DE863951C - Verfahren zum Betrieb eines Niederschachtofens - Google Patents

Description

Das charakteristische Merkmal der mit Luft betriebenen Reduktionsschachtöfen für die Verhüttung von Eisenerzen ist bisher deren Höhe, die dieser Ofengattung allgemein den Namen Hochofen eingetragen hat. D'Le Fachwelt ist sich bewußt, daß die große Schachthöbe solcher Hochöfen, die im allgemeinen zwischen 20 und 30 m liegt, für das Verhüttungsverfahren eine Reihe schwerwiegender Nachteile mit sich bringt. Damit z. B. die Möllerbestandteile unter dem großen Gewicht der darüberlagernden Beschickungssäule im unteren Teil des Ofens nicht in unzulässigem Maße zerrieben werden,, so daß der Ofen auf diese Weise dicht wird, können nur Erze und Kokssorten im Hochofen durchgesetzt werden, die eine erhebliche Festigkeit aufweisen. Um auch die Verhüttung von weichen Erzen direkt im Schachtofen durchführen zu können und um hierbei Kohle verwenden zu können, die einen weichen und zerfallenden Koks ergibt, besteht schon seit langem in der Hüttentechnik das Bestreben, die Verhüttung der Eisenerze in sog. Niederschachtöfen durchzuführen, deren Schachthöhe im allgemeinen unter 10 m liegt und in denen deshalb die Beschickung einer erheblich geringeren Belastung unterliegt. Ein weiterer Vorteil dieser Nieder-Schachtöfen gegenüber den Hochöfen ist es, daß entsprechend der geringeren Höhe beim Möller gleicher Korngröße der Druckverlust des Gases im Ofen wesentlich geringer ist. Andererseits kann mit Wind gleichen Anfangsdruckes im Niederschachtofen ein erheblich feinkörnigeres Material durchgesetzt werden als im Hochofen.

Daß bei diesen wichtigen Vorzügen der Niederschachtofen für die Eisenverhüttung praktisch keine

Bedeutung gewonnen hat, liegt· in der Hauptsache daran, daß man bisher kein Mittel gewußt hat, um die Vorgänge, die zu ihrer Durchführung im Hochofen eine Schachthöhe von 20 m und mehr benötigen, im Niederschachtofen auf wenige Meter Schachthöhe zusammenzudrängen. Allerdings ist ein solches Mittel seit langem' bekannt in der Anreicherung des Windes mit Sauerstoff. B'ei der Verwendung höher konzentrierten Sauerstoffes sinkt die Temperatur im Schacht schon wenige Meter über dem¹ Gestell des Ofens unter ioo° C, so daß der mit Sauerstoff betriebene Ofen stets ein. Niederschachtofen ist und alle oben geschilderten Vorteile aus diesem Umstand ziehen kann. Da in vielen Fällen aus wirtschaftlichen und technischen Gründen 'die Verwendung von Sauerstoff für die Eisenverhüttung nicht in Frage kommt, ist es ein wichtiges technisches Problem, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem Niederschachtöfen für die Eisenerzreduktion direkt mit gewöhnlicher Luft betrieben werden können.

Ein solches Luftniederschachtofenverfahren wurde bei Versuchen mit der Eisenerzverhüttungi imi.Schachtofen bei verschiedenem Sauerstoffgehalt des Windes überraschend gefunden. Es wurde ein Niederschachtofen mit etwa 2,5 bis 3 m Beschickungshöhe , vor den Formen verwendet. Während bei höheren Sauerstoffgehalten im Wind die Gichttemperatur, die die Richtigkeit der gewählten Beschickungshöhe anzeigt, bei 100 bis 200° C lag, hätte man erwarten sollen, daß bei der Annäherung des Sauerstoffgehaltes im' Wind an die Zusammensetzung der Luft die Giehttemperatur ständig ansteigt und entsprechend der Erfahrung, am Hochofen bei 3 m Beschickungshöhe etwa 800 bis iooo⁰ C beträgt. Es zeigte sich aber, daß dieser starke Anstieg der Gichttemperatur dann ausbleibt, wenn majn einen Möller aus gleichmäßig kleinstückigem Material verwendet,, z. B. einen solchen, der keine oder wenig Stücke oberhalb 25 mm enthält. Es ergab sich hierbei leine Gesetzmäßigkeit insofern, als die Gichtgastemperatur um so- höher liegt bei gleichem Sauerstoffgehalt des Windes, je größer der. Anteil an grobem Material ist," z. B. an Material über 25 mm.

In Ausnutzung dieses Tatbestandes konnte z. B. ein Niederschachtofenbetrieb mit den folgenden charakteristischen Daten durchgeführt werden:

Stückgröße des Möllers ...... 5 bis 25 mm

- Sauerstoffgehalt im Wind . . . . 240/0

^⁰ Beschickungshöhe über den Formen 2,5 m

Gichttemperatur . . . . . . . 280⁰C.

Das eingesetzte Erz war eisenarmes Dogger erz, dais «erzielte Eisen hatte eine normale Zusammien-Setzung. .

Der angewendete Kaltwind mit 240/0 O₂ ist prak-. tisch identisch mit Luft, die auf wenige hundert Grad Celsius vorgewärmt ist.

Die Durchführbarkeit eines solchen Luftnieder-Schachtofenbetriebes erwies sich im starken Maße abhängig von der Art der Begichtung. Die beim Hochofen übliche absatzweise Begichtung mit den einzelnen MöHerbestandteilen hintereinander führte zu erheblichen Störungen des Ofenganges. Es erwies sich als notwendig, die Möllerbestandteile vor dem¹ Einbringen in den Ofen zu mischen und den Ofen entweder in kleinen Portionen zu begichten oder die Begichtung kontinuierlich einzurichten. Auch das periodische Abstechen großer Quantitäten von Eisen und Schlacke aus dem Ofen erwies sich als sehr nachteilig. Einen wesentlich günstigeren Ofengang erhält man, wenn man entweder in kleinen Portionen absticht oder den Abstich kontinuierlich laufen läßt und Metall und Schlacke in einem' Vorherd trennt.

Es darf idarauf hingewiesen werden, daß die überraschiende Wirkung der Verwendung kleinstückigen Materials auf 'die erforderliche Schachthöhe beim Eisenreduktionsschachtofen sich durchaus rechnerisch begründen läßt. Offenbar ist die Gastemperatur in jeder Ebene des Ofens abhängig von der Wärmemenge, die das Gas auf dem Wege vom' Gestell des Ofens bis zu der betreffenden Schachthöhe an die Beschickung abgeben konnte. Diese von der Beschickung aufgenommene Wärme ist aber eine Funktion der für den Wärmeübergang zur Verfügung ■ stehenden Oberfläche und der Distanzen, über die die Wäime bis in den Kern der Möllerstücke geleitet werden muß. Aus beiden Gründen ergibt sich eine starke Abhängigkeit der Wärmeausgleichsgeschwindigkeit im Schacht von der Stückgröße des Möllers.

Es war zuvor darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig ist, 'einen der Eisenerzverhüttung dienenden Niederschachtofen mit ständig laufendem Abstich zu betreiben und die Trennung von 'Metall und Schlacke in einem mit dem Ofen organisch verbundenen Vorherd vorzunehmen. Dieser Vorherd muß normalerweise beheizt werden. Andererseits läßt sich der offene Abstich dann am einfachsten prak- ·ιοο tizienen, wenn man das Abstichloch so groß macht, daß dauernd ein Gasstrom aus dem Ofen ausbläst.' Erfindungsgemäß soll nun das aus dem Abstichloch ausblasende Gas zur Beheizung des Vorherdes herangezogen werden, unter Umständen indem man ihm in geeigneter Weise Verbrennungsluft zuführt.

In einem solcherart betriebenen Vorherd können auch Veredlungsoperationen des aus dem Schachtofen austretenden Eisens vorgenommen werden, z.B. solche für die Umwandlung von Roheisen in Stahl.

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Betrieb eines Niederschachtofens für die Eisenverhüttung mit Luft oder wenig mit Sauerstoff angereicherter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Möller geringer Stückgröße, vornehmlich unter 25 mm, vierwandt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Möllerbestandteile vor der Aufgabe in den Ofen miteinander vermischt werden. '

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Möllerbestandteile dem

Claims (1)

1. Ofen getnennt zugeführt und bei der Aufgabe in den Ofen miteinander vermischt werden.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigen Produkte in kleineren Portionen aus dem Ofen abgestochen werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstich kontinuierlich offengehalten wird oder die längste Zeit kontinuierlich offengehalten wird und daß die Trennung von Metall und Schlacke in einem Vorherd vorgenommen, wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorherd organisch mit dem Schachtofen verbunden ist und daß das aus dem Stichloch des Ofens austretende Gas zur Beheizung des Vorherdes herangezogen wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit dem Schachtofen organisch verbundenen Vorherd Veredlungsoperationen an dem aus dem Schachtofen ausfließenden Eisen vorgenommen werden, z. B. solche für die Umwandlung von Roheisen zu Stahl.