DE19859354A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Metall aus MetallerzenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen, insbesondere von Roheisen aus Eisenerz, bei dem das Metalloxide enthaltende Erz mit einem aus Kohlenstoff und/oder Wasserstoff (sowie ggf. deren Verbindungen) enthaltenden Reduktionsgas in Reaktionskontakt gebracht wird, welches zuvor aus festen kohlenstoff- und/oder kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen gewonnen wurde. Es ist bekannt, daß das zum größten Teil aus (selbst bei Eisen verschiedenen) Metalloxiden bestehende Erz einem Reduktionsprozeß unterworfen werden muß, ehe das Metall gewonnen werden kann. Diese Reduktion geschieht mit Hilfe von Kohlenstoff und ggf. Wasserstoff - oder auch deren Verbindungen -, die in einem Reduktionsgas enthalten sind, das zur Einwirkung auf das Metallerz gebracht wird. Ausgehend von dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren ist es das Ziel der Erfindung, Kunststoffabfall, auch in organisch und/oder anorganisch verunreinigter Form, als Lieferant für die Bestandteile des Reduktionsgases nutzbar zu machen. Kunststoffabfall fällt dauernd in großen Mengen an und stellt ein ernsthaftes Entsorgungsproblem dar. Er liegt zumeist, wenn nicht ausschließlich, in fester Form vor, sei es als - häufig stark verunreinigter - Verpackungsmüll, sei es als Verschnitt o. ä. im Zuge der Produktion von Kunststoffgegenständen. Demgemäß sieht die Erfindung vor, daß die beim Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung zur Gewinnung des Reduktionsgases ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Metall
aus aus Metallerzen, insbesondere von Roheisen aus Eisenerz, bei dem das Metall
oxide enthaltende Erz mit einem aus Kohlenstoff und/oder Wasserstoff (sowie ggf.
deren Verbindungen) enthaltenden Reduktionsgas in Reaktionskontakt gebracht
wird, welches zuvor aus festen kohlenstoff- und/oder kohlenwasserstoffhaltigen
Substanzen gewonnen wurde.
Es ist bekannt, daß das zum größten Teil aus (selbst bei Eisen verschiedenen)
Metalloxiden bestehende Erz einem Reduktionsprozeß unterworfen werden muß,
ehe das Metall gewonnen werden kann. Diese Reduktion geschieht mit Hilfe von
Kohlenstoff und ggf. Wasserstoff - oder auch deren Verbindungen -, die in einem
Reduktionsgas enthalten sind, das zur Einwirkung auf das Metallerz gebracht wird.
Hierauf gelangt das reduziert Metallerz in einen Schmelzprozeß. Das für die Re
duktion benötigte Gas wird dabei im Bereich des Reduktions- und Schmelz-Prozes
ses selbst gewonnen, indem kohlenstoffhaltige Stoffe (z. B. Koks, Kohle, Öl, Erd
gas) in die Zone des bereits reduzierten und erhitzten Metalles zugegeben werden,
wodurch unter Zugabe von (Luft)-Sauerstoff eine Zerlegung bzw. Umwandlung in
kohlenstoffhaltiges Gas erfolgt, welches der vorhergehenden Reduktion zugeführt
wird.
Bekannt sind insoweit der herkömmliche Hochofenprozeß, bei dem im Hochofen -
von oben nach unten fortlaufend - sowohl die Reduktion des Metallerzes als auch
die Bildung des Reduktionsgases sowie die anschließende Schmelzverflüssigung
des Metalles stattfindet. Bei diesem Hochofenprozeß wird dem Eisenerz ggf. Zu
schlagstoffen Koks als Kohlenstoffträger beigemischt. Es ist auch bekannt, zur
besseren Steuerung des Hochofenprozesses und zur Ersparung von Koks in den
Windstrom im Bereich des Gestells des Hochofens Öl oder Kohlenstoff über Lanzen
mit einzublasen, wodurch auch der Verbrauch an Koks reduziert wird. Dieses zu
sätzlich eingeblasene Material (Öl oder Kohlenstaub) muß sehr fein zerteilt einge
führt werden, um eine saubere und ausreichende Vergasung zu gewährleisten. Zu
sammenfassungen über das Einblasen von Kohlenstaub in Hochöfen enthalten zwei
Artikel in der Zeitschrift "Stahl und Eisen", Nr. 4 vom 25. Februar 1985, Seiten
211-220. Das Einblasen von Kohlenstaub wurde insbesondere im Zuge steigender
Ölpreise forciert. Es stellte sich dabei heraus, daß beim Einblasen wegen der kur
zen, zur Verfügung stehenden Zeit von ca. 10 ms gute Ergebnisse, nämlich eine
fast vollständige Vergasung des Kohlenstaubs, nur bei Korngrößen unterhalb
0,1 mm zu erzielen waren, selbst wenn Versuche bei einigen Anlagen auch mit
größeren Korngrößen erfolgreich durchgeführt wurden.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, statt des Eindüsens von Öl und Kohlen
staub andere kohlenstoffhaltige Abfallstoffe wie z. B. getrockneten Klärschlamm
oder anderer kohlenstoffhaltiger Abfall wie Müll, Altpapier, Lignit, sowie Abfall von
Holz, Kunststoff, Gummi o. dgl. einzubringen (DE-A 29 35 544). Als entsprechende
Versuche oder Ergebnisse werden jedoch nur Vermutungen angestellt, wie diese
Stoffe in den Hochofen eingebracht werden sollen. Auch in der DE-A 41 04 252
wird vorgeschlagen, kunststoffhaltige Abfallstoffe dieser Art über die Windformen
in feinkörniger und staubförmiger Form in einen Hochofen einzublasen, wobei als
Beispiel das Einbringen von Klärschlamm (rieselfähiger Staub) angeführt wird. Auch
bei diesem Verfahren wird die Notwendigkeit der Feinkörnigkeit des einzublasenen
Stoffes ausdrücklich betont.
Ausgehend von dem eingangs geschilderten bekannten Verfahren ist es das Ziel
der Erfindung, Kunststoffabfall, auch in organisch und/oder anorganisch verunrei
nigter Form, als Lieferant für die Bestandteile des Reduktionsgases nutzbar zu
machen. Kunststoffabfall fällt dauernd in großen Mengen an und stellt ein ernst
haftes Entsorgungsproblem dar. Es liegt zumeist, wenn nicht ausschließlich, in
fester Form vor, sei es als - häufig stark verunreinigter - Verpackungsmüll, sei es
als Verschnitt o. ä. im Zuge der Produktion von Kunststoffgegenständen.
Demgemäß sieht die Erfindung vor, daß die beim Verfahren der eingangs bezeich
neten Gattung zur Gewinnung des Reduktionsgases zugeführten kohlenstoff-
und/oder kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen, wenigstens teilweise aus Kunst
stoff in zerkleinerter, fluidisierter Form als Agglomerat in den Windstrom im Gestell
des metallurgischen Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, eingeblasen
werden. Dies geschieht über Lanzen, welche in den Schachtofen hineinragen und
welche an eine Transportleitung angeschlossen sind. Über diese Transportleitung
wird der einzublasende Kunststoff zu den Lanzen geführt. Für den Fall, daß wider
Erwarten Stopfer auftreten oder Heißwind aus dem Hochofen in die Lanze und
damit in die Transportleitung zurückschlagen sollte, werden mehrere Absperrein
richtungen in der Transportleitung vorgeschlagen, damit diese nicht nur geschützt
ist, sondern eine umgehende Wiederaufnahme des Gesamtbetriebs der Anlage und
des Einblasens der Kunststoffe erfolgt. Zur Lösung von Verstopfungen des Kunst
stoffmaterials in der Transportleitung sind eine erste und eine dritte Absperreinrich
tung vorgesehen, zur Verhinderung des Rücktransports von Kunststoff bzw. eines
Rückschlags der heißen Gasmassen aus dem Hochofen in die Transportleitung ist
eine zweite Absperreinrichtung ausgebildet. Ihre Funktionsweise wird in den
Ansprüchen, insbesondere aber auch in der Figurenbeschreibung näher erläutert.
Zur Lösung von Stopfern in der Transportleitung macht sich die Erfindung die Tat
sache zunutze, daß in der Transportleitung ein Druck vorhanden ist, welcher 4 bis
6 Mal so groß ist wie der Atmosphärendruck. Wird also das Transportleitungsinne
re über eine Entlüftungsöffnung auf die Außenatmosphäre (ca. 1 Bar) entspannt,
stellt sich ein sehr großer Druck- und Saugeffekt auf die Verstopfungen ein, die
sich hierbei lösen und aus der Transportleitung aus dem System wegbefördert
werden.
Damit beim Stillstand der Einblasanlage die Einblaslanzen, welche in den Hochofen
hineinragen, nicht überhitzen, ist ein Anschluß für Druckluft vorgesehen, welcher
immer dann aktiviert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf
die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Hochofens einschließ
lich der entsprechenden Einrichtungen zur Zuführung von
fluidisiertem Kunststoff und einschließlich der entsprechen
den Einrichtungen zur Zuführung eines erhitzten Windstro
mes;
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform; und
Fig. 3 eine Düsen-Lanzen-Anordnung zum Einblasen von fluidi
siertem Kunststoff in die Windformen oder Düsen eines
Hochofens;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Transportleitung für den
Transport des Kunststoffs zur Lanze.
In Fig. 1 ist ein in üblicher Weise aufgebauter Hochofen 1 gezeigt, der im unteren
Gestellbereich eine Vielzahl von gleichmäßig um den Umfang verteilten Düsen oder
Windformen 20 (s. Fig. 3) aufweist, denen über eine Leitung 5 und eine Ringlei
tung 2 in einem Winderhitzer 4 erhitzter Wind 3 zugeführt wird. Darüber hinaus
kann der Wind 3 auch noch mit Sauerstoff 3a (O2) angereichert werden. Der Über
sichtlichkeit halber ist in Fig. 1 nur eine Düse 20 angedeutet.
Einige oder alle der Düsen 20 weisen eine oder mehrere Lanzen 18 auf, über die
Zusatzbrennstoff eingeblasen werden kann. Bei den bisher bekannten Hochöfen
war dies entweder Kohlenstaub oder Öl, wodurch ein besseres Betriebsverhalten
des Hochofens 1 und eine Ersparnis an Koks zu erzielen war. Die übliche Anzahl
von Düsen 20 der Windformanordnung beträgt z. B. 32, und jede Düse hat einen
Durchmesser von z. B. 140 mm. Bei der Zuführung von Kohlenstaub oder Öl sind
meist zwei Lanzen vorgesehen, die einen Durchmesser von typischerweise 12 bzw.
8 mm haben. Im vorliegenden Fall ist in jeder Düse 20 nur eine Lanze 18 zur Zu
führung von fluidisiertem Kunststoff vorgesehen und hat z. B. einen Durchmesser
von 28 mm.
In der Windformanordnung können entweder alle Lanzen 18 mit fluidisiertem
Kunststoff beschickt werden, oder die Düsen 20 sind gemischt bestückt, d. h.
einige Düsen weisen z. B. zwei Öllanzen auf, während andere Düsen 20 wiederum
mit einer Kunststofflanze 18 bestückt sind. Es ist jedoch zweckmäßig, die Ver
teilung von Kunststofflanzen 18 und Öllanzen gleichmäßig untereinander über den
Umfang der Windformanordnung vorzunehmen.
Die Aufbereitung des Kunststoffes erfolgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel
folgendermaßen:
Aus einer Kunststoffaufbereitungsanlage 6 wird einem Silo 7 zerkleinerter Kunst stoff in der Form eines Agglomerats mit hoher spezifischer Oberfläche zugeführt und einer Korngröße von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 5 mm. Bewährt hat sich die Verwendung von Kunststoff, der zu einem Agglomerat mit einer Schüttdichte von größer als 0,35 führt. Für diese Zwecke sind Kunststoff-Verpackungsbecher o. dgl. geeignet, während z. B. Kunststoffolien beim Zerkleinern zu einer geringeren Schütt dichte führen, so daß vor dem oder beim Einblasen besondere Vorkehrungen ge troffen werden müssen, um eine ausreichende Menge einblasen zu können.
Aus einer Kunststoffaufbereitungsanlage 6 wird einem Silo 7 zerkleinerter Kunst stoff in der Form eines Agglomerats mit hoher spezifischer Oberfläche zugeführt und einer Korngröße von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 5 mm. Bewährt hat sich die Verwendung von Kunststoff, der zu einem Agglomerat mit einer Schüttdichte von größer als 0,35 führt. Für diese Zwecke sind Kunststoff-Verpackungsbecher o. dgl. geeignet, während z. B. Kunststoffolien beim Zerkleinern zu einer geringeren Schütt dichte führen, so daß vor dem oder beim Einblasen besondere Vorkehrungen ge troffen werden müssen, um eine ausreichende Menge einblasen zu können.
In Fig. 1 ist dann ein Einblasgefäß 8 dargestellt, in das das Kunststoff-Agglomerat
über ein Grobkornsieb 14 eingebracht und durch Einblasen eines Fluidisierungs
gases mittels eines Gebläses 11 über Leitungen 12 und 13 fluidisiert wird. Bei
einem Einblasgefäß von z. B. 3 m3 Volumen sind ca. 2 bis 25 m3 Fluidisierungs
gas/h erforderlich. Anschließend wird der fluidisierte Kunststoff in einer getrennten
Dosiervorrichtung 9, z. B. einer mechanischen Schnecken-Dosiervorrichtung oder
einer Zellenrad-Dosiervorrichtung, dosiert und über eine Leitung 10 den entspre
chenden Lanzen 18 der Windformanordnung gleichmäßig zugeführt. Die Förderung
der Kunststoffteilchen erfolgt hierbei mittels Flugstromförderung, d. h., bei hohem
Gasanteil, z. B. bei einem Verhältnis von 5 bis 30 kg Kunststoff pro 1 kg Fluidi
sierungsgas. Als Fluidisierungsgas wird im vorliegenden Beispiel Preßluft verwen
det, da wegen der Größe der Kunststoffteilchen von 1 bis 10 mm keine Explosions
gefahr besteht.
Die Einblasmenge des Kunststoffes ist über weite Grenzen variierbar (z. B. 30-150
kg Kunststoff/t RE). Es wurde außerdem herausgefunden, daß bei gleich guter Ver
gasung eine um den Faktor 1,5 höhere Menge an Kunststoff im Vergleich zu Öl ein
geblasen werden kann. Liegt die Einblasmenge des Kunststoffs über 70 kg/t RE, so
wird zwecks guter Vergasung dem Windstrom zweckmäßigerweise O2 zugegeben,
wie bereits vorstehend erwähnt. Für jedes über dem Wert von 70 kg/t RE liegende
kg Kunststoff/t RE sollte der Wind dann mit 0,05 bis 0,1% 02 angereichert wer
den, vorzugsweise 0,08% O2. Für eine gute Vergasung liegt die Mischwindtempe
ratur aus dem Winderhitzer 4 über 1100°C. Der Einblasdruck an den Lanzen 18
liegt zweckmäßigerweise 0,5 × 105 bis 1,5 × 105 Pa über dem Druck im Hochofen
1.
Da Kunststoff bei höheren Temperaturen - im Gegensatz zu Kohlenstaub oder Öl -
schmilzt, besteht die Gefahr von Verbackungen des Kunststoffes vor dem Austritt
aus der Einblaslanze 18 durch Wärmerückstrahlung aus der Düse. Aus diesem
Grunde muß die Strömungsgeschwindigkeit des Gases mit den schwebenden
Kunststoffteilchen im Vergleich zum Rohrquerschnitt der Lanze 18 ausreichend
hoch sein, um ein Auf- oder Anschmelzen und damit Verbacken des Kunststoffes
in der Lanze 18 durch Wärmerückstrahlung zu vermeiden. Ein geeignetes Verhältnis
der Strömungsgeschwindigkeit zum Lanzenquerschnitt liegt im Bereich von 20000
bis 40000 1/sec × m, vorzugsweise bei 25000 1/sec × m. Liegt dieser Wert zu
niedrig, besteht die Gefahr von Verbackungen, liegt der Wert zu hoch, so tritt ein
zu hoher Verschleiß in den Lanzen 18 auf. Darüber hinaus müssen bei allen Trans
portleitungen, insbesondere auch im Anschlußbereich 18a der Lanzen 18, Un
stetigkeiten und Einschnürungen im Strömungsverlauf sowie Radien von kleiner als
1 m bei Krümmungen vermieden werden.
In der Anordnung nach Fig. 1 erfolgt die Dosierung durch eine getrennte Dosier
vorrichtung 9. Eine andere Lösung ist in Fig. 2 gezeigt und kann darin bestehen,
das Fluidisieren und Dosieren in einem Zuge durchzuführen. Hierzu ist im unteren
Bereich des Einblasgefäßes ein Kugelhahn 19 als Dosiereinrichtung vorgesehen. Die
Feineinstellung erfolgt über die Druckeinstellung und die Fluidisierungsgasmenge.
Diese Lösung erfordert jedoch eine genaue und schnelle Regelung der Preßluftzu
fuhr an der oberen Leitung 13 des Einblasgefäßes 8 abhängig von dem schwanken
den Innendruck des Hochofens 1. Zu diesem Zwecke ist also an geeigneter Stelle
im Hochofen 1 ein Druckfühler vorgesehen, der über eine Regelschleife 17 ein
Ventil in der Leitung 13 schnell nachregelt, um zu einer genauen Dosierung zu
kommen.
Die Fluidisierung und Dosierung der Kunststoffteilchen kann auch mittels einer
druckdichten Zellenradschleuse erfolgen. In diesem Fall kann das Einblasgefäß 8
entfallen.
Fig. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung den als I. bezeichneten Abschnitt in Fig.
1 und 2 der Leitung 10, über welche die in den Hochofen 1 einzublasenden Kunst
stoffe, insbesondere Kunststoffabfälle in agglomerierter Form, zur Lanze 18 trans
portiert werden. Diese Transportleitung 10 wird im Anschluß an die Armaturen im
Einblasturm (diese umfassen beispielsweise die Dosiervorrichtung 9, aber auch
beispielsweise den Anschluß für die Druckluft bzw. die Versorgung für Spülluft/
Stickstoff) durch ein Schlauchstück 21 gebildet. Hieran schließt sich an ein Ab
sperrblock 22 der Transportleitung 10 und an den Absperrblock in Richtung Ein
blaslanze 18 schließt sich wiederum an ein wesentliches Lanzen-Armaturenteil 23
einschließlich der Einblaslanze 18.
Der Absperrblock 22 umfaßt als erste Absperreinrichtung 24 ein Absperrventil,
welches zur Stopferbeseitigung geschlossen wird (wird später ausgeführt). Darüber
hinaus geht im Absperrblock von der Transportleitung 10 eine Entlüftungsleitung
(-öffnung) 25 ab, welche ein Absperrventil 26 aufweist.
An den Absperrblock schließt sich der Bereich der Transportleitung 10 an, welcher
nachfolgend auch als Armaturenteil 23 der Lanze bezeichnet ist. Innerhalb dieses
Armaturenteils 23 befindet sich ein Schlauchstück 27, welches die Transportlei
tung 10 des Absperrblocks mit einem Wärmeabsperrventil 28 als zweite Absperr
einrichtung verbindet. An diese zweite Absperreinrichtung schließt sich an eine
dritte Absperreinrichtung 29 zur Absperrung der Lanze 18. Hinter der dritten
Absperreinrichtung (vom Absperrblock gesehen) befindet sich ein Mündungsstück
30, über welches mittels eines Anschlußstücks 31 Druckluft in die Lanze 18 und
damit in den Hochofen 1 eingeblasen werden kann.
Die Funktionsweise der vorgenannten Anordnung ist wie folgt: Wenn aus irgend
einem Grund kein Kunststoff oder anderes Reduktionsmittel in den Hochofen
eingeblasen wird, wird die Absperreinrichtung (29) geschlossen und der Anschluß
31 geöffnet und es wird dann Druckluft bei Stillstand der Einblasanlage in die
Lanze geblasen. Das Einblasen dieser Druckluft geschieht entweder manuell oder
auch automatisch immer dann, wenn der Kunststofftransport zur Lanze unter
brochen ist. Durch das Einbringen dieser Druckluft wird verhindert, daß sich die
Einblaslanze unerwünscht stark aufheizt und somit Hitzeschäden vorgebeugt wird.
Der Anschluß 31 zur Eingabe von Druckluft in die Lanze wird immer dann geöffnet,
wenn die Kunststoffzufuhr zur Lanze durch die dritte Absperreinrichtung geschlos
sen ist. Das Anschlußstück 31 selbst besteht im wesentlichen aus einem Ventil,
welches an ein Druckluftreservoir angeschlossen ist.
Um bei - immer wieder unerwünscht auftretenden - Druckschwankungen in der
Blasform eine Rückströmung von heißem Formengas aus der Blasform (Hochofen)
in die Lanze und das dahinterliegende Einblassystem zu unterbinden, ist das als
Rückschlagventil ausgebildete Wärmeabsperrventil als zweite Absperreinrichtung
ausgebildet. Dieses Wärmeabsperrventil kann eine einfache Klappe sein, welche
den Material-/Lufttransport zur Lanze hin zuläßt (also dann öffnet), in entgegen
gesetzter Richtung jedoch automatisch durch den Massen/Gasrückstrom schließt.
Die in den Hochofen 1 einzublasenden Kunststoff-Agglomerate neigen in Abhängig
keit von ihrer Kornform und -größe, wie aber auch von ihrer spezifischen Zusam
mensetzung zur Verstopfung der Leitung 10, was - wie vorbeschrieben - verhindert
werden sollte. Wenn ein solches Verstopfen (Stopfer) dennoch auftritt, muß eine
schnelle Stopferbeseitigung vorgesehen werden. Hierzu ist der Absperrblock
ausgebildet, bei welchem im Falle eines Stopfers nach Schließen der Absperrventile
(erst und/oder dritte Absperreinrichtung) eine Entlüftungs-Armatur bzw. das Entlüf
tungsventil 26 geöffnet wird. Diese Entlüftung geschieht über der Außenatmosphä
re, was zur Folge hat, daß zwischen der Transportleitung 10 in den betroffenen Teil
über die Entlüftungsleitung 25 ein Druckabfall von nahezu 4 bis 6 Bar zu verzeich
nen ist, während der gesamte Druckabfall über die Leitung von den Einblasarmatu
ren bis zur Einblaslanze nur etwa 0,5 bis 0,8 Bar beträgt. Durch den krassen
Luftdruckabfall wird ein erheblicher Druck auf die verstopfende Kunststoffmasse
ausgeübt, was zur schlagartigen Entleerung von Stopfern in der Transportleitung
führt, so daß diese anschließend wiederum nach Sperrung des Ventils 26 für das
Einblasen der agglomerierten Kunststoffe zur Verfügung steht.
Claims (16)
1. Verfahren zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen, insbesondere von
Roheisen aus Eisenerz, bei dem das Metalloxide enthaltende Erz mit einem Kohlen
stoff und/oder Wasserstoff (sowie ggf. deren Verbindungen) enthaltenden Reduk
tionsgas in Reaktionskontakt gebracht wird, welches zuvor aus festen kohlenstoff-
und/oder kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen gewonnen wurde,
dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoff in zerkleinerter, fluidisierter Form als
Agglomerat in den Windstrom im Gestell eines metallurgischen Schachtofens,
insbesondere eines Hochofens (1) eingeblasen wird, daß der Kunststoff über
Lanzen (18), die in Luftdüsen eines Hochofens angeordnet sind, in den Luftstrom
eingeblasen wird, und daß der Kunststoff über eine Transportleitung (10) zu den
tanzen (18) befördert wird, daß die Kunststoff-Transportleitung (10) eine erste
Absperreinrichtung (24), eine zweite Absperreinrichtung (28) und eine dritte Ab
sperreinrichtung (29) vorgesehen ist und daß ferner in der Transportleitung oder in
der Lanze Mittel (31) zur Einkopplung von Druckluft ausgebildet sind, daß die erste
Absperreinrichtung (24) geschlossen wird, wenn Verstopfungen des Kunststoffs in
der Transportleitung (10) oder der Lanze (18) gegeben sind, daß die zweite Ab
sperreinrichtung (28) dann geschlossen wird, wenn über die Einbfaslanze (18)
Heißluft in die Transportleitung (10) und/oder Lanze (18) entgegen der üblichen
Transportrichtung (RT) eindringt und daß die dritte Absperreinrichtung (29) ge
schlossen wird, wenn Druckluft über die Einblaslanze (18) zur Kühlung dieser
aufgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Absperreinrichtung
ein Entlüftungsauslaß (26) in der Transportleitung (10) vorgesehen ist und bei Ver
stopfung der Transportleitung mit Kunststoff die erste Absperreinrichtung (24) den
Weitertransport von Kunststoff sperrt und eine Entlüftungsöffnung (26) in der
Leitung (10) geöffnet wird, damit verstopfte Kunststoffpartikel aus der Trans
portleitung (10) abgeführt werden können.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Absperreinrichtung (28) ein Wärmeab
sperrventil mit der Funktion eines Rückschlagventils ist, welches den Transport von
Kunststoff in der vorgeschriebenen Richtung in der Transportleitung zuläßt, jedoch
dann schließt, wenn Kunststoffpartikel oder Gas entgegen der vorgeschriebenen
Transportrichtung bewegt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Absperreinrichtung (29) aktiviert wird,
wenn kein Kunststoff eingeblasen wird und daß dann gleichzeitig Druckluft zur
Kühlung der Lanze (18) eingeblasen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der einzublasende Kunststoff von einem Kunststoff
reservoir über eine Schleuse in die Transportleitung abgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall über die Transportleitung bis zum
Hochofen etwa 0,3 bis bis 1 Bar beträgt und daß die Druckdifferenz zwischen dem
Inneren der Transportleitung und der äußeren Athmosphäre etwa 4 bis 6 Bar
beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff die Form eines Agglomerats mit hoher
spezifischer Oberfläche bei einer Teilchengröße von etwa 3 bis 25 mm und eine
Schüttdichte von größer als 0,25 aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Einblasdruck in den Lanzen 0,5 × 105 bis
1,5 × 105 Pa über dem Druck im Hochofen liegt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen vor Einschleusung in die
Transportleitung in getrennten Vorrichtungen nacheinander fluidisiert und dosiert
werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffteilchen in einer kombinierten Fluidi
sierungs- und Dosiervorrichtung fluidisiert und dosiert werden, wobei der Einblas
druck über eine schnelle Regelschleife (17) ständig abhängig vom Ofendruck
angepaßt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß als kombinierte Fluidisierungs- und Dosiervorrichtung
eine druckdichte Zellenradschleuse verwendet wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, bestehend aus einer Lanze (18), mittels der Kunststoff in zer
kleinerter, fluidisierter Form als Agglomerat in den Windstrom im Gestell eines
metallurgischen Schachtofens, insbesondere eines Hochofens (1), einblasbar ist,
daß die Lanze (18) über eine Transportleitung (10) mit Kunststoff oder einem
anderen Reduktionsmittel versorgt wird und daß in der Transportleitung (10) eine
erste Absperreinrichtung (24), eine zweite Absperreinrichtung (28) und eine dritte
Absperreinrichtung (29) vorgesehen ist, daß ferner ein Anschluß (31) zur Einleitung
von Luft in die Transportleitung (10) und/oder Lanze (18) vorgesehen ist, daß die
erste Absperreinrichtung (24) bei Verstopfung der Transportleitung (10) mit Kunst
stoff aktiviert wird, daß die zweite Absperreinrichtung (28) aktiviert wird, wenn
Kunststoffmaterial oder Gas entgegen der vorgesehenen Transportrichtung trans
portiert wird und daß die dritte Absperreinrichtung (29) aktiviert wird, wenn kein
Kunststoff eingeblasen wird und daß dann ein Gas zur Kühlung der Lanzen (19)
über den Anschluß (31) eingeblasen wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zweiten Absperreinrichtung
ein Lüftungsauslaß (26) in der Transportleitung (10) vorgesehen ist und bei Ver
stopfung der Transportleitung mit Kunststoff die erste Absperreinrichtung (24) den
Weitertransport von Kunststoff sperrt und die Entlüftungsöffnung (26) geöffnet
wird, damit verstopfte Kunststoffpartikel aus der Transportleitung (10) abgeführt
werden können.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Absperreinrichtung (28) ein Wärmeab
sperrventil mit der Funktion eines Rückschlagventils ist, welches den Transport von
Kunststoff in der vorgeschriebenen Richtung (RT) in der Transportleitung (10)
zuläßt, jedoch dann schließt, wenn Kunststoff oder Gas entgegen der vorgesehe
nen Transportrichtung bewegt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Absperreinrichtung (29) aktiviert wird,
wenn kein Kunststoff eingeblasen wird und daß dann Druckluft zur Kühlung der
Lanze eingeblasen wird.
16. Hochofen zur Erzeugung von Metall aus Metallerzen, insbesondere von
Roheisen aus Eisenerz, bei dem das Metalloxid enthaltende Erz mit einem Kohlen
stoff und/oder Wasserstoff (sowie gegebenenfalls deren Verbindung) enthaltende
Reduktionsgas in Reduktionskontakt gebracht wird, welches zuvor aus festem
Kohlenstoff- und/oder kohlenwasserstoffhaltigen Substanzen gewonnen wurde, mit
einer Vorrichtung zum Einblasen von Kunststoff in zerkleinerter, fluidisierter Form
als Agglomerat in den Windstrom im Gestell des Hochofens, wobei der Kunststoff
über Lanzen (18), die in Luftdüsen des Hochofens angeordnet sind, in den Luft
strom eingeblasen wird, und daß der Kunststoff über eine Transportleitung (10) zu
den Lanzen (18) befördert wird, daß die Kunststofftransportleitung (10) eine erste
Absperreinrichtung (24), eine zweite Absperreinrichtung (28) und eine dritte
Absperreinrichtung (29) vorgesehen ist und daß ferner in der Transportleitung 110)
oder in der Lanze (18) Mittel (31) zur Einkopplung von Druckluft ausgebildet sind,
daß die erste Absperreinrichtung (24) schließt, wenn Verstopfungen des Kunst
stoffs in der Transportleitung (10) oder der Lanze (18) gegeben sind, daß die
zweite Absperreinrichtung (28) schließt, wenn über die Einblaslanze Heißluft/Kunst
stoff in der Transportleitung entgegen der üblichen Transportrichtung eindringt und
daß die dritte Absperreinrichtung (29) schließt, wenn Druckluft über die Einblaslan
ze zur Kühlung dieser aufgegeben wird.
Priority Applications (19)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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