DE2207225B2

DE2207225B2 - Verfahren und vorrichtung zur direktreduktion von eisenerzen

Info

Publication number: DE2207225B2
Application number: DE19722207225
Authority: DE
Inventors: Günter Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf; Rautenberg Hans 4030 Ratingen Sindelar
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1972-02-16
Filing date: 1972-02-16
Publication date: 1976-10-14
Also published as: DE2410345A1; DE2207225A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Direktreduktion von Eisenerzen, wobei das Erz vor der Reduktion zerkleinert und während der Reduktion fördernden Schwingungen ausgesetzt wird.

Nach einem bekannten Verfahren der genannten Art (US-PS 22 77 067) wird Erz mit hohem Fe-Gehalt zu Pulver /crkleinen und anschließend wird die Gangart entfernt. Das verbleibende Metalloxidpulver wird mit Kohlenstaub und einem Flußmittel gemischt und dann auf einen handelsüblichen Vibrationsförderer gegeben, tier von einer Kammer umschlossen ist. Zur Durchführung des Reduktionsvorganges wird Druckluft in die Kammer geblasen und das Gut wird induktiv auf die Reduklionstemperatür aufgeheizt.

Bei diesem bekannten Verfahren muß oberhalb des Materials ein freier Verbrennungsraum vorhanden sein, in welchem das Reduktionsgas erzeugt wird. F^:erner ist es erforderlich, die Ofenatmosphärc teilweise abzusaugen, da sich bei der Verbrennung das Gasvolumen zunächst verdoppelt. Die zur Durchführung des bekannten Verfahrens vorgesehene Vorrichtung weist deshalb eine Absaiigpumpc auf, mit der sich in dem Feuerraum ein Unterdruck erzeugen läßt. Der Reaklionsbereich liegt bei diesem bekannten Verfahren, welches mit einer nur geringen Schütthöhe arbeiten kann, im wesentlichen nur an der Schüttgutoberfläche. Das bedeutet, daß der relativ grolle Ofenraum über der Schüttgutschicht ständig auf Temperatur gehalten werden muß. so daß für das Gesamtverfahrcn bei relativ geringer Erzdurchsalzmenge die Wärnieausnutzung schlecht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Direktreduktionsverfahren zu schaffen, welches bei guter Wärmeausnutzung hohe Erzdurchsatzmengen zuläßt, wobei als Ausgangsmaterial auch Erze mit geringerem Fe-Gehalt verwendbar sein sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Reduktionsmittel heiße, reduzierende unter Druck stehende Gase allseitig durch über den Umfang des Reduktionsraumes verteilt angeordnete poröse feuerfeste Steine in diesen eingeführt werden.

Bei dieser Verfahrensweise ist es möglich, mit großen Schütthöhen zu arbeiten, wobei die Reaktion gleichzeitig im gesamten Querschnitt der Schütthöhe, die bis zum oberen Rand des Reduktionsgefäßes reichen kann, gleichmäßig und intensiv stattfindet. Auch ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, das Erz zu pulverisieren, sondern es kann auch stückiges Erz verwendet werden. Ein Zusammenbacken der Erz.teile untereinander oder ein Ansetzen an den Wänden des Reduktionsgefäßes wird infolge der aufgebrachten Schwingbewegungen verhindert. Dadurch ist es auch möglich, mit hohen Reduktionsiemperaturen zu arbeiten.

Die Beschickung und Entleerung des Reduktionsraumes k'iin über Gasschleusen erfolgen. Dadurch ist es erstens möglich, die Verweil/eit der Redukiionsgase in dem Reduktionsraum einzustellen und zweitens kann dabei mit einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck gearbeitet werden.

Ferner ist ein Verfahren bekannt (DT-AS 11 38 408). nach welchem Eisenerze mit hohem Fe-Gehali über die feste Phase reduziert werden können. Die Eisenerze werden dabei in unzerkleinertem Zustand in ein geschlossenes Reduktionsgefäß eingegeben, in welchem sie während der Reduktion mit Schwingungen beaufschlagt werden. Bei diesem Verfahren wollte man ein Phänomen ausnutzen, nach dem der mechanische Zusammenhalt zwischen dem reduzierten Metall und der Gangart des Erzes bei dei Aufbringung von Schwingungen oberhalb von 500¹C angeblich weitgehend gelockert würde. Unter dem Einfluß der Schwingungen sollte sich das zunächst in Form feiner metallischer Flitter ausgeschiedene Eisen zu größeren Einheiten zusammenballen und sich aus seiner Verzahnung mit der Gangart lösen. Es wurde vermutet, daß mehr oder weniger kugelige Metallteilchen entstehen, deren Trennung von der Gangart sich beim Zerkleinern leicht und vollständig vollziehen lassen. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch über das Versuchstadium nicht hinausgekommen und hat keine technische Bedeutung erlangt, da es in der Praxis nicht wirtschaftlich durchführbar ist. Im übrigen hat dieses Verfahren mit dem Anmeldungsgcgenstand nichts zu tun.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem langgestreckten, mit fördernden Schwingungen beaufschlagbaren, über die Länge geschlossenen Reduktionsgefäß, welches gekennzeichnet ist durch allseitig über den Umfang des Reduktionsraumes in dessen Auskleidung angeordnete poröse feuerfeste Steine zur Rediiktionsgaszufuhr und am Beschickungs- und Auslragsende vorgesehene Gasschleusen.

Die porösen feuerfesten Steine können entweder eine ringförmige oder eine spiralförmige Anordnung aufweisen.

Ferner kann die Vorrichtung mit einem drucksteuernden Gasauslaß versehen sein. Mit diesem kann der Arbeitsdruck beliebig eingestellt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehende;! im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschniti durrh die erfindungsgemäße Vorrichtung und F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 aus Fig. 1.

Nach der Zeichnung umfaßt das Redukt'onsgefäil einen Stahlkäfig 1 in Form einer in Förderrichtung geneigten Rinne. Die Rinne, die nach außen abgeschlossen ist, weist an ihrer Wand zum Einlaß der Reduktionsgase poröse feuerfeste Steine 2 auf und ist im ührigen mit Isolationsstcinen 3 ausgemauert. Die porösen Steine sind gemäß der Zeichnung nahe dem Rinnenende in einer senkrecht zur Längsachse der Rinne verlaufenden Ebene ringförmig um die Rinnen- ts wand verteilt angeordnet. Zur Gaszuiührung dienen «ngeflanschie Anschlüsse 12. von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist.

In einer weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform können die porösen Steine 2 über einen bestimmten Bereich der Rinnenlänge auch schraubenlinienförmig angeordnet sein.

Als Redukiionsgasausiriti ist am Materialeingangsende der Rinne ein Auslaßslutzen 5 vorgesehen, dessen Querschnitt zur Beeinflussung des Druckes im Geiaßinneren einstellbar ist, so daß stets mit optimalem Redukiionsdiuck gearbeitet werden kann.

Die gesamte Rinne ruht auf einem stabilen Rahmen 11. der beispielsweise aus Stahlträgern gebildet scm kann. Die Rinne ist auf Schwinghebeln 4 gelagert, die mit Hilfe eines Exzenters 10 über je einen Lenker aiureibbar sind. Durch diesen Sehw ingmechanismus, der an dem Rahmen 11 angreift, wird die gc-,amte Rinne in Schwingungen versetzt, so daß auf die in der Rinne zu behandelnden Fe-Träger eine Rüttelbewegung üben ragen wird.

Der Ein- bzw. Austritt der Fe-Träger erfolgt über Gasschleusen 6. Der Abtransport des reduzierten warmen Materials zum Schnielzaggregat b/.w. einer zwischengeschalteten weiteren Behandlungsstation erfolgt über eine beispielsweise als Rutsche 7 ausgebildete Transporteinrichtung, die gasdicht abgeschlossen ist, so daß kein Aufoxidieren des reduzierten Materials durch eindringende Luft erfolgen kann.

Bei der Durchführung des Verfahrens werden die Fe-Träger durch die Schleuse 6 in das Innere der Reduklionsrinne eingebracht. Die Fe-Träger können dabei je nach Materialszusammuiseizung fein zerkleinert sein, jedoch können die Fe-Träger auch in Stücken mit 20 m;n Durchmesser und mehr vorliegen. Die Reduktionsrinne kann mit beliebiger Füllhöhe gefahren werden. Vorzugsweise wird !er Redukiioo.svorgiing mit völlig gefüllter Rinne durchgeführt. Durch die Anwendung von Druck- und Temperaturfühlern 8 und 4 wird eier Reduktionsprozeß im Gefaßinneren verfoigt und kann dadurch optimal gesteuert werden. Das Reduktionsgas, das über die Zuleitungen 12 und die porösen Steine 2 in das Innere der Rinne strömt, ist vorgeheizt und iiefert die für den Reduktionsprozeß erforderliche Wärme. Nach dem Eintritt strömt das Reduktionsgas im wesentlichen entgegen der Förderrichtung der Fe-Trager.

Nach der Reduktion treten die Fe-Träger .im Rinnenende durch die Ausgangsschleuse h in die Rutsche 7 und gelangen von dort beispielsweise unmittelbar in ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Schmelzaggie.'at.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Direktreduktion von Eisenerzen, wobei das Erz vor der Reduktion zerkleinert und während der Reduktion fördernden Schwingungen ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel heiße, reduzierende unter Druck stehende Gase allseitig durch über den Umfang des Reduktionsraumes verteilt angeordnete poröse feuerfeste Steine in diesen eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickung und Entleerung des Reduktionsraumes über Gasschleusen erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2 bestehend aus einem langgestreckten, mit fördernden Schwingungen beaufschlagbaren, über die Länge geschlossenen Reduktionsgefäß, gekennzeichnet durch allseitig über den Umfang des Reduktionsraumes in dessen Auskleidung angeordnete poröse feuerfeste Steine zur Reduktionsgaszufuhr und am Beschickungs- und Austragsende vorgesehene Gasschleusen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet *5 durch eine ringförmige Anordnung der porösen feuerfesten Steine.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3. gekennzeichnet durch eine spiralförmige Anordnung der porösen feuerfesten Steine.

b. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5. gekennzeichnet durch einen drueksteuernden Gasauslaß.