DE1533836C - Verfahren zum zweistufigen Kuhlen eines Metallschwamms - Google Patents
Verfahren zum zweistufigen Kuhlen eines MetallschwammsInfo
- Publication number
- DE1533836C DE1533836C DE19671533836 DE1533836A DE1533836C DE 1533836 C DE1533836 C DE 1533836C DE 19671533836 DE19671533836 DE 19671533836 DE 1533836 A DE1533836 A DE 1533836A DE 1533836 C DE1533836 C DE 1533836C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cooling
- gas
- chamber
- stage
- temperature
- 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.)
- Expired
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims description 65
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 56
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- -1 iron-carbon Chemical compound 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- 235000021028 berry Nutrition 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 claims 1
- 230000003467 diminishing Effects 0.000 claims 1
- 230000002349 favourable Effects 0.000 claims 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims 1
- 230000003134 recirculating Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 1
Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zwei- Schmelzens der auf dem reduzierten Metall niederstufigen Kühlen eines durch Reduktion eines Metall- geschlagene Kohlenstoff in das Metall hineinoxyds
mit kohlenstoffhaltigem reduzierendem Gas er- diffundiert und dadurch das Schmelzen desselben
haltenen Metallschwamms, bei dem das Reduktions- bei Temperaturen möglich wird, die wesentlich
gas vor Eintritt in die Reduktionskammer in einer 5 unterhalb des Schmelzpunktes des reinen Metalls
Kühlkammer durch den Metallschwamm geleitet ■ liegen. Wird dem Eisenschwamm im Stahlerzeugungswird.
Die Erfindung wird zwar nachfolgend an Hand ofen Kohlenstoff gesondert zugesetzt, so tritt die
der zweistufigen Kühlung von Eisenschwamm be- Diffusion nicht in gleichem Ausmaße auf. Das
schrieben, das beanspruchte Verfahren ist jedoch Niederschlagen von Kohlenstoff auf den Eisenauch
auf die zweistufige Kühlung von durch Re- io schwamm in der Kühlkammer stellt daher eine beduktion
anderer Metalloxyde erhaltenen Metall- sonders wirksame Möglichkeit dar, dem für die
schwämmen anwendbar. . Stahlerzeugung verwendeten Eisenschwamm Kohlen-
Das beanspruchte Verfahren stellt eine Ver- stoff zuzusetzen.
besserung des aus der USA.-Patentschrift 3 136 623 Obwohl es offensichtlich von Vorteil ist, die Kühlbekannten halbkontinuierlichen Verfahrens zur Her- 15 kammer sowohl zum Kühlen des reduzierten Metalls "
stellung von Eisenschwamm unter Verwendung eines als auch zur Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes zu
mehrere Kammern umfassenden Systems dar, bei verwenden, treten in der Praxis doch gewisse
dem getrennte Mengen des eisenhaltigen Materials Schwierigkeiten auf bei dem Versuch, beide Ziele
gleichzeitig behandelt werden. Dieses System umfaßt gleichzeitig zu erreichen. Um mit Sicherheit das
im wesentlichen drei Hauptstufen, 1. das Beschicken 20 reduzierende Gas aufspalten und auf dem Eisen-
und Entladen der Reaktoren, 2. die Reduktion des schwamm Kohlenstoff niederschlagen zu können, ist
Erzes und 3. das Kühlen des reduzierten Erzes. eine verhältnismäßig hohe Temperatur erforderlich,
Diese drei Stufen werden nachfolgend der Einfach- bei der das reduzierende Gas und das reduzierte
heit halber als Produktionsstufe, Reduktionsstufe und Metall miteinander in Berührung gebracht werden,
Kühlstufe bezeichnet. In dem nachfolgend be- 25 während andererseits zum Kühlen des reduzierten
schriebenen speziellen System werden zwei Reduk- Metalls die Betriebstemperatur der Kühlkammer vertionsstufen
verwendet, und daher sind zur Durch- hältnismäßig niedrig sein sollte,
führung der vorstehend genannten drei Hauptstufen Aufgabe der Erfindung war es nun, ein Kühlinsgesamt vier Kammern erforderlich. Die Kammern verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, sind so miteinander verbunden, daß während einer 30 den reduzierten Metallschwamm wirksam zu kühlen gegebenen Arbeitsfolge das reduzierende Gas aus und gleichzeitig Kohlenstoff auf dem Metallschwamm einer geeigneten Quelle, im allgemeinen einem zum abzulagern. . .
führung der vorstehend genannten drei Hauptstufen Aufgabe der Erfindung war es nun, ein Kühlinsgesamt vier Kammern erforderlich. Die Kammern verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe es möglich ist, sind so miteinander verbunden, daß während einer 30 den reduzierten Metallschwamm wirksam zu kühlen gegebenen Arbeitsfolge das reduzierende Gas aus und gleichzeitig Kohlenstoff auf dem Metallschwamm einer geeigneten Quelle, im allgemeinen einem zum abzulagern. . .
größten Teil aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff Es wurde nun überraschend gefunden, daß diese
bestehenden Gemisch, nacheinander durch die Aufgabe durch ein in bestimmter Weise durchKammer
der Kühlstufe, die Kammer der zweiten 35 geführtes neues zweistufiges Kühlverfahren gelöst
Reduktionsstufe und die Kammer der ersten Re- werden kann.
duktionsstufe strömt. Die vierte Kammer wird zum Aus den deutschen Patentschriften 173 244 und
Entladen und Neu-Beschicken von dem System ab- 490 409 sind zwar bereits einstufige Kühlverfahren
getrennt. bekannt, bei denen das Gas in einer ersten Stufe auf
Das gesamte System ist mit geeigneten Umschalt- 40 das reduzierte Gut einwirkt und in einer zweiten
ventilen ausgestattet, wobei am Ende jedes Arbeits- Stufe dem weiteren Verfahren zugeführt wird, diese
zyklus die Gasströmung umgekehrt werden kann, so Verfahren sind jedoch nicht in der Lage, die der
daß die Kammer der Kühlstufe zur Kammer der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Doppel-
Produktionsstufe, die Kammer der zweiten Reduk- aufgäbe zu lösen. Das gilt auch für die aus der
tionsstufe zur Kammer der Kühlstufe, die Kammer 45 USA.-Patentschrift 2 900 247 und aus »Stahl und
der ersten Reduktionsstufe zur Kammer der zweiten Eisen«, 52 (1932), Seiten 458 und 459, bekannten
Reduktionsstufe und die Kammer der Produktions- einstufigen Kühlverfahren. Auch bei dem aus der
stufe zur Kammer der ersten Reduktionsstufe wird. deutschen Patentschrift 732 569 bekannten Kühl-
Während einer Reihe von vier Arbeitszyklen arbeitet verfahren handelt es sich um ein einstufiges Kühldaher
jede Kammer der Reihe nach in allen vier 50 verfahren, das sich für die Lösung der der yorliegen-
Arbeitsstufen. . den Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht
Der bei einer direkten gasförmigen Reduktion von eignet.
Eisenerz erzeugte Eisenschwamm weist einen un- Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren
erwünscht niedrigen Gehalt an Kohlenstoff auf. In den zum zweistufigen Kühlen eines durch Reduktion eines
meisten Fällen wird der erzeugte Eisenschwamm zur 55 Metalloxyds mit kohlenstoffhaltigem reduzierendem
Herstellung von Stahl verwendet, und wenn der Gas erhaltenen Metallschwamms, bei dem das Re-Kohlenstoffgehalt
des Eisenschwamms zu niedrig ist, duktionsgas vor Eintritt in die Reduktionskammer in
muß dem im Stahlofen zu schmelzenden Gemisch einer Kühlkammer durch den Metallschwamm geKohlenstoff
zugesetzt werden. Bei einem Verfahren leitet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in
der vorstehend beschriebenen Art, bei dem das in 60 der ersten Stufe das reduzierende Gas durch den
die Anlage einströmende kohlenstoffhaltige re- Metallschwamm bei einer für die Spaltung eines
duzierende Gas zum Kühlen des reduzierten Metalls Teils des im Reduktionsgas enthaltenen Kohlenverwendet
wird, kann durch Betrieb der Kühlungs- monoxyds und die Abscheidung von Kohlenstoff auf
stufe unter geeigneten Bedingungen ein Teil des dem Metallschwamm ausreichenden Temperatur gereduzierenden
Gases unter Erzeugung von Kohlen- 65 leitet wird und daß in der zweiten Stufe zusätzlich
stoff aufgespalten werden, der sich auf der Ober- eine Teilmenge des reduzierenden Gases nach Ausfläche
des stückigen reduzierten Metalls absetzt. Es tritt aus der Kühlkammer rückgekühlt und im Kreishat
sich gezeigt, daß während des nachfolgenden lauf wieder in diese zurückgeführt wird.
Claims (2)
- Zu Beginn eines jeden Arbeitszyklus in dem vor- dann in einen ersten Kühlturm überführt werden, in stehend beschriebenen Mehrkammersystem weist die dem es weiter abgekühlt wird und damit das Gas Masse des eisenhaltigen Materials in der Kühl- darstellt, das in die Kühl- und Reduzierkammern kammer eine verhältnismäßig hohe Temperatur auf. · eingeführt wird. Diese Gasströmung stellt den Be-Nach. dem beanspruchten Verfahren wird in der 5 ginn eines Arbeitszyklus dar, wenn die oben beersten Kühlstufe das einströmende reduzierende Gas schriebene erste Kühlstufe in der Kühlkammer im wesentlichen mit der Geschwindigkeit in die - durchgeführt wird. Zu dieser Zeit enthält die Kühl-Kühlkammer eingeführt, die erforderlich ist, um die kammer eine Charge eines eisenhaltigen Materials, Kammer der zweiten Reduktionsstufe zu versorgen, - das im wesentlichen aus Eisenschwamm besteht, der wobei das gesamte die Kühlkammer verlassende Gas io jedoch eine kleine Menge Eisenoxyd enthält. Der durch die Masse des eisenhaltigen Materials in der zuvor in zwei Stufen reduzierte, in der Kühlkammer Reduktionskammer der zweiten Stufe geleitet wird. vorhandene ,Eisenschwamm weist etwa die gleiche Während der zweiten Kühlstufe jedes oben be- Temperatur auf wie das eisenhaltige Material der schriebenen Arbeitszyklus wird ein Teil des die Reduktionsstufen, d. h. eine Temperatur von etwa Kühlkammer verlassenden Gases aus dem in die 15 980 bis 1090° C.Reduktionskammer geleiteten Strom abgeleitet und Zu Beginn des Arbeitszyklus strömt das rein den Gaseinlaß der Kühlkammer zurückgeführt. duzierende Gas aus dem oberen Teil des ersten Während der ersten Kühlstufe wird daher eine ver- Kühlturmes in den oberen Teil der Kühlkammer und hältnismäßig. schwache Gasströmung verwendet, um von da nach unten durch das Bett des Eisendie Masse des eisenhaltigen Materials auf einer so schwamms. Infolge der in der Kühlkammer herr-Temperatur zu halten, die zur Aufspaltung des re- sehenden hohen Temperatur wird ein Teil des reduzierenden Gases und zum Niederschlagen von duzierenden Gases aufgespalten und auf den Eisen-Kohlenstoff über einen verhältnismäßig langen Zeit- schwammklumpen in Form von Kohlenstoff niederraum hinweg ausreicht. Ist die Temperatur des eisen- geschlagen. Ferner wird ein weiterer Teil der kleinen haltigen Materials in der Kühlkammer unter den 25 Menge an in dem Eisenschwamm vorhandenem Wert abgesunken, bei dem das reduzierende Gas Eisenoxyd reduziert.aufgespalten wird, so wird die zweite Kühlstufe in . Von dem unteren Teil der Kühlkammer strömt Betrieb genommen, wobei ein Teil des die Kühl- das reduzierende Gas in einen zweiten Kühlturm, kammer verlassenden Gases gekühlt und in den Der zweite Kühlturm kühlt das reduzierende Gas ab Kreislauf zurückgeführt wird, um die Fließgeschwin- 30 und kondensiert das darin enthaltene Wasser, wodigkeit durch die Kammer zu erhöhen und die · durch aus dem reduzierenden Gas der Wasserdampf Kühlung des eisenhaltigen Materials innerhalb der- entfernt wird, der einen nicht reduzierenden Beselben auf eine Temperatur in der Nähe von Raum- standteil darstellt. Anschließend wird dann das retemperatur zu beschleunigen. duzierende Gas den Reduktionsstufen zugeführt.Das günstigste Gasvolumen, das in der zweiten 35 Die Temperatur des Eisenschwammbettes in der Kühlstufe wieder in den Kreislauf zurückgeführt Kühlkammer fällt infolge des durchströmenden Kühlwird, ändert sich je nach der angewendeten Reak- ■ gases ab, bis ein Punkt erreicht ist, bei dem die Auftionstemperatur, der Menge des in der Kammer be- spaltung des Gases und die Niederschlagung von handelten Materials, der Temperatur des wieder in Kohlenstoff auf dem Eisenschwamm aufhört. Bei den Kreislauf zurückgeführten Gases und der Länge 40 etwa dieser Temperatur ist es zweckmäßig, die der Zeit, die zur vollständigen Durchführung der Kühlung des Eisenschwamms zu beschleunigen. Nach Reduktion in den Reduktionskammern erforderlich dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dann die ist. Wenn beispielsweise ein Reduktionszyklus von zweite Kühlstufe eingeleitet, bei der ein Teil des 6 Stunden angewendet wird, so kann die Menge des Gases mit Hilfe eines in eine .Verbindungsleitung in die Kühlkammer wieder zurückgeführten Gases 45 zwischen der Austrittsleitung des zweiten Kühlturmes geringer sein als bei Anwendung eines Reduktions- . und der Gaszuführungsleitung zur Kühlkammer, einzyklus von 4 Stunden, da im ersten Falle mehr Zeit geschalteten Kompressors in die Kühlkammer zuzur Verfügung steht, um die Temperatur des eisen- . rückgeführt wird. Während der zweiten Kühlstufe haltigen Materials in der Reduktionskammer auf die können die Ventile geöffnet werden, um einen begewünschte, verhältnismäßig niedrige Temperatur 50 stimmten Teil des aus dem zweiten Kühlturm einherabzusetzen. Es hat sich nun gezeigt, daß die strömenden gekühlten Gases in die Kühlkammer Menge des in der zweiten Kühlstufe in den Kreislauf zurückzuführen, um dadurch die Menge des durch zurückgeführten Gases so groß sein sollte, daß der diese Kammer strömenden Gases zu erhöhen. Auf Gasstrom durch die Kühlkammer etwa das 1,5- bis "' diese Weise kann der Eisenschwamm auf eine Tem-5fache des Gasstromes in der ersten Kühlstufe be- 55 peratur in der Nähe von Raumtemperatur wirksam trägt. Das dabei bevorzugt angewendete Mengen- abgekühlt werden, selbst wenn die Strömungsverhältnis von Reduktionsgas zu im Kreislauf zu- geschwindigkeit des Gases für eine genügende rückgeführtem Gas beträgt etwa 0,5 :1 bis 4:1. Kühlung nicht ausreicht.Das zur Reduktion verwendete Gas kann größtenteils aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bestehen 60 Patentansprüche: und durch katalytische Umsetzung von Wasserdampfmit Erdgas hergestellt werden. Das so erzeugte re- 1. Verfahren zum zweistufigen Kühlen einesduzierende Gas kann in einen Wärmeaustauscher durch Reduktion eines Metalloxyds mit kohleneingeleitet werden, in dem ein Teil der Reaktions- stoffhaltigem reduzierendem Gas erhaltenenwärme des Gases zum Verdampfen von heißem 65 Metallschwamms, bei dem das Reduktionsgas vor Wasser unter Bildung von weiterem Wasserdampf Eintritt in die Reduktionskammer in einer Kühlverwendet werden kann. kammer durch den Metallschwamm geleitet wird.Das teilweise abgekühlte reduzierende Gas kann dadurch gekennzeichnet, daß in derersten Stufe das reduzierende Gas durch \ den. Metallschwamm bei einer für die.Spaltung eines Teils des im Reduktionsgas enthaltenen Kohlenmonoxyds und die Abscheidung von Kohlenstoff auf dem Metallschwamm ausreichenden Temperatur geleitet wird und daß in der zweiten Stufe zusätzlich eine Teilmenge des reduzierenden Gases nach Austritt aus der Kühlkammer rückgekühlt und im Kreislauf wieder in diese zurückgeführt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Reduktionsgas zu im Kreislauf geführtem Gas in der zweiten. Kühlstufe 0,5 :1 bis 4:1 beträgt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US53553766A | 1966-03-18 | 1966-03-18 | |
US53553766 | 1966-03-18 | ||
DEF0051829 | 1967-03-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1533836B1 DE1533836B1 (de) | 1971-07-29 |
DE1533836C true DE1533836C (de) | 1973-08-30 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3535572C2 (de) | ||
DE2424684A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines briketts aus molybdaen oder einer mischung aus molybdaen und eisen | |
DE2405898A1 (de) | Verfahren zur gasfoermigen reduktion von metallerzen | |
DE2928192C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Ofen-Hartlötung und Gas- Weichnitrierung | |
DD151768A5 (de) | Verfahren zum reduzieren von metallerzen | |
DE2449319C3 (de) | Verfahren zur ansatzweisen Reduktion von Metalloxyden | |
DE3008445C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Reduzieren eines teilchenförmigen Erzes zu Metallpartikeln | |
DE1533836C (de) | Verfahren zum zweistufigen Kuhlen eines Metallschwamms | |
DE2546416C3 (de) | Verfahren für die chargenweise Gasreduktion von Metalloxiden und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung | |
DE202020100640U1 (de) | Direktreduktionssystem | |
DE2547940A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines katalysators fuer die ammoniaksynthese | |
DE3244652C2 (de) | Verfahren zum Reduzieren von teilchenförmigem Metallerz | |
DE1533836B1 (de) | Verfahren zum zweistufigen Kuehlen eines Metallschwamms | |
DE2134959C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von stückigen Metallerzen | |
DE1054431B (de) | Verfahren und Einrichtung zur Ausfuehrung der katalytischen SO-Oxydation | |
EP1021569B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von eisen durch direktreduktion | |
DE2164391A1 (de) | Verfahren zum Reduzieren von Eisenerzen | |
DE2057940C3 (de) | Verfahren zur Gewinnung von Nickel und Kobalt aus magnesiumhaltigen Lateriterzen | |
DE1266330B (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von kohlenstoffhaltigem Eisen | |
DE3208477A1 (de) | Verfahren zum reduzieren von eisen | |
DE669315C (de) | Verfahren zur Erhoehung der Azotierbarekeit von Calciumcarbid | |
DE1433346A1 (de) | Verfahren zur Reduktion von Erz | |
DE109177C (de) | ||
DE2239605C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur direkten Eisenreduktion | |
DE3422186A1 (de) | Verfahren zur direktreduktion von eisenerz oder eisenoxidpellets zu eisenschwamm und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens |