DE3739344A1 - Erzeugung von roheisen durch reduktion von feinkoernigem eisenerz mittels kohlenstoff- und sauerstofftraegern und anlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Roh­ eisen durch Reduktion von feinkörnigem Eisenerz mittels Kohlenstoff- und Sauerstoffträgern.

Aus der DE-OS 31 37 755 ist ein Verfahren bekannt, bei dem feinkörnige angereicherte Eisenerze in einem Wirbelschicht­ ofen vorreduziert und "in einer Hitze" in einem angeschlos­ senen Schmelzaggregat unter Verwendung von elektrischer Energie zu flüssigem Roheisen umgewandelt werden. Bei der Reduktion führen höhere Reduktionsgrade zu dem bekannten Phänomen des "Sticking" der vorreduzierten Erzpartikel und zur störenden Rußbildung aus den Reduktionsgasen. Dies führt zu einer Hemmung des Reduktionsvorganges und zu einem Verstopfen des Reduktionsaggregates.

Bei allen bisher auf Basis feinkörniger Eisenerze ent­ wickelten Verfahren ist das "Sticking"-Problem bei hohen Reduktionsgraden und höheren Temperaturstufen noch nicht zufriedenstellend gelöst. Nachteilig ist auch der Bedarf an relativ teurer elektrischer Energie zum Einschmelzen der reduzierten Eisenerze und eine damit verbundene begrenzte Einsatzfähigkeit derartiger Verfahren und Anlagen nur auf Länder, die über billige elektrische Energie verfügen. Wei­ terhin werden für die Heißgasabkühlung große Mengen an teuren fremden Kühlmedien benötigt.

Aus der DE-0S 21 33 860 ist ein Verfahren zur Herstellung von Roheisen bekannt, bei dem das Eisenerz in zwei Stufen in Wirbelschichtreaktoren vorreduziert und in einem Zyklon­ ofen zu festem Eisenschwamm weiterreduziert wird. Das Reduktionsgas wird durch Gasumwandlung in Kieselsteinöfen aus Methan erzeugt. Aus dem Zyklonofen fällt der feste Eisenschwamm mit einer Temperatur von etwa 1000°C auf die Schlackenschicht eines Induktions- oder Lichtbogenofens und wird bei ca. 1550°C eingeschmolzen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der umfangreiche Anlagenaufbau mit Vorreduktionsstufen und Gasumwandlungsöfen sowie die Abhän­ gigkeit von Methan und elektrischem Strom als Energieträger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis von Kohle als Energieträger ein Verfahren für die Herstellung von Roheisen durch Reduktion von feinkörnigem Eisenerz an­ zugeben, welches bei hohen Reduktionsgrades der eingesetz­ ten feinkörnigen Eisenerze und bei optimaler Ausnutzung des energiehaltigen Heißgases die Beseitigung der bisherigen Nachteile und Schwierigkeiten, die mit dem "Sticking"-Phä­ nomen der teilreduzierten Eisenoxyde und der Rußbildung im Reduktionsreaktor verbunden sind, ermöglicht.

Die Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Vorwärmung und Vorreduktion der feinkörnigen Eisenerzparti­ kel mittels heißem Reduktionsgas in einem Wärmetauschersy­ stem ohne Bildung klebriger oder flüssiger Phasen erfolgt und daß anschließend die infolge Vorwärmung und Vorreduk­ tion entstehenden Produkte in einem Eisenbad einer Endre­ duktion unterzogen werden und zu flüssigem Roheisen umgewandelt werden, in welchem Eisenbad durch kontinuier­ liche Zuführung von Kohlenstoff- und Sauerstoffträgern eine Aufkohlung des Roheisens erfolgt und ein im wesentlichen aus CO und H₂ bestehendes Gas erzeugt wird, und dieses Gas einerseits als heißes Reduktionsgas zur Vorwärmung und zur Vorreduktion der Eisenerzpartikel verwendet wird und andererseits zur Deckung des Energiebedarfs im Eisenbad­ reaktor, in diesem teilweise nachverbrannt wird. Durch diese zweckmäßige Kombination von Verfahrensmerkmalen wird mit Vorteil eine Unabhängigkeit des Roheisenerzeugungs-Ver­ fahrens von den Energieträgern Methan und elektrischem Strom durch Einsatz des einzigen Energieträgers Kohle erreicht.

In verfahrenstechnischer Hinsicht wird zudem folgender positiver Effekt erzielt: mit dem in der Eisenschmelze erzeugten Prozeßgas werden in erheblicher Menge Eisen- und Schlacketröpfchen aus dem Eisenbadreaktor ausgetragen, die in dem gasseitig vorgeschalteten Wärmetauschersystem an die festen feinkörnigen Eisenerzpartikel angelagert und zusam­ men mit den Eisenerzpartikeln wieder in den Eisenbadreaktor zurückgeführt, so daß die Staubverluste im Prozeß stark vermindert werden. Darüberhinaus wird auf diese Weise das unerwünschte "Sticking" der Eisenerzpartikel in der Vor­ wärm- und Vorreduktionszone nachhaltig vermieden. Durch die Maßnahme, daß im Eisenbadreaktor ein praktisch von oxidie­ renden Bestandteilen freies Reduktionsgas erzeugt wird, werden im Verhältnis zu bisher bekannten Direktreduktions­ systemen geringere Gasmengen im Verhältnis zum Feststoff benötigt. Durch ein höchstmögliches Reduktionspotential und durch im Wärmetauschersystem wiederholt wechselnde Relativ­ geschwindigkeiten zwischen Reduktionsgas und Eisenerzparti­ kel wird ein hoher Reduktionsgrad erzielt, bevor die Endre­ duktion in dem Eisenbad des Eisenbadreaktors durchgeführt wird. Die im Eisenbadreaktor zur Endreduktion und Ein­ schmelzung des flüssigen Eisenoxyd erforderliche Wärmeener­ gie wird vorteilhafter Weise durch Nachverbrennung eines Teils der im Eisenbadreaktor erzeugten Reduktionsgase zur Verfügung gestellt, d. h., daß die gesamte benötigte Energie zur Erzeugung von Roheisen aus feinkörnigem Eisen­ erz einzig und allein aus der in das Verfahren eingebrach­ ten Kohle gewonnen wird, so daß in allen Prozeßstufen auf den Einsatz von teurer elektrischer Energie oder auf andere hochwertige Energieträger gänzlich verzichtet werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die vor­ gewärmten und vorreduzierten Eisenerzpartikel vor der Endreduktion im Eisenbad in einem Rotationsströmungsfeld mittels heißem Reduktionsgas und einem sauerstoffhaltigen Gas eingeschmolzen werden, in welchem Rotationsströmungs­ feld die erzeugten, im wesentlichen Fe-haltigen Schmelzpro­ dukte weiterreduziert und aus dem Gas abgeschieden werden. Durch diese Maßnahmen ergeben sich strömungstechnisch und kinetisch große Vorteile: Durch die hohe Abscheidewirkung der Drallströmung auf die Partikel kann der Staubverlust und der Austrag von Partikeln aus dem Drallreaktor mini­ miert werden. Hohe lokale Relativgeschwindigkeiten zwischen Gas und Feststoff schaffen gute Wärmeübergangsund Stoffaus­ tauschbedingungen. Die gute Vermischung zwischen den einzelnen Gaskomponenten und den Eisenerzpartikeln stellt einen hohen Ausnutzungsgrad des Reduktionsgases sicher. Das Rotationsströmungsfeld läßt ausreichende Flug- und Verweil­ zeiten der zu reduzierenden Eisenerzpartikel zu, wodurch die Reaktionen am Partikel nahezu vollständig ablaufen kön­ nen. Es wird ein kontinuierliches Ablaufen der Schmelzpro­ dukte aus dem Rotationsströmungsfeld in das materialseitig nachgeschaltete Eisenbad ermöglicht, wodurch insgesamt ein kontinuierlich arbeitender Prozeß gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorwärmung und Vorreduzierung der Eisenerzpartikel in einem Wärmetauschersystem erfolgt, welches nach dem Fest­ stoff-Suspensionsprinzip im Gleichstrom und/oder Gegenstrom arbeitet und ggf. eine Rezirkulationsstrecke für die Eisen­ erzpartikel aufweist. Diese Maßnahme garantiert einen besonders guten Wärme- und Stoffaustausch zwischen dem Reduktionsgas und den Eisenerzpartikeln, insbesondere dann, wenn das Feststoff-Suspensionsprinzip in dem Wärmetauscher­ system mehrstufig angewandt wird. Um das "Sticking"-Problem in dem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor noch besser zu beherrschen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die in dem Wärmetauschersystem vorgewärmten und vorreduzierten Eisen­ erzpartikel ggf. mit den weiteren Zuschlagstoffen mit einer Temperatur von ca. 400°C bis 800°C, vorzugsweise mit 600°C in das Rotationsströmungsfeld eingeführt werden. Dies geschieht in besonders vorteilhafter Weise dadurch, daß die bei vorzugsweise 1500°C aus dem Rotationsströ­ mungsfeld übernommenen heißen Reduktionsgase in dem Wärme­ tauschersystem auf eine Temperatur von 400°C bis 1000°C, vorzugsweise auf 600°C heruntergekühlt werden.

Besonders vorteilhaft kann die Kühlung der heißen Reduk­ tionsgase vor dem Vorwärm- und Reduktionsreaktor dadurch vorgenommen werden, daß das aus dem Rotationsströmungsfeld austretende heiße Reduktionsgas anschließend in einem Wärmetauschersystem mittels H₂O-Dampf erzeugender Wärme­ tauscherflächen auf die vorgeschlagenen Temperaturbereiche heruntergekühlt wird, bei denen die Bildung von Schmelzpha­ sen der Eisenerzpartikel verhindert wird. Die auf diese Weise aus dem Prozeß ausgekoppelte Wärmemenge kann auf ver­ schiedene Weise genutzt werden.

Vorteilhafter Weise kann die aus dem Prozeß ausgekoppelte Wärmemenge benutzt werden, um die zur Nachverbrennung der Gase in dem Eisenbadreaktor benötigten O₂-haltigen Medien und/oder die zur Teilverbrennung der Reduktionsgase in das Rotationsströmungsfeld eingeführten O₂-haltigen Medien vorzuwärmen.

In zusätzlicher Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das aus dem Wärmetauschersystem austretende Gas zwecks Rückgewinnung der fühlbaren Wärme und Nutzung des restli­ chen Reduktionspotentials durch ein zusätzliches Wärmetau­ schersystem geleitet wird, in welches die zu behandelnden feinkörnigen Eisenerzpartikel im Gegenstrom zum Gasstrom eingeführt und dabei vorgewärmt und/oder teilreduziert wer­ den, bevor die Erzpartikel weiter reduziert werden. Mit dieser Maßnahme werden die aus dem Schwebegas-Wärmetau­ schersystem abgezogenen Abgase nach Ausnutzung ihres Reduk­ tionspotentials zusätzlich wärmetechnisch vollständig genutzt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das in dem flüssigen Eisenbad erzeugte Gas in das Rotations­ strömungsfeld im axialen Gegenstrom zu der aus dem Rotationsfeld abtropfenden Eisenschmelze eingeleitet wird und/oder tangential in das Rotationsströmungsfeld einge­ blasen wird. Diese Verfahrensvariante gestattet die optima­ le Einstellung der für das Reduzieren und Aufschmelzen der Eisenerzpatikel erforderlichen Verweilzeiten bzw. Flugzei­ ten in der Reduktionsphase im Strömungsfeld durch unter­ schiedlich große Axialkomponenten des Rotationsströmungs­ feldes. Dabei stellen die beiden Möglichkeiten des nur axialen oder nur tangentialen Einblasens des Prozeßgases die Verfahrensgrenzbedingungen dar, während das teilweise tangentiale und teilweise axiale Einblasen eine zu bevorzugende Kompromißlösung bietet.

Eine andere Verfahrensvariante sieht vor, daß das im Eisen­ bad erzeugte Gas wenigstens teilweise axial von unten nach oben in das Rotationsströmungsfeld eintritt und daß in einer unteren horizontalen Ebene des Rotationsströmungs­ feldes Heißluft und in einer oberen horizontalen Ebene des Rotationsströmungsfeldes die aus dem Wärmetauschersystem austretenden Erzpartikel mit einem Fördergas, vorzugsweise tangential in die Reduktionszone des Rotationsströmungs­ feldes eingeblasen werden. Durch das tangentiale Einblasen der Heißluft mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten wird zunächst das wenigstens teilweise axial aus dem Eisenbad­ reaktor eintretende Reduktionsgas in Rotation versetzt und das Rotationsströmungsfeld aufgebaut. Durch Reaktion der Heißluft mit einem Teil des Prozeßgases entsteht Verbren­ nungswärme, die durch entsprechende Mengenregelung der beteiligten Gaskomponenten ausreichend sein muß, um die benötigte Reaktionsenthalphie zur weiteren Reduktion der Eisenerzpartikel und die Verlustwärme des Drallreaktors abzudecken. Dadurch, daß die vorgewärmten und vorreduzier­ ten Eisenerzpartikel in einer oberen Ebene des Rotations­ strömungsfeldes tangential in dieses eingeblasen werden, gelangen sie in den Hochtemperaturbereich dieser Reduk­ tionszone.

Eine weitere Verfahrensvariante sieht vor, daß in einer horizontalen Ebene des Rotationsströmungsfeldes - in Strö­ mungsrichtung gesehen - zuerst die Eisenerzpartikel mit Fördergas und danach an jeweils einer gesonderten Ein­ trittsstelle die hauptsächliche Menge des im Eisenbad erzeugten Gases und Heißluft, jeweils tangential in das Strömungsfeld eingeblasen werden. Hierdurch werden alle den Prozeß bestimmenden Reaktanden tangential eingeblasen, wo­ durch der größte Zentrifugaleffekt in der Reduktionszone des Rotationsströmungsfeldes erzielt wird. Dies ist beson­ ders dann zweckmäßig, wenn mit hohen Durchsätzen gefahren wird und das Rotationsströmungsfeld demzufolge einen großen Durchmesser aufweist. Durch die Maßnahme, daß das Reduk­ tionsgas zeitlich nachfolgend eingeblasen wird, werden die Eisenerzpartikel vorteilhafter Weise etwas nach innen gelenkt, wodurch sich die Flugzeit erhöht und einem Ver­ schleiß der Innenwandung des Drallreaktors entgegengewirkt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Deckung des Energiebedarfs des Eisenbadreaktors das erzeugte Gas teilweise oberhalb der Badoberfläche mittels eingeführter O₂-haltiger Medien verbrannt wird, wobei das Gas bis auf eine Temperatur von 1400°C bis 1800°C, vorzugsweise auf 1600°C aufge­ heizt wird. Hierzu wird ein sauerstoffhaltiges Medium mittels Aufblaslanzen auf die Badoberfläche aufgeblasen. Falls es, wie gesagt, aus Wärmebilanzgründen erforderlich ist, kann das sauerstoffhaltige Medium bis zu 1200°C vorgewärmt werden. Vorteilhaft ist auch, daß zwecks Ent­ schwefelung des erzeugten Reduktionsgases im Eisenbadreak­ tor eine Schlacke gebildet wird, deren Basizität zwischen 1,0 und 2,0 beträgt, wobei es zweckmäßig ist, daß zur Ein­ stellung der erforderlichen Schlackenbasizität feinkörniger Kalkstein, Dolomit oder deren Mischungen in das flüssige Eisenbad eingeführt werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Roheisen durch Reduktion von feinkörnigem Eisenerz mittels Kohlenstoff- und Sauer­ stoffträgern und zeichnet sich aus durch die Hintereinan­ derschaltung von einem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor für feinkörniges Eisenerz, wobei diese Reaktoreinheit gas­ und gutseitig verbunden ist mit einem metallurgischen Reak­ tor, welcher Abzugsorgane für flüssige Eisenschmelze und ggf. Schlacke aufweist und der mit Zufuhröffnungen für Brennstoffe und Vergasungsmittel zur Erzeugung eines CO/H₂-haltigen Gases versehen ist und eine vom Eisenbad- Reaktor oberhalb der Eisenschmelze abgehende und zum Vor­ wärm- und Vorreduktionsreaktor führende Gasleitung enthält. Mit der Kombination des Vorwärm- und Vorreduktionsreaktors mit dem Eisenbadreaktor ist in vorteilhafter Weise eine kleine kompakte, aber sehr leistungsstarke Anlage geschaf­ fen, die eine Roheisenerzeugung in einem einzigen Reduk­ tionsaggregat auf reiner Kohlebasis ermöglicht, wobei gleichzeitig das erzeugte Roheisen als Mittel zur Reduk­ tionsgaserzeugung verwendet wird. Die mit dem Betreiben einer solchen Anlage üblicherweise verbundenen Wärmeverlu­ ste können innerhalb des System durch Nachverbrennung einer bestimmten Menge des Reduktionsgases ausgeglichen werden. Mit dieser Kompaktanlage wird der regeltechnische und anlagentechnische Aufwand gegenüber bekannten Reduktionsan­ lagen zur Roheisengewinnung erheblich gesenkt. Es wird eine kontinuierlich arbeitende großtechnische Anlage zur Verfü­ gung gestellt, die eine wirtschaftliche Erzeugung von Roh­ eisen als Wertprodukt direkt aus feinkörnigen Eisenerzen erlaubt unter Vermeidung des Einsatzes hochwertiger Ener­ gieträger wie Methan bzw. elektrische Energie.

Eine besondere Ausführungsform der Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß nach dem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor und vor dem Eisenbadreaktor ein ein Rotationsströmungsfeld erzeugender Drallreaktor angeordnet ist mit tangential an­ geordneten Zufuhröffnungen für vorgewärmte und vorreduzier­ te Eisenerzpartikel aus dem vorgeschalteten Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor mit Einströmöffnung für O₂ oder O₂-haltige gasförmige Medien sowie für heißes Reduktions­ gas oder ggf. für weitere feste Reduktionsmittel sowie mit im Reaktorboden angebrachter Austrittsöffnung für schmelz­ flüssige, reduzierte Eisenerzpartikel, welche Austrittsöff­ nung in Verbindung steht mit dem Eisenbadreaktor. Durch die Einschaltung des Drallreaktors zwischen dem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor und dem Eisenbadreaktor wird für die Gesamtanlage eine größere Flexibilität und Regelfähigkeit erreicht. Es läßt sich in dem Vorwärm- und Vorreduktions­ reaktor ein größerer Abstand zum "Sticking"-Punkt der Eisenerzpartikel einhalten. Zur Abdeckung der Wärmeverluste in der Gesamtanlage kann sowohl im Drallreaktor als auch im Eisenbadreaktor in bestimmtem Umfang Reduktionsgas ver­ brannt werden, so daß ein gezielter Nachverbrennungsgrad in den Reaktoren zu geringeren Temperaturen im Gasraum und in den Gasleitungen führt. Die geringeren Temperaturen führen wiederum zu geringerem Verschleiß der Feuerfest-Auskleidung in den Reaktoren und zu geringeren FeO-Gehalten der im Eisenbadreaktor entstehenden Schlacke.

Eine besonders vorteilhafte Variante der Anlage besteht darin, daß der Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor ein Sus­ pensions-Wärmetauschersystem, vorzugsweise ein Zyklonwärme­ tauscher ist. Dieser Reaktor gewährleistet, daß während der gesamten Vorwärm- und Vorreduktionsphase große und wech­ selnde Relativgeschwindigkeiten zwischen den Feststoffpar­ tikeln und den Reduktionsgasen bestehen, so daß der Wärme­ und Stoffaustausch unter optimalen Bedingungen stattfindet. Dies bedeutet, daß der Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor sehr kompakt gebaut werden kann. Zur Vermeidung von "Sticking" der Eisenerzpartikel im Wärmetauschersystem ist ein Abhitzekessel mit Wärmetauscherflächen für die Heißgase und für von außen zugeleitetes Kühlwasser vorgesehen, so daß die heißen Reduktionsgase aus dem Eisenbadreaktor vor dem Eintritt in den Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor auf solche Temperaturen herabgekühlt werden, bei denen die Bil­ dung klebriger oder flüssiger Phasen der Eisenerzpartikel vermieden wird. Zur Beherrschung der "Sticking"-Probleme wird weiterhin vorgeschlagen, daß das Wärmetauschersystem Zugabeorgane für wärmeabsorbierende Zuschlagstoffe wie Kalkstein, Dolomit oder deren Mischungen aufweist, so daß die Vorreduktion mit sicherem Abstand vor dem sogenannten "Sticking"-Punkt ablaufen kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Anlage ist vor­ gesehen, daß der Drallreaktor in wenigstens zwei oder mehreren horizontalen Ebenen tangential einmündende Einlaß­ öffnungen für die Reaktanden wie Eisenerz, Reduktionsgas, weitere Reduktionmittel, O₂ oder O₂-enthaltende heiße Medien aufweist. Diese konstruktiven Maßnahmen gewährlei­ sten, daß sich in dem Drallreaktor erfindungsgemäß das Rotationsströmungsfeld aufbauen kann, in welchem die vorgewärmten und vorreduzierten Eisenerzpartikel einge­ schmolzen und weiter reduziert werden und zugleich die mit dem Betrieb des Drallreaktors verbundene Verlustwärme aus­ geglichen wird. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Drallreaktors ist vorgesehen, daß dieser im Bereich der Ausströmleitung für das verbrauchte Reduktionsgas einen größeren Querschnitt aufweist als im Bereich der Einlaßöff­ nung für die übrigen Reaktanden, so daß auf diese Weise im Drallreaktor ein Sammelraum gebildet wird für die durch die Reaktionen entstandene Gasmenge.

In einer weiteren Ausgestaltung des Drallreaktors ist vor­ gesehen, daß dieser im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, einen konisch nach unten zulaufenden Bodenbereich mit mittiger Durchlaßöffnung für die Schmelze enthält und über einen Verbindungsstutzen mit dem Eisenbadreaktor in Verbin­ dung steht und daß die Gasleitung aus dem Eisenbadreaktor seitlich vom Drallreaktor gesehen ausmündet und tangential in den unteren Bereich des Drallreaktors einmündet. Diese konstruktiven Maßnahmen bewirken einerseits, daß das Rota­ tionsströmungsfeld im Drallreaktor optimiert ist und daß andererseits der Drallreaktor unmittelbar im Deckenbereich des Eisenbadreaktors angeordnet werden kann, so daß sich hierdurch eine kompakte Konstruktion ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage zur Erzeugung von Roheisen ist vorgesehen, daß im Bereich der Decke des Eisenbadreaktors Aufblaslanzen für sauerstoffhal­ tige Medien angeordnet sind, die der Nachverbrennung eines Teiles des oberhalb der Badoberfläche gesammelten Gases dienen und daß im Reaktorbereich unterhalb der Badoberflä­ che, vorzugsweise mit Hilfe von Düsensteinen, die Einström­ organe für die das Gas erzeugenden Reaktanden wie Kohle, Schlackenbildner, Sauerstoff oder dergleichen angeordnet sind. Hierdurch wird bewirkt, daß die das Reduktionsgas erzeugenden Reaktanden durch die gesamte Tiefe des Eisenba­ des geführt werden und damit optimale Reaktionsbedingungen eingehalten werden und daß die Anordnung der Aufblaslanzen im Bereich der Reaktordecke die Kompaktbauweise der Anlage nicht beeinträchtigen.

Die Erfindung wird anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Verfahren und Anlage als Blockschaltbild,

Fig. 2 Eisenbadreaktor, Drallreaktor sowie Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor, teilweise im Schnitt.

Die Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Roheisen aus feinkörnigen Eisenerzen besteht gemäß Fig. 1 aus einem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor, der als Zyklonwärmetau­ scher (1) ausgebildet ist, und einem mit dem Zyklonwärme­ tauscher gasseitig verbundenen Abhitzekessel (2). Mit dem Abhitzekessel ist gasseitig ein Drallreaktor (3) verbunden, der gutseitig auf einen Eisenbadreaktor (4) geschaltet ist. Der Abhitzekessel (2) ist heißgasseitig mit einer Dampftur­ bine (5) gekoppelt, die ihrerseits eine Sauerstoffanlage (6) energetisch versorgt. Hinter dem Drallreaktor (3) mündet eine Gasleitung (20) aus, die mit einem Wärmetau­ scher (18) zur Aufheizung von Luft verbunden ist, der seinerseits mit einer Heißluftleitung mit dem Drallreaktor bzw. mit dem Eisenbadreaktor verbunden ist.

In den Zyklonwärmetauscher (1) werden die einzuschmelzenden feinkörnigen Eisenerze, z. B. Hämatiterz mit 25°C einge­ leitet. Die feinkörnigen Eisenerze verlassen den Zyklonwär­ metauscher mit etwa 600°C und werden über die Leitung (7) als Magnetiterz in den Drallreaktor (3) bzw. in den Eisenbadreaktor (4) eingeleitet. Im Drallreaktor (3) werden die vorgewärmten und vorreduzierten Eisenerzpartikel aufge­ schmolzen und weiter reduziert und werden dem Eisenbadreak­ tor (4) über die Leitung (8) aufgegeben. Ferner werden in den Drallreaktor (3) die im Eisenbadreaktor erzeugten Reduktionsgase und entstehende Staubpartikel über die Lei­ tung (9) eingeleitet. In den Boden des Eisenbadreaktors werden über die Leitungen (10) Kohle, Stickstoff und Koh­ lenwasserstoffgase eingeblasen. Das im Eisenbadreaktor (4) eingeschmolzene und fertigreduzierte Eisen wird bei (11) als Roheisen abgezogen, während die Schlacke bei (12) aus dem Reaktor entnommen wird.

Sowohl der Drallreaktor (3) als auch der Eisenbadreaktor (4) werden mit Verbrennungssauerstoff der Sauerstoffanlage (6) mit Hilfe der Leitungen (13) versorgt. Der Drallreaktor (3) kann auch alternativ mit aufgeheiztem Luftsauerstoff versorgt werden, der aus der Leitung (19) des Wärmetau­ schers (18) dem Drallreaktor zugeführt wird. Das in dem Drallreaktor vorhandene CO-haltige Heißgas wird aus diesem mit Hilfe der Heißgasleitung (14) dem Abhitzekessel (2) zugeführt. In dem Abhitzekessel wird das schwefelhaltige Heißgas mit Hilfe von CaCO₃ entschwefelt und abgekühlt, wobei das entstehende CaO mit ca. 600°C über die Leitung (15) dem Eisenbadreaktor (4) aufgegeben wird.

Der überwiegende Teil der Heißgase strömt durch die Gaslei­ tung (17) als Reduktions- und Vorwärmgas in den Zyklon­ wärmetauscher (1). Die im Zyklonwärmetauscher genutzten Gase verlassen den Wärmetauscher mit ca. 600°C.

Im Eisenbadreaktor (4) wird aufgeheizte Luft aus dem Wärmetauscher (18) mit Hilfe von Aufblaslanzen (21) auf die Oberfläche der Eisenbadschmelze aufgeblasen, wodurch der in der Eisenbadschmelze gelöste und über die Leitung (10) ein­ geleitete Kohlenstoff als hochreines Reduktionsgas (CO/H₂) ausgetrieben wird. Dieses hochreine Reduktionsgas wird über die Leitung (9) in den Drallreaktor (3) geleitet. Ein Teil der in dem Eisenbadreaktor erzeugten Reduktionsga­ se wird mit Hilfe der aus den Aufblaslanzen (51) in den Eisenbadreaktor einströmenden Luft nachverbrannt, wobei die Verbrennungswärme zur Deckung des Energiebedarfs im Eisen­ badreaktor verwendet wird.

Fig. 2 zeigt weitere Details der Anlage zur kontinuierli­ chen Herstellung von Roheisen gemäß der Erfindung. Der Vor­ wärm- und Vorreduktionsreaktor (1) besteht aus einem 2-stu­ figen Zyklonwärmetauscher mit den Zyklonen (21) und (22), die mit einer Gasleitung (23) miteinander verbunden sind. Die aus dem Zyklon (22) abgehende Gasleitung (24) ist mit einem Staubabscheider (25) verbunden, dessen Staubaustrags­ leitung (26) in die Gasleitung (23) zurückgeführt ist. Der Staubabscheider (25) ist mit einem Saugzuggebläse (27) ver­ bunden, dessen Druckleitung in eine Brennkammer (28) geführt ist, die eine Zuleitung (29) für Luftsauerstoff aufweist.

Die Brennkammer (28) ist mit einem Heißlufterzeuger (30) verbunden, dem Luft mit Umgebungstemperatur zugeführt wird und aus dem die Abgase der Anlage ggf. einer weiteren Gas­ wäsche zugeführt werden. Die im Heißlufterzeuger (30) vor­ gewärmte Luft wird einer separaten Vorwärmeinrichtung (31) für die Eisenerze zugeleitet, die bei (50) in die Vorwärm­ einrichtung eindosiert werden. Vorgewärmte Eisenerze werden in den Bunker (32) überführt, in dem außerdem Zuschlagstof­ fe wie Kalkstein, Dolomit oder dergleichen und deren Mischungen zugegeben werden. Das Materialgemisch aus Eisen­ erz und Zuschlagstoffen wird aus dem Bunker (32) über eine Materialleitung (34) in die Gasleitung (23) des Zyklonwär­ metauschers zur thermischen Behandlung aufgegeben.

Der Abhitzekessel (2) ist mit Hilfe der Gasleitung (35) mit dem Zyklon (21) des Zyklonwärmetauschers und mit Hilfe des Anschlußflansches (36) mit dem Drallreaktor (3) verbunden. In den Abhitzekessel ist eine Kühlwasserleitung (37) hin­ ein- und herausgeführt. Außerdem weist die Gasleitung (35) eine Bypassleitung (38) auf.

Der Drallreaktor (3) steht senkrecht auf der Decke (39) des Eisenbadreaktors (4) und ist mit Hilfe eines Verbindungs­ flansches (40) mit der Decke (39) verbunden. Die Gasleitung (9) mündet aus dem Eisenbadreaktor (4), seitlich vom Drall­ reaktor (3) aus; deren Einströmöffnung (41) ist tangential in dem unteren Bereich des Drallreaktors angeordnet. Die Reduktionsgasleitung (9) kann eine zusätzliche Einströmöff­ nung (42) für weitere Reduktionsmittel aufweisen. In den zylindrischen Teil des Drallreaktors liegt tangential die Erzzufuhröffnung (43) für das aus dem Zyklon (21) des Zyklonwärmetauschers abgezogene Eisenerz. Außerdem ist in einer horizontalen Ebene unterhalb der Erzzufuhröffnung (43) eine Einströmöffnung (44) für heißen Sauerstoff angeordnet, der aus der Sauerstoffanlage (6) zuströmt. Im oberen Bereich des Drallreaktors (3) ist die Ausströmlei­ tung (45) für reduzierendes Heißgas angeordnet, die mit dem Anschlußflansch (36) des Abhitzekessels (2) verbunden ist. Der untere Bodenbereich des Drallreaktors weist einen koni­ schen Querschnitt (46) auf mit einer mittigen Austrittsöff­ nung (49) für die schmelzflüssigen Eisenerze.

Gemäß Fig. 2 werden die feinkörnigen Eisenerze (32) zu­ nächst in die Vorwärmeinrichtung (31) eingeführt, dort vor­ gewärmt und in dem Bunker (32) mit wärmeabsorbierenden Zuschlagstoffen vermischt. Die Materialien werden aus dem Bunker (32) über die Materialleitungen (34) in die Gaslei­ tung (23) des Zyklonwärmetauschers eingeleitet zur weiteren Vorwärmung und Vorreduktion der Eisenerzpartikel. Die ohne Bildung klebriger oder flüssiger Phasen thermisch behandel­ ten Eisenerzpartikel werden durch die Materialleitung (48) und durch die Erzzufuhröffnung (43) tangential in den zylindrischen Teil des Drallreaktors (3) eingeleitet, und zwar oberhalb der Einströmöffnung (44) für heißen Sauer­ stoff. In das sich ausbildende Rotationsströmungsfeld wer­ den tangential die heißen Reduktionsgase aus dem Eisenbad­ reaktor (4) über die Reduktionsgasleitung (9) eingeführt. In dem Rotationsströmungsfeld werden die Eisenerzpartikel eingeschmolzen und weiter reduziert und aus dem Reduktions­ gas abgeschieden. Das heiße Reduktionsgas des Rotations­ strömungsfeldes wird in dem oberen Bereich des Drallreak­ tors in dem größeren Quersschnitt (46) gesammelt und strömt über die Ausströmleitung (45) in den zwischen Zyklonwärme­ tauscher und Drallreaktor angeordneten Abhitzekessel (2), in welchem die Gase mit Hilfe von mit Kühlwasser beauf­ schlagter Wärmetauscherflächen auf vorzugsweise 600°C heruntergekühlt werden, bevor sie mit diesem Temperatur­ niveau in den Zyklon-Wärmetauscher (1) als Reduktionsmittel eingeleitet werden. Zur Stabilisierung des Temperaturnive­ aus kann ein Teil der Gase hinter dem Saugzuggebläse (27) mit Hilfe der Rückgasleitung (47) als Kühlgas zugemischt werden.

Die im Drallreaktor eingeschmolzenen und weiter reduzierten Fe-haltigen Schmelzprodukte werden im konischen Bodenbe­ reich des Drallreaktors gesammelt und tropfen über die Aus­ trittsöffnung (49) in den darunter angeordneten Eisenbad­ reaktor ab, in welchem die Endreduktion zu Roheisen, wie zuvor zu Fig. 1 beschrieben, stattfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulicht deutlich, daß zur kontinuierlichen Herstellung von Roheisen aus fein­ körnigen Eisenerzen und Kohlenstoffträgern ausschließlich auf den Energieträger Kohle zurückgegriffen werden kann und daß hierbei teure elektrische Energie oder andere teure Energieträger eingespart werden können.

Claims (40)

1. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen durch Reduktion von feinkörnigem Eisenerz mittels Kohlenstoff- und Sauerstoffträgern, dadurch gekennzeichnet, daß Vorwärmung und Vorreduktion der feinkörnigen Eisenerzpartikel mittels heißem Reduktionsgas in einem Wärmetauschersystem ohne Bildung klebriger oder flüssiger Phasen erfolgt und daß die infolge Vorwärmung und Vorreduktion entstehenden Pro­ dukte in einem Eisenbad einer Endreduktion unterzogen wer­ den und zu flüssigem Roheisen umgewandelt werden, in welchem Eisenbad durch kontinuierliche Zuführung von Koh­ lenstoffträgern und Sauerstoffträgern eine Aufkohlung des Roheisens erfolgt und ein im wesentlichen aus CO und H₂ bestehendes Gas erzeugt wird, und dieses Gas einerseits als heißes Reduktionsgas zur Vorwärmung und zur Vorreduk­ tion der Eisenerzpartikel verwendet wird und andererseits zur Deckung des Energiebedarfs im Eisenbadreaktor in diesem teilweise nachverbrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewärmten und vorreduzierten Eisenerzpartikel vor der Endreduktion im Eisenbad in einem Rotationsströ­ mungsfeld mittels heißem Reduktionsgas und einem sauer­ stoffhaltigem Gas eingeschmolzen werden, in welchem Rota­ tionsströmungsfeld die erzeugten, im wesentlichen Fe-hal­ tigen Schmelzprodukte weiter reduziert und aus dem Gas abgeschieden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorreduktion der Eisenerzpartikel bis mindestens zur FeO _x -Stufe mit x = 1,33 erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Weiterreduzierung der Eisenerzpartikel im Rotationsströmungsfeld bis mindestens zur FeO _x -Stufe mit x zwischen 1,2 und 0,2 erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung und Vorreduzierung der Eisenerzpartikel in einem Wärmetauschersystem erfolgt, welches nach dem Feststoff-Suspensionsprinzip im Gleich­ strom und/oder Gegenstrom arbeitet und ggf. eine Rezirku­ lationsstrecke für die Eisenerzpartikel aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschersystem als zirkulierende Wirbel­ schicht aus den zu behandelnden Eisenerzpartikeln und ggf. weiteren Zuschlagstoffen wie Kohle, Kalkstein, Dolomit oder dgl. und deren Mischungen ausgebildet ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die teilweise aus dem Wärmetauscher­ system abgezogenen Partikel nach Maßgabe der Verfahrenspa­ rameter in das Rotationsströmungsfeld eingeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wärmetauschersystem vorge­ wärmten und vorreduzierten Eisenerzpartikel ggf. mit den weiteren Zuschlagstoffen mit einer Temperatur von ca. 400°C bis 800°C, vorzugsweise mit 600°C in das Rota­ tionsströmungsfeld eingeführt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmetauschersystem eine Ab­ scheidung der mit dem Reduktionsgasstrom aus dem Rota­ tionsströmungsfeld mitgeführten festen klebrigen oder schmelzflüssigen Stoffkomponenten erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Rotationsströ­ mungsfeld austretende heiße Reduktionsgas vor Eintritt in den Suspensions-Wärmetauscher auf solche Temperaturen her­ untergekühlt wird, bei denen in dem Wärmetauschersystem die Schmelzphasenbildung der Eisenerzpartikel verhindert wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Rotationsströ­ mungsfeld austretende heiße Reduktionsgas anschließend im Wärmtauschersystem mittels H₂O-Dampf erzeugender Wärme­ tauscherflächen auf solche Temperaturen heruntergekühlt wird, bei denen die Bildung von Schmelzphasen der Eisen­ erzpartikel verhindert werden.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei vorzugsweise 1500°C aus dem Rotationsströmungsfeld übernommenen heißen Reduk­ tionsgase in dem Wärmetauschersystem auf eine Temperatur von 400°C bis 1000°C, vorzugsweise auf 600°C her­ untergekühlt werden.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Wärmetauschersy­ stem austretende Gas zwecks Rückgewinnung der Wärme und Nutzung des restlichen Reduktionspotentials durch ein zusätzliches Wärmtauschersystem geleitet wird, in welches die zu behandelnden feinkörnigen Eisenerzpartikel im Gegenstrom zum Gasstrom eingeführt und dabei vorgewärmt und/oder teilreduziert werden, bevor die Erzpartikal weiter reduziert werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem flüssigen Eisenbad erzeugte Gas in das Rotationsströmungsfeld im axialen Gegenstrom zu der aus dem Rotationsfeld abtropfenden Eisenschmelze eingeleitet wird und/oder tangential in das Rotationsströmungsfeld eingeblasen wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deckung des Energiebedarfs im Rotationsströmungsfeld das Reduktionsgas teilweise im Rotationsströmungsfeld nachverbrannt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Eisenbad erzeugte Gas wenigstens teilweise axial von unten nach oben in das Rotationsströmungsfeld eintritt und daß in einer unteren horizontalen Ebene des Rotationsströmungsfeldes Heißluft und in einer oberen horizontalen Ebene des Rotationsströ­ mungsfeldes die aus dem Wärmtauschersystem austretenden Eisenerzpartikel mit einem Fördergas vorzugsweise tangen­ tial in die Reduktionszone des Rotationsströmungsfeldes eingeblasen werden.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer horizontalen Ebene des Rotationsströmungsfeldes - in Strömungsrichtung gese­ hen -, zuerst die Eisenerzpartikel mit Fördergas und danach an jeweils einer gesonderten Eintrittsstelle die hauptsächliche Menge des im Eisenbad erzeugten Gases und Heißluft, jeweils tangential in das Strömungsfeld einge­ blasen werden.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Deckung des Energiebedarfs des Eisenbadreaktors das erzeugte Gas teilweise oberhalb der Badoberfläche mittels eingeführter O₂-haltiger Medien verbrannt wird, wobei das Gas bis auf eine Tempera­ tur von 1400°C bis 1800°C, vorzugsweise auf ca. 1600°C aufgeheizt wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverbrennungsgrad des Gases im Eisenschmelzreaktor bzw. im Rotationsströmungs­ feld nach Maßgabe der Verfahrensparameter variiert werden kann.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachverbrennungsgrad im Eisenbadreaktor zwischen 10 und 50%, vorzugsweise 30% eingestellt wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Nachverbrennung im Rotationsströmungsfeld zwischen 30 und 80%, vorzugsweise 50% beträgt.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Entschwefelung des im flüssigen Eisenbad erzeugten Gases im Eisenbad eine Schlacke gebildet wird, deren Basizität zwischen 1,0 und 2,0 beträgt.

23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der erforder­ lichen Schlackenbasizität feinkörniger Kalkstein, Dolomit oder deren Mischungen in das flüssige Eisenbad eingeführt werden.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Eisenbadreaktor erzeug­ te Gas, teilweise als frisches Reduktionsgas dem Gasstrom aus dem Rotationsströmungsfeld und/oder dem Gasstrom in dem Wärmtetauschersystem zugemischt wird.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des aus dem Rota­ tionsströmungsfeldes austretenden Gases in das Wärmetau­ schersystem eingeleitet wird und der andere Teil prozeß­ technisch anderweitig genutzt wird.

26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Wärmetauschersystem behandelten Eisenerzpartikel teilweise unter Umgehung des Rotationsströmungsfeldes in das flüssige Eisenbad des Eisenbadreaktors geleitet werden.

27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Nachverbrennung der Gase in den Eisenbadreaktor und/oder die zur Teilverbren­ nung der Reduktionsgase in das Rotationsströmungsfeld ein­ geführten O₂-haltigen Medien bis auf eine Temperatur von etwa 1200°C vorgewärmt sind.

28. Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Roheisen durch Reduktion von feinkörnigem Eisenerz mit Kohlenstoff- und Sauerstoffträgern nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 27, gekennzeichnet durch die Hintereinan­ derschaltung von einem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor (1) für feinkörniges Eisenerz, wobei diese Reaktoreinheit gas- und gutseitig verbunden ist mit einem metallurgischen Reaktor (4), welcher Abzugsorgane (11, 12) für flüssige Eisenschmelze und ggf. Schlacke aufweist und der mit Zufuhröffnungen (10) für Brennstoffe und Vergasungsmittel zur Erzeugung eines CO/H₂-haltigen Gases versehen ist und eine vom Eisenbadreaktor (4) oberhalb der Eisenschmel­ ze abgehende und zum Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor (1) führende Gasleitung (9) enthält.

29. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor (1) und vor dem Eisenbadreaktor (4) ein ein Rotationsströmungsfeld erzeu­ gender Drallreaktor (3) angeordnet ist mit tangential an­ geordneten Zufuhröffnungen (43) für vorgewärmte und vorre­ duzierte Eisenerzpartikel aus dem vorgeschalteten Vorwärm­ und Vorreduktionsreaktor (1), mit Einströmöffnungen für O₂ oder O₂-haltige gasförmige Medien (44) sowie für heißes Reduktionsgas (41) oder ggf. für weitere feste Reduktionsmittel (42) sowie mit im Reaktorboden angebrach­ ter Austrittsöffnung (49) für schmelzflüssige, reduzierte Eisenerzpartikel, welche Austrittsöffnung in Verbindung steht mit dem Eisenbadreaktor (4).

30. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor (1) ein Suspensions- Wärmetauschersystem, vorzugsweise ein Zyklonwärmetauscher ist.

31. Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschersystem (1) einen Abhitzekessel (2) mit Wärmetauscherflächen für die Heißgase und für von außen zugeleitetes Kühlwasser aufweist.

32. Anlage nach einem der Ansprüche 28, 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschersystem (1) Zugabeorgane (33) für wärmeabsorbierende Zuschlagstoffe wie Kalkstein, Dolomit oder deren Mischungen aufweist.

33. Anlage nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschersystem (1) ein die Materialien nach oben austragender Reaktor ist, der mit einem Materialabscheider einerseits in Verbindung steht, welcher über eine Materialweiche mit dem unteren Bereich des Wärmetauschersystems in Verbindung steht und anderer­ seits auf den Drallreaktor und/oder den Eisenbadreaktor geschaltet ist.

34. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallreaktor (3) in wenigstens zwei oder mehreren horizontalen Ebenen tangen­ tial einmündende Einlaßöffnungen für die Reaktanden wie Eisenerz (43), Reduktionsgas (41), weitere Reduktionsmit­ tel (42), O₂ oder O₂-enthaltende heiße Medien (44) aufweist.

35. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (44) für die Heißluft in der Seitenwandung des Drallreaktors unter­ halb der Einlaßöffnung (43) für die feinkörnigen Eisenerz­ partikel angeordnet ist.

36. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß in Drallströmungsrichtung des Reaktors gesehen zuerst die tangentiale Einlaßöffnung (43) für die feinkörnigen Eisenerzpartikel und nachfolgend die tangentiale Einlaßöffnung (41, 44) für das Reduktions­ gas und die Heißluft in der Seitenwandung des Drallreak­ tors angeordnet sind.

37. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallreaktor (3) im Bereich der Ausströmleitung (45) für das verbrauchte Reduktionsgas einen größeren Querschritt (46) aufweist, als im Bereich der Einlaßöffnungen (41, 43, 44) für die übrigen Reaktanden.

38. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallreaktor (3) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, einen konisch nach unten zulaufenden Bodenbereich (46) mit mittiger Durchlaßöffnung (49) für die Schmelze enthält und über einen Verbindungsflansch (40) mit dem Eisenbadreaktor (4) in Verbindung steht und daß die Gasleitung (9) aus dem Eisenbadreaktor, seitlich vom Drallreaktor (3) gesehen ausmündet und tangential in den unteren Bereich des Drall­ reaktors einmündet.

39. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Decke (39) des Eisenbadreaktors (4) Aufblaslanzen (21) für sauer­ stoffhaltige Medien angeordnet sind, die der Nachverbren­ nung eines Teils des oberhalb der Badoberfläche gesammel­ ten Gases dienen und daß im Reaktorbereich unterhalb der Badoberfläche, vorzugsweise mit Hilfe von Düsensteinen, die Einströmorgane (10) für die das Gas erzeugenden Reak­ tanden wie Kohle, Schlackenbildner, Sauerstoff oder dgl. angeordnet sind.

40. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bereich vor den Vorwärm- und Vorreduktionsreaktor (1) eine gasführende Leitung (20) mit einem Wärmetauscher (18) zur Aufheizung von Luft verbunden ist, der über Heißluftleitungen (19) mit dem Drallreaktor (3) und/oder mit dem Eisenbadreaktor (4) in Verbindung steht.