1 % liegt, um die Bildung von niedrigen Titan-Sauerstoff ersetzt und gleichzeitig ein wachsender S oxiden in der Schlacke weitgehend zu verhindern. Bei Cichtgasstroin zugeführt, bis der Stickstoffgehalt der einem Betrieb des Hochofens unter diesen Bedingungen gesamten durch die Blasformen strömenden Gasmenge und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt der auf einen niedrigen und weitgehend konstanten Wert Stickstoffgehalt des Gichtgases graduell auf einen niedfällt. Dieser Wert ist hauptsächlich von den Stickstoff- rigen konstanten Wert von ungefähr 2 bis 3 Volumverunreinigungen des Sauerstoffs abhängig. io prozent. Die Abnahme des Stickstoffgehaltes; erfolgt Das Gichtgas des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Anfahren des Hochofens, wenn die Rückkann zum Beispiel, nach dem stationäre Zustände er- führung des Gichtgases fortgesetzt wird, ungefähr reicht worden sind, folgende Zusammensetzung haben: gemäß der Fig. 1. Es ist offensichtlich, daß es beim CO 22 bis 46 praktischen Hochofenbetrieb eine Reihe von Varia-Normal compressed air or oxygen-enriched substance and the flux in the batch is thus turned on blown in. represents that of the in the slag in the form of iron-if the operating temperatures have been reached, the amount of iron present will be in the order of magnitude the air is increasingly technically pure from 1% to the formation of low titanium oxygen replaced and at the same time largely preventing a growing S oxides in the slag. at Cichtgasstroin is supplied until the nitrogen content of the furnace is operated under these conditions total amount of gas flowing through the blow molds and according to the method according to the invention, the falls to a low and largely constant value, the nitrogen content of the furnace gas gradually falls to one. This value is mainly of the nitrogenous constant value of about 2 to 3 volume impurities dependent on oxygen. io percent. The decrease in nitrogen content; he follows The furnace gas of the method according to the invention after starting up the blast furnace, when the return can for example, after steady-state execution of the furnace gas is continued, approximately have been sufficient, have the following composition: according to FIG. 1. It is evident that when CO 22 to 46 practical blast furnace operation a number of varia-
QQ1 jQ bis 74 ls ι·οηεπ Sibt, die von verschiedenen Faktoren abhängen, QQ 1 jQ to 74 ls ι οηεπ Sibt, which depend on various factors,
Oo nicht z· B. der Zusammensetzung des Koks oder der Koks-O o n i c h t e.g. the composition of the coke or the coke
2 nachweisbar kohle, oder der Wirksamkeit der Erzvorbehandlung, 2 detectable coal, or the effectiveness of the ore pretreatment,
H O 5 bis 1 5 Pelletisierung und Sinterung, dem Schlackevolumen,H O 5 to 1 5 pelletization and sintering, the slag volume,
j^2 25bis 50 ^ern Höhenniveau der Anlage (üNN), den klimati-j ^ 2 25 to 50 ^ ern height level of the system (above sea level), the climatic
CH usw 10 ao scnen Bedingungen usw., so daß das angegebene Bei-CH etc. 10 ao scnen conditions etc., so that the specified
4 ' spiel nur als Leitbild für den praktischen Betrieb eines 4 'play only as a model for the practical operation of a
Diese Gichtgaszusammensetzung muß mit der typi- Hochofens nach dem erfindungsgemäßen VerfahrenThis blast furnace gas composition must with the typical blast furnace according to the method according to the invention
tchen Gichtgaszusammensetzung eines konventionellen dienen soll. Bei Anwendung des erfindungsgemäßentchen furnace gas composition of a conventional one should serve. When using the invention
Hochofenverfahrens verglichen werden: Verfahrens tritt jedoch die Reduzierung des Stickstoff-Blast furnace process: the process, however, involves the reduction of nitrogen
QQ 10 8 bis 21 4 "^ gehaltes im Gichtgas ein, so daß sich die beschriebenen QQ 10 8 to 21 4 "^ content in the furnace gas, so that the described
qq~ ^26 bis 242 Ergebnisse erzielen lassen, die eine beträchtliche Ver- qq ~ ^ 26 to 242 can produce results which have a considerable
O^ nicnt ' besserung gegenüber den dem Stand der Technik ge-O ^ n ic nt 'improvement compared to the state of the art
s nachweisbar mäßen Hochöfen darstellen und die in Großanlagen im s demonstrably represent blast furnaces and those in large plants im
H 0 5 bis 5 0 praktischen Betrieb möglicherweise noch überschrittenH 0 5 to 5 0 practical operation may still be exceeded
N* " ' 5l' bis 57' 3° werden können. N * "'5l' to 57 ' 3 ° can be.
CH usw 10 Es ist offensichtlich, daß sich das erfindungsgemäßeCH etc. 10 It is obvious that the inventive
4 ' Verfahren, mit dem sich ein Hochofen zum Schmelzen 4 'Process by which a blast furnace is used for smelting
Die theoretische Berechnung eines konventionell von Eisen mit einem niedrigen Stickstoff-PartialdruckTheoretical calculation of a conventionally made of iron with a low partial pressure of nitrogen
ausgelegten, jedoch nach dem erfindungsgemäßen im Wind und im Gichtgas betreiben läßt, insbesonderedesigned, but can operate according to the invention in the wind and in the furnace gas, in particular
Verfahren arbeitenden Hochofens, der mit einem 35 zum Schmelzen von Eisen mit einem hohen Titanoxid-Process working blast furnace with a 35 for melting iron with a high titanium oxide
ti.tanhaltigen Eisenerz, das 11,5% TiO2, 53,6% Fe und Gehalt, z. B. 10 bis 25",, Titanoxid, eignet. Solche ErzeTi.tanhaltigen iron ore, the 11.5% TiO 2 , 53.6% Fe and content, z. B. 10 to 25 "" titanium oxide, is suitable. Such ores
1,8% V2O5 enthält, beschickt wird, ergibt folgende haben häufig einen wirtschaftlich bedeutenden Vana-1.8% V 2 O 5 is charged, results in the following often have an economically important Vana-
Auslegungswerte: diumgehalt, so daß ihre Reduktion in einem Hochofen,Design values: dium content, so that their reduction in a blast furnace,
der nach einem dem Stand der Technik gemäßen Ver-according to a state-of-the-art
Rohcisen Ausstoß 170 t pro Stunde 40 fahren mit einem hohen Stickstoffgehalt im GichtgasRaw iron output 170 t per hour 40 drive with a high nitrogen content in the top gas
Schmelzzonen-Fläche 5i> qm betrieben wird, durch die anhäufig von unschmelz-Melting zone area 5i> qm is operated, due to the frequent
Schmelzzonen-Durchmesser 7,2 m baren und nicht reduzierbaren Titannitriden und Titan-Rastfläche 74 qm Kohlenstoff-Nitriden behindert wird, die den Strö-Melting zone diameter 7.2 m bar and non-reducible titanium nitrides and titanium locking surface 74 square meters of carbon nitrides is hindered, which
Roheisendurchsatz mungsquerschnitt des Hochofens verengen und schließ-Narrow the pig iron throughput cross-section of the blast furnace and
der Schmelzzonenfläche ... 2,75 t/h m2 45 lieh den Hochofenbetrieb unterbrechen.of the melt zone area ... 2.75 t / hm 2 45 loaned to interrupt the blast furnace operation.
Hochofenhöhe 18 m Es ist ferner offensichtlich, daß in Folge der fürBlast furnace height 18 m It is also obvious that as a result of the for
Hochofenvolumen 1100 m3 einen gegebenen Roheisenausstoß erforderlichen ge-Blast furnace volume 1100 m 3 a given iron output required
Gichtgasdruck 0,4 mWS ringeren Hochofenhöhe und des geringeren Hochofen-Winddruck etwa 7 mWS volumens, die durch den geringen Stickstoff-Partial-Blast furnace gas pressure 0.4 mWS lower blast furnace height and the lower blast furnace wind pressure about 7 mWS volume, which is due to the low nitrogen partial
Sauerstoff (95 bis 98%) 50 druck im Wind und im Gichtgas bedingt sind, sich imOxygen (95 to 98%) 50 pressure in the wind and in the furnace gas are conditioned to be in
bezogen auf Roheisenmenge 320 bis Hochofen normalerweise relativ billige und ausreichendbased on the amount of pig iron 320 to blast furnace, usually relatively cheap and sufficient
410 Nm1Vt vorhandene unentgaste Kohle oder Kokskohle verKoks oder Holzkohle wenden läßt, während Hochöfen, die nach dem Stand (78% gebundener Kohlen- der Technik gemäßen Verfahren betrieben werden, stoff) bezogen auf Roheisen 270 kg/t 55 mit teurem und seltenem Großkoks beschickt werden Schlacke mit 35% TiO2 etwa 540 kg müssen.410 Nm 1 Vt of existing undegassed coal or coking coal can be turned into coke or charcoal, while blast furnaces that are operated according to the state of the art (78% bonded coal technology-based process) based on pig iron 270 kg / t 55 with expensive and rare large coke slag with 35% TiO 2 has to be loaded about 540 kg.
Die vorangegangene Beschreibung war auf die Re-The previous description was based on the
Bei dem beschriebenen Beispiel besteht die Hoch- duktion von Eisenerzen beschränkt. Es wird jedoch ofencharge aus Eisenerz in Form von warmgehärteten, unterstellt, daß sie auch für die Reduktion von Erzen selbstgehenden Pellets und/oder in Form von Sintern, 60 nichtmetallischer Elemente, z. B. Phosphor und SiIidie solche Abmessungen haben, daß sich eine optimale zium, und für die Reduktion von Nichteisenmetall-Gasdurchlässigkeit der Hochofencharge ergibt. Der erzen, z. B. Mangan, Chrom und Vanadium, die häufig Koks oder die Kokskohle ist aus dem gleichen Grunde im Eisenerz in ihren natürlich auftretenden Erzen zu nach der Korngröße sortiert. Der Anteil des Kohlen- finden sind, geeignet ist.In the example described, the production of iron ores is limited. It will, however furnace charge of iron ore in the form of thermoset, presuming that they are also used for the reduction of ores self-running pellets and / or in the form of sintering, 60 non-metallic elements, e.g. B. Phosphorus and SiIidie Have such dimensions that there is an optimal zium, and for the reduction of non-ferrous metal gas permeability the blast furnace charge results. The ores, z. B. manganese, chromium and vanadium, which are common Coke or the coking coal is for the same reason in iron ore in their naturally occurring ores too sorted by grain size. The proportion of coal-finding is appropriate.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1958721A DE1958721C3 (en) | 1969-11-22 | 1969-11-22 | Blast furnace process with low nitrogen content in the furnace gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1958721A DE1958721C3 (en) | 1969-11-22 | 1969-11-22 | Blast furnace process with low nitrogen content in the furnace gas |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE1958721A1 DE1958721A1 (en) | 1971-05-27 |
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| DE1958721C3 true DE1958721C3 (en) | 1975-06-19 |
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ID=5751784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1958721A Expired DE1958721C3 (en) | 1969-11-22 | 1969-11-22 | Blast furnace process with low nitrogen content in the furnace gas |
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-
1969
- 1969-11-22 DE DE1958721A patent/DE1958721C3/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1958721A1 (en) | 1971-05-27 |
| DE1958721B2 (en) | 1974-11-14 |
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