DE19739697C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Eisenerzreduktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zur Eisenerzreduktion nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und des nebengeordneten Anspruchs.

Eine Vorrichtung zur Eisenerzreduktion mit Kohle ist der sogenannte Drehherdofen, bei dem eine ringförmige sich drehende Herdfläche vorgesehen ist, die an einer Beschickungsstelle mit Eisenerz und der Kohle be­ schickt wird. Das Reduktionsprodukt wird nach fast vollständiger Umdrehung des Drehherdes kurz vor der Aufgabestelle des Rohmaterials abgenommen. Über dem Drehherd ist eine ringförmige Haube aus feuerfestem Material angeordnet, an deren Wänden oder in deren Decke die Brenner zur Erwärmung des Beschickungsgutes sitzen.

Die für die Reduktion und die Kohlevergasung erfor­ derliche Enthalpie wird dabei größtenteils durch Ver­ brennung von Erdgas und/oder von im Prozeß erzeugtem Kohlenmonoxid durch Luft freigesetzt. Die erwähnten erforderlichen Brenner sind entweder im Dach oder in den inneren oder äußeren Wänden der ringförmigen Hau­ be über dem Drehherd angebracht. Die Wärme wird dabei weitgehend durch Strahlung vom erhitzten feuerfesten Material auf das Beschickungsgut auf dem Drehherd übertragen. Direkte Wärmeabgabe der Verbrennungsgase an die Beschickung wird aus thermodynamischen Gründen vermieden.

Die Abgase werden möglichst dicht unter der Decke der Haube bis zu einem Abgasauslaß des Ofens geleitet. Je nach Aufbau der Vorrichtung befindet sich der Abgas­ auslaß entweder nahe an der Stelle, an der das fri­ sche Beschickungsgut aufgegeben wird oder in der Nähe des Materialaustritts, wobei das Abgas im ersteren Fall im Gegenstrom zum Beschickungsgut und im letzte­ ren Fall im Gleichstrom zum Beschickungsgut strömt.

Da die Wärme überwiegend durch Strahlung auf das Be­ schickungsgut übertragen wird, ist die Anwendung des Gegen- bzw. Gleichstromprinzips nicht sinnvoll. So­ bald die Gase soweit abgekühlt sind, daß sie nicht mehr direkt oder indirekt zur Strahlung beitragen, sind sie im Sinne der Energieübertragung inert. Diese "inerten" Gase strömen aber auf ihrem Weg zum Auslaß an den im Strömungsweg liegenden Brennern vorbei, wodurch sie dazu beitragen, daß die von diesen Bren­ nern stammenden Gase durch nicht mehr für den Prozeß nützlichen Abgase verdünnt werden und so schneller und stärker abgekühlt werden, als wenn diese inerten Abgase nicht vorhanden wären. Die frisch aus den je­ weiligen Brennern austretenden Gase geben somit weni­ ger Strahlungswärme an das Beschickungsgut ab, als sie abgeben würden, wenn die bereits "entwerteten" Heizgase als Abgase aus dem Reaktionsraum entfernt werden, bevor sie sich mit diesen frischen Gasen mi­ schen können. Diese Überlegung zeigt, daß die im Stand der Technik benutzte Abgasführung im Drehherd­ ofen zu einer geringeren Wärmeausnutzung führt als möglich wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Eisenerzreduktion mit Kohle zu schaffen, die eine bessere Ausnutzung der zugeführten Energie gestatten und somit einen besseren Wirkungsgrad liefern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs und des ne­ bengeordneten Anspruchs 3 in Verbindung mit den Merkma­ len des jeweiligen Oberbegriffs gelöst.

Dadurch, daß die keine für den Prozeß nutzbare Wärme mehr abgebenden Heiz- oder Abgase in der Weise durch entsprechende Auslässe abgezogen werden, daß sie nicht an weiteren Brennern vorbeiströmen, wobei dies durch die Anordnung von Abgasauslässen zwischen den jeweiligen Brennern realisiert wird, kann sich das inerte Heizgas oder Abgas nicht mehr mit frischem Heizgas, das noch nutzbare Wärme abgeben kann, ver­ mischen. Das frische Heizgas wird nicht abgekühlt und kann seine gesamte Heizenergie an das Beschickungsgut oder die Wände der Haube abgeben, wodurch der Wärme­ wirkungsgrad verbessert wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der einzigen Figur dargestellt, die schematisch die Anordnung von Abgas­ auslässen und Brennern in bezug auf den Drehherd zeigt.

Der dargestellte Drehherd 1 entspricht dem des Stan­ des der Technik, der beispielsweise einen Umfang von 165 m aufweist und sich mit dem aufgenommenen Be­ schickungsgut aus Eisenerz und Kohle langsam dreht. Während der Drehung wird das Beschickungsgut an einer Vielzahl von Brennerstellen, zum Beispiel 50, vorbei­ geführt, an denen jeweils ein oder mehrere Brenner an der Wand oder in der Decke der über dem Drehrost an­ geordneten Haube angebracht sind. Zwischen den Bren­ nerstellen sind im Dachbereich der Haube jeweils Ab­ gasauslässe 3 vorgesehen, die abgekühltes Heiz- oder Brenngas aus dem Brennraum herausführen. Die Abgas­ auslässe 3 sind durch die Decke oder die Wände der Haube hindurchgeführt und vorzugsweise über eine nicht dargestellte Sammelleitung miteinander verbun­ den. Die Abgasauslässe sind in einem solchen Abstand den jeweiligen Brennern 2 angeordnet, daß sie voll genutzt werden, d. h. ihre Strahlungswärme abgeben kön­ nen aber nicht den nächsten Brenner 3 erreichen, da­ mit die dann abgekühlten Heizgase, d. h. die Heizgase, die keine für den Prozeß nutzbare Wärme mehr enthal­ ten, sich nicht mit den Heizgasen des nächsten Bren­ ners vermischen und diese abkühlen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Eisenerzreduktion mit Kohle mit einem Drehherd zur Aufnahme von Eisenerz und Kohle in beliebiger Form und Mischung, einer über dem Drehherd angeordneten Haube und einer Vielzahl von auf den Drehherd gerichteten und über diesem an der Haube angebrachten Brennern, wobei die auftre­ tenden Abgase bzw. verbrauchten Heizgase unter der Decke der Haube bis zu einem Auslaß zur Abfuhr der Abgase geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß über den gesamten Umfang des Drehherdes Abgas­ auslässe vorgesehen sind, die in Umfangsrichtung gesehen jeweils zwischen allen Brennerstellen der Haube angeordnet sind und ein Vermischen von ver­ brauchtem Heizgas des Brenners einer Brennerstelle mit dem frischen heißen Heizgas des Brenners der jeweils benachbarten Brennerstelle vermeiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die im Bereich der Decke angeord­ neten Abgasauslässe mit einer außerhalb der Hau­ be angeordneten ringförmigen Sammelleitung ver­ bunden sind.

3. Verfahren zur Eisenerzreduktion, bei dem Eisenerz und Kohle in einer ringförmigen Reduktionszone kreisförmig zwischen einer Beschickungsstelle und einer Abgabestelle geleitet werden und die für die Reduktion benötigte Wärme über Brenner zugeführt wird und die entstehenden Abgase aus der Reduk­ tionszone abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase an allen zwischen den Brennern lie­ genden Stellen abgezogen werden, derart, daß ein Vermischen von verbrauchtem und frischem heißen Heizgas benachbarter Brenner vermieden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abstand zwischen den jeweiligen Abzugsstellen und den jeweiligen Brennern so bestimmt wird, daß die von dem jeweiligen Bren­ ner umgesetzten Heizgase vor ihrem Abzug die für den Prozeß nutzbare Wärme abgegeben haben.