DE1608382C3

DE1608382C3 - Method for operating a blast furnace

Info

Publication number: DE1608382C3
Application number: DE1608382*CA
Authority: DE
Inventors: Lawrence Delos New York N.Y. Schmidt (V.St.A.)
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1963-12-19
Publication date: 1975-08-21
Also published as: US3240587A; DE1608382B2; DE1608382A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Hochöfen, bei dem in die aus metallurgischen Stoffen, Koks und Zuschlag bestehende Beschickung sauerstoffhaltiger Wind und getrocknete Kohle in Partikelform eingeblasen wird.The invention relates to a method for operating blast furnaces, in which the metallurgical materials, Coke and aggregate feed oxygenated wind and dried coal in particulate form is blown in.

Zur Roheisenerschmelzung geeigneter Hüttenkoks muß bekanntlich hinsichtlich seiner Größe und Festigkeit sowie seiner chemischen Zusammensetzung hohen Anforderungen genügen und ist daher entsprechend kostspielig. Es wird daher bereits seit langem angestrebt, einen Teil der Koksmenge in der Beschickung durch Kohle zu ersetzen, die zusammen mit dem Hochofenwind eingeblasen wird, um dadurch den Koksbedarf zu verringern. So sind bereits Verfahren vorgeschlagen worden, die in unterschiedlichen Abwandlungen teilweise auch Eingang in die Praxis gefunden haben, bei denen pulverisierte Kohle oder Kohlenstaub durch die Windform in den Hochofen eingeblasen wird (vgl. US-PS 2 650 161; »Journal of Metals« April 1962,For the smelting of pig iron suitable metallurgical coke must be known in terms of its size and strength as well as its chemical composition meet high requirements and is therefore accordingly expensive. It has therefore long been the aim to have some of the amount of coke in the charge to be replaced by coal, which is blown in together with the blast furnace wind, in order to meet the demand for coke to reduce. Processes have already been proposed in various modifications In some cases they have also found their way into practice, in which pulverized coal or coal dust is blown into the blast furnace by the wind form (see US Pat. No. 2,650,161; Journal of Metals April 1962,

5. 295 bis 298). Die Partikelgröße der verwendeten Kohle entspricht derjenigen von Staub; in einem der bekannten Verfahren wird die Kohle in einer Schlagmühle gemahlen, die sehr feine Partikelgrößen liefert, wobei Vorsorge getroffen ist, daß keine Teilchen über 0,475 mm Größe in den Hochofen gelangen; in einem anderen Verfahren wird eine maximale Partikelgröße von 1,7 mm vorgeschrieben (»Colliery Guardian«5. 295 to 298). The particle size of the coal used corresponds to that of dust; in one of the known processes, the coal is ground in a hammer mill, which delivers very fine particle sizes, taking care that no particles larger than 0.475 mm enter the blast furnace; in one other procedures stipulate a maximum particle size of 1.7 mm ("Colliery Guardian"

6. Dez. 1962, S. 714 bis 716).Dec. 6, 1962, pp. 714 to 716).

Der durch die Kohleeinblasung angestrebte Erfolg einer merklichen Einsparung an Hüttenkoks ist mit den bekannten Verfahren aus verschiedenen Gründen bisher nicht erreicht worden. So entstehen durch die Notwendigkeit, die Kohle zu pulverisieren, zunächst einmal zusätzliche Kosten. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die pulverisierte Kohle eine sehr starke Neigung zeigt, die Düsen der heißen Windform zu verkleben und zuzusetzen, so daß betriebstechnische Probleme auftreten. Wird dagegen die Kohle mit relativ hohen Mengen an Trägergas gefördert, so wird einesteils dadurch das Temperaturgleichgewicht im Hochofen nachteilig beeinflußt und andererseits hat sich gezeigt, daß beträchtliche Mengen der eingeblasenen Kohle zu weit in den Hochofen eintreten und erst in höher liegenden Zonen verbrannt werden oder sogar vollkommen unverbrannt an der Gicht wieder austreten. Dadurch entstehen zusätzliche Verluste.The success of a noticeable saving in metallurgical coke aimed at by injecting coal is with the known methods have not been achieved for various reasons. So arise through the need To pulverize the coal, first of all, additional costs. It has also been shown that the pulverized coal shows a very strong tendency to stick and clog the nozzles of the hot wind form, so that operational problems arise. In contrast, the coal with relatively high amounts of Carrier gas is promoted, then on the one hand the temperature equilibrium in the blast furnace is adversely affected and, on the other hand, it has been found that considerable amounts of the coal blown too far into the Enter blast furnace and are only burned in higher lying areas or even completely unburned to emerge from the gout. This creates additional losses.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Hochöfen vorzuschlagen, mit dem es gelingt, durch Einblasen von teilchenförmiger Kohle in den Hochofen eine Einsparung an Hüttenkoks zu erzielen, dabei aber die vorstehend geschilderten betriebstechnischen und wirtschaftlichen Nachteile der bekannten Verfahren dieser Art nicht auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kohle grob zerkleinert mit einem Kornspektrum von mindestens 20% mit 0,32 bis 0,95 cm und mit einer Temperatur im Bereich von 105 bis 315°C, die gerade unter der Temperatur liegt, bei der die Kohle klebrig wird, in den Hochofen eingeblasen wird.The invention is therefore based on the object of proposing a method for operating blast furnaces, with which it is possible to save money by blowing particulate coal into the blast furnace To achieve metallurgical coke, but at the same time the operational and economic aspects described above Disadvantages of the known methods of this type do not occur. This object is achieved according to the invention solved that the coal is coarsely crushed with a grain size range of at least 20% with 0.32 to 0.95 cm and with a temperature in the range of 105 to 315 ° C, which is just below the temperature which the coal becomes sticky is blown into the blast furnace.

Bei Durchführung des Verfahrens in dieser Form erhält man eine Einsparung von 20 bis zu 40% an Hüttenkoks, ohne daß die bisher bei den bekannten Verfahren beobachteten Nachteile auftreten. So liegt beispielsweise grob zerkleinerte Kohle mit dem angegebenen Kornspektrum als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Hüttenkoks im Bereich von Hochofenanlagen ohnehin vor, so daß keine zusätzlichen Kosten für die früher notwendig erachtete Pulverisierung auftreten. Weiterhin hat sich gezeigt, daß gerade grob zerkleinerte Kohle sich in dem gewünschten hohen Kohle/Gas-Verhältnis einblasen läßt, ohne daß die Windformen sich im Laufe der Zeit mit klebriger Kohle zusetzen, weil die gegenüber dem Kohlestaub gröberen Teilchen am Eintritt in die Windform noch nicht so stark erhitzt werden, daß sie an den Düsen festkleben. Da jedoch bestimmungsgemäß die Temperatur der Kohleteilchen dicht unter derjenigen liegt, bei der durch Schmelzen und Teerbildung das Klebrigwerden beginnt, erfolgt dieses nach dem Eintritt in den Hochofen im Bereich des Gestells, so daß die Kohleteilchen am Koksbett hängenbleiben und in dem Hochofenbereich verbrannt werden, in dem die höchste Temperatur benötigt wird. Da die benötigte Trägergasmenge relativ gering und außerdem die Temperatur der Kohlepartikeln relativ hoch ist, wird das Temperaturgleichgewicht im Hochofen nicht gestört.Carrying out the process in this way results in a saving of 20 to 40% in metallurgical coke, without the disadvantages observed so far in the known processes occurring. So lies for example Coarsely crushed coal with the specified grain size range as the starting product for production of metallurgical coke in the area of blast furnace systems anyway, so that no additional costs for the pulverization previously deemed necessary may occur. Furthermore, it has been shown that just coarsely comminuted Coal can be injected in the desired high coal / gas ratio without the wind forms become clogged with sticky coal over time, because the particles are coarser than coal dust are not heated so much at the entrance to the tuyere that they stick to the nozzles. However, since as intended, the temperature of the coal particles is just below that at which it was melted and tar formation begins to become sticky, this occurs after entering the blast furnace in the area of the frame, so that the coal particles get caught on the coke bed and burned in the blast furnace area where the highest temperature is required. Since the required amount of carrier gas is relatively small and Besides, the temperature of the coal particles is relatively high, the temperature equilibrium in the blast furnace becomes not bothered.

Bevorzugterweise wird in einer Hammermühle zerkleinerte Kohle, auf eine Temperatur zwischen 205 und 315°C vorerhitzt, mittels Koksofengas zu den und durch die Windformen des Hochofens gefördert, wobei die Temperatur des Koksofengases mindestens gleich der Temperatur der vorerhitzten Kohle ist und die Gasmenge gerade ausreicht, um die vorerhitzte Kohle durch die Windformen in den Hochofen zu fördern. In einer Hammermühle zerkleinerte Kohle hat regelmäßig ein Kornspektrum von 5 bis 20% mit einer Teilchengröße zwischen 0,64 und 0,95 cm, von 20 bis 40% mit einer Teilchengröße über 0,32 cm und von über 50% mit einer Teilchengröße von über 0,1 cm. Derartige Kohle wird auf die angegebene Temperatur erhitzt und aus einem beheizten Druckbehälter vor der Beschickungszone in den Hochofen eingeblasen. Der Druckbehälter wird unter Zuhilfenahme von Dampf, Koksofengas oder einem sonstigen Trägergas auf einen Druck gebracht, der oberhalb des Druckes des in die Windform eingeblasenen Windes liegt. Als Trägergas eignet sich Dampf, weil die vorerhitzte und grob zer-Preferably, coal is crushed in a hammer mill to a temperature between 205 and 315 ° C preheated, conveyed to and through the tunnels of the blast furnace by means of coke oven gas, whereby the temperature of the coke oven gas is at least equal to the temperature of the preheated coal and the The amount of gas is just sufficient to convey the preheated coal through the tuyeres into the blast furnace. In Coal comminuted in a hammer mill regularly has a particle size range of 5 to 20% with a particle size between 0.64 and 0.95 cm, from 20 to 40% with a particle size above 0.32 cm and above 50% with a particle size greater than 0.1 cm. Such coal is heated to the specified temperature and blown into the blast furnace from a heated pressure vessel in front of the charging zone. Of the Pressure vessel is activated with the help of steam, coke oven gas or some other carrier gas Brought pressure that is above the pressure of the wind blown into the wind form. As a carrier gas steam is suitable because the preheated and roughly

kleinerte Kohle trocken ist und auf Grund ihrer hohen Temperatur keine Dampfkondensation zu erwarten ist. Vorzugsweise findet jedoch zum Einblasen der Kohle Koksofengas Verwendung, weil dieses mit den in der stark erhitzten Gestellzone des Hochofens befindlichen Bestandteilen der Beschickung und der eingeblasenen Kohle nicht reagiert.Small coal is dry and, due to its high temperature, no steam condensation is to be expected. However, coke oven gas is preferably used for blowing in the coal, because this with the in the The components of the charge and the blown components located in the strongly heated frame zone of the blast furnace Charcoal does not respond.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend näher erläutert.The method according to the invention is explained in more detail below.

Im Betrieb werden die zu verhüttenden Stoffe, nämlich Eisenerz zusammen mit Koks und Flußmitteln, in den Hochofen eingegeben und erhitzte Luft mit oder ohne zusätzlichen Sauerstoff zugeführt. Die in einer Hammermühle zerkleinerte Kohle, deren Teilchengröße in der vorgeschriebenen Größenordnung liegt und deren Feuchtigkeitsgehalt gewöhnlich zwischen etwa 2 bis 8%, meist 7 bis 8%, beträgt, wird durch eine Trokkenvorrichtung geschickt und dabei auf eine zwischen 105 und 315°C, vorzugsweise 205 und 315°C liegende Temperatur erhitzt. Die heiße trockene Kohle wird dann entweder kontinuierlich oder intermittierend in einen beheizten Bunker eingegeben und gelangt dann intermittierend in einen Druckbehälter, und zwar genau in der Menge, in der sie dem Hochofen zugeführt werden soll. Bei einem Gichtgasdruck von 1,4 atü sollte der Druck im Druckbehälter auf 2,1 atü oder darüber durch Dampf, Koksofengas oder ein anderes Trägergas gesteigert werden, das aus einer Leitung zugeführt wird. Hierzu findet zweckmäßigerweise überhitzter Dampf mit einer Temperatur von 260 bis 370⁰C Verwendung.During operation, the materials to be smelted, namely iron ore together with coke and flux, are fed into the blast furnace and heated air is supplied with or without additional oxygen. The coal crushed in a hammer mill, the particle size of which is in the prescribed range and whose moisture content is usually between about 2 to 8%, usually 7 to 8%, is passed through a drying device and is preferably between 105 and 315 ° C 205 and 315 ° C lying temperature heated. The hot, dry coal is then fed into a heated bunker either continuously or intermittently and then arrives intermittently in a pressure vessel, precisely in the amount in which it is to be fed to the blast furnace. At a furnace gas pressure of 1.4 atmospheres, the pressure in the pressure vessel should be increased to 2.1 atmospheres or above by means of steam, coke oven gas or another carrier gas that is supplied from a line. For this purpose, superheated steam with a temperature of 260 to 370 ^° C. is expediently used.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt nicht zu einem Wärmeverlust des Windes. Da die Kohle heiß und trocken und außerdem nur so weit zerkleinert ist, daß sie im Koksbett im Bereich der Windform ver-S bleibt, wird sie dort ohne weiteres verbrannt und liefert somit Wärme in den Bereich, wo sie erforderlich ist, nämlich im Bereich maximaler Temperatur des Hochofens. Die vorerhitzte Kohle befindet sich dabei auf einer Temperatur, bei der sie infolge Schmelzens und Teerbildung klebrig zu werden beginnt, so daß sie beim Auftreffen auf dem Koksbett am Koks haften bleibt und dort mit verbrannt wird. Dort trägt sie optimal zu dem örtlichen Wärmegleichgewicht in dem heißesten Bereich bei. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Vorerhitzung oder Trocknung von Koksofenkohle und bei einer unter Zuhilfenahme von Luft als Trägergas erfolgenden Beschickung des Hochofens mit dieser Kohle die Verkokungseigenschaften nachteilig beeinflußt werden und daß die oxydierten Kohleteilchen nicht schmelzen und am Koksbett im heißen Bereich hängen bleiben. Die bei der Erfindung verwendete grob zerkleinerte Kohle bleibt jedoch lange genug in demjenigen Bereich des Hochofens, in dem die höchsten Temperaturen herrschen, und kann dort auch verbrannt werden. Es ist zweckmäßig, jeder Düse der Windform oder zumindest gegenüberliegenden Seiten der Windform je eine Fördervorrichtung für die grob zerkleinerte Kohle zuzuordnen, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den Hochofenquerschnitt zu erzielen.The method according to the invention does not lead to a loss of heat from the wind. Since the coal is hot and is dry and also only comminuted so far that it ver-S in the coke bed in the area of the wind form remains, it is easily burned there and thus supplies heat to the area where it is required, namely in the area of the maximum temperature of the blast furnace. The preheated coal is on a temperature at which it begins to become sticky as a result of melting and tar formation, so that at When it hits the bed of coke, it adheres to the coke and is also burned there. There it contributes optimally contributes to the local thermal equilibrium in the hottest area. It has been shown that when preheating or drying of coke-oven coal and in one that takes place with the aid of air as the carrier gas Charging the blast furnace with this coal adversely affects the coking properties and that the oxidized coal particles do not melt and stick to the coke bed in the hot area. The at The coarsely crushed coal used in the invention, however, remains in that range long enough Blast furnace, in which the highest temperatures prevail, and can also be burned there. It is expedient, each nozzle of the tuyere or at least opposite sides of the tuyere one conveyor device to allocate for the coarsely crushed coal in order to ensure an even temperature distribution to be achieved through the furnace cross-section.

Claims

Patent claims:

1. Process for operating blast furnaces, in which in those made of metallurgical materials, coke and Surcharge for the existing charge of oxygenated wind and dried coal in particle form is blown in, characterized in that the coal is roughly crushed with a Grain spectrum of at least 20% with 0.32 to 0.95 cm and with a temperature in the range of 105 to 315 ° C which is just below the temperature at which the coal becomes sticky, is blown into the blast furnace.

2. The method according to claim I _1, characterized in that crushed coal in a hammer mill, preheated to a temperature between 205 and 315 ° C, is conveyed by means of coke oven gas to and through the tunnels of the blast furnace, the temperature of the coke oven gas at least equal to the temperature of the preheated coal and the amount of gas is just sufficient to convey the preheated coal through the tuyeres into the blast furnace.

2525th