DE3908787A1 - Process and installation for producing liquid metal from lumpy, oxide-containing feedstocks - Google Patents
Process and installation for producing liquid metal from lumpy, oxide-containing feedstocksInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von flüssigem Metall, insbesondere flüssigem Roheisen oder Stahlvorprodukten aus stückigen, oxidhältigen Einsatzstoffen in einem Schachtofen, wobei die Einsatzstoffe in einer Reduktionszone reduziert werden, die reduzierten Einsatzstoffe in einer Einschmelzvergasungszone unter Zufuhr von Kohlenstoffträgern und sauerstoffhältigem Gas erschmolzen und ein CO- und H2-hältiges Reduktionsgas erzeugt wird, welches in die Reduktionszone eingeleitet, dort umgesetzt und als Topgas abgezogen wird sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a process for the extraction of liquid metal, in particular liquid pig iron or steel precursors from lumpy, oxide-containing feedstocks in a shaft furnace, the feedstocks being reduced in a reduction zone, the reduced feedstocks being melted in a meltdown gasification zone with the addition of carbon carriers and oxygen-containing gas CO and H 2 -containing reducing gas is generated, which is introduced into the reduction zone, converted there and withdrawn as top gas, and a plant for carrying out the process.
Ein Verfahren dieser Art ist beispielsweise aus der EP-B1- 00 10 627 bekannt, bei dem in der Einschmelzvergasungszone aus stückigen Kohlenstoffträgern durch Einblasen von sauerstoffhältigem Gas ein Fließbett gebildet wird, in welchem die in der Reduktionszone gebildeten und der Einschmelzvergasungszone von oben zugeführten Eisenschwammpartikel abgebremst und geschmolzen werden. In der Reduktionszone fällt eine große Menge an Topgas an, welches einen erheblichen Gehalt an Kohlenmonoxid und wasserstoff aufweist. Kann dieses Topgas wirtschaftlich genutzt werden, liegen die Erzeugungskosten für Roheisen bzw. Stahlvorprodukte sehr niedrig.A method of this type is known for example from EP-B1 00 10 627 known, in which in the meltdown gasification zone from lumpy carbon carriers by blowing in a fluidized bed is formed in which the formed in the reduction zone and the Melting gasification zone fed from above Iron sponge particles are braked and melted. In the reduction zone produces a large amount of top gas, which has a significant content of carbon monoxide and has hydrogen. This top gas can be economical are used, the production costs for pig iron lie or steel intermediate products very low.
Dieses Verfahren wird gemäß dem Stand der Technik in einer Anlage durchgeführt, bei der sowohl die Einschmelzvergasungszone als auch die Reduktionszone in jeweils einem eigenen Gefäß vorgesehen sind, wobei die Gefäße durch Förderleitungen zur Förderung der Eisenschwammpartikel von der Reduktionszone in die Einschmelzvergasungszone sowie zur Förderung des Reduktionsgases aus der Einschmelzvergasungszone in die Reduktionszone verbunden sind. Um die dabei anfallende Staubbelastung in Griff zu bekommen und die optimalen Temperaturen einstellen zu können, sind zahlreiche Nebenaggregate erforderlich. Da das Reduktionsgefäß oberhalb des die Einschmelzvergasungszone aufweisenden Gefäßes angeordnet ist, weist eine Anlage gemäß dem Stand der Technik eine große Bauhöhe auf. Die zahlreichen äußeren Rohrleitungen ergeben zudem einen hohen Bauaufwand. Die Verarbeitung von Erzen, die während des Prozesses zerfallen oder erweichen, ist nur mit Schwierigkeiten möglich, da das reduzierte Erz von einem Gefäß zum anderen gefördert werden muß und hier im Falle einer Erweichung Schwierigkeiten bereitet.This method is according to the prior art in a Plant carried out in which both the Smelting gasification zone as well as the reduction zone in each have their own vessel, the Vessels through conveyor lines to promote the Iron sponge particles from the reduction zone into the Smelting gasification zone and to promote the Reduction gas from the melting gasification zone in the Reduction zone are connected. To the resulting Get a grip on dust pollution and the optimal There are numerous ways to set temperatures Auxiliary units required. Because the reducer above that of the melting gasification zone Vessel is arranged, has a system according to the state the technology to a large height. The numerous outer pipes also result in a high Construction effort. Processing of ores used during the Process disintegrate or soften is only with Difficulties possible because the reduced ore from one Vessel to be promoted to another and here in the case difficulties in softening.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche auch die Verarbeitung von hinsichtlich einer Erweichung oder eines Zerfalles problematischen Einsatzstoffen bzw. Erzen ermöglichen. Förderleitungen für die Gas- bzw. Erzführung sollen vermieden werden, insbesondere soll die Anlage auch eine geringere Bauhöhe aufweisen.The invention aims to avoid these disadvantages and Difficulties and the task arises of a procedure of the type described in the introduction and an attachment for To carry out the procedure, which also the Processing of softening or Decay of problematic feedstocks or ores enable. Conveying lines for gas or ore guidance should be avoided, especially the system should also have a lower overall height.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß in dem Schachtofen eine auf einer Metall- und Schlackenschmelze ruhende zentrale Festbettsäule gebildet wird, die im unteren Bereich aus reduzierten Einsatzstoffen sowie Koks und im oberen Bereich aus den oxidhältigen Einsatzstoffen besteht, daß ein diese Festbettsäule in einem mittleren Höhenbereich peripher umgebendes Mantel-Koksbett gebildet wird, wobei der Koks des Koksbettes in den unteren Teil der Festbettsäule einfließt und durch dort eingeleitetes sauerstoffhältiges Gas unter Bildung der Einschmelzvergasungszone zumindest teilweise vergast wird, daß das hierbei gebildete Gas durch das Mantel-Koksbett unter Bildung des Reduktionsgases abgezogen wird und daß das Reduktionsgas dem oberen Bereich der zentralen Festbettsäule aus oxidhältigen Einsatzstoffen zugeführt wird und diesen oberen Bereich der Festbettsäule unter Bildung der Reduktionszone durchströmt.This object is achieved according to the invention in a method of the type described in that solved in that Shaft furnace one on a metal and slag melt resting central fixed bed column is formed, which in lower area from reduced feed materials as well as coke and in the upper area from the oxide-containing feedstocks there is a fixed column in a middle Height range of peripheral jacket-coke bed formed with the coke of the coke bed in the lower part of the fixed bed column flows in and through what is introduced there oxygen-containing gas to form the Melting gasification zone is at least partially gasified, that the gas formed here through the jacket coke bed is withdrawn to form the reducing gas and that the reducing gas the upper area of the central Fixed bed column supplied from oxide-containing feedstocks will and underneath this upper area of the fixed bed column Formation flows through the reduction zone.
Dem Mantel-Koksbett wird zweckmäßig von oben fortlaufend Kohle aufgebracht.The jacket coke bed is expediently continuous from above Coal applied.
Um den weitaus überwiegenden Teil des bei der Vergasung gebildeten Gases durch das Mantel-Koksbett zu ziehen, wird die Druckdifferenz zwischen dem Druck im oberen Bereich des Mantel-Koksbettes und dem Druck im obersten Bereich der zentralen Festbettsäule kleiner gehalten als die Druckdifferenz zwischen dem Druck im untersten Bereich der zentralen Festbettsäule und dem Druck im oberen Bereich des Mantel-Koksbettes und diese wiederum wird geringer gehalten als die Druckdifferenz zwischen dem Druck im untersten Bereich der zentralen Festbettsäule und dem Druck im obersten Bereich der zentralen Festbettsäule.To the vast majority of that in gasification formed gas will pull through the jacket coke bed the pressure difference between the pressure in the upper area of the jacket coke bed and the pressure in the top area the central fixed bed column kept smaller than that Pressure difference between the pressure in the lowest area the central fixed bed column and the pressure in the upper one Area of the coat coke bed and this in turn will kept lower than the pressure difference between the Pressure in the lowest area of the central fixed bed column and the pressure at the top of the central one Fixed bed column.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit einem Schachtofen ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen einen vom oberen Ende bis zum unteren Ende durchgehenden Zentralraum aufweist, der nach unten zu abschnittweise zweifach erweitert ausgebildet ist, sodaß im wesentlichen drei hinsichtlich des Innenquerschnittes unterschiedliche Ofenabschnitte gebildet sind, daß der mittlere Ofenabschnitt von einem diesen peripher umgebenden Mantelraum umgeben ist, der an seinem oberen Endbereich über am Übergang vom ersten in den zweiten Ofenabschnitt vorgesehene Öffnungen mit dem Zentralraum und der an seinem unteren Endbereich über am Übergang des zweiten in den dritten Ofenabschnitt vorgesehene Öffnungen mit dem Zentralraum in Verbindung steht, daß am oberen Endbereich des Zentralraumes eine Chargieröffnung für Einsatzstoffe sowie eine Abzugsleitung für Topgas und am oberen Endbereich des Mantelraumes eine Chargieröffnung für Kohle und gegebenenfalls Zuführöffnungen für H2O vorgesehen sind, und daß im untersten, dritten Ofenabschnitt eine ein sauerstoffhältiges Gas zuführende Leitung einmündet und nahe dem Boden des Schachtofens eine Abstichöffnung für Metallschmelze vorgesehen ist.A system for carrying out the method with a shaft furnace is characterized in that the shaft furnace has a central space which extends from the upper end to the lower end and which is designed to be widened in sections downwards in sections, so that essentially three furnace sections with different internal cross sections are formed, that the middle furnace section is surrounded by a peripherally surrounding jacket space, which has at its upper end region via openings provided at the transition from the first to the second furnace section with the central space and at its lower end region via openings provided at the transition from the second to the third furnace section The central room is connected to the fact that at the upper end area of the central room there is a charging opening for feedstocks and an exhaust line for top gas, and at the upper end area of the jacket space a charging opening for coal and possibly feed openings for H 2 O are provided are, and that in the lowest, third furnace section opens a line supplying an oxygen-containing gas and near the bottom of the shaft furnace a tap opening for molten metal is provided.
Um einen Übertritt des absinkenden Erzes in den Mantelraum zu verhindern, um der Volumsvergrößerung durch eingebrachten Staub bzw. einer bereits vollzogenen Vorreduktion Rechnung zu tragen und um ein einwandfreies Einfließen des Kokses in die zentrale Festbettsäule sicherzustellen, weist vorteilhaft der Zentralraum des Schachtofens vom ersten Ofenabschnitt zum zweiten Ofenabschnitt nur einen geringen Durchmesserunterschied und am Übergang vom zweiten zum dritten Ofenabschnitt einen größeren Durchmesserunterschied auf, wobei zweckmäßig der Übergang vom ersten zum zweiten Ofenabschnitt eine steilwandige Kegelfläche, in der die Öffnungen für das Reduktionsgas vorgesehen sind, aufweist, wogegen der Übergang vom zweiten zum dritten Ofenabschnitt mit einer weniger steil geneigten Kegelfläche, die die Öffnungen für den Koksdurchtritt aufweist, erfolgt.To transfer the sinking ore into the mantle room to prevent the increase in volume through introduced dust or an already completed one Take pre-reduction into account and order a flawless one The coke flows into the central fixed bed column ensure the central room of the Shaft furnace from the first furnace section to the second Oven section only a small difference in diameter and at the transition from the second to the third furnace section a larger diameter difference, whereby expediently the transition from the first to the second Furnace section a steep-walled conical surface in which the Openings for the reducing gas are provided, whereas the transition from the second to the third furnace section with a less steeply inclined conical surface that the Has openings for the passage of coke takes place.
Eine vorteilhafte Ausführungsform, die einen guten Materialfluß der Kohle bzw. des Kokses sicherstellt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelraum einen kreisringzylindrischen Mantelteil aufweist, an den unten ein sich nach unten verjüngender Abschnitt anschließt, wobei zweckmäßig der sich verjüngende Abschnitt des Mantelraumes stufenlos in den dritten Ofenabschnitt mündet.An advantageous embodiment that is a good one Ensures material flow of coal or coke is characterized in that the jacket space a has an annular cylindrical jacket part to the bottom is followed by a section tapering downwards expediently the tapered section of the Cladding space continuously into the third section of the furnace flows.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei die Zeichnung eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung im Schnitt zeigt.The invention is based on a Embodiment explained in more detail, the Drawing of a system according to the invention in a schematic Representation in section shows.
Ein Schachtofen 1 weist einen von seinem oberen Ende 2 bis zu seinem unteren Ende 3 durchgehenden Zentralraum 4 auf, der nach unten zu stufenweise erweitert ausgebildet ist. Hierdurch sind im wesentlichen drei etwa kreiszylindrisch gestaltete Ofenabschnitte 5, 6, 7 gebildet, wobei die Übergänge 8, 9 zwischen den Ofenabschnitten 5, 6, 7 jeweils von Öffnungen 10, 11 aufweisenden Kegelstumpfflächen 13, 14 gebildet sind.A shaft furnace 1 has a central space 4 which is continuous from its upper end 2 to its lower end 3 and which is designed to be gradually widened downwards. This essentially forms three approximately circular cylindrical furnace sections 5 , 6 , 7 , the transitions 8 , 9 between the furnace sections 5 , 6 , 7 each being formed by truncated cone surfaces 13 , 14 having openings 10 , 11 .
Am oberen Ende 2 des Schachtofens 1 ist eine Chargieröffnung 15, die von einer nicht näher dargestellten Chargiereinrichtung für Erz+Zuschläge 16 beschickt wird, vorgesehen. Weiters münden dort Abzugsleitungen 17 für das sich bildende Top- bzw. Gichtgas ein. Am unteren Ende 3 des Schachtofens 1 sind Abstiche 19, 18 für Schlacke 20 bzw. Metallschmelze 21 vorgesehen.At the upper end 2 of the shaft furnace 1 there is a charging opening 15 , which is fed by a charging device for ore + aggregates 16 , not shown in detail. In addition, exhaust lines 17 open there for the top gas or top gas that is formed. At the lower end 3 of the shaft furnace 1 , taps 19 , 18 for slag 20 or metal melt 21 are provided.
Der mittlere Ofenabschnitt 6 ist von einem ihn peripher umgebenden Mantelraum 22 umhüllt, der an seinem oberen Endbereich über die am Übergang 8 vom mittleren 6 zum oberen Ofenabschnitt 5 vorgesehenen Gasabzugsöffnungen 10 mit dem Zentralraum 4 des Schachtofens 1 in Verbindung steht. Der untere Endbereich des Mantelraumes 22 ist mit dem Zentralraum 4 über entsprechend groß dimensionierte und den Durchtritt des im Mantelraum 22 enthaltenen Kokses 23 ermöglichende Öffnungen 11 verbunden. Sowohl in den Mantelraum 22 als auch in den unteren Ofenabschnitt 7 münden ein sauerstoffhältiges Gas zuführende Leitungen 24. The average furnace section 6 is surrounded by a peripherally surrounding it jacket space 22 which communicates at its upper end portion on the provided at the transition 8 from the center 6 toward the upper furnace section 5 gas discharge ports 10 with the center space 4 of the shaft furnace 1 in connection. The lower end region of the jacket space 22 is connected to the central room 4 via openings 11 of correspondingly large dimensions and permitting the passage of the coke 23 contained in the jacket room 22 . Lines 24 supplying an oxygen-containing gas open into the jacket space 22 as well as into the lower furnace section 7 .
Im oberen Endbereich des Mantelraumes 22 sind mehrere über die obere ringförmige Decke 25 gleichmäßig verteilt angeordnete Chargieröffnungen 26 für Kohle 27 und Wasser bzw. Wasserdampf zuführende Leitungen 28 vorgesehen.In the upper end of the jacket space 22 more evenly distributed over the upper annular cover 25 arranged charging openings 26 are supplying Coal 27 and water or steam lines 28 are provided.
Der untere Endbereich des Mantelraumes wird außenseitig von einem kegelstumpfförmig gestalteten Boden 29 gebildet, der stufenlos in den zylindrischen vertikalen Wandteil 30 des untersten Ofenabschnittes 7 übergeht, wodurch ein guter Materialfluß aus dem Mantelraum 22 in den Zentralraum 4 sichergestellt ist.The lower end region of the jacket space is formed on the outside by a truncated cone-shaped base 29 which merges smoothly into the cylindrical vertical wall part 30 of the bottom furnace section 7 , thereby ensuring a good material flow from the jacket space 22 into the central space 4 .
Die Funktionsweise des Schachtofens 1 ist wie folgt:The operation of the shaft furnace 1 is as follows:
Das im Zentralraum 4 chargierte Erz 16 bildet im Schachtofen 1 ein sich vom Boden, d.h. vom geschmolzenen Metall 21 bzw. der geschmolzenen Schlacke 20 bis in den obersten Ofenabschnitt 5 erstreckendes Festbett. Die in den Mantelraum 22 chargierte Kohle 27 bildet im unteren Teil 31 des Mantelraumes 22 ein Mantel-Koksbett, im etwa ringzylindrischen mittleren Teil 32 des Mantelraumes 22 eine Wirbelschicht und es ist der oberste Teil 33 des Mantelraumes 22 als Beruhigungszone vorgesehen.The stock charged in the center space 4 ore in the shaft furnace 16 forms a 1 from the bottom, that is from the molten metal 21 and the molten slag 20 into the top furnace section 5 extending fixed bed. The stock charged into the shell space 22 carbon strip 27 forms in the lower part 31 of the jacket space 22 is a shell-coke bed, in approximately annular cylindrical middle part 32 of the jacket space 22 is a fluidized bed and it is the uppermost portion 33 22 is provided of the jacket space as a calming zone.
Die in dem Mantelraum 22 in der Wirbelschicht herrschenden Temperaturen (ca. 1000°C) bringen die Kohle 27 zum Entgasen, wobei die Kohlenwasserstoffe und die Kohlefeuchte in ein hochwertiges, vorwiegend CO und H2 enthaltendes Reduktionsgas übergeführt werden. Bevor dieses Reduktionsgas über die Öffnungen 10 in den obersten eine Reduktionszone bildenden Ofenabschnitt 5 des Zentralraumes 4 eintritt, wird es durch dosierte Wasser- oder Dampfzugabe auf die gewünschte Reduktionstemperatur (z. B. 850°C bei Eisenerzen) gebracht. The temperatures (approx. 1000 ° C.) prevailing in the jacket space 22 in the fluidized bed cause the coal 27 to degas, the hydrocarbons and the coal moisture being converted into a high-quality reducing gas containing predominantly CO and H 2 . Before this reducing gas enters through the openings 10 into the uppermost furnace section 5 of the central room 4 forming a reduction zone, it is brought to the desired reduction temperature (for example 850 ° C. in the case of iron ores) by metered addition of water or steam.
Die Metalloxide 16 werden zusammen mit den Zuschlagstoffen über ein nicht dargestelltes Schleusensystem in den Zentralraum 4 eingebracht und sinken durch Schwerkraft im Gegenstrom zum Reduktionsgas ab. Im obersten Bereich des Ofenabschnittes 5 herrscht eine Temperatur von etwa 200°C; im mittleren Ofenabschnitt 6 eine Temperatur von etwa 800°C. Die im Gasstrom mitgerissenen Feinanteile werden in der absinkenden Festbettsäule zum Großteil abgelagert und in den unteren Teil des Zentralraumes 4 geführt. Der als Reduktionsraum dienende Ofenabschnitt 5 ist am Übergang 8 im Bereich der dem Reduktionsgaseintritt dienenden Öffnungen 10 derart erweitert, daß ein Übertritt des absinkenden Erzes 16 in den Mantelraum 22 vermieden wird und der Volumsvergrößerung durch den eingebrachten Staub bzw. die bereits vollzogene Vorreduktion Rechnung getragen wird.The metal oxides 16 , together with the additives, are introduced into the central space 4 via a lock system (not shown ) and sink in the counterflow to the reducing gas due to gravity. In the uppermost area of the furnace section 5 there is a temperature of approximately 200 ° C .; in the middle furnace section 6 a temperature of about 800 ° C. The fine parts entrained in the gas flow are largely deposited in the sinking fixed bed column and guided into the lower part of the central room 4 . The furnace section 5 serving as a reduction chamber is expanded at the transition 8 in the region of the openings 10 serving for reducing gas entry in such a way that the sinking ore 16 does not pass into the jacket space 22 and the increase in volume due to the dust introduced or the pre-reduction already carried out is taken into account .
Der im Mantelraum 22 absinkende Koks 23, dessen Temperatur etwa 1500°C beträgt, wird über die ringförmig angeordneten Öffnungen 11 den vorreduzierten, heißen Metalloxiden und Zuschlagstoffen von außen zugeführt und durch über Düsen 34, die am Umfang des untersten Ofenabschnittes 7 des Schachtofens 1 angeordnet sind, in den Zentralraum 4 eingebrachtes sauerstoffhaltiges Gas teilweise vergast. Die dabei entstehenden Temperaturen von etwa 2000°C führen neben der CO-Bildung zum Schmelzen des vorreduzierten Erzes und zur Endreduktion mit dem verbleibenden Kohlenstoff; die Ofenabschnitte 7 und 9 beinhalten somit eine Einschmelzvergasungszone.The coke 23 sinking in the jacket space 22 , the temperature of which is approximately 1500 ° C., is supplied to the pre-reduced, hot metal oxides and additives from the outside via the annularly arranged openings 11 and through nozzles 34 , which are arranged on the circumference of the lowest furnace section 7 of the shaft furnace 1 are partially gasified into the central space 4 introduced oxygen-containing gas. The resulting temperatures of about 2000 ° C lead to the formation of CO, melting of the pre-reduced ore and a final reduction with the remaining carbon; furnace sections 7 and 9 thus contain a meltdown gasification zone.
Die sich bildende Metallschmelze 21 und die Schlacke 20 sammeln sich am Boden 35 des Schachtofens und werden intermittierend abgestochen.The metal melt 21 that forms and the slag 20 collect at the bottom 35 of the shaft furnace and are tapped intermittently.
Das aus dem Reduktionsraum austretende Top- bzw. Gichtgas wird vorteilhaft über Zyklone 36 grob gereinigt und über eine nicht dargestellte Gasreinigung einer Weiterverwendung zugeführt. Der in den Zyklonen 36 abgeschiedene Staub kann zweckmäßig über eine Leitung 37 und eine Schleuse in die sich über dem Koksbett des Vergasungsraumes bildende Wirbelschicht in dem mittleren Teil 32 des Mantelraumes 22 rückgeführt werden.The top or top gas emerging from the reduction space is advantageously roughly cleaned via cyclones 36 and fed to further use via gas cleaning (not shown). The dust separated in the cyclones 36 can expediently be returned via a line 37 and a lock into the fluidized bed which forms above the coke bed of the gasification chamber in the central part 32 of the jacket chamber 22 .
Die Druckverhältnisse im Schmelzreduktionsofen werden durch Einstellung der Schütthöhen des Koksbettes und des Reduktionsraumes (unter Berücksichtigung der Druckverluste) so geregelt, daß der weitaus überwiegende Teil des bei der Sauerstoffvergasung gebildeten Gases durch den Mantelraum 22 zieht. Wenn p 1 den Gasdruck im untersten Bereich des Festbettes des Ofenabschnittes 7, p 2 den Gasdruck im oberen Bereich 33 des Mantelraumes 22 und p 3 den Gasdruck im obersten Bereich des Zentralraumes des Ofenabschnittes 5 bedeuten, können die für den einwandfreien Gas-Durchzug eingestellten Druckverhältnisse durch die nachfolgende Gleichung beschrieben werden:The pressure conditions in the smelting reduction furnace are regulated by adjusting the bed heights of the coke bed and the reduction space (taking into account the pressure losses) in such a way that the vast majority of the gas formed in the oxygen gasification passes through the jacket space 22 . If p 1 is the gas pressure in the lowest region of the fixed bed of the furnace section 7 , p 2 is the gas pressure in the upper region 33 of the jacket space 22 and p 3 is the gas pressure in the uppermost region of the central region of the furnace section 5 , the pressure ratios set for the perfect gas passage can can be described by the following equation:
(p 2-p 3)<(p 1-p 2)<(p 1-p 3).( p 2 - p 3 ) <( p 1 - p 2 ) <( p 1 - p 3 ).
In dem nachfolgenden Beispiel ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in der Figur dargestellten Anlage näher erläutert.In the example below, this is the invention Method using the system shown in the figure explained in more detail.
In den Schachtofen 1 wurde über die Chargieröffnung 15 Erz mit einem Feingehalt von ca. 66% chargiert. Es handelte sich um Stückerz; es ist jedoch auch möglich, das Erz in Form von Pellets zu chargieren.In the shaft furnace 1 , 15 ore with a purity of approx. 66% was charged via the charging opening. It was piece ore; however, it is also possible to charge the ore in the form of pellets.
In den Ofenabschnitten 6 und 9 kam es zur Bildung von Eisenschwamm mit folgenden Eigenschaften:Iron sponges with the following properties were formed in furnace sections 6 and 9 :
Metallisierung: ca. 90 bis 95%
Temperatur: 800 bis 900°C
C-Gehalt: 3 bis 5%
S-Gehalt: 0,02 bis 0,08%Metallization: approx. 90 to 95%
Temperature: 800 to 900 ° C
C content: 3 to 5%
S content: 0.02 to 0.08%
Das im Mantelraum 22 gebildete Reduktionsgas wies eine von der Art der Kohle abhängige Zusammensetzung auf:The reducing gas formed in the jacket space 22 had a composition dependent on the type of coal:
CO: 60 bis 70%
CO2: 2 bis 1%
H2: 25 bis 15%
CH4: 1 bis 0,5%
Rest: H₂O, N₂CO: 60 to 70%
CO 2 : 2 to 1%
H 2 : 25 to 15%
CH 4 : 1 to 0.5%
Balance: H₂O, N₂
Die erstangeführte Grenze der angegebenen Bereiche stellte sich bei hochflüchtiger, die zweite Grenze bei niedrigflüchtiger Kohle ein. Bei hochflüchtiger Kohle bildete sich Reduktionsgas in einer Menge von ca. 1900 m3/t (Normalbedingungen); bei niedrigflüchtiger Kohle bildete sich Reduktionsgas nur in einer Menge von 1800 m3/t (Normalbedingungen).The first limit of the specified ranges was set for highly volatile coal, the second limit for low volatile coal. In the case of highly volatile coal, reducing gas was formed in an amount of approx. 1900 m 3 / t (normal conditions); in the case of low-volatility coal, reducing gas only formed in an amount of 1800 m 3 / t (normal conditions).
Der Kohleverbrauch war ebenfalls von der verwendeten Art der Kohle abhängig. Er betrug bei hochflüchtiger Kohle 0,65 t Cfix/t Roheisen, was 1,116 t Kohle je t Roheisen entspricht. Bei Verwendung von niedrigflüchtiger Kohle ergab sich ein Kohleverbrauch von 0,5 t Cfix/t Roheisen, was etwa 0,714 t Kohle je t Roheisen entspricht.Coal consumption also depended on the type of coal used. For highly volatile coal it was 0.65 t C fixed / t pig iron, which corresponds to 1.116 t coal per t pig iron. Using low-volatility coal resulted in a coal consumption of 0.5 t C fix / t pig iron, which corresponds to about 0.714 t coal per t pig iron.
Um die gewünschte Reduktionstemperatur zwischen 800 und 900°C einzustellen, wurde Wasserdampf über die Leitungen 28 eingeleitet.In order to set the desired reduction temperature between 800 and 900 ° C, water vapor was introduced via lines 28 .
Claims (8)
- - daß in dem Schachtofen (1) eine auf einer Metall (21) und Schlackenschmelze (20) ruhende zentrale Festbettsäule gebildet wird, die im unteren Bereich (bei 7, 9) aus reduzierten Einsatzstoffen sowie Koks (23) und im oberen Bereich (bei 5, 8) aus den oxidhältigen Einsatzstoffen (16) besteht,
- - daß ein diese Festbettsäule in einem mittleren Höhenbereich (bei 6) peripher umgebendes Mantel- Koksbett (bei 22) gebildet wird, wobei der Koks (23) des Koksbettes in den unteren Teil der Festbettsäule einfließt und durch dort eingeleitetes sauerstoffhältiges Gas unter Bildung der Einschmelzvergasungszone (bei 7, 9) zumindest teilweise vergast wird,
- - daß das hierbei gebildete Gas durch das Mantel- Koksbett (bei 22) unter Bildung des Reduktionsgases abgezogen wird und
- - daß das Reduktionsgas dem oberen Bereich (bei 5, 8) der zentralen Festbettsäule aus oxidhältigen Einsatzstoffen (16) zugeführt wird und diesen oberen Bereich der Festbettsäule unter Bildung der Reduktionszone durchströmt.
- - That in the shaft furnace ( 1 ) on a metal ( 21 ) and slag melt ( 20 ) resting central fixed bed column is formed, which in the lower area (at 7, 9 ) from reduced feed materials and coke ( 23 ) and in the upper area (at 5, 8 ) consists of the oxide-containing feedstocks ( 16 ),
- - That a fixed-bed column in a medium height range (at 6 ) peripherally surrounding jacket-coke bed (at 22 ) is formed, the coke ( 23 ) of the coke bed flowing into the lower part of the fixed-bed column and through there introduced oxygen-containing gas to form the meltdown gasification zone (at 7, 9 ) is at least partially gasified,
- - That the gas formed here is withdrawn through the jacket coke bed (at 22 ) to form the reducing gas and
- - That the reducing gas is fed to the upper area (at 5, 8 ) of the central fixed bed column made of oxide-containing feedstocks ( 16 ) and flows through this upper area of the fixed bed column to form the reduction zone.
- - daß der Schachtofen (1) einen vom oberen Ende (2) bis zum unteren Ende (3) durchgehenden Zentralraum (4) aufweist, der nach unten zu abschnittweise zweifach erweitert ausgebildet ist, sodaß im wesentlichen drei hinsichtlich des Innenquerschnittes unterschiedliche Ofenabschnitte (5, 6, 7) gebildet sind,
- - daß der mittlere Ofenabschnitt (6) von einem diesen peripher umgebenden Mantelraum (22) umgeben ist, der an seinem oberen Endbereich über am Übergang (8) vom ersten (5) in den zweiten Ofenabschnitt (6) vorgesehene Öffnungen (10) mit dem Zentralraum (4) und der an seinem unteren Endbereich über am Übergang (9) des zweiten (6) in den dritten Ofenabschnitt (7) vorgesehene Öffnungen (11) mit dem Zentralraum (4) in Verbindung steht,
- - daß am oberen Endbereich des Zentralraumes (4) eine Chargieröffnung (15) für Einsatzstoffe (16) sowie eine Abzugsleitung (17) für Topgas und am oberen Endbereich des Mantelraumes (22) eine Chargieröffnung (26) für Kohle (27) und gegebenenfalls Zuführöffnungen (28) für H2O vorgesehen sind, und
- - daß im untersten, dritten Ofenabschnitt (7) eine ein sauerstoffhältiges Gas zuführende Leitung (24) einmündet und nahe dem Boden (35) des Schachtofens (1) eine Abstichöffnung (18) für Metallschmelze (21) vorgesehen ist.
- - That the shaft furnace ( 1 ) has a central space ( 4 ) which is continuous from the upper end ( 2 ) to the lower end ( 3 ) and which is designed to be expanded twice in sections downwards, so that essentially three furnace sections ( 5 , 6 , 7 ) are formed,
- - That the middle furnace section ( 6 ) is surrounded by a peripherally surrounding this jacket space ( 22 ), the openings ( 10 ) provided with the at its upper end region at the transition ( 8 ) from the first ( 5 ) into the second furnace section ( 6 ) central chamber (4) and communicating at its lower end over the transition (9) of the second (6) in the third furnace section (7) provided openings (11) with the central space (4) in compound
- - That at the upper end region of the central space ( 4 ) a charging opening ( 15 ) for starting materials ( 16 ) and a discharge line ( 17 ) for top gas and at the upper end region of the jacket space ( 22 ) a charging opening ( 26 ) for coal ( 27 ) and optionally feed openings ( 28 ) are intended for H 2 O, and
- - That in the bottom, third furnace section ( 7 ) opens an oxygen-containing gas supply line ( 24 ) and near the bottom ( 35 ) of the shaft furnace ( 1 ) a tap opening ( 18 ) for molten metal ( 21 ) is provided.
Applications Claiming Priority (1)
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| AT0071488A AT389709B (en) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | METHOD AND PLANT FOR THE EXTRACTION OF LIQUID METAL FROM PIECE OF OXIDE-CONTAINERS |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE4030272A1 (en) * | 1990-02-28 | 1991-08-29 | Klimanek Margot | Treating metallic sludge contaminated with oil and other impurities - by superheating in shaft furnace and passing iron ore, carbon, scrap etc. into superheated melt to give steel or cast iron melt |
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- 1988-03-17 AT AT0071488A patent/AT389709B/en not_active IP Right Cessation
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