DE4240194C1 - Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Feinerz und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Feinerzen, wobei die Eisenerze und gegebenenfalls zugegebene Zuschlagstoffe in mehreren aufeinanderfolgenden Wirbelschichtreaktoren mit Hilfe eines Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden, heißen Reduktionsgases reduziert und kalziniert werden und das Produkt am unteren Ende des letzten Wirbelschichtreaktors entnommen und einem seiner Weiterbehandlung dienenden Aggregat zugeführt wird, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch partielle Oxidation von Kohlenstoffträgern erzeugt wird.

Seit langem ist es bekannt, daß Eisenerz in Form von Pellets, Klumpen oder Stückerz in einem Schachtofen in Eisenschwamm überführt werden kann, indem man ein heißes Reduktionsgas von unten nach oben durch ein absteigendes Bett von Erzteilchen strömen läßt.

Technische Schwierigkeiten und ökonomische Probleme bereitet dagegen die Reduktion des Erzes, wenn es in feinkörniger Form vorliegt. Zwar ist es bereits vorgeschlagen worden, feinkörniges Erz in einem Wirbelschicht- Reduktionsreaktor zu Eisenschwamm zu reduzierien, wobei die feinen Erzpartikel in einem heißen Reduktionsgas suspendiert sind. Es ist aber ebenso bekannt, daß beim Erreichen des Reduktionsgrades von über 60% bei einem solchen Verfahren die feinen Eisenschwammpartikel zu agglomerieren beginnen und daß mit steigendem Reduktionsgrad große Cluster gebildet werden, die die Gaspfade durch das Erz zusetzen und meistens zum Scheitern dieser Verfahrensweise führen.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren ist der große Materialverlust durch Staubaustrag und ein hoher Energieaufwand.

Das Produkt dieser Direktreduktionsanlagen ist der stückige oder zu Briketts verdichtete Eisenschwamm, der in Elektroöfen oder anderen Aggregaten eingeschmolzen wird.

Bei einem neueren, industriell realisierten, in der DE-PS 28 43 303 beschriebenen Verfahren wird der Eisenschwamm aus dem Schachtofen heiß ausgetragen und in einem Einschmelzvergaser unter Verwendung von Kohle als Energieträger und Sauerstoff als Oxidationsmittel eingeschmolzen. Das im Einschmelzvergaser beim Schmelzprozeß erzeugte Gas wird nach Entstaubung in einem Zyklon und Teilstromkühlung in einem Wäscher als Reduktionsgas für den Reduktionsschacht verwendet. Der heiße, im Zyklon ausgeschiedene Staub wird in den Einschmelzvergaser zurückgeführt und mit Hilfe eines Sauerstoffbrenners vergast. Die Rückführung und Vergasung des ca. 800°C heißen Staubes ist nicht unproblematisch, und jede Störung bei diesem System führt zu Problemen im Reduktionsschacht, da er nur begrenzte Mengen an Staub aufnehmen kann, obwohl er nur mit stückigen Eisenoxiden betrieben wird.

Im Gegensatz zum Hochofen wird bei dem vorstehend erwähnten neueren, unter der Bezeichnung COREX bekannten Verfahren schon Koks durch herkömmliche Kohle ersetzt, jedoch benötigt COREX weiterhin grobkörniges Eisenoxid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Erzeugung von Roheisen auf Feinerzbasis zu schaffen, das den direkten Einsatz von Feinerz ohne vorherige Aufbereitung bzw. Umformung ermöglicht. Dabei sollen Pelletier- und Sinteranlagen entbehrlich sein.

Insbesondere soll das neue Verfahren die Agglomeratbildung im Reduktionsbereich und einen hohen Staubaustrag verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgaben wird das eingangs genannte Verfahren so ausgestaltet, daß das Eisenerz in eine grobkörnige und eine feinkörnige Fraktion unterteilt wird und die grobkörnige Fraktion im ersten Wirbelschichtreaktor mit einem Reduktionsgrad von maximal 60% reduziert wird, daß die feinkörnige Fraktion in einem nachfolgenden Wirbelschichtreaktor zugegeben wird und daß das Material in den nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren im Wirbelschichtbereich einer mechanischen Einwirkung zur Durchmischung und Zerstörung sich bildender Cluster ausgesetzt wird.

Durch diese Verfahrensweise werden im ersten Wirbelschichtreaktor die besonders zur Agglomeratbildung neigenden feinen Erzpartikel noch nicht reduziert, vielmehr setzt der Reduktionsvorgang bei den grobkörnigen Partikeln ein, die eine längere Einwirkungszeit der Reduktionsgase erfordern.

Die feinen, zum Teil staubförmigen, in einen nachfolgenden, vorzugsweise den letzten Wirbelschichtreaktor eingebrachten, teilweise von dort vom Reduktionsgas in die vorangehenden Wirbelschichtreaktoren mitgerissenen Partikel werden weitgehend von der als Filtrierschicht wirkenden grobkörnigen Fraktion bzw. von der Oberfläche der bereits einen hohen Metallisierungsgrad aufweisenden, wenig zur Agglomeration neigenden Eisenschwammpartikel gebunden, wodurch wieder der Agglomeratbildung entgegengewirkt wird und zugleich Materialverluste durch Staubaustrag aus der Anlage reduziert werden. Die feinen Partikel werden in sehr kurzer Zeit im Kontakt mit dem heißen, noch ein hohes Reduktionspotential aufweisenden Reduktionsgas reduziert. Der Reduktionsgrad bei den im ersten Wirbelschichtreaktor verbleibenden, gröberen Partikeln wird auf 50% bis maximal 60% begrenzt, wodurch ebenfalls die Agglomeratbildung im ersten Wirbelschichtreaktor bekämpft wird, der meistens ohne Clusterbrecher ausgeführt wird. Durch die mechanische Zerstörung der sich gegebenenfalls in den nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren noch bildenden Cluster wird der störungsfreie Verfahrensablauf sichergestellt.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß der erste Wirbelschichtreaktor zugleich als Windsichter betrieben wird zur Trennung des zugegebenen Materials in die grobkörnige und die feinkörnige Fraktion und zum Austrag der feinkörnigen Fraktion mit dem Gichtgas. Dadurch wird eine separate Trennungsvorrichtung zur Bildung der beiden Fraktionen eingespart, die feinen Partikel werden vorgewärmt und zumindest teilweise mit einer reduzierten Oberflächenschicht versehen, so daß bei der Einbringung in einen der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren die Haftung an den grobkörnigen Partikeln noch verbessert und weniger Wärme für ihre Aufheizung erforderlich ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß im ersten Wirbelschichtreaktor der Reduktionsgrad des Eisenschwamms durch die Regelung der Reduktionsgasmenge und der Zugabe von kaltem, gewaschenem CO₂- haltigem Gichtgas erfolgt.

Noch eine andere bevorzugte Ausgestaltung ist es, daß die aus dem ersten Wirbelschichtreaktor ausgetragene Fraktion mit dem Gichtgas mindestens einem nachgeschalteten Zyklon zugeführt, dort zum größten Teil ausgeschieden und über ein Schleusensystem in einen der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren eingebracht wird.

Zweckmäßigerweise weist die feinkörnige Fraktion einen mittleren Korndurchmesser von 2 mm, vorzugsweise aber von 0,5 mm auf.

Die maximale Partikelgröße des in den ersten Wirbelschichtreaktor eingebrachten Eisenerzes beträgt 8 mm, vorzugsweise aber 4 mm.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das Reduktionsgas aus dem Gaserzeuger dem letzten Wirbelschichtreaktor auf 800-900°C abgekühlt, aber unentstaubt zugeführt wird. Im Gegensatz zu dem obenerwähnten, bekannten COREX-Verfahren, bei dem sich Staub sehr nachteilig auswirkt, ist der hohe Staubgehalt in dem die Reduktionszone durchströmenden Reduktionsgas von 120 g/Nm³, der hauptsächlich aus verkokten Kohle- und kalzinierten Zuschlagpartikeln besteht, durchaus erwünscht, um durch eine Reduzierung der Konzentration von feinen Eisenschwammpartikeln, d. h. durch eine Verdünnungswirkung, der Clusterbildung entgegenzuwirken.

Die Verringerung der Konzentration der feinen Eisenschwammpartikel durch den Staub beträgt ca. 190 kg Staub pro 1000 kg Eisenschwamm bei einer Reduktionsgasmenge von ca. 1550 Nm³ Reduktionsgas pro 1000 kg Eisenschwamm.

Es kommt die Verringerung der Konzentration der feinen Eisenschwammpartikel durch die kalzinierten Zuschläge in einem Verhältnis von ca. 200 kg/100 kg Eisenschwamm hinzu, so daß zu je 1000 kg Eisenschwamm insgesamt 390 kg andere, nicht zur Agglomeration neigende Teilchen hinzukommen.

In den meisten Fällen liegt die Temperatur der Reduktionsgase beim Austritt aus dem Gaserzeuger über 900°C. Die Abkühlung auf die für den Reduktionsvorgang erwünschte Temperatur von 850°C kann auf bekannte Weise über einen indirekten Wärmetauscher oder durch eine Teilstromkühlung in einem Wäscher erfolgen. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Abkühlung des Reduktionsgases auf 800-900°C, vorzugsweise durch Zugabe von feinen Zuschlägen in den vom Gaserzeuger ausgehenden heißen Gasstrom oder in einem vom heißen Reduktionsgas durchströmten Kalzinierungsaggregat.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform wird das überschüssige Reduktionsgas aus dem Gaserzeuger in einem separaten Zyklon entstaubt und der abgeschiedene Staub dem letzten Wirbelschichtreaktor zugeführt, wodurch die Konzentration der feinen Eisenschwammpartikel durch eine kleine Staubmenge weiter reduziert wird.

Eine Vorrichtung zur Reduktion von Feinerz, insbesondere zur Herstellung von feinem Eisenschwamm, nach dem vorstehend erläuterten Verfahren, mit einem ersten Aggregat zur Erzeugung des heißen Reduktionsgases und zum Einschmelzen des Reduktionsprodukts, mit mehreren Wirbelschichtreaktoren mit mindestens jeweils einem Materialeinlaß für das zu behandelnde Material und je einem Gasaustritt im oberen Abschnitt eines jeden Wirbelschichtreaktors, sowie mindestens je zwei an seinem unteren Ende angeordneten Austragsvorrichtungen zur Entnahme des behandelten Materials und für seine Übergabe an das folgende Aggregat, sowie mindestens einem im unteren Bereich des letzten Wirbelschichtreaktors angeordneten Einlaß für das heiße Reaktionsgas, wobei die Gasaustritte der auf den ersten Wirbelschichtreaktor folgenden Wirbelschichtreaktoren jeweils mit dem Gaseinlaß des vorausgehenden Wirbelschichtreaktors verbunden sind, ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß der Gasaustritt des ersten Wirbelschichtreaktors mit einem Zyklon und dessen Staubaustrag mit einem der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren verbunden ist und daß zumindest die auf den ersten Wirbelschichtreaktor folgenden Wirbelschichtreaktoren im Bereich der Wirbelschicht mit mindestens zwei flächendeckend, horizontal und parallel zueinander, antreibbar angeordneten Clusterbrechern ausgerüstet sind. Dabei sind vorzugsweise je Wirbelschichtreaktor mindestens drei Clusterbrecher vorgesehen.

Wegen der hohen Temperaturen sind die Clusterbrecher kühlbar, vorzugsweise sind sie wassergekühlt.

Um die Wärmeverluste im Bereich der wassergekühlten Elemente zu reduzieren, besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, daß die gekühlten Teile zumindest teilweise von einer Ummantelung aus hitzebeständigem Material, vorzugsweise hitzebeständigem Stahl, umgeben sind, wobei sich unter der Ummantelung eine thermisch isolierende Schicht, z. B. aus Mineralwolle, befinden kann.

Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform sind die Clusterbrecher als Walzen ausgebildet und mit über ihren Umfang verteilten Brecherzähnen versehen, wobei vorzugsweise der Abstand der Clusterbrecherwalzen auf eine maximal zulässige Clustergröße von 150 mm eingestellt ist.

Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung drei aufeinanderfolgende Wirbelschichtreaktoren.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei der praktischen Ausführung für den Materialfluß und den Gasfluß zu jedem Wirbelschichtreaktor jeweils ein Bypass vorgesehen werden kann, so daß jederzeit Reparaturen an einem Wirbelschichtreaktor möglich sind, ohne die Anlage insgesamt stillzusetzen, es kann vielmehr zur Verhinderung von Anfahrschwierigkeiten im Gaserzeuger die Anlage mit einem reduzierten Durchsatz weiterbetrieben werden.

Im Hinblick auf den zwischen den einzelnen Wirbelschichtreaktoren stattfindenden Druckabfall besteht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung darin, daß der Staubaustrag des Zyklons über ein Schleusensystem mit einem der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren verbunden ist.

Durch Einbringen des Staubs in einen der unteren Wirbelschichtreaktoren wird der Materialverlust der Anlage durch Staubaustrag reduziert.

Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht eine aus drei aufeinanderfolgenden Wirbelschichtreaktoren und einem Gaserzeugungs- und Schmelzaggregat bestehende Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung der Clusterbrecherwalzen in einem der Wirbelschichtreaktoren.

In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 10 bezeichnete, drei in Serie angeordnete Wirbelschichtreaktoren 12a, 12b und 12c umfassende Reduktionsanlage in Verbindung mit einem zum Schmelzen des in der Reduktionsanlage erzeugten Eisenschwamms und zur Erzeugung des Reduktionsgases durch Oxidation von Kohlenstoffträgern dienenden Einschmelzvergaser 14 gezeigt.

Zur Versorgung der Wirbelschichtreaktoren mit Erz und Zuschlagstoffen dient ein Aufgabebehälter 16, auf den als Druckschleuse ein von Schleusenklappen 18 und 20 eingeschlossener Zwischenbehälter 22 und ein Vorratsbunker 24 folgen. Vom Vorratsbunker 24 aus wird der erste Wirbelschichtreaktor 12a über eine Dosierschnecke 26 mit Material versorgt.

Am Boden des ersten Wirbelschichtreaktors 12a ist ein Paar wassergekühlter Austragschnecken 28a angeordnet, die das Material über die Verbindung 30 dem zweiten Wirbelschichtreaktor 12b zuführt. Über wassergekühlte Austragschnecken 28b und eine Verbindung 32 wird das Material dem dritten Wirbelschichtreaktor 12c zugeführt, von dem aus das Material über wassergekühlte Austragschnecken 28c und die Verbindung 34 zum Einschmelzvergaser 14 gelangt. Die paarweise Anordnung der Austragschnecken 28a-28c wirkt der Clusterbildung entgegen.

Das im Einschmelzvergaser 14 erzeugte heiße Redukktionsgas wird dem Einschmelzvergaser 14 über einen Anschluß 36 entnommen, von dem aus eine Reduktionsgasleitung 38 über einen Kühler 40 in einen Ringverteiler 42c im dritten Wirbelschichtreaktor 12c führt. Da die Temperatur des aus dem Einschmelzvergaser 14 austretenden Reduktionsgases über der maximal im Reduktionsbereich zulässigen Temperatur von 900° liegt, muß das Reduktionsgas vor dem Eintritt in den Reduktionsbereich gekühlt werden. Dies kann durch den Kühler 40 erfolgen. Es kann dem Reduktionsgas zur Abkühlung aber auch eine entsprechend dosierte Menge von feinkörnigen Zuschlagstoffen zugegeben werden, die aus einem Vorratsbunker 44 über eine Dosierschnecke 46 in die Reduktionsgasleitung 38 eingespeist werden können. Überschüssiges Reduktionsgas kann aus der Reduktionsgasleitung 38 über eine Zweigleitung 48 abgeführt werden, die zu einem Zyklon 50 führt. Im Zyklon 50 wird der von Reduktionsgas aus dem Einschmelzvergaser 14 mitgeführte Staub zum großen Teil ausgeschieden und über eine Leitung 52 dem untersten Wirbelschichtreaktor 12c zugeführt, wo er zur Verringerung der Konzentration der Feinerzpartikel dient. Das Reduktionsgas wird vom Zyklon 50 einem Gaswäscher 54 zugeleitet und dann über eine Leitung 56 als Exportgas abgeführt.

Zur Versorgung des Einschmelzvergasers 14 mit Kohlenstoffträgern und zur Versorgung des Vorratsbunkers 44 mit feinkörnigen Zuschlagstoffen dient ein Aufgabebehälter 58, der über eine Material- und Schleusenklappe 60 mit einem Zwischenbehälter 62 verbunden ist. Der Zwischenbehälter 62 ist über eine Material- und Schleusenkammer 64 mit einem Vorratsbunker 66 für die Kolenstoffträger und über eine Material- und Schleusenklappe 68 mit dem Vorratsbunker 44 für die feinkörnigen Zuschlagstoffe verbunden. Aus dem Vorratsbunker 66 werden die Kohlenstoffträger über eine Dosierschnecke 70 in den Einschmelzvergaser 14 befördert.

Vom untersten Wirbelschichtreaktor 12c wird das Reduktionsgas über eine Leitung 72c einem Ringverteiler 42b im Wirbelschichtreaktor 12b zugeführt und vom Wirbelschichtreaktor 12b über eine Leitung 72b einem Ringverteiler 42a im Wirbelschichtreaktor 12a. Das verbrauchte Reduktionsgas wird als Gichtgas aus dem oberen Wirbelschichtreaktor 12a über eine Leitung 72a abgeführt, die in einen Zyklon 74 mündet, in dem - wie nachfolgend noch näher erläutert - die aus dem Wirbelschichtreaktor 12a mitgeführte feinkörnige Fraktion des Erzes und der größte Teil des noch mitgeführten Staubs abgeschieden und über einen von zwei Material- und Schleusenklappen 76 und 78 eingeschlossenen Zwischenbehälter 80 einem Vorratsbunker 82 zugeführt wird, von wo aus das Material mittels einer Dosierschnecke 84 in den untersten Wirbelschichtreaktor 12c eingebracht werden kann. Vom Zyklon 74 aus wird das Gichtgas einem Gaswäscher 86 zugeführt, von wo aus das gereinigte Gas über die Leitung 88 als Exportgas abgeführt oder mittels eines Gebläses 90 über eine Zweigleitung 92 in die Leitung 72b und von dort in den Wirbelschichtreaktor 12a zurückgeführt wird.

Der oberste Wirbelschichtreaktor 12a wird als Windsichter betrieben, in dem das vom Vorratsbunker 24 kommende Feinerz in eine grobkörnige und eine feinkörnige Fraktion getrennt wird. Die feinkörnige Fraktion wird über die Leitung 72a ausgetragen und zusammen mit dem im Gichtgas mitgeführten Staub dem Zyklon 74 zugeführt.

Die im ersten Wirbelschichtreaktor 12a verbleibende grobkörnige Erzfraktion verläßt diesen Wirbelschichtreaktor 12a mit einem Reduktionsgrad von maximal 60%, was durch entsprechende Regelung der Reduktionsgasmenge und durch Zufuhr von kaltem, gewaschenem, CO₂- haltigem Gichtgas über die Leitung 92 erreicht wird. Die zu 60% reduzierten groben Eisenschwammpartikel werden im zweiten Wirbelschichtreaktor 12b weiter reduziert, wobei durch das Fehlen der feinkörnigen Partikel die Neigung zur Agglomeratbildung gering ist. Soweit doch eine Agglomeratbildung stattfindet, werden die sich bildenden Agglomerate durch im zweiten Wirbelschichtreaktor 12b ebenso wie im dritten Wirbelschichtreaktor 12c angeordnete Clusterbrecherrwalzen 94 zerstört. Diese Clusterbrecherwalzen sind mit am Umfang verteilten Brecherzähnen 96 versehen, wobei der Walzenabstand so eingestellt ist, das Cluster bis zu einer Größe von 150 mm zerstört werden.

Die Clusterbrecherwalzen 94 werden über Motoren 98 angetrieben. Die Walzen sind wassergekühlt, wobei die gekühlten Teile zumindest teilweise von einer Ummantelung aus hitzebeständigem Stahl umschlossen werden, unter der sich gegebenenfalls eine thermisch isolierende Schicht, z. B. aus Mineralwolle, befinden kann, um die Wärmeverluste im Bereich der Walzen zu minimieren.

Im dritten Wirbelschichtreaktor 12c wird das vorgewärmte und gegebenenfalls bereits an der Oberfläche etwas reduzierte feinkörnige Erz zugeführt. Die bereits einen hohen Metallisierungsgrad aufweisenden Eisenschwammpartikel aus dem zweiten Wirbelschichtreaktor 12b dienen als Keimzelle zum Ankleben der zugeführten feinkörnigen Partikel, die im dritten Wirbelschichtreaktor 12c in sehr kurzer Zeit durch die Einwirkung des mit optimaler Temperatur einströmenden und noch ein hohes Reduktionspotential aufweisenden Reduktionsgases reduziert werden, wodurch ebenfalls die Neigung zur Clusterbildung stark herabgesetzt ist.

Die Oxidationsmittelzufuhr zum Einschmelzvergaser wird entsprechend den Anforderungen des Schmelzvorgangs und der Erzeugung des Reduktionsgases gestaltet und ist hier nicht näher erläutert.

Claims (23)

1. Verfahren zur Herstellung von Roheisen aus Feinerzen, wobei die Eisenerze und gegebenenfalls zugegebene Zuschlagstoffe in mehreren aufeinanderfolgenden Wirbelschichtreaktoren mit Hilfe eines Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthaltenden, heißen Reduktionsgases reduziert und kalziniert werden und das Produkt am unteren Ende des letzten Wirbelschichtreaktors entnommen und einem seiner Weiterbehandlung dienenden Aggregat zugeführt wird, wobei das Reduktionsgas in einem Gaserzeuger durch partielle Oxidation von Kohlenstoffträgern erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisenerz in eine grobkörnige und eine feinkörnige Fraktion unterteilt wird und die grobkörnige Fraktion im ersten Wirbelschichtreaktor mit einem Reduktionsgas von maximal 60% reduziert wird, daß die feinkörnige Fraktion in einem nachfolgenden Wirbelschichtreaktor zugegeben wird, und daß das Material in den nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren im Wirbelschichtbereich einer mechanischen Einwirkung zur Durchmischung und Zerstörung sich bildender Cluster ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wirbelschichtreaktor zugleich als Windsichter betrieben wird zur Trennung des zugegebenen Materials in die grobkörnige und die feinkörnige Fraktion und zum Austrag der feinkörnigen Fraktion mit dem Gichtgas.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnige Fraktion in den letzten Wirbelschichtreaktor eingebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Wirbelschichtreaktor der Reduktionsgrad des Eisenschwamms durch die Regelung der Reduktionsgasmenge und der Zugabe von kaltem, gewaschenem CO₂-haltigem Gichtgas erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem ersten Wirbelschichtreaktor ausgetragene Fraktion mit dem Gichtgas mindestens einem nachgeschalteten Zyklon zugeführt, dort zum größten Teil ausgeschieden und über ein Schleusensystem in einen der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnige Fraktion einen mittleren Korndurchmesser von 2 mm aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Korndurchmesser der feinen Fraktion auf 0,5 mm begrenzt ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Partikelgröße des in den ersten Wirbelschichtreaktor eingebrachten Eisenerzes 8 mm beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße des Eisenerzes im ersten Wirbelschichtreaktor auf 4 mm beschränkt ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgas aus dem Gaserzeuger dem letzten Wirbelschichtreaktor auf 800-900°C abgekühlt aber unentstaubt zugeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung des Reduktionsgases auf 800-900°C durch Zugabe von feinen Zuschlägen erfolgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das überschüssige Reduktionsgas aus dem Gaserzeuger in einem separaten Zyklon entstaubt und der abgeschiedene Staub dem letzten Wirbelschichtreaktor zugeführt wird.

13. Vorrichtung zur Reduktion von Eisenerz insbesondere zur Herstellung von feinem Eisenschwamm, nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, mit einem ersten Aggregat (14) zur Erzeugung des heißen Reduktionsgases und zum Einschmelzen des Reduktionsprodukts, mit mehreren Wirbelschichtreaktoren (12a- 12c) mit mindestens jeweils einem Materialeinlaß für das zu behandelnde Material und je einem Gasaustritt (72a-72c) im oberen Abschnitt eines jeden Wirbelschichtreaktors (12a-12c), sowie mindestens je zwei an seinem unteren Ende angeordneten Austragsvorrichtungen (28a-28c) zur Entnahme des behandelten Materials und für seine Übergabe an das folgende Aggregat, sowie mindestens einem im unteren Bereich des letzten Wirbelschichtreaktors (12c) angeordneten Einlaß (42c) für das heiße Reaktionsgas, wobei die Gasaustritte (72b, 72c) der auf den ersten Wirbelschichtreaktor (12a) folgenden Wirbelschichtreaktoren (12b, 12c) jeweils mit dem Gaseinlaß (42a, 42b) des vorausgehenden Wirbelschichtreaktors (12a, 12b) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasaustritt (72a) des ersten Wirbelschichtreaktors (12a) mit einem Zyklon (74) und dessen Staubaustrag mit einem der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren (12c) verbunden ist und daß zumindest die auf den ersten Wirbelschichtreaktor (12a) folgenden Wirbelschichtreaktoren (12b, 12c) im Bereich der Wirkbelschicht mit mindestens zwei flächendeckend, horizontal und parallel zueinander, antreibbar angeordneten Clusterbrechern (94) ausgerüstet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß je Wirbelschichtreaktor (12b, 12c) mindestens drei Clusterbrecher (94) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Clusterbrecher (94) als Walzen ausgebildet und mit über ihren Umfang verteilten Brecherzähnen (96) versehen sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Clusterbrecherwalzen (94) auf eine maximal zulässige Clustergröße von 150 mm eingestellt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Clusterbrecherwalzen (94) mit einer Wasserkühlung versehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlten Teile zumindest teilweise von einer Ummantelung aus hitzebeständigem Material umgeben sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sich unter der Ummantelung eine thermisch isolierende Schicht befindet.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Material hitzebeständiger Stahl ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei aufeinanderfolgende Wirbelschichtreaktoren (12a-12c) umfaßt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Staubaustrag des Zyklons (74) über ein Schleusensystem (76, 78, 80) mit einem der nachfolgenden Wirbelschichtreaktoren (12c) verbunden ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Wirbelschichtreaktor für Materialfluß und Gasfluß ein wahlweise an Stelle des Wirbelschichtreaktors beaufschlagbarer Bypass zugeordnet ist.