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DE3244744A1 - Verfahren zur direktreduktion von eisenerz im schachtofen - Google Patents

Verfahren zur direktreduktion von eisenerz im schachtofen

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Publication number
DE3244744A1
DE3244744A1 DE19823244744 DE3244744A DE3244744A1 DE 3244744 A1 DE3244744 A1 DE 3244744A1 DE 19823244744 DE19823244744 DE 19823244744 DE 3244744 A DE3244744 A DE 3244744A DE 3244744 A1 DE3244744 A1 DE 3244744A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
converter
shaft furnace
reducing
direct reduction
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
DE19823244744
Other languages
English (en)
Inventor
Ludwig von Prof. Dr.-Ing. 4200 Oberhausen Bogdandy
Karl Dr.-Ing. 8458 Sulzbach Brotzmann
Manfred Dr.-Ing. 4150 Krefeld Chitil
Siegfried Dr.-Ing. 2861 Garstedt Henkel
John A. Melbourne Innes
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.)
Kloeckner Werke AG
Original Assignee
Kloeckner Werke AG
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
Application filed by Kloeckner Werke AG filed Critical Kloeckner Werke AG
Priority to DE19823244744 priority Critical patent/DE3244744A1/de
Publication of DE3244744A1 publication Critical patent/DE3244744A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
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    • C21B2100/20—Increasing the gas reduction potential of recycled exhaust gases
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    • C21B2100/66—Heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2100/00—Exhaust gas
    • C21C2100/02—Treatment of the exhaust gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
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Description

  • Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz im Schachtofen
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz im Schachtofen, bei dem das Eisenerz in Form von Stückerzen oder Pellets in den Schachtofen eingegeben, dort im Gegenstrom von einem gasförmigen Reduktionsmittel durchströmt und reduziert und anschließend als Eisenschwamm ausgetragen wird, wobei als Reduktionsmittel ein CO-und/oder H2-reiches Gas in den Schachtofen eingeleitet wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Direktreduktionsverfahren sind bekanntlich Verfahren zur Erzeugung von Eisenschwamm durch Reduktion von Eisenerz mit -Reduktionsmitteln unter Umgehung des Hochofenverfahrens. Bei dem Schachtofenverfahren, zu denen z.B. das Midrex-Verfahren, das Puror-Verfahren und das Wi berg-Verfahren gehören, fallen in einem Schachtofen Stückerze oder Pellets nach unten und werden im Gegenstrom mit gasförmigen Reduktionsmitteln, die von unten nach oben strömen, reduziert. Aus der US-PS 3 236 628 ist ein derartiges Reduktionsverfahren im Schachtofen bekannt.
  • Bei dem bekannten Verfahren wird ein CO- und H2-reiches Reduktionsgas in einem Reformer aus Erdgas, also insbesondere CH4, erzeugt. Es enthält ca. 95 z an CO und H2 und hat somit eine hohe Reduktionsfähigkeit. Der Nachteil dieses für die Reduktion sehr geeigneten Gases liegt jedoch im hohen preis. Dabei wird im Reformer zusätzlich noch Energie für die Zerlegung des Methans und Aufheizen des Reformergases auf etwa 8Q0 OC benötigt,diese Energie wird bei dem bekannten Verfahren durch benutztes Reduktionsgas geliefert. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung des bekannten Reduktionsverfahren hängt mithin stark vom Energiepreis, insbesondere vom Preis für Erdgas, ab.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Energiekosten des bekannten Reduktionsverfahren zu senken. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zusätzlich minderwertigeres, d.h. einen geringeren CO- und/oder H2-Anteil aufweisendes und eine Vorreduktion des Eisenerzes ermöglichendes Reduktionsgas in den Schachtofen an einer Stelle eingeleitet wird, die sich zwischen dem Einspeispunkt für das hochwertigere Reduktionsgas und dem Austritt der Reduktionsgase befindet.
  • Erfindungsgemäß wird also die Vorreduktion des Eisenerzes mittel eines minderwertigen und somit kostengünstigeren Reduktionsgases durchgeführt. Als besonders geeignet für die Vorreduktion hat sich dabei das CO-haltige Abgas von Sauerstoffblaskonvertern, z.B. tD-, OBM-, XS- oder KMS-Konvertern erwiesen. Hier ist besonders hervorzuheben, daß eine Reinigung der Konverterabgase nicht notwendig ist, sie können ungereinigt in den Schachtofen eingespeist werden. Eine Grobentstaubung ist jedoch möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn.
  • das minderwertige, aus dem Sauerstoffblaskonverter stammende Reduktionsgas an einer Stelle des Schachtofens eingeleitet wird, an der die Reduktionsfähigkeit des hochwertigeren Reduktionsgases soweit abgefallen ist, daß die Reduktionsfähigkeit nicht größer als die des eingespeisten, minderwertigeren Reduktionsgases ist. Dadurch wird eine echte Vorreduktion gewährleistet und das hochwertigere Reduktionsgas im wesentlichen nur für den endgültigen Reduktionsvorgang benötigt.
  • Sehr vorteilhaft bei der Verwendung von Konvertergas als minderwertiges Reduktionsgas ist es, daß die physikalische Wärme des Reduktionsgases weitgehend für die Direktreduktion genutzt werden kann. Da die für die Direktreduktion vorteilhafte Eintrittstemperatur des Reduktionsgases bei etwa 800 °C liegt, wird vorgeschlagen, entweder das typischerweise 1600 ° heiße Konvertergas durch Zumischen von benutztem Reduktionsgas, das am Gasaustritt des Schachtofens abgenommen wird, auf die für die Reduktion geeignete Temperatur zu bringen, oder die überschüssige Wärme mittels eines Wärmetauschers abzuführen.
  • Im ersten Fall ergibt sich die Möglichkeit durch Einspeisen des genutzten Reduktionsgases bei hohem Druck in die Gasleitung zwischen Konverter und Schachtofen eine Gasstrahl-Gaspumpe auszubilden. Im zweiten Fall kann entweder der Schachtofen bei Unterdruck betrieben werden, dann können Mittel zur Erhöhung des Drucks des heißen Konvertergases entfallen, wodurch die apparative Auslegung der Hochtemperaturseite deutlich vereinfacht wird; oder es wird ein Heißgasgebläse in der Gasleitung.
  • vorgesehen.
  • Im zweiten Fall kann die gesamte überschüssige Wärme des Konvertergases umgewandelt werden, beispielsweise zur Dampferzeugung eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich hierbei das Einleiten einer geringen Menge kühleren Gases zwischen Konverter und Gaserzeuger mittels Düsen erwiesen. Dadurch wird es möglich, die Wärmetauscherflächen von heißen Schlackenpartikelchen freizuhalten, die sich bei einer Temperatur des Konvertergases von 1600 ° noch zumindest im zähflüssigen Zustand befinden und an den Wärmetauscherflächen festkleben können.
  • Durch Einspeisen eines kühleren Gases, insbesondere von benutztem Reduktionsgas, wird die Temperatur des Konvertergases vor Durchlaufen des Wärmetauschers (Dampferzeugers) auf eine Temperatur gebracht, bei der die Schlackenteilchen nicht mehr anbacken oder ankleben können.
  • VorrichtungsmaOig wird die Aufgabe durch eine Direktredukx tionsanlage mit einem Schachtofen gelöst, bei der der Schachtofen einen tieferliegenden Einspeispunkt für das höherwertige Reduktionsgas und einen höherliegenden Einspeispunkt -für das minderwertige Reduktionsgas aufweist. Alternativ wird ein Schachtofen bestehend aus zwei, druckmäßig voneinander getrennten Stufen vorgeschlagen, bei dem die erste Stufe für die ständige Reduktion ausgebildet ist und mit dem hochwertigen Reduktionsgas arbeitet, während die zweite Stufe der Vorreduktion dient und in diese nur das minderwertige Reduktionsgas eingeleitet wird. Diese zweite Stufe arbeitet bei Unterdruck. Die Trennung in zwei Stufen erspart ein Absaugen auch des höherwertigen, benutzten Reduktionsgases.
  • Vorteilhafterweise ist am Gasaustritt des Schachtofens eine Reinigungsstufe angeschlossen, in der erstmals das Konvertergas gereinigt wird, nachdem es allerdings bereits das vorzureduzierende Erz durchströmt hat. Hier liegt ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung. Die Reinigung von heißem Konvertergas, dessen Temperatur hier 800 ° oder mehr beträgt, hat sich als außergewöhnlich schwierig erwiesen. Erfindungsgemäß kann auf eine derartige Reinigung verzichtet werden.
  • Das so gereinigte Konvertergas wird anschließend entweder angesaugt, wodurch jegliche Druckerhöhungsmaßnahmen in der Gasleitung vom Konverter zum Schachtofen entfallen können, oder es wird in einem Verdichter hochgespannt. Im letzteren Falle haben sich Heißgasgebläse oder Gasstrahl-Gaspumpen als sehr vor teilhaft erwiesen. Bei letzteren wird in den heißen Konvertergasstrom ein hochgespannter Gasstrom des am Gasaustritt des Schachtofens aufgenommenen, benutzten und verdichteten Reduktionsgases eingeleitet. Der hochgespannte Zusatzgasstrom reisst (ähnlich wie bei einer Wasserstrahlpumpe) dabei den Konvertergasstrom mit, wodurch das schwierige Problem einer Druckerhöhung des heißen (800 OC und mehr) Konvertergases gelöst wird. Zugleich wird eine ausreichende Durchmischung der beiden Gasströme erzielt.
  • Zur Verdeutlichung des erfindu;igsgemäßen Verfahrens und zur Erläuterung der nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen werden im folgenden zwei Ausftihrungsbeispiele beschrieben, die nicht einschränkend zu verstehen sind und im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bcschrieba:werden. Diese zeigt in: -Fig. 1 ein Schema einer Direkt;eduktionsanlage mit Sauerstoffblaskonverter und Schachtofen, zur Einspeisung in den Schachtofen wird das heiße Konvertergas mittels einer Gasstrahl-Gaspumpe, die sich in der Gasleitung befindet, auf Uberdruck gebracht und zugleich auf die geeignete Reduktionstemperatur abgekühlt wird und Fig. 2 ein Schema entsprechend Fig.1 einer Direktreduktionsanlage, bei der jedoch das Konvertergas bei Normaldruck in den Schachtofen eingeleitet wird, am Gasaustritt des Schachtofens befindet sich eine Saugpumpe.
  • Im linken Teil der Figur/ist eine bekannte Direktreduktionsanlage, die nach dem Mi-drex-Verfahren arbeitet, gezeigt. Sie weist einen Schachtofen 20 und einen Reformer 22 auf. Der Reformer ist in bekannter Weise eingangsseitig mit einer Zuleitung 24 für Erdgas verbunden, die über Ventile mit zwei Eingängen 26,28 des Reformers 22 verbindbar ist. Das in den unteren Eingang 26 eintretende Erdgas wird in CO und H2 aufgespalten, wozu die Energie des in den oberen Eingang 28 strömenden benutzten Reduktionsgases benutzt wird.
  • Das so erzeugte CO- und H2-reiche Reformergas erreicht über eine Leitung 30 eine erste Einspeisvorrichtung 32. Von dieser strömt das hochwertige Reduktionsgas des Reformers 22 durch den Schachtofen 20 etwa in Richtung der Pfeile 34 zu einem Gasaustritt 36 des Schachtofens 20. Von dort strömt es durch eine Reinigungsstufe 38, die als Naßreinigungsstufe mit Wasser arbeitet oder als Elektrofilter ausgeführt ist. Nach Austritt aus der Reinigungsstufe kann das benutzte Reduktionsgas entweder über eine Leitung 40 zumindest teilweise in den Eingangskreis des Reformers 22 eingespeist werden, es kann alternativ in einem Gasspeicher 42 gespeichert oder über eine Leitung 44 unmittelbar angeschlossenen Verbrauchern, beispielsweise Stoßöfen oder einem Vorwärmer für das Rcformcrgas, zugeführt werden.
  • Zusätzlich zu dieser bekannten Anordung für Direktreduktion hat der Schachtofen 20 eine zweite Einspeisvorrichtung 46, die sich oberhalb der ersten Einspeisvorrichtung 32 befindet und über eine Gasleitung 48 direkt mit einer dicht auf den Mund eines Konverters 50 aufgesetzten Glocke verbunden ist. Dadurch strömt das typischerweise 1600 OC heiße, während der Stahlerzeugung im Konverter 50 anfallende Xonvertergas, das einen gewissen CO-Anteil aufweist, ohne absichtliche Zwischenkühlung und ohne eine Reinigung oder Filterung direkt in den Schachtofen 20, und zwar an einer Stelle, wo dieses Konvertergas eine Vorreduktion durchführen kann.. Um das Konvertergas in der Gasleitung 48 unter Druck setzen und dadurch die Einspeisung in den Schachtofen zu ermöglichen und um weiterhin die Temperatur des über die zweite Einspeisvorrichtung 46 einzuspeisenden Reduktionsgases auf etwa 800 OC zu bringen, ist in der GasleitungX 48 eine Gasstahl-Gaspumpe 54v w esehen. Sie wird dadurch gebildet, daß ein Rohrstutzen 56 innerhalb der Gasleitung 48 im wesentlichen parallel angeordnet ist und in Fließrichtung des Konver-' tergases (siehe Pfeile) offen ist. Dieser Rohrstutzen 56 ist an eine Leitung 58 angeschlossen, durch die hochgespanntes, bereits benutztes Reduktionsgas strömt. Dieses hat im Bereich der Leitung 58 einen Druck von ca. 6 bar und eine Temperatur von 500 ° und wird in einer Menge zugeführt, daß die Gasmischung aus dem heißen Konvertergas und dem Zusatzgasstrom in der zweiten Einspeisvorrichtung eine'Temperatur von etwa 800 OC hat.
  • Die Leitung 58 ist über eine Heizstufe 60 und einen Verdickter an den V=we igungspunkt 64 angeschlossen.
  • Der rechts in der Figur eingezeichnete Zusatzkreislauf für min-; derwertiges Reduktionsgas, also Konvertergas, wird nur dann betrieben, wenn aufgrund einer Stahlerzeugung im Konverter 50 CO-reiches Konvertergas anfällt. Ist dies nicht der Fall, arbeitet die Direktreduktionsanlage in konventioneller Weise und nur mit dem links eingezeichneten Kreislauf für höherwertiges Reduktionsgas.
  • Beim Betrieb der Direktreduktionsanlage wird der Schachtofen 20 von oben nach unten und im Sinne der Pfeile 66 von Eisenerz in Form von Stückerzen oder Pellets durchströmt. In Gegenrichtung hierzu fließen zwei Gasströme jeweils zwischen einer Einspeisvorrichtung 32,46 und dem Gasaustritt 36. Das benutzte, am Gasaustritt 36 gesammelte Reduktionsgas, also sowohl das minderwertige, als auch das hochwertige Reduktionsgas, durchläuft die Reinigungsstufe 38, die vorzugsweise als ein Wasserbad ausgeführt ist, und gelangt anschließend zu dem Verzweigungspunkt 64.
  • Im Folgenden wird nur der Zusatzkreislauf für das minderwertige Reduktionsgas, also Konvertergas, beschrieben: Am Verzweigungspunkt hat das benutzte Reduktionsgas eine niedrige Temperatur, es kann dadurch im Verdichter 62 wirtschaftlich auf beispielsweise 6 bar verdichtet werden. Anschließend wird es in der Heizstufe 60 auf etwa 500 "C aufgewärmt. Diese Heizstufe 60 wird vorzugsweise mit Dampf betrieben, der durch Abwärme des Konverters 50 erzeugt wird. Alternativ kann die Heizstufe 60 auch mit Konvertergas, dem Gas aus der Leitung 44 oder Erdgas betrieben werden.
  • Hinter der Heizstufe 60 strömt das Gas mit hohem Druck aus dem Rohrstutzen 56 und reißt dadurch das Konvertergas mit, so daß eine Einspeisung über die zweite Einspeisvorrichtung 46 möglich ist. Von hier strömt das Gas wieder nach oben zum Gasaustritt 36, wodurch der Kreislauf geschlossen ist. Da stets Konvertergas in den Kreislauf eingespeist wird, muß auch ein Teil des Gasstromes am Verzweigungspunkt 64 abgeführt werden.
  • Die Höhe des Schachtofens 20 oberhalb der zweiten Einspeisvorrichtung 46 und bis zum Gasaustritt 36 kann - im Gegensatz zur Fig. 1 - wesentlich größer als dort gezeichnet gewählt werden, insbesondere soll diese Abmessung größer sein als der Abstand zwischen den beiden Einspeisvorrichtungen 32, 36. Die Strecke oberhalb der zweiten Einspeisvorrichtung 46 wirkt als zusätzlicher Speicher und ermöglicht einen diskontinuierlichen Betrieb.
  • Anstelle der Gasstrahl-Gaspumpe 54 kann in der Gasleitung 48 ein Heißgasgebläse vorgesehen sein, das das zunächst in einer Abkühlstufe - vorzugsweise einem Dampferzeuger - auf ca.
  • 800 OC abgekühlte Konvertergas auf einen für das Einspeisen in den Schachtofen 20 geeigneten Uberdruck komprimiert. Der für die Gasstrahl-Gaspume 54 benötigte Kreislauf (rechts oben in Fig. 1) kann dann entfallen. Dies hat den Vorteil, daß erstens das Konvertergas unverdünnt in den Schachtofen 20 eingeleitet wird und daß zweitens ein Umlauf hoher Gasmengen im Kreislauf und demzufolge hohe Energiekosten für den Betrieb des Verdichters vermieden wird.
  • In der Gasleitung 48 ist keine Entstaubung vorgesehen. Dies schließt jedoch eine Grobentstaubung in der Gasleitung z.B.
  • mittels Zyklon oder Umlenkstellen mit zugeordneten Staubfangkammern ausdrücklich nicht aus.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist der linke, sich auf die bekannte Midrex-Anlage beziehende Teil ungeändert geblieben. Im Gegensatz zur Anlage gemäß Fig. 1 wird nun aber das Xonvertergas nicht mehr im Hochtemperaturbereich, also im Bereich der Gasleitung 48, auf Druck gebracht, vielmehr wird der Schachtofen 20 bei Unterdruck gefahren. Dieser wird mittels einer Saugpumpe 68 aufrechterhalten, die am Gasaustritt 36 einen Unterdruck von beispielsweise 0,5 bar bewirkt. Die Saugpumpe 68 ist der Reinigungsstufe 38 nachgeschaltet, so daß die Saugpumpe nur sauberes Gas saugt.
  • Weiterhin hat das angesaugte Gas, namlich das benutzte Reduktionsgas, an dieser Stelle eine geringe Temperatur, insbesondere wenn die Reinigungsstufe 38 als Wasserbad ausgeführt ist. Dann ist ein Verdichten des Gases in wirtschaftlicher Weise möglich.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Temperatur des Konvertergases auf den für die Reduktion geeigneten Temperaturwert von etwa 800 OC dadurch eingestellt, daß dem heißen Konvertergas mittels eines Wärmetauschers, der als Gaserzeuger 70 ausgeführt wird, Wärme entzogen wird. Die hierdurch freiwerdende Energie kann beispielsweise für den Betrieb der Saugpumpe 68 benutzt werden.
  • Um zu vermeiden, daß sich an den Wärmetauschflächen des Gaserzeugers 70 bei 1600 OC noch zähflüssige und damit klebfähige Schlackenpartikel ablagern, was zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Dampferzeugers 70 führen würde, wird unterhalb des Dampferzeugers in die Gasleitung 48 mittels eines Düsenkranzes 72 ein Zusatzgas eingespeist, das die Temperatur des Konvertergases zunächst vorab um einen geringen Wert soweit erniedrigt, daß die Ascheteilchen nicht mehr klebfähig sind. Dabei genügt für die Einspeisung der Druck am Ausgang der Saugpumpe 68. Allerdings kann die Einspeisung auch so erfolgen, daß die oben beschriebene Gasstrahl-Gaspumpenwirkung erreicht, wodurch eine gelinde Druckbeaufschlagung des Konvertergases in der Gasleitung 48 erzielt wird.
  • Um das benutzte Reduktionsgas auf den hierfür notwendigen Druck zu bringen, ist eine zusätzliche Pumpe 74 vorgesehen.
  • Eine Kombination der beiden Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2 ist ausdrücklich beabsichtigt. Weiterhin kann Feinregulierung der Temperatur des Konvertergases in der Gasleitung 48 und hinter dem Gaserzeuger 70 dadurch erfolgen, daß in einer Gasstrahl-Gaspumpe 54 ein (allerdings geringer) Gasstrom eingespeist wird.
  • Ein besondercr Vorteil der Erfingung ist darin zu sehen, daß das Abgas von Konvcrtern, das bei der Stahlproduktion zwangsläufig anfällt und bislang häufig abgefackelt oder als Brenngas verwendet wurde, sehr sinnvoll benutzt werden kann.Bcsonders von Vorteil ist hierbei, daß es weder notwendig ist, dieses Konvertergas abzukühlen, noch es zu reinigen.
  • Diese Bedingungen sind aber dann, wenn man das Konvertergas als Brenngas benutzen möchte, zu erfüllen. Der "HeiBverbund", also eine Nutzung der Konverterabgase ohne Reinigung dieser Konverterabgase und möglichst ohne eine Druckerhöhung im heißen Bereich ist ein besonderer Vorzug der vorliegenden Erfindung.
  • 7

Claims (23)

  1. Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz im Schachtofen AnsprCche 1. Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerz im Schachtofen, bei dem das Eisenerz in Form von Stückerzen oder Pellets in den Schachtofen eingegeben, dort im Gegenstrom von einem gasförmigen Reduktionsmittel durchströmt und reduziert und anschließend als Eisenschwamm ausgetragen wird, wobei als Reduktionsmittel ein CO- und/oder H2 -reiches Gas in den Schachtofen eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich minderwertigeres,d.h. einen geringeren t:)ffiCP.- und/oder H2-Anteil aufweisendes und eine Vorreduktion :E!,p-.ldes Eisenerzes ermöglichendes Reduktionsgas in den Schachtr} ofen an einer Stelle eingeleitet wird, die sich zwischen dem Einspeispunkt für das hochwertige Reduktionsgas und dem Gasaustrittder Reduktionsgase befindet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das minderwertige Reduktionsgas an einer Stelle des Schachtofens eingeleitet wird, in der die Reduktionsfähigkeit des hochwertigen Reduktionsgases bereits auf einen Wert abgefallen ist, der kleiner oder gleich der Reduktionsfähigkeit des minderwertigen Reduktionsgases ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als minderwertiges Reduktionsgas das in einem Sauerstoffblaskonverter für Stahlerzeugung anfallende, CO- und H2-haltige Konvertergas verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvertergas unentstaubt in den Schachtofen eingeleitet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Konverter bei einer Temperatur von etwa 1450 bis 1650 OC verlassende Konvertergas vor dem Eintritt in den Schachtofen auf eine vorteilhafte Reduktionstemperatur (z.B. 800 OC) abgekühlt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvertergas in einer Druckerhöhungsstufe auf einen für das Einleiten dieses für die Vorreduktion verwendeten Gases in den Schachtofen geeigneten Überdruck von z.B. 0,3 bar Überdruck gebracht wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das benutzte Reduktionsgas am Gasaustritt abgesaugt wird, daß an der Einleitungsstelle des Schachtofens für das minderwertige Reduktionsgas in Form von Konvertergas ein Unterdruck herrscht, wodurch das den Konverter mit Atmosphärendruck verlassende und auf eine geeignete Reduktionstemperatur abgekühlte Konvertergas durch den Schachtofen gesaugt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konvertergas in einer Abkühlungsstufe, vorzugsweise einem Dampferzeuger, auf die für die Reduktion vorteilhafte Temperatur abgekühlt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den heißen Konvertergasstrom zwischen Konverter und Abkühlstufe ein kühlerer Gasstrom, insbesondere benutztes und abgekühltes Reduktionsgas eingespeist wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckerhöhung in eine das Konvertergas führende Gasleitung und in Flußrichtung dieses Konvertergases ein Zusatzgasstrom mit hohem Druck von z.B. 6 bar eingespeist wird, der das Konvertergas mitreißt (Gasstrahl-Gaspumpe).
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzgas zumindest ein Teil der am Gasaustritt des Schachtofens aufgefangenen, benutzten Reduktionsgase verwendet wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Menge, Druck und Temperatur des Zusatzgasstromes so gewählt sind, daß das Gasgemisch aus nicht absichtlich gekühltem Konvertergas und dem Zusatzgas mit einem für die Vorreduktion geeigneten Druck und einer geeigneten Temperatur in den Schachtofen eintritt.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß-das am Gasaustritt entnommene, benutzte Reduktionsgas zunächst abgekühlt und gereinigt und danach mittels eines Verdichters hochgespannt wird, bevor es in die Gasstrahl-Gaspumpe einströmt.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das hochwertige Reduktionsgas mit einem höheren Druck als das minderwertige Reduktionsgas in den Schachtofen eingepeist wird.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Stahlerzeugung im Konverter der im Schachtofen erzeugte Eisenschwamm ohne Abkühlung in den Sauerstoffbla-skonverter eingegeben wird.
  16. 16. Direktreduktionsanlage mit einem Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen (20) eine tieferliegende, erste Einspeisvorrichtung (32) für das höherwertige Reduktionsgas und eine höherliegende, zweite Einspeisvorrichtung (46) für das minderwertige Reduktionsgas (Konvertergas) aufweist.
  17. 17. Direktreduktionsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Gasaustritt (36) des Schachtofens (20) eine Reinigungsstufe (38) angeschlossen, die ausgangsseitig mit einer Gasstrahl-Gaspumpe (54) verbunden ist.
  18. 18. Direktreduktionsanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Reinigungsstufe (3) und der Booster-Pumpe (54) ein Verdichter (62) und/oder eine Heizstufe (60) vorgesehen ist.
  19. 19. Direktreduktionsanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß am Gasaustritt (36) des Schachtofens (20) und hinter der Reinigungsstufe (38) eine Saugpumpe (68) angeschlossen ist.
  20. 20. Direkreduktionsanlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Konverters (50) und in einer vom Konverter (50) zur Einspeisvorrichtung (46) führenden Gasleitung (48) ein Wärmetauscher, insbesondere ein Dampferzeuger (70) angeordnet ist.
  21. 21. Direkreduktionsanlage nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem oberen Bereich des Konverters und dem unteren Bereich des Dampferzeugers Einleitungsdüsen (72) für ein Gas befinden.
  22. 22. Direktreduktionsanlage mit einem Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen zweigeteilt ist, daß in seine erste Stufe über die erste Einspeisvorrichtung (31) hochwertiges -Reduktionsgas eingeleitet und abgeführt wird und daß in eine zweite, druckmäßig von der ersten Stufe getrennte Stufe, in der die Vorreduktion durchgeführt wird, Konverter gas über die zweite Einspeisvorrichtung (46) eingesaugt und am Gasaustritt (36) dieser zweiten Stufe mittels einer Saug pumpe (68) abgesaugt wird.
  23. 23. Direktreduktionsanlage mit einem Konverter und einem Schach ofen, in den als Reduktionsgas ein Konvertergas eingespeist und damit eine Vorreduktion von Eisenerzen durchgeführt wir wobei das Konvertergas dem Schachtofen ohne Druckerhöhung und vorzugsweise ungereinigt zugeleitet und mittels einer am Gasaustritt des Schachtofens angeordneten Saugpumpe abgezogen wird.
DE19823244744 1982-11-25 1982-12-03 Verfahren zur direktreduktion von eisenerz im schachtofen Ceased DE3244744A1 (de)

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