DE1221654B - Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen in Drehoefen mit gasfoermigen oder fluessigenReduktionsmitteln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen in Drehöfen mit gasförmigen oder flüssigen Reduktionsmitteln Es ist bekannt, daß die Reduktion von Eisenerzen in Drehöfen mit gasförmigen und flüssigen Reduktionsmitteln dadurch erschwert ist, daß es bisher nicht möglich war, eine ausreichend innige Vermischung des zu reduzierenden Gutes mit dem Reduktionsmittel zu erreichen. Bei den bisher bekannten Verfahren werden die z. B. gasförmigen Reduktionsmittel in Richtung der Ofenachse in den Drehofen eingeblasen. Die gasförmigen Reduktionsmittel, bzw. die aus dem Öl bei der Reduktionstemperatur sich bildenden reduzierenden Gase haben hierbei nur eine ungenügende Berührungszeit mit dem Eisenerz, so daß sie zum großen Teil in dem freien Gasraum oberhalb des im Drehofen liegenden Erzbettes verbrennen oder ungenutzt mit dem Abgas aus dem Ofen entweichen. Gleiches gilt, wenn bei diesem Verfahren in bekannter Weise durch in der Ofenwandung vorgesehene Einblaseöffnungen Sauerstoff zur Teilverbrennung der Reduktionsgase eingeblasen werden, und zwar derart, daß die Sauerstoffdüsen nur geöffnet sind, wenn sie sich oberhalb der Beschickung befinden und den Sauerstoff in den freien Ofenraum einblasen.
• Die vorliegende Erfindung gibt einen Weg an, wie in einem Drehofen eine ausreichend innige Vermischung der gasförmigen und der festen Reaktionsteilnehmer erzielt werden kann, die die Voraussetzung eines wirtschaftlichen Reduktionsprozesses bildet. Das Verfahren nach der Erfindung kann sowohl in Drehöfen mit horizontaler Achse wie in solchen mit geneigter Achse durchgeführt werden, in denen die in feiner Körnung zur Anwendung gelangende Beschickung ein Rollbett bildet.
• Das Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die gasförmigen oder flüssigen Reduktionsmittel etwa quer zur Achse des Drehofens derart in das Rollbett eingeblasen werden, daß unter ihrer Einwirkung ein in Wirbelbewegung befindliches Rollfließbett hervorgerufen wird.
• Dieses Fließbett hat nach bekannten Gesetzmäßigkeiten Eigenschaften wie etwa eine Flüssigkeit. Insbesondere verhält es sich gegenüber einem Gasstrahl, der von oben auf das Fließbett gerichtet wird, oder gegenüber einem Festkörper, der durch das Fließbett hindurchbewegt wird, wie eine Flüssigkeit.
• Die Anwendung des sogenannten Fließbettverfahrens ist auf Grund des äußerst wirksamen Kontaktes zwischen dem Erz und dem Reduktionsgas zwar für feststehende Anlagen schon erwogen worden, man hat jedoch davon abgeraten, weil es schwierig sei, ein Fließbett von großen Abmessungen zu betreiben, den Prozeß kontinuierlich zu betreiben, und weil hierbei eine Mehrzahl von Apparaten erforderlich sei, so daß nur mit kleinen Ofenkapazitäten gearbeitet werden könne.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen können die Eigenschaften eines Fließbettes in folgender Weise zunutze gemacht werden: Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird in einem Drehofen, z. B. einem solchen mit horizontaler Achse durch Einfüllen von entsprechend feinkörnigem Eisenerz ein sogenanntes Rollfließbett gebildet. Dies entsteht dadurch, daß infolge der Umdrehung des Ofens ständig Gas aus der Ofenatmosphäre unter das Feststoffbett gemischt wird, so daß dieses ähnlich wie eine Flüssigkeit während des Abrollvorganges sich innerhalb des Ofenraumes bewegt unter Herausbildung einer leicht schräggestellten flüssigkeitsähnlichen Oberfläche. Hierbei ist vorausgesetzt, daß dieses Rollfließbett den Ofenraum zu etwa einem Drittel ausfüllt. Das Rollfließbett wird in üblicher Weise durch Verbrennung von Gas oder öl in dem freien Gasraum oberhalb desselben aufgeheizt. Wenn nun das Rollfließbett eine Temperatur erreicht hat, die für die Reduktion von Eisenerzen ausreicht, z. B. 800 bis 900° C, wird von oben aus einem oder mehreren Gas- oder Ölverteilungsrohren Gas oder Öl in feinen Strahlen hoher Geschwindigkeit gegen die Oberfläche des Rollfließbettes geblasen. Die Gas- oder Ölstrahlen dringen tief in das Fließbett ein entsprechend den beschriebenen Flüssigkeitseigenschaften desselben. Bei entsprechender Geschwindigkeit der Einblasestrahlen erreichen diese den Boden des Drehofens, werden hier umgelenkt und verteilen sich in Teilstrahlen innerhalb des Fließbettes.
• Mit Hilfe des eingeblasenen Gases bzw. des aus dem eingeblasenen Öl gebildeten Gases findet eine weitere Auflockerung des Rollfließbettes und eine entsprechende Verbesserung seines Fließzustandes statt. Nachdem der einfache Abrollvorgang in dem Drehofen zunächst ein noch verhältnismäßig unvollkommenes Fließbett mit nur relativ mangelhaften Fließeigenschaften herstellen konnte, geht vom Zeitpunkt des Gas- oder öleinblasens ab das Rollfließbett in ein solches mit hochgradigen Fließeigenschaften über, das insbesondere gekennzeichnet ist durch geringen Widerstand gegen eindringende Gasstrahlen oder Festkörper. Diese charakteristischen und überraschenden Eigenschaften eines Rollfließbettes ermöglichen insbesondere die Durchführung der nachfolgend beschriebenen weiteren Ausführungsformen der Erfindung.
• Eine solche weitere Ausführungsform besteht darin, daß die Einblasedüsen für Reduktionsgas bzw. -öl nicht mehr oberhalb der Oberfläche des Fließbettes angeordnet sind, sondern innerhalb des Fließbettes selbst. Diese Einblasedüsen liegen innerhalb des Fließbettes nahe an der unteren Innenfläche des Drehofens und sind hier fest angeordnet, machen also die Drehbewegung nicht mit. Sie werden damit ständig von dem innerhalb des Drehofens abrollenden Fließbett umströmt und bieten so eine besonders günstige Voraussetzung für eine möglichst feinstrahlige Verteilung der Reduktionsmittel in dem Fließbett.
• Dieser Grundgedanke der Erfindung ermöglicht zwei Ausführungsformen. Nach einer Ausführungsform liegen die Gas- bzw. Ölverteilungsrohre im freien Gasraum oberhalb des Fließbettes.
• Bei der zweiten Ausführungsform liegt das Verteilungsrohr, das sich in der. Längsrichtung, parallel zur Ofenachse erstreckt, innerhalb des Fließbettes. Die Einblasedüsen sind Öffnungen im Mantel des Verteilungsrohres.
• Die F i g.1 bis 3 erläutern die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. 1 ist bei allen Figuren der Innenmantel des Drehofens. 2 ist das Rollfließbett aus feinkörnigem Eisenerz. 3 ist der freie Gasraum oberhalb des Rollfließbettes. Beim Beispiel gemäß F i g.1 ist 4 das Gas- bzw. Ölverteilungsrohr, das im freien Gasraum 3 angeordnet ist. An der Unterseite des sich parallel zur Achse des Drehofens erstreckenden Verteilungsrohres 4 liegen die Düsen 5 mit Hilfe derer ein freier Gas- bzw. Ölstrahl 6 gegen die Oberfläche des Rollfließbettes 2 geblasen wird. Dieser Gas- bzw. Ölstrahl dringt in das Rollfließbett ein, wird bei 7 am Boden des Rollfließbettes umgebogen und in dem Rollfließbett 2 verteilt.
• In der F i g. 2 ist gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, daß an dem Verteilungsrohr 8 Einblaserohre 9 angebracht sind, durch die das Gas oder Öl tief in das Rollfließbett eingeführt wird. In der F i g. 3 ist dargestellt, daß das Verteilungsrohr 10 innerhalb des Rollfließbettes liegt, an dessen Unterseite die Einblaseöffnungen 11 angeordnet sind. Bei allen Ausführungsformen der Erfindung gelangt das eingeblasene Gas nach der Durchströmung des Rollfließbettes in den freien Gasraum und wird hier normalerweise wie auch von anderen Drehofenverfahren her bekannt, soweit es noch brennbare Bestandteile enthält, verbrannt und zur Wärmeerzeugung für die Durchführung des Prozesses herangezogen.
• Es gehört zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, daß einzelne Maßnahmen derselben auch unabhängig voneinander Verwendung finden können.
• So kann das Rollfließbett auch unabhängig von der speziellen Art der Gas- bzw. Öleinblasung angewandt werden und kann die spezielle Art der Gas- bzw. Öleinblasung auch unabhängig von dem Rollfließbett durchgeführt werden.
• Zu den Öfen, die gleichfalls unter den Begriff Drehöfen fallen und für die die vorliegende Erfindung Geltung besitzt, gehören auch die sogenannten Schaukelöfen, bei denen der Drehsinn des Ofens nach jeweils etwa 180 bis 360° Drehwinkel in die entgegengesetzte Richtung verändert wird. In diesem Fall handelt es sich im Sinne der vorliegenden Erfindung um ein Schaukelfließbett. Rollfließbetten und Schaukelfließbetten nach der Erfindung können auch angewandt werden, wenn das gasförmige oder flüssige Reduktionsmittel in an sich bekannter Weise durch die Ofenwand hindurch in das Bett eingeführt wird.
• Bei Drehöfen mit geneigten Achsen ist es zweckmäßig, das Reduktionsmittel erst im heißen Teil (über etwa 600° C) in das Rollfließbett einzublasen, während dieses im oberen kalten Teil durch die entgegenströmenden Verbrennungsgase lediglich aufgeheizt wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Reduktion von Eisenerzen in Drehöfen mit im wesentlichen horizontaler oder geneigter Drehachse, wobei die in feiner Körnung zur Anwendung gelangende feste Beschickung ein Rollbett bildet, und wobei gasförmige oder flüssige Reduktionsmittel in den Drehofen eingeblasen werden, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die gasförmigen oder flüssigen Reduktionsmittel etwa quer zur Achse des Drehofens derart in das Rollbett eingeblasen werden, daß unter ihrer Einwirkung ein in Wirbelbewegung befindliches Rollfließbett hervorgerufen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bzw. Öl von oben in das Fließbett eingeblasen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasestellen sich, unabhängig von der Bewegung des Ofens, immer innerhalb des Fließbettes befinden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel in an sich bekannter Weise durch die Ofenwand in das Fließbett eingeblasen wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas- bzw. Ölzuführungsrohr parallel zur Ofenachse im freien Gasraum des Ofens angeordnet ist und daß die einzelnen Einblaserohre von diesem Zuführungsrohr aus in das Fließbett hineinreichen.
6. 6. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das parallel zur Ofenachse geführte Gas- bzw. Ölzuführungsrohr innerhalb der Beschickung liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 810 638; USA.-Patentschrift Nr. 2107 549.