DE19739697C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Eisenerzreduktion - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur EisenerzreduktionInfo
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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.
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1999
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Patent Citations (2)
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US5186741A (en) * | 1991-04-12 | 1993-02-16 | Zia Patent Company | Direct reduction process in a rotary hearth furnace |
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