DE1458771A1 - Verfahren zum Reduzieren von Eisenerzen im Drehrohrofen - Google Patents
Verfahren zum Reduzieren von Eisenerzen im DrehrohrofenInfo
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Description
Meue
Unterlagen
FrankfurVfcain, den lO.Juni 1968
METALLGESELLSCHAFT A.G.
Frankfurt/Main
Frankfurt/Main
Verfahren zum Reduzieren von Eisenerzen im Jrehrohrofen
Es sind mehrere Vorschläge bekannt, um flüssigen Brennstoff, wie z.B. Schweröl oder Abfallkohlenwasserstoffe, bei der
Reduktion von Erzen, speziell von eisenhaltigen Erzen, nicht nur als Heiz-, sondern auch als Reduktionsmittel zu verwenden.
!fach einem solchen bekannten Verfahren soll Erdöl unter Sauerstoffmangel
verbrannt und der entstehende Ruß auf dem zu reduzierenden Erz niedergeschlagen werden. Das mit Kohlenstoff
beladene Produkt wird einer Reduktionsanlage, z.B. dem Hochofen,
zur Weiterverarbeitung zugeführt. Auch ist der Vorschlag bekannt, Erze mit dem flüssigen Brennstoff vor dem Eintrag
in den Reduktionsofen zu tränken und gegebenenfalls den Wärmebedr'.r:'-l3r
endothermen chemischen Reaktionen durch Y/ärmeträger
•δλχ decken, die außerhalb der Reaktionszone aufgeheizt werden.
Alle bekanntgewordenen Vorschläge haben den Nachteil gemeinsam, daß der flüssige Brennstoff nur sehr unvollkommen für die Zwecke
der Reduktion ausgenützt v/erden kann, weil er zu einem erheblichen Teil verdampft und aus der Reduktionszone entweicht,,
bevor er al3 Reduktionsmittel wirksam werden kann. Außerdem
iut besonders bei dem Vorschlag, das zu reduzierende Erz mit
dem alo Reduktionsmittel zu verwendenden Öl zu tränken, die
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Menge des als Reduktionsmittel einsetzbaren Öles schon dadurch
sehr begrenzt, weil die geringe Porosität der meisten Erze nur eine sehr kleine ölaufnähme ermöglicht. Bei dem bekannten Verfahren
erfolgt die Spaltung der flüssigen Brennstoffe entweder in der Gasphase oder an der Oberfläche der Ofenbeschickung, so
daß der Hauptteil der Spaltprodukte von den Ofenabgasen ausgetragen wird, bevor er als Reduktionsmittel wirksam geworden
ist. Beim bekannten Einbringen des ölgetränkten Erzes in den Drehrohrofen auf übliche Weise, d. h. bei Eintrag-·.am oberen
Ende des Drehrohrοfens, verdampft das Öl bereits in den Zonen
des Ofens, in denen weder eine Spaltung des Brennstoffes noch eine Reduktion von z. B. Eisenoxyden zu metallischen Eisen in
nennenswertem Ausmaß stattfinden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten
Vorschläge, die es ermöglicht, flüssige Brennstoffe, wie insbesondere schwere Heizöle und Abfallkohlenwasserstoffe,
in weit höherem Maße als es bisher möglieh gewesen war, als Reduktionsmittel
für die Reduktion von Erzen, insbesondere von Eisen- und/oder Mckelerzen, nutzbar zu machen. Erfindungsgemäß
werden poröse Trägersubstanzen, die mit den flüssigen Brennstoffen
getränkt sind, in den Drehrohrofen an Stellen eingeführt, an denen dieser bereits eine Temperatur von mindestens 600 ,
vorzugsweise 900° C, und darüber hat. Vorteilhalt wird dafür
gesorgt, daß an den Stellen, an denen die ölgetränkten Träger-
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stoffe aufgegeben werden, bereits ein guter Füllungsgrad des
Ofens vorliegt, der zweckmäßig mindestens 10 c;ö und Torzugsweise
15 ^ und darüber betragen sollte. Dieser Füllungsgrad
kann z. B. dadurch erreicht werden, daß das zu reduzierende Erz und gegebenenfalls Zuschlagstoffe dem Ofen oberhalb der
Aufgabestelle für die ölgetränkten Trägersubstanzen, zweckmäßig an seinem obersten Punkt, in entsprechender Menge aufgegeben
werden. Außerdem ist es möglich, einen Teil des Reduktionsmittelbedarfs durch vorzugsweise gasarme Kohle zu
decken, die gemeinsam mit dem zu reduzierenden Erz dem Drehrohrofen
an seinem oberen Ende aufgegeben wird.
Der erforderliche Füllungsgrad des Ofens kann aber auch dadurch aufrechterhalten werden, daß der Ofen ausschließlich
in seinem mittleren und unteren Bereich chargiert wird und durch geeignete Einstellung der Austragsrnenge für entsprechenden
Rückstau gesorgt wird.
In jedem Fall ist es erfindungsgemäß notwendig, den Ofeninhalt in an sich bekannter Weise, z. B. mit Hilfe von Mantelbrennern,
bis zu der Aufgabestelle für die ölgetränkte Trägersubstanz auf die erforderliche Temperatur von mindestens
600° 0 und vorzugsweise 900° 0 zu bringen und auch den folgenden Teil des Ofens auf Reaktionstemperatur zu halten. Ale
Trägersubstanz im Sinne der Erfindung können grundsätzlich alle genügend porösen Stoffe verwendet werden. Vorzugsweise
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werden jedoch für diesen Zweck Kohlen oder Schwelkokse heran- ■
gezogen. Besonders geeignet sind wegen ihrer hohen Porosität, die 40 io und mehr betragen kann, verkokte Kohlepellets. Auch·
Pellets aus den zu reduzierenden Erzen eigenen sich wegen ihrer hohen Porosität gut als Trägersubstanz. Gemäß einer "bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung werden diese Pellets nicht wie üblich mit Wasser als Pelletisierflüssigkeit hergestellt,
sondern als Befeuchtungsflüssigkeit für die Pelletisierung dient der als Reduktionsmittel zu verwendende flüssige Brennstoff.
Ein besonderer Vorteil der letztgenannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sie es ermöglicht,
auch die feinsten Stäube, die nach bisher bekannten Verfahren ungenutzt aus dem Ofen ausgetragen wurden, auf einfache
und wirkungsvolle Weise nutzbar zu machen. Diese Stäube können sowohl Erzstäube wie auch im Verfahren anfallender
Kohlenstaub oder Ruß oder ein Gemisch derselben sein. Gerade diese feinsten Ofenaustragsstäube eignen sich besonders gut
zur Pelletisierung mit flüssigen Brennstoffen. Diese Pellets mit eingebundenem Brennstoff haben bei der Ofenreise einen
go überraschend guten Zusammenhalt und geben praktisch keinen
to Anlaß zu erneuter Staubbildung. Die ölgetränkten, porösen
~* Träger können grundsätzlich auf beliebige Weise in den Ofen
o eingebracht werden. Vorzugsweise werden sie jedoch pneumatisch
cn in den Ofen eingetragen, d. h. eingeblasen. Bei dieser Ausist
führungsform der Erfindung ist es vorteilhalt, Träger mit
einem breiten Korngrößenspektrum, beispielsweise im ganzen
Bereich von 2 bis 15 mm zu verwenden. Abgesehen davon, daß
körnige Trägermaterial!en mit einem breiten Korngrößenspektrum
einfacher zugänglich sind als solche mit engem Spektrum, erzielt man dadurch noch den weiteren Vorteil, daß
die Träger bei pneumatischer Aufgabe über eine größere Länge des Ofens gleichmäßiger verteilt auf dessen Beschickung auffallen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Spaltung des Öles im Gegensatz zu bekannten Verfahren nicht ausschließlich
an der Bettoberfläche oder im Gasraum, sondern innerhalb des Beschickungsbettes und in der Hauptsache sogar im Innern der
Trägersubstanz selbst. Infolgedessen wird der Spaltungskohlenstoff dort zurückgehalten und voll als Reduktionsmittel
ausgenutzt. Aber auch die bei der Spaltung entstehenden reduzierenden Gase kommen beim Durchströmen
der Ofenbeschickung als Reduktionsmittel voll zur Wirkung.
Die nicht für die Reduktion ausgenutzten Restbestandteile der gasförmigen Spaltprodukte können in bekannter Weise durch
Verbrennung, vor allem im obersten Teil des Ofens, für die Deckung des Wärmebedarfs, insbesondere für die Aufheizung der
Ofenbeschickung auf Reaktionstemperatur nutzbar gemacht
werden. Man erzielt dabei einen weiteren Vorteil, daß diese Spaltprodukte, weil sie besser brennbar sind als das vorzugsweise
als Reduktionsmittel verwendete schwere Öl, duroh
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einfache Brenner bzw. lufteinführungsröhre für die Erzeugung
der Flammen genügen und die komplizierten und teueren Sehwerölbrenner in Portfall kommen können.
Die langen flammen, die bei der Verbrennung der restlichen
Krackprodukte auftreten, haben den weiteren Vorteil, daß mit ihnen eine genauere Temperaturregelung mit geringerer
Gefahr der Überhitzung möglich ist, als mit den kurzen
flammen der direkten Schwerölverbrennung.
Krackprodukte auftreten, haben den weiteren Vorteil, daß mit ihnen eine genauere Temperaturregelung mit geringerer
Gefahr der Überhitzung möglich ist, als mit den kurzen
flammen der direkten Schwerölverbrennung.
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Claims (10)
1. Verfahren zur direkten Reduktion von Eisenerzen im Drehrohrofen
unter Verwendung flüssiger Brennstoffe, vorzugsweise schwerem Heizöl, als Heiz- und Reduktionsmittel durch
Tränkung poröser Träger, wobei gegebenenfalls das zu reduzierende Erz mit dem flüssigen Brennstoff vor dem Eintrag
in den Reduktionsofen getränkt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß mit flüssigem Brennstoff getränkte
Trägerstoffe ,in solche Zonen des Drehrohrofens eingetragen
werden, in denen die Ofenbeschickung eine Temperatur von
mindestens 60O0O, vorzugsweise über 90O0C, hat.
2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllungsgrad des Ofens an der Aufgabestelle der ölgetränkten
Trägersubstäaaz mindestens 15 $ beträgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägersubstanz feste kohlenstoffhaltige
Brennstoffe, wi@ Kohle, Koks OUmT Schwelkoks, verwendet
werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3>
dadurch gekennzeichnet, daß als Trägersubstanz ein Teil der zu reduzierenden
Erze selbst verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Trägersubstanz Pellets aus den zu reduzierenden Erzen
verwendet werden..
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— O — *
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Trägersubstanz verwendeten Pellets unter Verwendung
der als Reduktionsmittel dienenden flüssigen Brennstoffe als Pelletisierungsflüssigkeit hergestellt
worden sind.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ölgetränkten, porösen Träger pneumatisch
in den Drehrohrofen eingeblasen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ölgetränkten Träger mit breitem Korngrößenspektrum,
vorzugsweise im ganzen Bereich von 2 bis 15 mm, angewendet werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in eigenem Verfahren anfallende Erzstäube,
Kohlenstaub und/oder Ruß als Trägersubstanz für die
flüssigen Brennstoffe dienen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im eigenen Verfahren anfallende Erzstäube, Kohlenstaub
und/oder Ruß mit dem flüssigen Brennstoff als Pelletisierungs. flüssigkeit pelletisiert werden.
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