DE1927558B1

DE1927558B1 - Process and device for the production of sponge iron from oxidic iron ores

Info

Publication number: DE1927558B1
Application number: DE19691927558
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Ing Heitmann
Original assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Current assignee: Gutehoffnungshutte Sterkrade AG
Priority date: 1968-06-24
Filing date: 1969-05-30
Publication date: 1971-08-26
Also published as: FR2011575A1; BG16457A3; ES368560A1; CS186202B2; PL72637B1; NL6909659A; LU58917A1; JPS5120444B1; SE380831B; BR6910042D0; RO55582A; AT303780B; NO124697B; SU528040A3; GB1241715A; BE735044A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage bei diesem Verfahren ergibt sich in Verbindazugehörige Vorrichtung zur Erzeugung von Eisen- dung mit der großen Länge des hierbei benötigten schwamm aus oxydischen Eisenerzen, die in einer Drehrohrofens schließlich daraus, daß nur mit am ersten Verfahrensstufe vorgewärmt und unmittelbar Eintragsende des Drehrohrofens angeordneten Gasanschließend in einer zweiten Verfahrensstufe unter 5 bzw. Ölbrennern gearbeitet werden kann und sich Umwälzen des Einsatzes mittels Kohle reduziert wer- folglich die gesamte zugeführte Wärme auf den Einden, wobei in der zweiten Verfahrensstufe der Ofen- trittsbereich des Drehrohrofens konzentriert. Demeinsatz und die Ofengase in derselben Richtung zufolge liegt die Ofentemperatur im Bereich des Ausgeführt werden und der Wärmeinhalt dieser Ofengase tragsendes im allgemeinen unterhalb der für eine durch Nachverbrennung ausgenutzt wird. io ausreichende Metallisierung erforderlichen Reduk-The invention relates to a method and a system in this method arises in connection associated Device for the production of iron manure with the great length of the required here swam from oxidic iron ores, which in a rotary kiln finally resulted in that only with am First process stage preheated and gas arranged directly at the entry end of the rotary kiln can then be worked in a second process stage under 5 or oil burners Circulation of the insert by means of coal consequently reduces the total heat supplied to the ends, in the second process stage, the kiln entry area of the rotary kiln is concentrated. Demotion and as a result of the furnace gases in the same direction, the furnace temperature is in the range of the executed and the heat content of these furnace gases is generally below that for one is exploited by afterburning. sufficient metallization required reduction

Zur Erzeugung von Eisenschwamm auf dem Wege tionstemperatur von etwa 1100° C.
der Direktreduktion von oxydischen Eisenerzen ist Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieses Verfah-For the production of sponge iron on the way tion temperature of about 1100 ° C.
the direct reduction of oxidic iron ores is another major disadvantage of this process.

ein Verfahren bekannt, bei welchem das nicht vor- rens liegt darin, daß nur gasarme und keine gasgewärmte Erz in Form gehärteter Pellets oder in reiche Kohle eingesetzt werden kann, die für die Re-Form von Stückerzen mit einem gasarmen, kohle- 15 duktion der Erzpellets zu Eisenschwamm deswegen haltigen Reduktionsmitttel, z. B. Koksgrus, vermischt vorzuziehen ist, weil die bei der Erhitzung abgespal- und unmittelbar in einen Drehrohrofen aufgegeben teten Gase den Reduktionsprozeß beschleunigen und wird. Innerhalb des Drehrohrofens wird die Reduk- intensivieren. Würde bei dem beschriebenen Verfahtionswärme durch einen an seinem Eintragsende vor- ren gasreiche Kohle eingesetzt, käme es infolge der gesehenen Gas- oder Ölbrenner erzeugt, dem Ver- 20 verhältnismäßig hohen Flammentemperatur bereits brennungsluft mit entsprechendem Überschuß zu- in der Vorwärmzone zu einer Verkokung der Kohle geführt wird. Auf diese Weise bewegen sich innerhalb und Verbrennung der dabei frei werdenden Gase, des Drehrohrofens das Erz sowie die diesem mittels Dadurch würde einerseits die bereits zuvor als nacheiner Mischschnecke im Ofenbett zugegebene Reduk- teilig beschriebene örtliche Überhitzung und Sintetionskohle und das Ofengas sämtlich in der gleichen 25 rung der Erzpellets eintreten, während die aus der Richtung, d. h. im Gleichstrom, in Richtung zum Kohle abgespaltenen Gase andererseits in der nach-Austragsende des Drehrohrofens. folgenden Reduktionszone des Ofens nicht mehr zura method is known in which this does not exist in the fact that only low-gas and no gas-heated Ore in the form of hardened pellets or in rich coal can be used for the re-form from lump ore with a low-gas, coal production of ore pellets to sponge iron containing reducing agents, e.g. B. Coke breeze mixed is preferable because the flakes off when heated and gases immediately given up in a rotary kiln accelerate the reduction process and will. The reduction will intensify inside the rotary kiln. Would heat with the process described If a gas-rich coal was inserted at the front end of its entry, it would come as a result of the the gas or oil burner seen, the relatively high flame temperature already exists Combustion air with a corresponding excess in the preheating zone to coke the coal to be led. In this way move within and combustion of the released gases, of the rotary kiln the ore as well as this by means of this would on the one hand the already before as after one Mixing screw in the furnace bed added reduction- locally described overheating and sintered carbon and the furnace gas all enter the same 25 tion of ore pellets while those from the Direction, d. H. in cocurrent, in the direction of the coal split off gases on the other hand in the post-discharge end of the rotary kiln. The following reduction zone of the furnace is no longer used

Da die Vorwärmung des Erzes und der mit diesem Beschleunigung und Intensivierung des Reduktionsim Ofenbett vermischten Reduktionskohle auf die prozesses ausgenutzt werden können,
erforderliche Reduktionstemperatur innerhalb des 30 Bei diesem Verfahren ist es im übrigen bekannt, gleichen Drehrohrofens erfolgt, in welchem anschlie- die am Austragsende des Drehrohrofens austretenßend die Reduktion zu Schwammeisen stattfindet, den heißen Abgase mit zur Erzeugung von elektriist der Wirkungsgrad, insbesondere der thermische schem Strom heranzuziehen und diesen für den BeWirkungsgrad, dieses Verfahrens bzw. solcher AnIa- trieb von Schmelzöfen zu nutzen,
gen sehr schlecht. Außerdem ist es nachteilig, daß 35 Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Eraußerordentlich lange Drehrohröfen verwendet wer- zeugung von Eisenschwamm durch Reduktion von den müssen, deren Länge bis zu 120 m betragen kann. Eisenerzen wird dem im Gleichstrom von OfengasSince the preheating of the ore and the acceleration and intensification of the reduction coal mixed with it in the furnace bed can be used for the process,
Required reduction temperature within the 30 In this process, it is also known that the same rotary kiln takes place in which the reduction to sponge iron then takes place at the discharge end of the rotary kiln, the hot exhaust gases with the generation of electrical efficiency, in particular the thermal flow to use and to use this for the degree of efficiency, this process or such drive of melting furnaces,
gen very bad. In addition, it is disadvantageous that in another known method for extremely long rotary tube furnaces, sponge iron must be used by reducing the length of which can be up to 120 m. Iron ore is produced in the direct current of furnace gas

Der wärmetechnische Nachteil beruht zunächst und Ofenbeschickung betriebenen Drehrohrofen vordarauf, daß die Erzpellets, obschon sie zum Zwecke gewärmtes Erz zugeführt. Die Vorwärmung erfolgt der Härtung zuvor auf Brenntemperatur erhitzt wor- 40 in einem vorgeschalteten weiteren Drehrohrofen, in den sind, nur kalt bzw. abgekühlt in den Drehrohr- dem die Ofengase des Reduktionsofens unter Ausofen eingesetzt werden können, da sie anderenfalls nutzung ihres Wärmeinhaltes bei gleichzeitigem Zubereits in der Zuführungsschnecke eine Zündung und satz von Brennstoff nachverbrannt werden. Infolge ein Abbrennen der Reduktionskohle hervorrufen der gemeinsamen Gasführung in beiden Öfen machen würden. Zwar lassen sich die mit der Reduktions- 45 sich mögliche Schwankungen in der Zusammensetkohle vermischten Erzpellets im ersten Längenab- zung der Ofengase des Reduktionsofens im Vorschnitt des Drehrohrofens bei entsprechend hoher wärmofen bemerkbar. Obwohl durch die Vorwär-Flammentemperatur und entsprechend großem Luft- mung der zur Reduktion verwendete Drehrohrofen bzw. Sauerstoffüberschuß des Gas- bzw. Ölbrenners von der Vorwärmarbeit in vorteilhafter Weise entverhältnismäßig schnell auf die erforderliche Reduk- 50 lastet ist, haftet dem beschriebenen Verfahren grundtionstemperatur erhitzen. Die Flammentemperatur sätzlich der Mangel an, daß die Heißgase im Vordes Brenners und der dem Brenner zugeführte Luft- wärmofen im Gleichstrom mit der Ofenbeschickung Überschuß sind jedoch deswegen begrenzt, weil an- geführt werden. Die sich daraus ergebende ungünderenfalls eine örtliche Überhitzung eintreten würde, stige Wärmeausnutzung erfordert einen erhöhten die zu einem Aufschmelzen bzw. Sintern des Erzes 55 Wärmeverbrauch. Weiterhin wird bei diesem bekannführt, mit der Folge, daß sich an der Ofenwandung ten Verfahren die für den Reduktionsprozeß notringförmig anbackende »Kuchen« aus Erz und Kohle wendige Kohle den Erzen am Eintragsende zugegebilden. Um dies zu vermeiden, darf die Flammentem- ben, so daß die Eintragszone mit mehr Kohle beperatur des Brenners in der Regel nicht höher als schickt ist als dort verbraucht wird. Bei vorgegebeetwa 1300° C sein. Da die Reduktionstemperatur im 60 nem Füllgrad wird auf diese Weise von der Kohle zweiten, d. h. hinteren, Längenbereich des Drehrohr- Ofenraum eingenommen, der dem Erz verlorengeht, ofens andererseits etwa 1100⁰C betragen sollte, steht Der Ofenraum ist daher in bezug auf das Erz nur unfür die ausreichende Vorwärmung der festen Ofen- genügend ausgenutzt, so daß die Erzdurchsatzleibeschickung auf Reduktionstemperatur infolge der stung im Reduktionsofen trotz Erzvorwärmung noch Gleichstromführung von fester Ofenbeschickung und 65 gering ist. Schließlich wird zum Ausgleich eines Tem-Ofengasen im Bereich der Vorwärmung nur eine peraturverlustes in der Eintragszone zusätzlich eine Temperaturdifferenz von etwa 200° C zur Verfü- geringe Kohlemange zusammen mit Heißluft zugung. Die schlechte wärmetechnische Ausnutzung der -gesetzt und verbrannt.The thermotechnical disadvantage is based first and foremost on the fact that the ore pellets, although they are supplied for the purpose of heated ore, are operated by the rotary kiln. Preheating takes place before hardening is heated to firing temperature in a further upstream rotary kiln, in which are only cold or cooled in the rotary kiln, in which the furnace gases from the reduction furnace can be used under blasting, otherwise they use their heat content at the same time Ignition and a set of fuel can already be burned in the feed screw. As a result, the reducing coal would cause the gas to be routed together in both furnaces. It is true that the ore pellets mixed with the reduction furnace, which are possible with the reduction, are noticeable in the first lenght of the furnace gases of the reduction furnace in the preliminary section of the rotary kiln with a correspondingly high heating furnace. Although the preheating flame temperature and the correspondingly large ventilation of the rotary kiln used for reduction or the oxygen excess of the gas or oil burner is advantageously relaunched relatively quickly from the preheating work to the required reduction, the process described adheres to the basic heating temperature. The flame temperature, in addition to the fact that the hot gases in the front of the burner and the air heating furnace supplied to the burner in cocurrent with the furnace charge, are in excess, however, are limited because they are listed. The resulting unfounded local overheating would occur, constant heat utilization requires an increased heat consumption for melting or sintering of the ore 55. Furthermore, it is known about this, with the result that the "cakes" of ore and coal, which are agile in the form of a ring for the reduction process, are formed on the furnace wall to the ores at the entry end. In order to avoid this, the flame may emanate so that the entry zone with more coal temperature of the burner is as a rule not higher than sent than is consumed there. At a preset temperature of about 1300 ° C. Since the reduction temperature in the 60 nem degree of filling is occupied in this way by the coal second, ie rear, length area of the rotary kiln furnace space, which is lost to the ore, the furnace on the other hand should be about 1100 ⁰ C, the furnace space is therefore related to the ore only not sufficiently used for preheating the fixed furnace, so that the ore throughput to the reduction temperature due to the stiffness in the reduction furnace, despite ore preheating, still direct current flow of the fixed furnace charge and 65 is low. Finally, to compensate for a temperature in the furnace in the preheating area, only a temperature loss in the entry zone, an additional temperature difference of around 200 ° C, is available. The poor thermal utilization of the -settled and burned.

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Weiterhin ist ein Verfahren zur Direktreduktion Ofens ausgetragen wird, an dem sie eingeblasen worvon oxydischen Eisenerzen zu Eisenschwamm be- den ist. Aus diesem Grunde ist es bei diesem Verkannt, bei welchem das Erz, gegebenenfalls zusam- fahren notwendig, den zusammen mit dem Erz ausmen mit schwefelbindenden Zuschlagstoffen, in einem getragenen Schwelkoks am Eintragsende des Dreh-Vorwärmofen, insbesondere einem Vorwärmrost, un- 5 rohrofens ständig erneut aufzugeben, um auch in ter Gegenstromführung von Erz und Heißgas auf die diesem Bereich des Ofens eine ausreichende Redukerforderliche Reduktionstemperatur erwärmt und das tion des eingesetzten Erzes zu gewährleisten,
vorgewärmte Erz anschließend unter Beibehaltung Obschon die Wärmeausnutzung bei diesem Verseiner Bewegungsrichtung in einem dem Vorwärm- fahren durch die Verwertung der im Drehrohrofen ofen nachgeschalteten Drehrohrofen durch Einblasen io anfallenden Abgase im Vorwärmofen bei einer Temvon Kohle als Reduktionsmittel sowie durch Einbla- peraturdifferenz von etwa 800° C wesentlich besser sen von Frischluft an über die Länge der Reduk- und daher wirtschaftlicher ist als bei dem eingangs tionsstrecke verteilten Stellen des Drehrohrofens zu beschriebenen Verfahren, ergibt sich aus der Gegen-Eisenschwamm reduziert wird. Stromführung von Erz und Ofengasen im Drehrohr-Furthermore, a process for direct reduction in the furnace is carried out, into which it is blown in, which converts oxidic iron ores into sponge iron. For this reason, it is misunderstood in this case where the ore, if necessary together, must be removed together with the ore with sulfur-binding additives, in a carried coke at the entry end of the rotary preheating furnace, in particular a preheating grate, in the tubular furnace give up again in order to heat the ore and hot gas to the reduction temperature required in this area of the furnace, even in the countercurrent flow, and to ensure the ore used,
preheated ore then while maintaining the heat utilization in this direction of movement in a preheating process by utilizing the rotary kiln downstream in the rotary kiln by blowing in the waste gases in the preheating furnace with a temperature of coal as a reducing agent and by blowing the temperature difference of around 800 ° C Significantly better sen of fresh air over the length of the reduction and therefore more economical than in the initially distributed points of the rotary kiln to the method described, results from the counter-iron sponge is reduced. Conducting current of ore and furnace gases in the rotary kiln

Bei diesem verbesserten Verfahren kann das oxy- 15 ofen in Verbindung mit der Schwelkoks-Aufgabe am dische Erz sowohl in Form von Pellets als auch in Eintragsende des Ofens der wesentliche Nachteil, daß Form von Stückerz in den Vorwärmofen aufgegeben nicht nur der staubförmige, sondern auch der gröwerden, wobei infolge der Gegenstromführung des bere Anteil des Schwelkokses durch die hohe Gas-Erzes zu den Heißgasen ein wesentlich besserer geschwindigkeit am Eintragsende des Ofens aufgewirwärmetechnischer Wirkungsgrad, d, h. eine bessere 20 belt wird. Da die auf diese Weise von dem Ofen-Wärmeausnutzung, erzielt wird als bei dem eingangs Abgas aufgenommene und mitgeführte Menge an zuerst beschriebenen Verfahren. Die bessere wärme- Feinkoks nicht gleich bleibt, sondern während des technische Ausnutzung ergibt sich außerdem daraus, Betriebes ständig schwankt, ergibt sich im Vorwärmdaß das Erz in Form von Grünpellets eingesetzt ofen besonders in Verbindung mit dem im Ofen-Abwerden kann, die dann im Zuge des Vorwärmpro- 25 gas enthaltenen Anteil an Spaltgasen eine unheitzesses gleichzeitig auf die erforderliche Festigkeit liehe Ofenatmosphäre, die mehr oder weniger redugehärtet bzw. gebrannt werden. zierend wirkt. Dadurch wird die Einhaltung optima-In this improved process, the oxy oven can be used in conjunction with the smoldering coke task on Dische ore both in the form of pellets and in the entry end of the furnace the major disadvantage that Form of lump ore in the preheating furnace not only the powdery, but also the larger ones, whereby as a result of the countercurrent flow of the bere proportion of the smoldering coke through the high gas ore to the hot gases a significantly better speed at the inlet end of the furnace Efficiency, i.e. a better 20 belt becomes. Since the heat utilization of the furnace in this way, is achieved than the amount taken up and carried along with the exhaust gas at the beginning of the method described first. The better thermal fine coke does not stay the same, but rather during the Technical utilization also results from the fact that the operation is constantly fluctuating, as a result of the preheating the ore in the form of green pellets used in the furnace especially in connection with the in the furnace depletion can, the proportion of fission gases contained in the course of the preheating process 25 an inheitzesses at the same time to the required strength lent furnace atmosphere, which more or less redughardened or burned. has an ornamental effect. This ensures that compliance is optimal

Innerhalb des nachgeschalteten Drehrohrofens wer- ler Bedingungen bei der Härtung der Erzpellets erden die auf Reduktionstemperatur, d. h. auf etwa schwert, weil sich diese nur in neutraler bis oxy-1100° C, vorgewärmten Erzpellets unter Beibehal- 30 dierender Atmosphäre optimal vollziehen kann. Um tung ihrer Bewegungsrichtung dadurch zu metalli- dies zu vermeiden, ist es zwar möglich, die am Einsiertem Schwammeisen reduziert, daß am Austrags- tragsende des Drehrohrofens austretenden Abgase ende des Ofens vorzugsweise gasreiche Kohle mit- vor der Überführung in den Vorwärmofen einer tels Druckluft eingeblasen und an über die Länge des Nachverbrennung zu unterziehen. Hierdurch wurden Drehrohrofens verteilten Stellen zusätzlich Frischluft 35 sich aber infolge des schwankenden Staubanteils in eingeblasen wird. Der am Austragsende des Dreh- den Abgasen unterschiedliche Abgastemperaturen errohrofens zusammen mit dem Schwammeisen aus- geben, die eine optimale Wärmeführung im Vorgetragene Schwelkoks wird hierbei am Eintragsende wärmofen ebenfalls erschweren,
des Ofens erneut eingesetzt, indem er mittels einer Besondere Schwierigkeiten ergeben sich bei diesem Zuführungsschnecke dem dort aufgegebenen Erz bei- 40 Verfahren ganz allgemein daraus, daß die Überleitung gegeben wird. des auf Reduktionswärme vorerhitzten Erzes aus demWithin the downstream rotary kiln, the conditions for hardening the ore pellets are grounded to the reduction temperature, ie to about heavy, because this can only take place optimally in neutral to oxy-1100 ° C, preheated ore pellets while maintaining the atmosphere. In order to avoid this in their direction of movement, it is possible to reduce the amount of exhaust gases escaping at the discharge end of the rotary kiln at the discharge end of the kiln, preferably gas-rich coal, before being transferred into the preheating furnace and to undergo over the length of the afterburning. As a result, additional fresh air was blown into the rotary kiln distributed places but due to the fluctuating dust content. The different exhaust gas temperatures at the discharge end of the rotating exhaust gas furnace together with the sponge iron, which will also make it more difficult to achieve optimal heat in the coke carried forward at the input end of the heating furnace,
The furnace is used again by using a particular problem with this feed screw that the ore fed in there arises in general from the fact that the transfer is made. of the ore preheated to reduction heat from the

Da das Erz bei diesem Verfahren im Vorwärmofen Vorwärmofen in den Drehrohrofen infolge derSince the ore in this process in the preheating furnace in the rotary kiln as a result of the

und im Drehrohrofen in der gleichen Richtung be- Gegenstromführung von Erz und Ofengasen an derand in the rotary kiln in the same direction countercurrent flow of ore and furnace gases to the

wegt wird, und die im Drehrohrofen anfallenden Ab- Stelle der höchsten Gasgeschwindigkeit erfolgen mußis moved away, and the accumulation in the rotary kiln must take place at the highest gas velocity

gase zur Vorwärmung des Erzes im Vorwärmofen 45 und an der gleichen Stelle auch die Zuführung desgases for preheating the ore in the preheating furnace 45 and at the same point also the supply of the

ausgenutzt werden, bewegen sich Erz und Ofengase Schwelkokses in das Erzbett erfolgt,are exploited, ore and furnace gases of low-temperature coke move into the ore bed,

sowohl im Vorwärmofen als auch in dem der Reduk- Schließlich ist es bei diesem Verfahren infolge derBoth in the preheating furnace and in that of the Reduk- Finally, it is in this process as a result of the

tion dienenden Drehrohrofen zueinander entgegen- weitgehenden Ausnutzung der Ofen-Abgase für dieRotary kiln serving each other- extensive utilization of the kiln exhaust gases for the

gesetzt. Während die Gegenstromführung von Erz Erhitzung des Erzes auf Reduktionstemperatur imset. During the countercurrent flow of ore the ore is heated to the reduction temperature in the

und Heißgas innerhalb des Vorwärmofens an sich 50 Vorwärmofen nicht möglich oder nicht mehr wirt-and hot gas within the preheating furnace per se 50 preheating furnace not possible or no longer efficient

den Vorteil besserer Wärmeausnutzung hat, liegt der schaftlich, die am Vorwärmofen nur mit einer Tem-has the advantage of better heat utilization, is economically important that the preheating furnace only with one temperature

Nachteil dieser Gegenstromführung zwischen Erz und peratur von etwa 300° C austretenden Abgase zurDisadvantage of this countercurrent flow between ore and temperature of about 300 ° C escaping exhaust gases

Ofengasen im Drehrohrofen darin, daß die eingebla- Stromerzeugung auszunutzen. Die für das EJnschmel-Furnace gases in the rotary kiln in that the blown power generation to use. The for the melting

sene Kohle nur unvollständig als Reduktionsmittel zen des Schwammeisens benötigte elektrische Energiesene coal only incompletely required electrical energy as a reducing agent zen of the sponge iron

ausgenutzt werden kann und die spezifische Ofen- 55 muß daher ganz oder überwiegend auf andere Weisecan be used and the specific furnace 55 must therefore entirely or predominantly in a different way

raumbelastung im Sinne eines größeren Erz/Kohle- erzeugt bzw. einem vorhandenen Stromnetz eotnom-space pollution in the sense of a larger ore / coal-generated or an existing power grid eotnom-

Verhältnisses begrenzt ist. men werden.Ratio is limited. men will be.

Das Einblasen der Kohle auf der Eintragsseite Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beiBlowing in the coal on the entry side The invention is based on the object

des Drehrohrofens ist deswegen nicht möglich, weil einem eingangs geschilderten Verfahren zur Erzeu-of the rotary kiln is not possible because a process described at the beginning for the production

die Kohle in diesem Falle entgegen dem Gasstrom 60 gung von Eisenschwamm die zur Verfügung stehendethe coal in this case against the gas flow 60 supply of sponge iron is the available

und zudem im Bereich der höchsten Gasgeschwin- Wärme und das Reduktionsmittel möglichst voll-and also in the area of the highest gas velocity and the reducing agent as fully as possible

digkeit eingeblasen werden müßte. Das Einblasen der ständig auszunutzen und die Durchsatzleistung zuwould have to be blown in. The blowing in of the constantly exploiting and the throughput rate increasing

Kohle erfolgt deswegen in Richtung des Gasstroms steigern.Coal takes place therefore in the direction of the gas flow increase.

am Austragsende des Drehrohrofens. Dies hat aber Das geschieht bei einem Verfahren zur Erzeugungat the discharge end of the rotary kiln. But this has happened with a method of generation

den Nachteil, daß die nur auf einem begrenzten Teil 65 von Eisenschwamm, bei dem die Eisenerze in einerthe disadvantage that the only limited part 65 of sponge iron, in which the iron ore in a

der Ofenlänge eingeblasene Kohle zu einem wesent- ersten Verfahrensstufe vorgewärmt und unmittelbarThe coal blown in along the length of the furnace is preheated and immediately in an essential first stage of the process

liehen Teil unausgenutzt bleibt und zusammen mit anschließend in einer zweiten Verfahrensstufe unterborrowed part remains unused and together with then in a second procedural stage under

dem reduzierten Erz wieder am gleichen Ende des Umwälzen des Einsatzes mittels Kohle reduziert wer-the reduced ore can be reduced again at the same end of the circulation of the insert by means of coal

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den und bei dem in der zweiten Verfahrensstufe der Infolge der wesentlich besseren Ausnutzung der Ofeneinsatz und die Ofengase in derselben Richtung Kohle für den Reduktionsprozeß im Drehrohrofen geführt werden und der Wärmeinhalt dieser Ofen- ist das erfindungsgemäße Verfahren bei den vorbegase durch Nachverbrennung ausgenutzt wird, gemäß schriebenen bekannten Verfahren gegenüber sowohl der Erfindung dadurch, daß in an sich bekannter 5 hinsichtlich der Durchsatzleistung als auch hinsicht-Weise die Vorwärmung der Erze bis auf Reduktions- lieh der Wärmeausnutzung bzw. des Energiehaustemperatur durch im Gegenstrom bzw. Quergegen- haltes überlegen.the and in the second process stage the consequence of the much better utilization of the Furnace insert and the furnace gases in the same direction coal for the reduction process in the rotary kiln are performed and the heat content of this furnace is the method according to the invention for the pre-gas is exploited by post-combustion, according to written known methods compared to both of the invention in that in per se known 5 in terms of throughput as well as in view-way the preheating of the ores up to the reduction of the heat utilization or the energy house temperature by countercurrent or cross counter-hold.

strom zur Bewegungsrichtung der Erze geführte Heiz- Weitere Vorteile ergeben sich dann, wenn am Ein-heating current to the direction of movement of the ores.

gase vorgenommen wird und daß die Ofengase in tragsende des Drehrohrofens gemäß einem weiterengases is made and that the furnace gases in the supporting end of the rotary kiln according to a further

der Reduktionsstufe von den Heizgasen der Vor- io Merkmal der Erfindung feinkörnige, gasreiche Kohle,the reduction stage of the heating gases the advantage of the invention fine-grained, gas-rich coal,

wärmstufe getrennt geführt werden und daß die insbesondere in Form vorgetrockneter Braunkohle,heating stage are performed separately and that the in particular in the form of pre-dried lignite,

gesamte Reduktionskohle in Bewegungsrichtung des eingeblasen wird. Abgesehen davon, daß gasreicheentire reducing carbon is blown in in the direction of movement of the. Besides being gas-rich

Ofeneinsatzes eingeblasen wird. Kohle dieser Gattung billiger ist, hat sie den Vorteil,Furnace insert is blown in. Coal of this kind is cheaper, it has the advantage

Da die Erwärmung des in beliebiger Form ein- sowohl wegen ihres höheren Anteils flüchtiger Begesetzten Erzes auf Reduktionstemperatur im Vor- 15 standteile als auch infolge der auf ihrer Feinkörnigwärmofen getrennt von der Reduktion mit Hilfe un- keit beruhenden höheren Reaktionsfähigkeit, den Reabhängig zugeführter Fremdenergie erfolgen kann, duktionsprozeß zu begünstigen, so daß sie in entsind jederzeit sowohl eine gleichbleibende Ofentem- sprechend geringerer Menge eingesetzt werden kann, peratur als auch eine optimale Gaszusammensetzung Soll dieser Vorteil feinkörniger, gasreicher Kohle im Bereich neutraler bzw. oxydierender Atmosphäre 20 nicht genutzt werden, so hat diese jedenfalls den aneinhaltbar. Dadurch ist sowohl eine optimale Wärme- deren Vorteil, daß die Reduktionstemperatur bei ausnutzung als auch die Einhaltung optimaler Här- gleichem Metallisierungsgrad des Schwammeisens tungsbedingungen, insbesondere für Erzpellets, niedriger gehalten werden, d.h. unter 1100° C liemöglich. gen kann.Since the heating of the occupied in any form, both because of their higher proportion of volatile Ore to reduction temperature in the board and as a result of the fine-grain heating furnace separately from the reduction with the help of unity-based higher reactivity, the reactivity supplied external energy can take place to favor the production process, so that they are in entsind a constant furnace corresponding to a lower quantity can be used at any time, temperature as well as an optimal gas composition should this advantage of fine-grained, gas-rich coal are not used in the area of neutral or oxidizing atmosphere 20, then this has to be adhered to in any case. This is both an optimal warmth their advantage that the reduction temperature at utilization as well as compliance with the optimal degree of hardness of the sponge iron conditions, especially for ore pellets, can be kept lower, i.e. below 1100 ° C. gen can.

Da die Ofengase im Vorwärmofen und im Dreh- 25 Die Möglichkeit, feinkörnige, gasreiche Kohle ein-Since the furnace gases in the preheating furnace and in the rotary

rohrofen völlig voneinander getrennt sind, ist es nicht setzen zu können, bietet in Verbindung mit der besse-tubular furnace are completely separated from each other, it is not possible to put it, in connection with the better

nur im Vorwärmofen, sondern auch im Drehrohr- ren Ausnutzung der Kohle als Reduktionsmittel dencoal is used as a reducing agent only in the preheating furnace, but also in the rotary kiln

ofen möglich, die Ofengase nunmehr in für den Re- weiteren wesentlichen Vorteil, die im Ofen-Abgasoven possible, the oven gases are now in for the rest another significant advantage that in the oven exhaust gas

duktionsvorgang optimaler Weise, nämlich im Gleich- noch enthaltene Energie in Form fühlbarer und latentproduction process in an optimal way, namely energy still contained in the form of tangible and latent energy

strom sowohl zum Erz als auch zur eingeblasenen 30 gebundener Wärme in besonders wirtschaftlicherelectricity to the ore as well as to the injected 30 bound heat in a particularly economical way

Kohle, zu führen. Weise zur unmittelbaren Stromerzeugung für denCoal, lead. Way to instantly generate electricity for the

Dadurch, daß die Kohle am Eintragsende des Betrieb von insbesondere kontinuierlich arbeitenden Drehrohrofens in der gleichen Richtung eingeblasen Lichtbogen-Schmelzöfen ausnutzen zu können. Zu werden kann, wie das Erz und das Ofengas geführt diesem Zweck werden die in hohem Maße noch Iawird, wird das Erzbett über die ganze Länge des 35 tent gebundene Wärme enthaltenden Ofen-Abgase in Ofens mit der erforderlichen Menge Reduktionskohle einer dem Drehrohrofen nachgeschalteten Verbrenversorgt, die deswegen auch besser ausgenutzt wird nungskammer unter Zuführung von Luft zu Rauch- und es daher entbehrlich macht, am anderen Ofen- gas verbrannt, wobei das Rauchgas entweder unmitende ausgetragenen überschüssigen Schwelkoks er- telbar einer Gasturbine für den Antrieb eines Elekneut am Eintragsende des Ofens einzuführen. Da das 40 trogenerators zugeleitet oder in einem der Verbren-Erz und die eingeblasene Kohle an demjenigen Ofen- nungskammer nachgeschalteten Abhitzekessel zur Erende eingesetzt werden, an dem die in gleicher Rieh- zeugung von Dampf verwendet wird, der dann zum tung strömenden Ofengase ihre niedrigste Geschwin- Antrieb einer mit einem Elektrogenerator gekuppeldigkeit aufweisen, wird jede Aufwirbelung von fei- ten Dampfturbine dient. Im letzteren Falle kann der nen Bestandteilen des Erzes oder der Kohle ver- 45 an der Dampfturbine anfallende Abdampf noch zur mieden, so daß es bei dem erfindungsgemäßen Ver- Vortrocknung des im Vorwärmofen eingesetzten fahren unbedenklich möglich ist, auch Feinerz ein- Erzes und/oder der im Drehrohrofen eingeblasenen zusetzen und jede Form von feinkörniger Kohle ein- Reduktionskohle verwendet werden,
zublasen. Da die am Austragsende des Drehrohrofens an-The fact that the coal at the entry end of the operation of, in particular, continuously operating rotary kilns, can be used to be able to use arc melting furnaces blown in the same direction. How the ore and the furnace gas can be carried out for this purpose, which is still to a large extent, the ore bed is supplied over the entire length of the furnace with the required amount of reducing coal for an incinerator downstream of the rotary kiln. This is why it is better used in the opening chamber with the supply of air to the flue gas and therefore makes it unnecessary to burn the other furnace gas, whereby the flue gas either directly discharged excess coke can be fed to a gas turbine to drive an electrical element at the inlet end of the furnace . Since the trogenerators are fed in or in one of the incineration ore and the injected coal are used for the end of that furnace chamber downstream waste heat boiler on which the same amount of steam is used, which is then at its lowest speed for the furnace gases flowing through the furnace - If the drive is coupled with an electric generator, any turbulence is used by the steam turbine. In the latter case, the components of the ore or coal used in the steam turbine can still be avoided, so that it is safe to use fine ore and / or in the inventive method of pre-drying the drive used in the preheating furnace add to the one blown in the rotary kiln and use any form of fine-grain coal, a reduction coal,
to blow. Since the at the discharge end of the rotary kiln

Infolge der aufgezeigten Unterschiede und Vor- 50 fallenden heißen Ofengase eine Temperatur von minteile gegenüber den vorbeschriebenen bekannten Ver- destens 1000 bis 1100° C aufweisen und jede zufahren ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfah- sätzlich in den Ofen eingebrachte Wärmemenge in ren, ein wesentlich günstigeres Verhältnis zwischen Form latent gebundener Wärme im Abgas enthalten Erz- und Kohlenmenge einzuhalten, so daß die spe- bleibt, ist es auf diese Weise möglich, eine so große zifische Ofenraumbelastung zugunsten eines höheren 55 Strommenge zu erzeugen, daß sie zum unmittelbaren Erzdurchsatzes bei gleichzeitig optimalem Metalli- und kontinuierlichen Einschmelzen des in der Anlage sierungsgrad des Schwammeisens erheblich verbessert hergestellten Eisenschwamms zu Stahl im Elektrowird. Lichtbogenofen ausreicht. Die Kosten des auf diesemAs a result of the differences shown and the hot furnace gases occurring, a temperature of min have at least 1000 to 1100 ° C compared to the above-described known steam and close each one the method according to the invention enables the amount of heat introduced into the furnace in ren, contain a much more favorable ratio between the form of latent heat in the exhaust gas In this way it is possible to maintain such a large quantity of ore and coal so that the spe- cial remains Cifische kiln space load in favor of a higher 55 amount of electricity to generate that it to the immediate Ore throughput with optimal metal and continuous melting of the in the plant at the same time The degree of conversion of the sponge iron significantly improves the sponge iron produced to steel in the electric is. Arc furnace is sufficient. The cost of this

Selbst wenn der am Austragsende des Drehrohr- Wege erzeugten elektrischen Stroms sind trotz derEven if the electricity generated at the discharge end of the rotary kiln paths are in spite of the

ofens zusammen mit dem Schwammeisen anfallende 60 mit dieser Anlage verbundenen höheren Investitionoven together with the sponge iron incurred 60 higher investment associated with this system

Schwelkoks aus Wirtschaftlichkeitsgründen erneut am niedriger als der üblicherweise fremd bezogene Strom,For reasons of economy, smoldering coke is again at a lower level than the electricity usually purchased from third parties,

Eintragsende des Drehrohrofens eingesetzt werden so daß sich die Ausnutzung der Ofen-Abgase zurEntry end of the rotary kiln are used so that the utilization of the furnace exhaust gases

soll, ist dies vorteilhafter als bei dem zuletzt be- Stromerzeugung selbst dann lohnt, wenn das in dershould, this is more advantageous than in the case of the last one

schriebenen bekannten Verahren, weil der Schwel- Anlage anfallende Schwammeisen nicht an Ort undwrote known procedures, because the sponge iron accumulating in the smoldering system is not in place and

koks einschließlich seines Feinkorn- und Stauban- 65 Stelle eingeschmolzen wird, sondern der Strom incoke, including its fine grain and dust, is melted down, but the stream in

teils in geringerer Menge eingesetzt und vollständig ein vorhandenes Stromnetz eingespeist wird,partly used in smaller quantities and completely fed into an existing power grid,

für die Reduktion des Erzes zu Eisenschwamm aus- Im Falle der Einschmelzung des Schwammeisensfor the reduction of the ore to sponge iron in the case of melting the sponge iron

genutzt werden kann. in einem der Anlage angeschlossenen Lichtbogen-can be used. in one of the systems connected to an arc

Schmelzofen ist es möglich und im allgemeinen auch zweckmäßig, den am Austragsende des Drehrohrofens anfallenden Eisenschwamm zusammen mit mindestens einem Teil des in ihm noch enthaltenen Schwelkokses unter Sauerstoffabschluß unmittelbar der Aufgabevorrichtung des Lichtbogen-Schmelzofens zuzuführen, um deren fühlbare Wärme beim Einschmelzvorgang mit ausnutzen zu können.It is possible and generally also expedient to use the melting furnace at the discharge end of the rotary kiln accruing sponge iron together with at least a part of the still contained in it Smoldering coke with the exclusion of oxygen directly to the charging device of the electric arc melting furnace to be able to use their sensible heat during the melting process.

In manchen Fällen ist es aber vorteilhafter, den am Austragsende des Drehrohrofens anfallenden Eisenschwamm und den mit diesem noch vermischten Schwelkoks unter Sauerstoffabschluß zunächst einer Kühlvorrichtung, insbesondere in Form einer wassergekühlten Kühltrommel, zuzuführen und in einer unter Zwischenschaltung einer im wesentlichen gasdichten Materialschleuse nachgeschalteten Aufbereitungsvorrichtung eine mindestens teilweise Trennung des Schwammeisens und des Schwelkokses vorzunehmen, bevor das Schwammeisen an die Aufgabevorrichtung des Lichtbogen-Schmelzofens weitergeleitet wird.In some cases, however, it is more advantageous to use that which occurs at the discharge end of the rotary kiln Sponge iron and the smoldering coke still mixed with this, with the exclusion of oxygen, initially one Cooling device, in particular in the form of a water-cooled cooling drum, to be supplied and in a lower Interposition of an essentially gas-tight material lock downstream processing device to at least partially separate the sponge iron and the low-temperature coke, before the sponge iron is passed on to the feeder of the arc melting furnace will.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Einrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ausführungsbeispiel erläutert.The drawing shows a preferred device for carrying out the method according to the invention explained as an exemplary embodiment.

Das oxydische Eisenerz wird in Form von Grünpellets auf den Vorwärmrost 1 aufgegeben, auf welchem sie mittels im Gegen-Querstrom geführtem Heißgas gehärtet und zugleich auf die erforderliche Reduktionstemperatur von etwa 1100° C erwärmt werden. Das Heißgas wird durch einen mit Luftüberschuß betriebenen Gas- oder Ölbrenner 2 erzeugt.The oxidic iron ore is placed in the form of green pellets on the preheating grate 1, on which it is hardened by means of hot gas guided in counter-cross flow and at the same time to the required level Reduction temperature of about 1100 ° C are heated. The hot gas is through one with excess air operated gas or oil burner 2 generated.

Vom Vorwärmrost 1 gelangen die Erzpellets über eine im wesentlichen gasdichte Schleuse 3 und eine dieser nachgeschalteten Schurre 4 in das Eintragsende 5 des zum Austragsende 6 hin geneigten Drehrohrofens 7.From the preheating grate 1, the ore pellets pass through an essentially gas-tight lock 3 and one this downstream chute 4 into the entry end 5 of the rotary kiln inclined towards the discharge end 6 7th

In das Eintragsende 5 des Drehrohrofens mündet ferner eine Einblasvorrichtung 8, mittels welcher durch Druckluft 9 feinkörnige, vorgetrocknete Braunkohle 10 in den Drehrohrofen eingeblasen wird. Der Braunkohle sind schwefelbindende Zuschlagsstoffe, z. B. Dolomit, zugemischt.In the entry end 5 of the rotary kiln also opens a blowing device 8, by means of which 9 fine-grain, predried lignite 10 is blown into the rotary kiln by compressed air. Of the Lignite are sulfur-binding additives, e.g. B. dolomite, admixed.

An über die Länge des Drehrohrofens verteilten Stellen wird in diesen über die Gebläse 11 und den Gebläsen zugeordnete Zuführungsrohre 12 Frischluft eingeblasen.At points distributed over the length of the rotary kiln, the fan 11 and the Blower associated supply pipes 12 blown fresh air.

Am Austragsende 6 des Drehrohrofens gelangen die heißen, latente Wärme enthaltenden Ofen-Abgase 13 mit einer Temperatur von etwa 1100° C in eine gasdicht angeschlossene Nachbrennkammer 14, in welcher sie mittels zugeführter vorgewärmter Frischluft 15 zu Rauchgasen 16 verbrannt werden. Die heißen Rauchgase werden dann in einen an die Nachbrennkammer ebenfalls gasdicht angeschlossenen Abhitzekessel 17 geleitet, in welchem sie aus diesem zugeführten Wasser 18 Heißdampf 19 erzeugen. Der in dem Rohrbündel 20 anfallende Heißdampf 19 wird einem Kraftwerk 21 zugeleitet, das aus in der Zeichnung nicht dargestellten Dampfturbinen und mit diesen gekuppelten Elektrogeneratoren besteht. Der im Kraftwerk 21 erzeugte elektrische Strom wird über die Leitungen 22 und in der Zeichnung nicht dargestellte Transformatoren im wesentlichen unmittelbar Lichtbogen-Schmelzöfen 23 zugeführt.The hot furnace exhaust gases containing latent heat reach the discharge end 6 of the rotary kiln 13 with a temperature of about 1100 ° C in a gas-tight connected afterburning chamber 14, in which they are burned to flue gases 16 by means of preheated fresh air 15 supplied. The hot flue gases are then also connected in a gas-tight manner to the afterburning chamber Waste heat boiler 17 passed, in which they generate 18 superheated steam 19 from this supplied water. The superheated steam 19 occurring in the tube bundle 20 is fed to a power station 21, which from there is steam turbines, not shown in the drawing, and electric generators coupled to them. The electrical current generated in the power station 21 is via the lines 22 and in the drawing Transformers (not shown) are fed essentially directly to arc melting furnaces 23.

Der im Kraftwerk 21 aus den Dampfturbinen anfallende Abdampf 24 wird in an sich bekannter und nicht näher veranschaulichter Weise zur Vortrocknung der am Eintragsende des Drehrohrofens eingeblasenen Rohbraunkohle 10 verwendet.The accumulating in the power plant 21 from the steam turbines Exhaust steam 24 is used for pre-drying in a manner known per se and not illustrated in more detail the raw lignite 10 blown in at the entry end of the rotary kiln is used.

Das am Abhitzekessel 17 anfallende abgekühlteThe cooled down that accumulates at the waste heat boiler 17

Rauchgas 25 wird einer Entstaubungsanlage 26 zugeleitet. Während der Staub 27 zur anderweitigen Verwertung abgeführt wird, gelangt das entstaubte abgekühlte Rauchgas 25 über ein Gebläse 28 in den in der Zeichnung nicht veranschaulichten Kamin.Flue gas 25 is fed to a dedusting system 26. While the dust 27 to other Recycling is discharged, the dedusted, cooled flue gas 25 passes through a fan 28 into the Fireplace not illustrated in the drawing.

Der am Austragsende 6 des Drehrohrofens 7" anfallende, mit Schwelkoks vermischte Eisenschwamm gelangt über einen gasdicht angeschlossenen Austragsschacht 29 in eine Kühltrommel 30, die mittels Wasser 31 gekühlt ist. In der Kühltrommel wird der Eisenschwamm und der mit diesem noch vermischte Schwelkoks auf eine Temperatur von weniger als 100° C abgekühlt. Aus der Kühltrommel 30 gelangt der Eisenschwamm zusammen mit dem Schwelkoks über eine gasdichte Materialschleuse 32 in eine Aufbereitungsvorrichtung 33, innerhalb welcher Eisenschwamm und Schwelkoks durch Siebung und Magnetscheidung voneinander getrennt werden. Der in der Aufbereitungsvorrichtung 33 auf diese Weise anfallende Koks 34 kann anderweitig verwertet oder gegebenenfalls am Eintragsende 5 des Drehrohrofens den dort aufgegebenen Erzpellets beigemischt werden. Der Eisenschwamm wird gegebenenfalls zusammen mit einem Restanteil Schwelkoks über einen Zwischenförderer 35 der Aufgabevorrichtung 36 der kontinuierlich arbeitenden Lichtbogen-Schmelzöfen 23 zugeführt.The sponge iron that accumulates at the discharge end 6 of the rotary kiln 7 ″ and is mixed with low-carbon coke reaches a cooling drum 30 via a discharge duct 29 connected in a gas-tight manner, which by means of Water 31 is cooled. The sponge iron and the sponge still mixed with it are placed in the cooling drum Smoldering coke is cooled to a temperature of less than 100 ° C. Arrives from the cooling drum 30 the sponge iron together with the low-temperature coke via a gas-tight material lock 32 into a processing device 33, inside which sponge iron and low-temperature coke by sieving and magnetic separation separated from each other. The resulting in the processing device 33 in this way Coke 34 can be used elsewhere or, if necessary, at the entry end 5 of the rotary kiln added to the ore pellets that are sent there. The sponge iron is put together if necessary with a remaining proportion of coke via an intermediate conveyor 35 of the feed device 36 of the continuous working arc melting furnaces 23 supplied.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of sponge iron from oxidic iron ores, which in a preheated in the first process stage and immediately thereafter in a second process stage while the insert is circulated by means of coal are reduced, with the furnace insert and furnace gases in the second process stage in the same direction and the heat content of these furnace gases by afterburning is exploited, characterized in that the preheating of the ores up to the reduction temperature in a manner known per se by guided in countercurrent or cross-countercurrent to the direction of movement of the ores Heating gases is made that the furnace gases in the reduction stage of the heating gases Preheating step are performed separately and that the entire reduction coal in the direction of movement of the furnace insert is blown in.

2. The method according to claim 1, characterized in that gas-rich coal is blown will.

3. Process according to claims 1 and 2, characterized in that within the reduction stage a gas pressure above the external pressure is maintained.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the preheating the ores is made by an externally generated heating gas.

5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that the sponge iron Immediately or after previous cooling and processing, then in an electric arc furnace is melted down, whose

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Energy by utilizing the heat content of the furnace gases from the second process stage in is obtained in a known manner.

6. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the discharge end of a preheating grate (1) directly via a gas-tight lock (3) and an inlet chute (4) is connected to a rotary kiln (7), which in turn is connected to its entry end (5) is provided with a pneumatic injection device (8) for reducing coal is.

7. Apparatus according to claim 6 for through

Implementation of the method according to Claim 5, characterized in that the discharge end (6) of the rotary kiln (7) on the one hand via a gas-tight material lock (32) and optionally a cooling drum (30) and a processing device (33) an electric arc furnace (23) and on the other hand, a post-combustion chamber (14) with a waste heat boiler (17) is connected downstream is, which is connected to a steam turbine and an electric generator, which via electrical Feed lines (22) connected to the electrodes of the electric arc furnace (23) is.

1 sheet of drawings