[go: up one dir, main page]

WO2013045260A2 - Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung Download PDF

Info

Publication number
WO2013045260A2
WO2013045260A2 PCT/EP2012/067610 EP2012067610W WO2013045260A2 WO 2013045260 A2 WO2013045260 A2 WO 2013045260A2 EP 2012067610 W EP2012067610 W EP 2012067610W WO 2013045260 A2 WO2013045260 A2 WO 2013045260A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
reduction shaft
reduction
pressure
melter gasifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/067610
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2013045260A3 (de
Inventor
Hado Heckmann
Robert Millner
Gerald Rosenfellner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US14/348,290 priority Critical patent/US9428818B2/en
Priority to BR112014007560A priority patent/BR112014007560A2/pt
Priority to RU2014117375A priority patent/RU2606135C2/ru
Priority to AU2012314727A priority patent/AU2012314727A1/en
Priority to EP12761570.6A priority patent/EP2761036A2/de
Priority to KR1020147011897A priority patent/KR20140090174A/ko
Priority to CA2850393A priority patent/CA2850393A1/en
Priority to CN201280047574.3A priority patent/CN103842525B/zh
Application filed by SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH, Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Priority to UAA201403168A priority patent/UA113064C2/uk
Publication of WO2013045260A2 publication Critical patent/WO2013045260A2/de
Publication of WO2013045260A3 publication Critical patent/WO2013045260A3/de
Priority to ZA2014/02204A priority patent/ZA201402204B/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B15/00—Other processes for the manufacture of iron from iron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002—Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073—Selection or treatment of the reducing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/02—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in shaft furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64—Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/122—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by capturing or storing CO2

Definitions

  • the invention relates to a process for the reduction of iron oxide-containing material, wherein the iron oxide-containing
  • Material forms a fixed bed in a reduction shaft, and introduced it in the reduction shaft by means of at least one with a pressure pl in the fixed bed
  • Reduction shaft is introduced into a melter gasifier, in which it is finished reduced by means of a standing under a pressure p2 reducing gas.
  • the invention relates to a device for
  • Pre-reduced material is converted.
  • the prereduced material is then introduced into a melter gasifier in which a reducing gas causes further reduction.
  • a reducing gas causes further reduction.
  • Vorreduktionsgas carried out with the iron oxide-containing material, or with the Moellerzugabe also necessary for the Vorreduktions- and reduction reactions in the reduction shaft. Can arise dusty material in the
  • Reduction shaft for example by abrasion
  • Pre-reducing gas deposited in certain areas of the fixed bed of iron oxide-containing material and prereduced material Such dust deposits obstruct gas flows, so that it is well-gassed, less well-gassed and virtually non-gassed zones in the fixed bed. The worse a zone of pre-reduction gas is through, the less well reduction processes can proceed in it. Accordingly, the dust affects the
  • Material in the melter gasifier serve - dust from the melter gasifier through in the direction of the reduction shaft flowing gas streams is introduced into the reduction shaft, and on the other hand prevent the flowing over the downpipes in the direction of the reduction shaft gas streams dusts from the reduction shaft via the downpipes in the direction
  • the dusts deposited in the lower part tend to agglomerate.
  • the dusts introduced through the downpipes have a high agglomeration tendency due to their contents of alkalis or low-melting alkali-containing slag phases.
  • the dusts introduced into the reduction shaft via the addition of Möller and the dusts resulting from attrition and / or decomposition in the reduction shaft tend - in particular in slightly moving deposition zones - due to the formation of very fine crystals of metallic iron and / or wustite and their entanglement under the prevailing reduction conditions also for the education of
  • Agglomerates Agglomeration of dusts present in gaps of the fixed bed results in solidification of the fixed bed with formation of material bridges. There may be solidified areas that slipping from
  • a process for the reduction of iron oxide-containing material wherein the iron oxide-containing material forms a fixed bed in a reduction shaft, and in the reduction shaft by means of at least one with a pressure pl in the fixed bed
  • Material is converted into vorredu convertedes material, and at least a portion of this pre-reduced material, preferably the entire prereduced material from the
  • Reduction shaft is introduced into a melter gasifier, in which it is finished by means of a standing under a pressure p2 reducing gas,
  • At least one dust blow-off gas is discharged from the fixed bed at a pressure p4 from the reduction shaft, and the relationship pl> p4 and pl> p3, preferably also p4> p3, applies.
  • Reduction degree of greater than 70% preferably greater than 80%, more preferably up to 90% or greater, most preferably up to 95%, wherein 90% and 95% are included with these formulations.
  • finish reducing is meant a degree of reduction of more than 95%, preferably 98% or higher, more preferably 99% or higher.
  • the degree of reduction after the "prereduction” is always smaller than after the "finish reduction”, ie there are two reduction steps.
  • Topgas is understood to be the pre-reduction gas consumed after flowing through the fixed bed, which is discharged from the rum above the fixed bed of the reduction shaft.
  • dust is not only from the reduction shaft by means of the top gas
  • the ratio of the amounts of gas withdrawn as the top gas and the dust blowout gas can be adjusted.
  • At least part of the at least one dust blow-off gas is at least during one part
  • the dust is together with the pre-reduced material directly or indirectly in the melter gasifier
  • the relationship p4> p2 applies. Especially if
  • Dust exhaust gas is passed together with prereduced material in the direction of the melter gasifier, thereby the introduction of dust from the melter gasifier is avoided in the reduction shaft by standing under p2 reducing gas.
  • the relationship p2> p4 is brought in one or more stages under an intermediate gas pressure pZ before or while the prereduced material in the melter gasifier
  • pZ is a few mbar higher than p2.
  • the intermediate gas pressure pZ is increased from pZ-Sp4 to ⁇ - ⁇ 2.
  • Melt carburetor is introduced, before introduction into the melter gasifier in an intermediate container
  • a dust discharge gas having a dust discharge gas pressure p5 is withdrawn therebetween, and p5 ⁇ p4 and p5 ⁇ p2.
  • Ap zw is less than or equal to (p2 - p5)
  • Ap zw ensures that there is no short-circuiting flow between the dust discharge gas discharge line discharging the dust discharge gas and the melter gasifier which supplies a supply of reducing gas into the reduction reactor via the exhaust gas discharge line
  • the pre-reduced material is brought under the intermediate gas pressure pZ by the prereduced material in a
  • the prereduction gas can come from different sources.
  • it can come from an external gas source.
  • Under an external gas source is a gas source too
  • Pre-reduction of the iron oxide-containing material or to reduce the prereduced material take place.
  • These may be, for example, natural gas, refinery gases,
  • Coker gas or gases from coal gasification / degassing processes.
  • the prereduction gas can also come from internal gas sources.
  • An internal gas source is to be understood as meaning a gas source in which steps of the method according to the invention for prereduction of the iron oxide-containing material or for reduction of the prereduced material take place for providing the prereduction gas.
  • it can be a suitably treated top gas, wherein the treatment may include, for example, dedusting, CO 2 removal, heating, cooling, compression.
  • the treatment may include, for example, dedusting, CO 2 removal, heating, cooling, compression.
  • Another example is the use of in the
  • the reducing gas withdrawn from the melter gasifier is generally referred to by the term generator gas.
  • This generator gas can after appropriate treatment such as dedusting and cooling in the reduction shaft of the invention
  • the generator gas can be used in another reduction shaft for reduction, from which it can be deducted after fulfilling its reduction task and used after appropriate treatment analogous to the top gas. It is also possible to use mixtures of external and internal gas sources as prereduction gas.
  • two or more pre-reducing gases which are different from each other are introduced into the fixed bed, wherein for each two pre-reduction gases introduced directly adjacent horizontally, the pre-reduction gas introduced in each case has a higher pressure than the higher introduced one Vorreduktionsgas.
  • the higher pre-reduction gas flows towards the surface of the packed bed, while the deeper-introduced pre-reduction gas also flows in the opposite direction and accordingly discharges dust-blowing gas from regions of the
  • Vorreduktionsgase can be introduced with different reducing power at different locations in the reduction shaft. This allows better control of the
  • Another object of the present invention is a device for carrying out a device according to the invention
  • Einschmelzvergaser can, for example, one or more lines, intermediate container,
  • reduction shaft in the melter gasifier can also include, for example, pneumatic conveying lines or conveyor belts or downpipes.
  • the metering device can, for example, in the form of screw conveyors or
  • a melter gasifier is understood to mean a device in which introduced pre-reduced material is completely reduced and melted by means of a reduction gas obtained by gasification of carbon carriers with technically pure oxygen under a pressure of the reducing gas of from 3 to 5 bar absolute or higher and at a temperature of the reducing gas of about 900 to 2400 ° C - at the
  • the introduction system for introducing pre-reduced in the reduction shaft material in the Melter gasifier one or more lines with one or more intermediate tanks and optionally one or more pressure-lock devices.
  • Pressure transfer devices can also be connected to the
  • Discharge intermediate container by removing gas from it, which entrains dust.
  • This gas is called Staubaustragsgas in the context of this application.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a device for carrying out a method according to the invention.
  • Figure 2 shows a preferred embodiment of a
  • FIG. 3 shows a further preferred embodiment of a device for carrying out a method according to the invention
  • Figures 4a and 4b show an embodiment of a
  • FIG. 5 shows a further preferred embodiment of a device for carrying out a method according to the invention
  • Figure 1 shows an apparatus for performing a
  • This device comprises a reduction shaft 1, a prereduction gas supply line 2 opening into the reduction shaft 1, one of which
  • Pre-reduction gas supply line 2 is introduced into the fixed bed 7, is under a pressure pl.
  • the prereduction gas converts the iron oxide-containing material into prereduced material. Pre-reduced material is used over the
  • Delivery system 5 for introducing material prereduced in the reduction shaft 1 into the melter gasifier 4
  • Vorreduktionsgas is from the space above the fixed bed 7 as under a pressure p3 standing top gas from the
  • Staubausblasgasab Appendix 6 is a standing under a pressure p4 Staubausblasgas from the fixed bed 7 from the
  • the introduction system comprises the introduction of material prereduced in the reduction shaft into the material
  • Delivery system 5 for introducing material prereduced in the reduction shaft 1 into the melter gasifier 4
  • Material in the melter gasifier 4 comprises a
  • Intermediate container 11 Also shown is a material cushion made of prereduced material in the intermediate container 11. Between the upper end of the material cushion and the lower end of the material cushion prevails a pressure difference of Ap zw .
  • the intermediate container 11 is provided with a Staubaustragsgasabtechnisch 12. About this is by means of a standing under a pressure p5 Staubaustragsgases, represented by a corrugated arrow, dust from the intermediate container 11th
  • Dust-blowing gas represented by a straight arrow, is withdrawn standing under the pressure p4.
  • p5 ⁇ p4 and p5 ⁇ p2 we have
  • Dust exhaust gas discharge 6 Since the gas discharged by this dust discharge discharges the dust discharged from the dust discharge gas discharge line 6 and the dust discharge gas discharge line 12 in FIG
  • Reduction shaft 1 two prereduction gas supply lines 2a, 2b at different levels. Thereby can be
  • two reducing gases are introduced with different reduction potential, optionally with different pressure.
  • Pressure Locking devices comprises.
  • the prereduced material is brought under the intermediate gas pressure pZ, which prevails in the last intermediate tank 13 before the melter gasifier 4, by the pre-reduced material successively in several intermediate container 14,15 with
  • Pressure transfer devices 16,17 - represented by a pair of horizontal lines - is introduced.
  • Melt carburetor also includes part of the
  • Staubausblasgasab Let 6 go from the intermediate containers 14 and 15.
  • the purpose of the three intermediate tanks 13,14,15 is that in a first cycle (a) - shown in Figure 4a - prereduced material from the uppermost 14 intermediate tank is charged into the middle intermediate tank 15, wherein the material and gas flow between the middle
  • Pressure lock device 16 is locked and dust from the upper intermediate container 14 is sucked off via the dust exhaust gas outlet 6 emanating therefrom;
  • the upper intermediate container 14 is filled with prereduced material from the reduction shaft 1.
  • FIG. 5 schematically shows an embodiment in which the introduction system 5 for introducing material prereduced in the reduction shaft 1 into the melter gasifier 4 has a different construction than in the preceding figures. It comprises a hot conveyor device 18 with conveyor belt for conveying hot pre-reduced material under a protective gas atmosphere between two intermediate containers.
  • intermediate container under a certain pressure, for example, a gas in the intermediate container

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von eisenoxidhaltigem Material, wobei das eisenoxidhaltige Material in einem Reduktionsschacht ein Festbett ausbildet, und es in dem Reduktionsschacht mittels zumindest eines mit einem Druck p1 in das Festbett eingebrachten Vorreduktionsgases das eisenoxidhaltige Material in vorreduziertes Material umgewandelt wird. Zumindest ein Teil dieses vorreduzierten Materials, bevorzugt das ganze vorreduzierte Material, wird aus dem Reduktionsschacht in einen Einschmelzvergaser eingebracht, in welchem es mittels eines unter einem Druck p2 stehenden Reduktionsgases fertigreduziert wird. Dabei wird ein Topgas mit einem Druck p3 aus dem Raum oberhalb des Festbettes aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet, und aus dem Festbett wird zumindest ein Staubausblasgas mit einem Druck p4 aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet. Dabei gilt die Beziehung p1>p4 und p1>p3, bevorzugt auch p4>p3. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung Verfahren und Vorrichtung zur Roheisenerzeugung
Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von eisenoxidhaltigem Material, wobei das eisenoxidhaltige
Material in einem Reduktionsschacht ein Festbett ausbildet, und es in dem Reduktionsschacht mittels zumindest eines mit einem Druck pl in das Festbett eingebrachten
Vorreduktionsgases das eisenoxidhaltige Material in
vorreduziertes Material umgewandelt wird,
und zumindest ein Teil dieses vorreduzierten Materials, bevorzugt das ganze vorreduzierte Material, aus dem
Reduktionsschacht in einen Einschmelzvergaser eingebracht wird, in welchem es mittels eines unter einem Druck p2 stehenden Reduktionsgases fertigreduziert wird.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur
Durchführung eines solchen Verfahrens.
Stand der Technik
Es existieren Verfahren zur Reduktion von eisenoxidhaltigem Material, bei denen ein Festbett mit eisenoxidhaltigem
Material in einem Reduktionsschacht einem Vorreduktionsgas ausgesetzt, von diesem durchströmt, und dabei in
vorreduziertes Material umgewandelt wird. Das vorreduzierte Material wird dann in einen Einschmelzvergaser eingebracht, in der ein Reduktionsgas weitergehende Reduktion bewirkt. Nach dem Durchströmen des Festbettes wird das verbrauchte Vorreduktionsgas als Topgas aus dem Raum oberhalb des
Festbettes aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet. Ein solches Verfahren ist beispielsweise das COREX®-Verfahren . Ein Problem ergibt sich bei solchen Verfahren dadurch, dass in den Reduktionsschacht staubförmiges Material - wobei unter staubförmigem Material, kurz auch Staub genannt, Partikel mit einem Partikeldurchmesser von bis zu etwa 500 ym zu verstehen sind - eingetragen wird beziehungsweise im Reduktionsschacht entsteht. Eintragung kann beispielsweise mit dem
Vorreduktionsgas, mit dem eisenoxidhaltigen Material, oder mit der für die Vorreduktions- und Reduktionsreaktionen ebenfalls notwendigen Moellerzugabe in den Reduktionsschacht erfolgen. Entstehen kann staubförmiges Material im
Reduktionsschacht beispielweise durch Abrieb und
Zerfallsprozesse infolge von Phasenumwandlungen.
Ein Teil des Staubes wird durch die Strömung des
Vorreduktionsgases aus dem Festbett herausgerissen und mit dem Topgas aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet. Ein anderer Teil des Staubes wird durch die Strömung des
Vorreduktionsgases in bestimmten Bereichen des Festbettes aus eisenoxidhaltigem Material und vorreduziertem Material abgelagert. Solche Staubablagerungen behindern Gasströmungen, so dass es zur Bildung von gut durchgasten, weniger gut durchgasten und praktisch nicht durchgasten Zonen im Festbett kommt. Je schlechter eine Zone von Vorreduktionsgas durchgast ist, desto weniger gut können Reduktionsprozesse in ihr ablaufen. Entsprechend beeinflusst der Staub die
Produktivität des Reduktionsschachtes beziehungsweise den Reduktionsgrad des vorreduzierten Materials, der als
Verhältnis des durch Reduktion entfernten Sauerstoffs zum durch Reduktion entfernbaren Sauerstoff in dem zu
reduzierenden Material definiert ist.
Speziell im unteren Teil - das heißt unterhalb der Bustie, durch die Vorreduktionsgas in den Reduktionsschacht
eingebracht wird - eines COREX®-Reduktionsschachtes kommt es zu besonders ausgeprägten Staubablagerungen, weil zum einen über Fallrohre - die zur Einbringung von vorreduziertem
Material in den Einschmelzvergaser dienen - Staub aus dem Einschmelzvergaser durch in Richtung des Reduktionsschachtes fließende Gasströme in den Reduktionsschacht eingetragen wird, und zum anderen die über die Fallrohre in Richtung Reduktionsschacht fließenden Gaströme Stäube daran hindern, den Reduktionsschacht über die Fallrohre in Richtung
Einschmelzvergaser zu verlassen. Die sich im unteren Teil ablagernden Stäube neigen zur Agglomeration. Speziell die durch die Fallrohre eingebrachten Stäube weisen aufgrund ihrer Gehalte an Alkalien bzw. niederschmelzenden Alkalien- haltigen Schlackenphasen eine große Agglomerationsneigung auf. Die über die Möllerzugabe in den Reduktionsschacht eingebrachten Stäube sowie die durch Abrieb und/oder Zerfall im Reduktionsschacht entstehenden Stäube neigen - bedingt durch die unter den vorherrschenden Reduktionsbedingungen begünstigte Bildung feinster Kristalle von metallischem Eisen und/oder Wüstit und deren Verfilzung - insbesondere in wenig bewegten Ablagerungszonen ebenfalls zur Ausbildung von
Agglomeraten. Bei Agglomeration von sich in Lücken des Festbettes befindenden Stäuben resultiert eine Verfestigung des Festbettes mit Ausbildung von Materialbrücken. Es können verfestigte Bereiche entstehen, die ein Nachrutschen von
Material zu den Vorrichtungen, die vorreduziertes Material aus dem Reduktionsschacht austragen, verhindern. Das
behindert einen regulären Betrieb des Reduktionsschachtes, der zur Herstellung regulärer Betriebsverhältnisse abgestellt und bergmännisch geräumt werden muss. Eine solche
Räumungsarbeit bedeutet sinkende Produktivität.
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bildung von Staubablagerungen im Reduktionsschacht zu vermindern oder zu vermeiden, und dadurch Agglomerationsprobleme zu
vermindern oder zu vermeiden. Technische Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein
Verfahren zur Reduktion von eisenoxidhaltigem Material, wobei das eisenoxidhaltige Material in einem Reduktionsschacht ein Festbett ausbildet, und in dem Reduktionsschacht mittels zumindest eines mit einem Druck pl in das Festbett
eingebrachten Vorreduktionsgases das eisenoxidhaltige
Material in vorreduziertes Material umgewandelt wird, und zumindest ein Teil dieses vorreduzierten Materials, bevorzugt das gesamte vorreduzierte Material, aus dem
Reduktionsschacht in einen Einschmelzvergaser eingebracht wird, in welchem es mittels eines unter einem Druck p2 stehenden Reduktionsgases fertigreduziert wird,
und wobei ein Topgas mit einem Druck p3 aus dem Raum oberhalb des Festbettes aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem Festbett zumindest ein Staubausblasgas mit einem Druck p4 aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet wird, und die Beziehung pl>p4 und pl>p3, bevorzugt auch p4>p3, gilt.
Unter „vorreduzieren" ist dabei zu verstehen ein
Reduktionsgrad von größer 70 %, bevorzugt größer 80 %, besonders bevorzugt bis zu 90 % oder größer, ganz besonders bevorzugt bis zu 95%, wobei mit diesen Formulierungen 90% und 95% mit umfasst sind. Unter „fertigreduzieren" ist dabei zu verstehen ein Reduktionsgrad von mehr als 95%, bevorzugt 98 % oder höher, besonders bevorzugt 99% oder höher.
Grundsätzlich ist der Reduktionsgrad nach dem „Vorreduzieren" immer kleiner als nach dem „Fertigreduzieren", wobei also zwei Reduktionsschritte vorliegen.
Unter Topgas ist das nach dem Durchströmen des Festbettes verbrauchte Vorreduktionsgas zu verstehen, das aus dem Rum oberhalb des Festbettes aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet wird . Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Staub nicht nur mittels des Topgases aus dem Reduktionsschacht
hinausbefördert, sondern auch mittels eines aus dem Festbett ausgeleiteten Staubausblasgases. Damit wird die sich im
Festbett ablagernde und Agglomeration verursachende Menge Staub vermindert.
Durch Einstellung des Verhältnisses der Drücke p3 und p4 kann das Verhältnis der als Topgas und als Staubausblasgas abgezogenen Gasmengen eingestellt werden.
Der Abzug des Staubausblasgases kann durch speziell dafür vorliegende Vorrichtungen, unabhängig vom Fluss des
vorreduzierten Materials in Richtung des Einschmelzvergasers erfolgen .
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zumindest ein Teil des zumindest einen Staubausblasgases zumindest während eines Teiles
des
vom vorreduzierten Material
beim Einbringen in den Einschmelzvergaser
zwischen Reduktionsschacht und Einschmelzvergaser zurückzulegenden
Weges gemeinsam mit diesem vorreduzierten Material in Richtung des Einschmelzvergasers geleitet.
Wenn Staubausblasgas gemeinsam mit dem vorreduzierten
Material in Richtung des Einschmelzvergasers geleitet wird, wird der Staub zusammen mit dem vorreduzierten Material mittelbar oder unmittelbar in den Einschmelzvergaser
befördert, wo er zumindest teilweise zu den Endprodukten Roheisen und Schlacke verarbeitet wird. Anderweitig ausgeblasener Staub müsste mittels einer besonderen
Vorrichtung wieder dem Einschmelzvergaser zugeführt oder anderweitig verwendet werden. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt die Beziehung p4>p2. Besonders dann, wenn
Staubausblasgas gemeinsam mit vorreduziertem Material in Richtung des Einschmelzvergasers geleitet wird, wird dadurch die Einbringung von Staub aus dem Einschmelzvergaser in den Reduktionsschacht durch unter p2 stehendes Reduktionsgas vermieden .
Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 2 gilt die Beziehung p2>p4, und das vorreduzierte Material wird in einer oder mehreren Stufen unter einen Gas-Zwischendruck pZ gebracht bevor oder während das vorreduzierte Material in den Einschmelzvergaser
eingebracht wird, wobei gilt ρΖ-ϊρ2.
Normalerweise ist beim Einbringen des vorreduzierten
Materials in den Einschmelzvergaser pZ=p2. Wenn dabei
zusätzlich ein Spülgas verwendet wird, ist pZ wenige mbar höher als p2.
Beispielsweise wird dabei im Laufe des Verfahrens der Gas- Zwischendruck pZ von pZ-Sp4 auf ρΖ-ϊρ2 erhoeht.
Dadurch wird es möglich, Einbringung von Staub aus dem
Einschmelzvergaser in den Reduktionsschacht durch unter p2 stehendes Reduktionsgas zu vermeiden, wenn p2>p4 ist. Das deshalb, weil eine Strömung des Reduktionsgases durch die Fallrohre in Richtung Reduktionsschacht unterbunden wird.
Dabei wird vorteilhafterweise dasjenige vorreduzierte
Material aus dem Reduktionsschacht, das in den
Einschmelzvergaser eingebracht wird, vor dem Einbringen in den Einschmelzvergaser in einem Zwischenbehälter
zwischengespeichert, wobei in dem Zwischenbehälter zwischen dem oberen Ende des bei der Zwischenspeicherung gebildeten Materialpolsters - das heißt die dem zuströmenden vorreduzierten Material zugekehrte Seite des Materialpolsters - und dem unteren Ende dieses Materialpolsters - das heißt dem Ende des Materialpolsters, von dem aus vorreduziertes Material in Richtung des Einschmelzvergasers 4 abgezogen wird - eine Druckdifferenz von Apzw herrscht. Aus dem
Zwischenbehälter wird ein Staubaustragsgas abgezogen, welches einen Staubaustragsgas-Druck p5 aufweist, wobei gilt p5<p4 und p5<p2.
Für Apzw gilt Apzw kleiner/gleich (p2 - p5) ,
also Apzw -S (p2 - p5) .
Apzw sorgt dafür, dass keine Kurzschlussströmung zwischen der das Staubaustragsgas abführenden Staubaustragsgasableitung und dem Einschmelzvergaser auftritt, die eine Lieferung von Reduktionsgas in den Reduktionsreaktor über die
Vorreduktionsgaszufuhrleitung 2 vermindern oder unterbinden würde .
Wenn staubbeladenes Gas, das aus dem Einschmelzvergaser durch den Zwischenbehälter in Richtung Reduktionsreaktor strömt, durch den Materialpolster im Zwischenbehälter strömt, scheidet sich der Staub in den Zwischenräumen des
Materialpolsters teilweise ab. Je mehr Staub abgeschieden wird, desto höher ist Apzw aufgrund des steigenden
Strömungswiderstandes, den das Gas überwinden muss um den Materialpolster zu durchqueren.
Nach einer Ausführungsform umfasst das Staubaustragsgas das Staubausblasgas, und ist p4 = p5.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das vorreduzierte Material unter den Gas-Zwischendruck pZ gebracht, indem das vorreduzierte Material in einen
Zwischenbehälter mit Druckschleusungsvorrichtungen oder nacheinander in mehrere Zwischenbehälter mit
Druckschleusungsvorrichtungen eingebracht wird.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt pl>p2. Das Vorreduktionsgas kann aus verschiedenen Quellen stammen. Beispielsweise kann es aus einer externen Gasquelle stammen. Unter einer externen Gasquelle ist eine Gasquelle zu
verstehen, bei der zur Bereitstellung des Vorreduktionsgases keine Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Vorreduktion des eisenoxidhaltigem Materials beziehungsweise zur Reduktion des vorreduzierten Material stattfinden. Dabei kann es sich beispielsweise um Erdgas, Raffineriegase,
Kokereigase, oder Gase aus Kohlevergasungs/- entgasungsprozessen handeln.
Das Vorreduktionsgas kann auch aus internen Gasquellen stammen. Unter einer internen Gasquelle ist eine Gasquelle zu verstehen, bei der zur Bereitstellung des Vorreduktionsgases Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vorreduktion des eisenoxidhaltigem Materials beziehungsweise zur Reduktion des vorreduzierten Material stattfinden. Beispielsweise kann es sich um ein entsprechend aufbereitetes Topgas handeln, wobei die Aufbereitung beispielsweise Entstaubung, CO2- Entfernung, Erwärmung, Abkühlung, Kompression, umfassen kann. Ein anderes Beispiel ist die Nutzung von in dem
Einschmelzvergaser eines COREX®-Verfahrens , dem
Einschmelzvergaser, anfallendem Reduktionsgas. Das aus dem Einschmelzvergaser abgezogene Reduktionsgas wird allgemein mit dem Begriff Generatorgas bezeichnet. Dieses Generatorgas kann nach entsprechender Aufbereitung wie Entstaubung und Abkühlung im Reduktionsschacht des erfindungsgemäßen
Verfahrens als Vorreduktionsgas eingesetzt werden. Nach einer anderen Variante seiner Nutzung kann das Generatorgas in einem anderen Reduktionsschacht zur Reduktion genutzt werden, aus welchem es nach Erfüllung seiner Reduktionsaufgabe abgezogen und nach entsprechender Aufbereitung analog dem Topgas genutzt werden kann. Es können auch Gemische aus externen und internen Gasquellen als Vorreduktionsgas genutzt werden. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei oder mehr unter voneinander verschiedenen Drücken stehende Vorreduktionsgase in das Festbett eingebracht, wobei für je zwei in horizontaler Richtung gesehen vertikal direkt benachbart eingebrachte Vorreduktionsgase gilt, dass das jeweils tiefer eingebrachte Vorreduktionsgas einen höheren Druck hat als das höher eingebrachte Vorreduktionsgas.
Bei einer derartigen Verfahrensführung strömt das höher eingebrachte Vorreduktionsgas in Richtung der Oberfläche des Festbettes, während das tiefer eingebrachte Vorreduktionsgas auch in die entgegengesetzte Richtung strömt und entsprechend eine Ausleitung von Staubausblasgas aus Regionen des
Festbettes, die unterhalb des tiefsten Höhenniveaus der
Einleitung von Vorreduktionsgas in den Reduktionsschacht liegen, ermöglicht. Vorteilhaft ist dabei, dass
Vorreduktionsgase mit verschiedener Reduktionskraft an verschiedenen Stellen in den Reduktionsschacht eingebracht werden können. Das erlaubt eine bessere Steuerung der
Vorreduktion und somit eine erhöhte Produktivität.
Gegenüber dem Stand der Technik kann mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren eine höhere Verfügbarkeit des Reduktionsschachtes erzielt werden, der entsprechend
produktiver ist und kleiner ausgelegt werden kann. Die
Verwendung bisher problematischer Einsatzstoffe mit hohem Staubanteil beziehungsweise großer Neigung zur Bildung von Staub im Reduktionsschacht wird ebenso ermöglicht.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens, umfassend
einen Reduktionsschacht,
zumindest eine in den Reduktionsschacht mündende
Vorreduktionsgas zufuhrleitung,
eine von dem Reduktionsschacht ausgehende Topgasableitung, einen Einschmelzvergaser, ein Einbringungssystem zur Einbringung von im
Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmel zvergaser,
eine von dem Reduktionsschacht ausgehende
Staubausblasgasableitung .
Das Einbringungssystem zur Einbringung von im
Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmelzvergaser kann dabei beispielsweise eine oder mehrere Leitungen, Zwischenbehälter,
Druckschleusungsvorrichtungen und Dosiereinrichtungen zur kontrollierten Zufuhr des vorreduzierten Materials vom
Reduktionsschacht in den Einschmelzvergaser umfassen. Es kann beispielsweise auch umfassen pneumatische Förderleitungen oder Förderbänder oder Fallrohre. Die Dosiereinrichtung können beispielweise in Form von Förderschnecken oder
Zellenradschleusen ausgebildet sein.
Unter Einschmelzvergaser ist eine Vorrichtung zu verstehen, in dem eingebrachtes vorreduziertes Material mittels eines durch Vergasung von Kohlenstoffträgern mit technisch reinem Sauerstoff gewonnenen Reduktionsgases fertigreduziert und erschmolzen wird unter einem Druck des Reduktionsgases von von 3-5 bar absolut oder höher und bei einer Temperatur des Reduktionsgases von etwa 900 bis 2400°C - an der
Festbettoberfläche bis zur Düsenebene zur Eindüsung des technisch reinen Sauerstoffs. Ein Hochofen ist nicht unter dem Begriff Einschmelzvergaser zu verstehen. Vorzugsweise umfasst das Einbringungssystem zur Einbringung von im Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmelzvergaser auch zumindest einen Teil der
Staubausblasgasableitung. Dadurch ist es möglich,
Staubausblasgas gemeinsam mit dem vorreduzierten Material aus dem Reduktionsschacht auszuleiten.
Vorzugsweise umfasst das Einbringungssystem zur Einbringung von im Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den Einschmelzvergaser eine oder mehrere Leitungen mit einem oder mehreren Zwischenbehältern und gegebenenfalls einer oder mehreren Druckschleusungsvorrichtungen. Die
Druckschleusungsvorrichtungen können auch an den
Zwischenbehältern vorgesehen sein.
Nach einer Ausführungsform ist dabei zumindest ein
Zwischenbehälter mit einer Staubaustragsgasableitung
versehen. Auf diese Weise kann aus einem solchen
Zwischenbehälter Staub ausgetragen werden, indem Gas aus ihm abgezogen wird, welches Staub mitreißt. Dieses Gas wird im Rahmen dieser Anmeldung Staubaustragsgas genannt.
Nach einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße
Vorrichtung zwei oder mehrere in verschiedenen Höhenniveaus in den Reduktionsschacht mündende
Vorreduktionsgaszufuhrleitungen auf .
Auf diese Weise können zwei oder mehr unter voneinander verschiedenen Drücken stehende Vorreduktionsgase - gleicher oder verschiedener Zusammensetzung - in das Festbett im
Reduktionsschacht eingebracht werden.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand mehrerer schematischer beispielhafter Figuren von Ausführungsformen erläutert .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figur 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figuren 4a und 4b zeigen eine Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens während zwei Arbeits-Takten des Verfahrens. Figur 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen
Verfahrens . Beschreibung der Ausführungsformen
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung eines
erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung umfasst einen Reduktionsschacht 1, eine in den Reduktionsschacht 1 mündende Vorreduktionsgaszufuhrleitung 2, eine von dem
Reduktionsschacht 1 ausgehende Topgasableitung 3, einen
Einschmelzvergaser 4, ein Einbringungssystem 5 zur
Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem
Material in den Einschmelzvergaser 4, sowie eine von dem Reduktionsschacht 1 ausgehende Staubausblasgasableitung 6. In dem Reduktionsschacht 1 bildet eisenoxidhaltiges Material ein Festbett 7 aus. Vorreduktionsgas, welches über die
Vorreduktionsgaszufuhrleitung 2 in das Festbett 7 eingebracht wird, steht unter einem Druck pl . Durch das Vorreduktionsgas wird das eisenoxidhaltige Material in vorreduziertes Material umgewandelt. Vorreduziertes Material wird über das
Einbringungssystem 5 zur Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem Material in den Einschmelzvergaser 4
eingebracht. Dort wird es mittels des unter einem Druck p2 stehenden Reduktionsgases 8 - welches im Einschmelzvergaser 1 durch Vergasung von Kohlenstoffträgern erzeugt wird - fertigreduziert und erschmolzen.
Nach dem Durchströmen des Festbettes 7 verbrauchtes
Vorreduktionsgas wird aus dem Raum oberhalb des Festbettes 7 als unter einem Druck p3 stehendes Topgas aus dem
Reduktionsschacht 1 ausgeleitet.
Über die vom Reduktionsschacht 1 ausgehende
Staubausblasgasableitung 6 wird ein unter einem Druck p4 stehendes Staubausblasgas aus dem Festbett 7 aus dem
Reduktionsschacht 1 ausgeleitet. Es gilt die Beziehung pl>p4 und pl>p3. Ebenso gilt p4>p2 und p4>p3. Es gilt auch pl>p2. In Figur 2 gilt p2>p4. Das vorreduzierten Material 9 wird in einer Stufe - in dem Zwischenbehälter 10 - unter einen Gas- Zwischendruck pZ gebracht, bevor es in den Einschmelzvergaser 4 eingebracht wird. Dabei gilt pZ-p2. In Figur 2 ist die Situation beim Einbringen des vorreduzierten Materials in den Einschmelzvergaser 4 dargestellt durch aus dem
Zwischenbehälter 10 in den Einschmelzvergaser 4 fallende Partikel .
Beim nicht dargestellten Einschleusen von vorreduziertem Material in den Zwischenbehälter 10 würde gelten pZ=p4<p2.
In Figur 2 umfasst das Einbringungssystem zur Einbringung von im Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmelzvergaser auch einen Teil der
Staubausblasgasableitung 6.
Dargestellt sind auch Druckschleusungsvorrichtungen vor und hinter dem Zwischenbehälter 10 durch jeweils zwei waagrechte Striche bei den Reduktionsschacht 1 und Einschmelzvergaser 4 verbindenden Leitung des Einbringungssystems 5. In der in Figur 2 dargestellten Situation ist die
Druckschleusungsvorrichtung in der den Reduktionsschacht 1 and Zwischenbehälter 10 verbindenden Leitung geschlossen, und die Druckschleusungsvorrichtung in der den Zwischenbehälter 10 mit dem Einschmelzvergaser 4 verbindenden Leitung offen. In Figur 3 ist ein Ausschnitt aus dem
einschmelzvergaserseitigen Endbereich des Reduktionsschachtes 1, ein Ausschnitt aus dem Einschmelzvergaser 4, und das
Einbringungssystem 5 zur Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem Material in den Einschmelzvergaser 4
gezeigt. Sichtbar ist am Reduktionsschacht 1 der Bereich der Bustie, in dem die Vorreduktionsgaszufuhrleitung 2 in den Reduktionsschacht 1 mündet. Sichtbar ist auch eine
Förderschnecke, die vorreduziertes Material aus dem
Reduktionsschacht befördert. Das Einbringungssystem 5 zur Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem
Material in den Einschmelzvergaser 4 umfasst einen
Zwischenbehälter 11. Dargestellt ist auch ein Materialpolster aus vorreduziertem Material im Zwischenbehälters 11. Zwischen dem oberen Ende des Materialpolsters und dem unteren Ende des Materialpolsters herrscht eine Druckdifferenz von Apzw. Der Zwischenbehälter 11 ist mit einer Staubaustragsgasableitung 12 versehen. Über diese wird mittels eines unter einem Druck p5 stehenden Staubaustragsgases , dargestellt durch einen gewellten Pfeil, Staub aus dem Zwischenbehälter 11
ausgetragen. Staubausblasgas, dargestellt durch einen geraden Pfeil, wird unter dem Druck p4 stehend abgezogen. Es gilt p5<p4 und und p5<p2, und es gilt
Apzw kleiner/gleich (p2 - p5) .
Grundsätzlich ist auch eine Ausführungsform möglich, bei der im Unterschied zu Figur 3 eine Leitung aus der dargestellten Gruppe von Leitungen bestehend aus Staubausblasgasableitung 6 und Staubaustragsgasableitung 12 nicht vorhanden ist.
Es kann beispielsweise sein, dass im Unterschied zu Figur 3 die dort bei der Förderschnecke eingezeichnete
Staubausblasgasableitung 6 nicht vorhanden ist. Dann wäre die vom Zwischenbehälter 11 ausgehende Leitung auch als
Staubausblasgasableitung anzusehen, denn sie leitet ja aus dem Festbett ein Staubausblasgas mit einem Druck - der als p4 zu bezeichnen wäre - aus dem Reduktionsschacht aus. Dann umfasst das Staubaustragsgas das Staubausblasgas, und es ist p4 = p5.
Oder es kann sein, dass eine Staubausleitung zum Staubaustrag an beliebiger Stelle innerhalb der Sektion des
Einbringsystems 5 zwischen Reduktionsschacht 1 und
Zwischenbehälter 11 realisiert ist, statt der in Figur 3 dargestellten Staubaustragsgasleitung 12 und der
Staubausblasgasableitung 6. Da in diesem Fall das durch diese Staubausleitung ausgeführte Gas den in Figur 3 durch die Staubausblasgasableitung 6 und die Staubaustragsgasableitung 12 ausgeführten Staub ausleitet, und damit diese beiden
Leitungen ersetzt, gilt p4=p5.
In den Figuren 4a und 4b ist dargestellt, wie in einen
Reduktionsschacht 1 zwei Vorreduktionsgaszufuhrleitungen 2a, 2b in verschiedener Höhe einmünden. Dadurch können
beispielsweise zwei Reduktionsgase mit unterschiedlichem Reduktionspotential eingeleitet werden, gegebenenfalls mit unterschiedlichem Druck.
Ebenfalls dargestellt ist, dass das Einbringungssystem 5 zur Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem
Material in den Einschmelzvergaser 4 eine Leitung mit
mehreren Zwischenbehältern und mehreren
Druckschleusungsvorrichtungen umfasst. Das vorreduzierte Material wird unter den Gas-Zwischendruck pZ, der im letzten Zwischenbehälter 13 vor dem Einschmelzvergaser 4 herrscht, gebracht, indem das vorreduzierte Material nacheinander in mehrere Zwischenbehälter 14,15 mit
Druckschleusungsvorrichtungen 16,17 - dargestellt durch jeweils ein Paar waagrechter Striche - eingebracht wird.
Dosiereinrichtungen sind mit ein Kreuz beinhaltenden Kreisen dargestellt .
Das Einbringungssystem zur Einbringung von im
Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmelzvergaser umfasst auch einen Teil der
Staubausblasgasableitung 6. Weitere Teile der
Staubausblasgasableitung 6 gehen von den Zwischenbehältern 14 und 15 aus .
Der Sinn der drei Zwischenbehälter 13,14,15 besteht darin, dass in einem ersten Takt (a) - dargestellt in Figur 4a - vorreduziertes Material aus dem obersten 14 Zwischenbehälter in den mittleren Zwischenbehälter 15 chargiert wird, wobei der Material- und Gasfluss zwischen dem mittleren
Zwischenbehälter 15 und dem unteren Zwischenbehälter 13 durch die Druckschleusungsvorrichtung 17 gesperrt ist und Staub aus dem mittleren Zwischenbehälter 15 über die von diesem
ausgehende Staubausblasgasableitung 6 abgesaugt wird. Nach Umschalten auf Takt (b) - dargestellt in Figur 4b - wird aus dem mittleren Zwischenbehälter 15 vorreduziertes Material in den unteren Zwischenbehälter 13 chargiert, wobei der
Material- und Gasfluss zwischen dem oberen Zwischenbehälter 14 und dem mittleren Zwischenbehälter 15 durch die
Druckschleusungsvorrichtung 16 gesperrt ist und Staub aus dem oberen Zwischenbehälter 14 über die von diesem ausgehende Staubausblasgasableitung 6 abgesaugt wird; außerdem wird der obere Zwischenbehälter 14 mit vorreduziertem Material aus dem Reduktionsschacht 1 befüllt.
Somit kann kontinuierlich Material aus dem Reduktionsschacht 1 ausgetragen und in den Einschmelzvergaser 4 eingetragen werden, wobei Staub hierbei dem vorreduzierten Material in den Einschmelzvergaser folgt oder durch die
Staubausblasgasableitungen 6 ausgetragen wird.
Figur 5 zeigt schematisch eine Ausführungsform, bei der das Einbringungssystem 5 zur Einbringung von im Reduktionsschacht 1 vorreduziertem Material in den Einschmelzvergaser 4 anders aufgebaut ist als in der vorhergehenden Figuren. Es umfasst eine Heißtransportvorrichtung 18 mit Förderband zur Förderung von heißem vorreduziertem Material unter Schutzgasatmosphäre zwischen zwei Zwischenbehältern.
Um Zwischenbehälter unter einen bestimmten Druck zu setzen, kann beispielsweise ein Gas in den Zwischenbehälter
eingeleitet werden oder Gas aus dem Zwischenbehälter
abgezogen werden. Zur Durchführung solche Operationen
notwendige Leitungssysteme sind zur besseren
Übersichtlichkeit in den Figuren nicht dargestellt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen. Liste der Bezugszeichen
1 Reduktionsschacht
2 Vorreduktionsgaszufuhrleitung
3 Topgasableitung
4 Einschmelzvergaser
5 Einbringungssystem
6 Staubausblasgasableitungen
7 Festbett
8 Reduktionsgas
9 vorreduziertes Materials
10 Zwischenbehälter
11 Zwischenbehälter
12 Staubaustragsgasableitung
13 Zwischenbehälter
14 Zwischenbehälter
15 Zwischenbehälter
16 Druckschleusungsvorrichtung
17 Druckschleusungsvorrichtung
18 Heißtransportvorrichtung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Reduktion von eisenoxidhaltigem Material, wobei das eisenoxidhaltige Material in einem
Reduktionsschacht ein Festbett ausbildet, und in dem
Reduktionsschacht mittels zumindest eines mit einem Druck pl in das Festbett eingebrachten
Vorreduktionsgases das eisenoxidhaltige Material in vorreduziertes Material umgewandelt wird,
und zumindest ein Teil dieses vorreduzierten Materials, bevorzugt das ganze vorreduzierte Material, aus dem Reduktionsschacht in einen Einschmelzvergaser
eingebracht wird, in welchem es mittels eines unter einem Druck p2 stehenden Reduktionsgases
fertigreduziert wird,
und wobei ein Topgas mit einem Druck p3 aus dem Raum oberhalb des Festbettes aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem Festbett zumindest ein Staubausblasgas mit einem Druck p4 aus dem Reduktionsschacht ausgeleitet wird, und die Beziehung pl>p4 und pl>p3, bevorzugt auch p4>p3, gilt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des zumindest einen
Staubausblasgases zumindest während eines Teiles
des
vom vorreduzierten Material
beim Einbringen in den Einschmelzvergaser
zwischen
Reduktionsschacht und Einschmelzvergaser zurückzulegenden
Weges gemeinsam mit diesem vorreduzierten Material in
Richtung des Einschmelzvergasers geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung p4>p2 gilt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beziehung p2>p4 gilt, und das vorreduzierte Material in einer oder mehreren Stufen unter einen Gas-Zwischendruck pZ gebracht wird bevor oder während das vorreduzierte Materials in den
Einschmelzvergaser eingebracht wird, wobei gilt pZ-^p2
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dasjenige vorreduzierte Material aus dem
Reduktionsschacht, das in den Einschmelzvergaser eingebracht wird, vor dem Einbringen in den
Einschmelzvergaser in einem Zwischenbehälter
zwischengespeichert wird, wobei in dem Zwischenbehälter zwischen dem oberen Ende des bei der
Zwischenspeicherung gebildeten Materialpolsters und dem unteren Ende dieses Materialpolsters eine
Druckdifferenz von Apzw herrscht,
und wobei aus dem Zwischenbehälter ein Staubaustragsgas abgezogen wird, welches einen Staubaustragsgas-Druck p5 aufweist, wobei gilt p5<p4 und p5<p2,
und wobei gilt Apzw -S (p2 - p5) .
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Staubaustragsgas das Staubausblasgas umfasst, und p4 = p5 ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vorreduzierte Material unter den Gas-Zwischendruck pZ gebracht wird, indem das vorreduzierte Material in einen Zwischenbehälter mit Druckschleusungsvorrichtungen oder nacheinander in mehrere Zwischenbehälter mit Druckschleusungsvorrichtungen eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass gilt pl>p2.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr unter voneinander verschiedenen Drücken stehende Vorreduktionsgase in das Festbett eingebracht werden, wobei für je zwei in horizontaler Richtung gesehen vertikal direkt
benachbart eingebrachte Vorreduktionsgase gilt, dass das jeweils tiefer eingebrachte Vorreduktionsgas einen höheren Druck hat als das höher eingebrachte
Vorreduktionsgas .
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend einen
ReduktionsSchacht,
zumindest eine in den Reduktionsschacht mündende
Vorreduktionsgas zufuhrleitung,
eine von dem Reduktionsschacht ausgehende
Topgasableitung,
einen Einschmelzvergaser,
ein Einbringungssystem zur Einbringung von im
Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den
Einschmel zvergaser,
eine von dem Reduktionsschacht ausgehende
Staubausblasgasableitung . 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass das Einbringungssystem zur
Einbringung von im Reduktionsschacht vorreduziertem Material in den Einschmelzvergaser auch zumindest einen Teil der Staubausblasgasableitung umfasst.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Einbringungssystem zur
Einbringung von im Reduktionsschacht vorreduziertem Material m den Emschmelzvergaser eine oder mehrere Leitungen mit einem oder mehreren Zwischenbehältern und gegebenenfalls einer oder mehreren
Druckschleusungsvorrichtungen umfasst .
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest ein Zwischenbehälter mit einer Staubaustragsgasableitung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehrere in verschiedenen Höhenniveaus in den Reduktionsschacht mündende Vorreduktionsgaszufuhrleitungen aufweist.
PCT/EP2012/067610 2011-09-30 2012-09-10 Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung Ceased WO2013045260A2 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2850393A CA2850393A1 (en) 2011-09-30 2012-09-10 Method and device for producing pig iron
RU2014117375A RU2606135C2 (ru) 2011-09-30 2012-09-10 Способ и устройство для выплавки чугуна
AU2012314727A AU2012314727A1 (en) 2011-09-30 2012-09-10 Method and device for producing pig iron
EP12761570.6A EP2761036A2 (de) 2011-09-30 2012-09-10 Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung
KR1020147011897A KR20140090174A (ko) 2011-09-30 2012-09-10 선철 제조 방법 및 장치
US14/348,290 US9428818B2 (en) 2011-09-30 2012-09-10 Method and device for producing pig iron
BR112014007560A BR112014007560A2 (pt) 2011-09-30 2012-09-10 método de redução de material contendo óxido de ferro e dispositivo para realização de um método
CN201280047574.3A CN103842525B (zh) 2011-09-30 2012-09-10 生产生铁的方法和设备
UAA201403168A UA113064C2 (xx) 2011-09-30 2012-10-09 Спосіб і пристрій для виплавки чавуну
ZA2014/02204A ZA201402204B (en) 2011-09-30 2014-03-25 Method and device for producing pig iron

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1421/2011A AT512017B1 (de) 2011-09-30 2011-09-30 Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung
ATA1421/2011 2011-09-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2013045260A2 true WO2013045260A2 (de) 2013-04-04
WO2013045260A3 WO2013045260A3 (de) 2013-06-27

Family

ID=46880684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/067610 Ceased WO2013045260A2 (de) 2011-09-30 2012-09-10 Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9428818B2 (de)
EP (1) EP2761036A2 (de)
KR (1) KR20140090174A (de)
CN (1) CN103842525B (de)
AT (1) AT512017B1 (de)
AU (1) AU2012314727A1 (de)
BR (1) BR112014007560A2 (de)
CA (1) CA2850393A1 (de)
RU (1) RU2606135C2 (de)
UA (1) UA113064C2 (de)
WO (1) WO2013045260A2 (de)
ZA (1) ZA201402204B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3150729A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-05 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zum chargieren von eisenträger-material
EP3255157A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-13 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren zur direktreduktion mit trockener ventgasentstaubung

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3269830A4 (de) * 2015-03-13 2018-08-08 Tleugabulov, Suleiman Verfahren zur verringerung des schmelzens von stahl und vorrichtung zur ausführung dieses verfahrens
CN112981030B (zh) * 2021-02-23 2022-10-14 中冶南方工程技术有限公司 一种还原竖炉

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4235425A (en) * 1979-07-16 1980-11-25 Midrex Corporation Impact bed gasifier-melter
US4358310A (en) * 1981-02-18 1982-11-09 Midrex Corporation Dry collection of metallized fines
DE4240197C2 (de) * 1992-11-30 1996-04-18 Vuletic Bogdan Dipl Ing Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Eisenerzen und Vorrichtung zur thermischen und/oder chemischen Behandlung eines leicht zerfallenden Materials oder zur Herstellung von Roheisen mittels dieses Verfahrens
US5435831A (en) * 1994-08-12 1995-07-25 Midrex International B.V. Rotterdam, Zurich Branch Circulating fluidizable bed co-processing of fines in a direct reduction system
AT406482B (de) 1995-07-19 2000-05-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens
DE19623246C1 (de) * 1996-05-30 1997-10-02 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und Vorrichtung zur Beschickung eines Einschmelzvergasers mit Vergasungsmitteln und Eisenschwamm
AT405525B (de) 1996-06-28 1999-09-27 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zum herstellen von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
AT404138B (de) * 1996-10-08 1998-08-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten sowie anlage zur durchführung des verfahrens
US6224649B1 (en) 1998-07-06 2001-05-01 Hylsa, S.A. De C.V. Method and apparatus for reducing iron-oxides-particles having a broad range of sizes
JP4352489B2 (ja) * 1998-12-09 2009-10-28 Ｊｆｅスチール株式会社 金属製錬炉の付着ダスト厚み検出装置及び付着ダスト除去方法
DE19859354A1 (de) * 1998-12-22 2000-07-06 Der Gruene Punkt Duales Syst Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen
AT409387B (de) 2000-06-28 2002-07-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur gasreduktion von teilchenförmigen oxidhältigen erzen
KR100568352B1 (ko) * 2001-12-21 2006-04-05 주식회사 포스코 발생분진을 단광으로 괴성화하여 원료로 이용하는용선제조방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3150729A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-05 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zum chargieren von eisenträger-material
WO2017055419A1 (de) * 2015-10-02 2017-04-06 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zum chargieren von eisenträger-material
CN106987671A (zh) * 2015-10-02 2017-07-28 首要金属科技奥地利有限责任公司 用于装载铁载体材料的方法和装置
RU2701773C1 (ru) * 2015-10-02 2019-10-01 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Способ и устройство для загрузки железосодержащего материала
EP3255157A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-13 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren zur direktreduktion mit trockener ventgasentstaubung
WO2017211956A1 (de) * 2016-06-09 2017-12-14 Primetals Technologies Austria GmbH Verfahren und vorrichtung zur direktreduktion mit trockener ventgasentstaubung
RU2740743C2 (ru) * 2016-06-09 2021-01-20 Прайметалз Текнолоджиз Аустриа ГмбХ Способ и устройство для прямого восстановления с сухим обеспыливанием отходящего газа
AU2017276738B2 (en) * 2016-06-09 2021-12-23 Primetals Technologies Austria GmbH Method and apparatus for direct reduction with dry vent-gas dedusting
US11697855B2 (en) 2016-06-09 2023-07-11 Primetals Technologies Austria GmbH Method and device for direct reduction with dry vent gas de-dusting

Also Published As

Publication number Publication date
UA113064C2 (xx) 2016-12-12
AT512017B1 (de) 2014-02-15
US20140224068A1 (en) 2014-08-14
RU2014117375A (ru) 2015-11-10
WO2013045260A3 (de) 2013-06-27
KR20140090174A (ko) 2014-07-16
EP2761036A2 (de) 2014-08-06
US9428818B2 (en) 2016-08-30
CN103842525B (zh) 2015-11-25
RU2606135C2 (ru) 2017-01-10
ZA201402204B (en) 2015-03-25
AU2012314727A1 (en) 2014-04-24
AT512017A1 (de) 2013-04-15
CN103842525A (zh) 2014-06-04
BR112014007560A2 (pt) 2017-04-04
CA2850393A1 (en) 2013-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0670910B1 (de) Verfahren zur herstellung von roheisen aus eisenerzen und vorrichtung zur thermischen und/oder chemischen behandlung eines leicht zerfallenden materials oder zur herstellung von roheisen mittels dieses verfahrens
AT512017B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur roheisenerzeugung
AT508930A4 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von presslingen
AT509357B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reduktion von eisenerzhältigen einsatzstoffen oder zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
EP2384371B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
EP0183677A2 (de) Verfahren und Anlage zur Direktreduktion von Eisenoxidteilchen und zum Einschmelzen der erhaltenen Eisenschwammpartikel in einem Einschmelzvergaser
AT406963B (de) Verfahren zur herstellung von eisenbriketts und/oder kaltem eisenschwamm
DE69100666T2 (de) Vorreduktionsofen von einer Anlage zur Schmelzreduktion von Eisenerz.
AT404138B (de) Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder stahlvorprodukten sowie anlage zur durchführung des verfahrens
WO2019096495A1 (de) Reduktionsgaszufuhr für direktreduktion
DE60021064T2 (de) Wirbelbettreduktionsreaktor für das Reduzieren von feinem Eisenerz und das Zuführen des reduzierten Erzes zu einem Schmelzvergaser
AT508953B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur chargierung in ein einschmelzaggregat
EP3150729A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum chargieren von eisenträger-material
EP0925375B1 (de) Verfahren zum herstellen von metallschwamm
WO2013041342A2 (de) Vorrichtung zur zufuhr von energieträgern, eisenträgern sowie zusatzstoffen auf die oberfläche eines festbettes
EP0904415A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung von eisenschwamm
EP1117844B1 (de) Verfahren zum herstellen von eisen, insbesondere stahl
AT409139B (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines schachtofens
AT510586B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ausschleusen von staubpartikeln aus einer staublinie
WO2013120639A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur reduktion von eisenoxidhältigen einsatzstoffen in einem hochdruckreduktionsaggregat
AT410221B (de) Vorrichtung und verfahren zur erzeugung von roheisen und/oder stahlvorprodukten
DE19920209C2 (de) Verfahren mit Lanze zur Rückführung von bei der Stahlherstellung in einem Konverter, insbesondere einem LD-Konverter, anfallenden Stahlwerksstäuben
EP1831406A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von metallen und/oder metallvorprodukten
AT410323B (de) Verfahren und vorrichtung zum behandeln von teilchenförmigem material
EP2677043A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem Roheisen oder flüssigem Stahlvorprodukt

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012761570

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2850393

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14348290

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012314727

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20120910

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201403168

Country of ref document: UA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014117375

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

Ref document number: 20147011897

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014007560

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014007560

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20140328