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WO2024132797A1 - Einstellung des kohlenstoffgehalts in direktreduziertem eisen - Google Patents

Einstellung des kohlenstoffgehalts in direktreduziertem eisen Download PDF

Info

Publication number
WO2024132797A1
WO2024132797A1 PCT/EP2023/085654 EP2023085654W WO2024132797A1 WO 2024132797 A1 WO2024132797 A1 WO 2024132797A1 EP 2023085654 W EP2023085654 W EP 2023085654W WO 2024132797 A1 WO2024132797 A1 WO 2024132797A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dri
carbon
hcl
bin
reducing gas
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/085654
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Hiebl
Norbert Rein
Johann Wurm
Karl-Heinz Zellinger
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP23168511.6A external-priority patent/EP4389918A1/de
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Publication of WO2024132797A1 publication Critical patent/WO2024132797A1/de

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/004—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in a continuous way by reduction from ores
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    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/12—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in electric furnaces

Definitions

  • the application relates to a process for introducing carbon into directly reduced iron (DRI).
  • DRI directly reduced iron
  • DRI In addition to metallic iron, DRI also contains iron oxides. During the further processing of DRI, it is often advantageous if the DRI contains carbon. A carbon content of at least 1.5% by mass is aimed for, for example, for further processing.
  • the carbon is used, for example, to provide chemical energy through gasification with oxygen, which can be used to heat or reduce iron oxides.
  • the carbon also helps to lower the melting point of an iron melt, which makes melting less energy-intensive.
  • the carbon is used for the residual reduction of iron oxide in order to minimize iron losses in the slag that is also created during melting.
  • melting without carbon-induced melting point depression is very energy-intensive, as this requires a higher temperature.
  • DRI is often compacted when hot - i.e. as HDRI hot direct reduced iron.
  • the product of compaction is called, for example, HBI hot briquetted iron (hot briquetted iron) when producing briquettes, or HCl hot compacted iron (hot compacted iron) when producing DRI in a fluidized bed.
  • HBI hot briquetted iron hot briquetted iron
  • HCl hot compacted iron hot compacted iron
  • the aim is to present methods and devices that allow the carbon content of DRI to be increased. This will reduce or avoid at least some of the existing problems mentioned during further processing.
  • This object is achieved by a method for introducing carbon into directly reduced iron DRI, wherein at least one solid carbon carrier is added to the DRI, characterized in that after addition of the solid carbon carrier to the DRI, a densification of the DRI takes place.
  • the carbon is introduced into the DRI via at least one carbon carrier.
  • a carbon carrier is, for example, carbon in elemental form, but it can also be a carbon-containing compound or a mixture of different, at least partially carbon-containing, compounds.
  • the carbon carrier is solid. It is, for example, coke or anthracite, or - cheap because it is CO2-neutral - biogenic carbon or biological carbon.
  • the solid product of direct reduction is called sponge iron, directly reduced iron or DRI.
  • the DRI which is produced in a direct reduction unit, is preferably added with solid carbon carrier outside the direct reduction unit.
  • no densification of the DRI takes place before the addition of the solid carbon carrier to the DRI - the solid carbon carrier is therefore added to the DRI obtained in the direct reduction unit without the DRI obtained in the direct reduction unit being densified beforehand.
  • the DRI After addition of the solid carbon carrier to the DRI, the DRI is densified.
  • the densification may, for example, be compaction to HCl; this is preferred, for example, if the DRI was produced by means of a fluidized bed process or a fluidized bed process for direct reduction.
  • Compaction can, for example, involve compaction into HBI, i.e. briquetting.
  • the carbon is finely distributed in the HCl or HBI; when the HCl or HBI is melted in a melting unit, it is positioned close to the FeO to be reduced, which facilitates the residual reduction of FeO.
  • a fine distribution of carbon in HCl or HBI is also beneficial for lowering the melting point.
  • HBI hot briquetted iron The product of a compaction of DRI carried out at a temperature of the DRI to be briquetted above 650°C is called HBI hot briquetted iron if its "apparent density" is above 5.0 g/cm 3.
  • HBI hot briquetted iron For compacted DRI which does not fully meet these criteria - i.e. an "apparent density" less than or equal to 5.0 g/cm 3 and/or a temperature of the DRI to be briquetted of 650°C or less - the term HCl hot compacted iron is common.
  • HBI and HCl are to be understood as defined above.
  • HBI HOT BRIQUETTED IRON
  • IRON International Iron Metallics Association May 2020 and current International Maritime Organization I MO regulations.
  • the DRI is a carbon-free or low-carbon product of a direct reduction with reducing gas.
  • DRI is low-carbon according to the present application if its carbon content is below 1.5 mass%.
  • the reducing gas contains hydrogen H2 as a reducing component, wherein the hydrogen content in volume % is greater than that of any of the other reducing components of the reducing gas that may be present - preferably, the reducing gas contains hydrogen H2 to at least 50 volume % and particularly preferably to more than 50 volume %.
  • the formulation that the reducing gas contains hydrogen H2 as a reducing component includes that the reducing gas consists of hydrogen.
  • reducing gas In addition to hydrogen, other components of the reducing gas can also be present in the reducing gas; these can be reducing components.
  • Other reducing components of the reducing gas are, for example, carbon monoxide CO or hydrocarbons.
  • the reducing gas contains ammonia NH3 as a reducing component, wherein the ammonia content is preferably at least 5% by volume, and particularly preferably more than 5% by volume.
  • the formulation that the reducing gas contains ammonia NH3 as a reducing component also includes the fact that the reducing gas consists of ammonia.
  • reducing gas in addition to ammonia NH3, other components of the reducing gas can also be present in the reducing gas; these can be reducing components.
  • Other reducing components of the reducing gas are, for example, carbon monoxide CO or hydrocarbons.
  • the DRI is an HDRI.
  • HDRI is transported - preferably from the direct reduction unit - via a conveyor device - also called a riser - into a storage vessel, a so-called HDRI bin. From there it is supplied to a compacting device - such as a grain compacting press - via a supply line containing, for example, a screw bunker.
  • the addition of solid carbon carrier takes place in at least one member of the group consisting of:
  • Supply line preferably viewed in the direction of the compacting device in front of a screw bunker in the supply line, screw bunker.
  • HCl is added to a melting unit to melt the HCl, whereby the HCl is fed via an HCl container - also called HCl bin - into the melting unit and addition of solid carbon carrier also takes place in the HCI bin.
  • the melting unit is preferably a member of the group consisting of
  • a melter, EAF, OSBF or SAF melts at least partially using electrical energy.
  • a converter vessel is, for example, a steelworks converter for steel production.
  • Additives that are used, for example, to adjust the desired slag during melting - for example, to adjust the desired basicity of the slag - can be added to the melting unit. They can also be added to the direct reduction unit from which the DRI is obtained - in this case they are contained in the DRI. Addition of additives during melting is preferably used to fine-tune the amount of additive during melting.
  • Fig. 1 shows schematically the implementation of an embodiment of the method according to the invention.
  • Examples Figure 1 shows a direct reduction unit 10 in which DRI 20 is produced.
  • This can, for example, be a direct reduction unit with several fluidized bed reactors, which are preferably operated with hydrogen as the predominant reducing component of the reducing gas.
  • the product of the direct reduction in direct reduction unit 10 is DRI 20.
  • the DRI 20 is HDRI, which is low in carbon due to the choice of reducing gas - it therefore contains less than 1.5% carbon by mass.
  • the DRI 20 is compacted to HCl. For this purpose, it is first transported via the conveyor device 30 to the HDRI bin 40. From there, it is supplied to a grain compacting device 70 via a supply line 50 containing a screw bunker 60. Addition of solid carbon carrier - shown by wavy arrows - to the DRI 20 takes place at least at one of the points
  • supply line 50 preferably viewed in the direction of the grain packing device 70 in front of a screw bunker 60 in the supply line 50, screw bunker 60.
  • HCl is added to a melting unit 80 - here a melter - to melt the HCl.
  • HCl is fed into the melting unit 80 via an HCl bin 90.
  • solid carbon carrier - represented by a wavy arrow - is also added to the HCl bin 90.
  • Addition of additives - represented by jagged arrows - can take place in the feed line to the HCI bin 90, in the HCI bin 90, directly into a melting unit 80 and/or into the direct reduction unit 10.

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Abstract

Verfahren zum Einbringen von Kohlenstoff in direktreduziertes Eisen DRI (20), wobei dem DRI (20) zumindest ein fester Kohlenstoffträger zugegeben wird, wobei nach der Zugabe des festen Kohlenstoffträgers zum DRI (20) Verdichtung des DRI (20) erfolgt.

Description

Beschreibung
Bezeichnung der Erfindung
Einstellung des Kohlenstoffgehalts in direktreduziertem Eisen
Gebiet der Technik
Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Kohlenstoff in direktreduziertes Eisen DRI.
Stand der Technik
Es ist bekannt, eisenoxidhaltiges Material mittels Direktreduktion mit Reduktionsgas in einem Reduktionsaggregat - beispielsweise in einem Festbett oder einem Fließbett oder einer Wirbelschicht - bei erhöhter Temperatur zu reduzieren. Das feste Produkt der Direktreduktion wird Eisenschwamm, direktreduziertes Eisen oder DRI direct reduced iron genannt. DRI wird beispielsweise zu Roheisen beziehungsweise zu Stahl weiterverarbeitet, wobei unter anderem ein Aufschmelzen erfolgt.
DRI enthält neben metallischem Eisen noch Eisenoxide. Im Zuge der Weiterverarbeitung von DRI ist es oft vorteilhaft, wenn das DRI Kohlenstoff enthält. Ein Kohlenstoffgehalt von mindestens 1,5 Massen% wird beispielsweise für Weiterverarbeitung angestrebt.
Weiterverarbeitung erfolgt beispielsweise in einem Lichtbogenofen, einem Schmelzer, einem SAF submerged arc furnace oder einem Stahlwerkskonverter. Über den Kohlenstoff wird beispielsweise chemische Energie durch Vergasung mit Sauerstoff bereitgestellt, die zur Erwärmung oder Reduktion von Eisenoxiden genutzt werden kann. Der Kohlenstoff trägt auch zur Schmelzpunktserniedrigung einer Eisenschmelze bei, was das Aufschmelzen weniger energieaufwändig macht. Zusätzlich wird der Kohlenstoff für die Restreduktion von Eisenoxid verwendet, um die Eisenverluste in der beim Aufschmelzen auch entstehenden Schlacke zu minimieren.
Bei Direktreduktionsverfahren, die kohlenstoffhaltiges Reduktionsgas nutzen, wird schon bei der Direktreduktion Kohlenstoff in das DRI eingebracht. Je weniger Kohlenstoff im Reduktionsgas vorhanden ist, desto geringer wird der Kohlenstoffgehalt des bei der Direktreduktion erhaltenen DRIs sein. Zwecks Reduzierung von CO2-Emissionen in der Eisen- und Stahlerzeugung wird verminderte Nutzung von kohlenstoffhaltigen Reduktionsgasen angestrebt. Damit stellt sich das Problem, wie trotzdem bei der Weiterverarbeitung des so erhaltenen DRIs ein genügend hoher Kohlenstoffgehalt erreicht werden kann. Es ist bekannt, bei einer Direktreduktion zusätzlich zum Reduktionsgas zwecks Aufkohlung kohlenwasserstoffhaltiges Gas zuzuführen, um den Kohlenstoffgehalt des erhaltenen DRI zu erhöhen. Das Erreichen gewünschter Kohlenstoffgehalte über 1 ,5 Massen% ist damit jedoch bei Direktreduktion in Wirbelschicht oder Fließbett nicht möglich. Auch das Vorsehen eines nachgeschalteten Karburierungsreaktors, in dem das DRI mit kohlenstoffhaltigem Gas versorgt wird, um den Kohlenstoffgehalt zu erhöhen, lässt nicht die gewünschten Kohlenstoffgehalte über 1,5 Massen% erreichen. Der Grund dafür liegt darin, dass bei den niedrigen Reduktionstemperaturen einerseits die Löslichkeitsgrenze für gelösten C in Eisen sehr niedrig sind und andererseits keine hohen Anteile von Fe3C im DRI durch den endothermen Methanzerfall erreicht werden.
Um trotzdem beim Aufschmelzen genügend Kohlenstoff vorliegen zu haben, ist es auch üblich, beim Aufschmelzen Kohlenstoff beziehungsweise Kohlenstoff-haltige Substanzen zuzuführen. Das ist jedoch aufgrund der gegebenenfalls hohen Zufuhrraten aufwändig in der Umsetzung und schwierig zu bewerkstelligen - beispielsweise aufgrund von Dichteunteschieden des DRI sowie der flüssigen Schlacke und des Kohlenstoffs beziehungsweise der kohlenstoffhaltigen Substanzen.
Außerdem ist das Aufschmelzen ohne kohlenstoffinduzierte Schmelzpunktserniedrigung sehr energieaufwändig, da dies eine höhere Temperatur erfordert.
Zur Verminderung der Reaktivität und damit verbundener einfacherer Weiterverarbeitung wird DRI oft in heißem Zustand - also als HDRI hot direct reduced iron, heißer Eisenschwamm - verdichtet. Das Produkt der Verdichtung wird beispielsweise - bei der Herstellung von Briketts - HBI hot briquetted iron heißbrikettierter Eisenschwamm genannt, oder - beispielsweise im Fall der Herstellung von DRI in einem Fließbett oder einer Wirbelschicht - HCl hot compacted iron heißkompaktierter Eisenschwamm. Speziell für feinteilchenförmigen HDRI-Staub, beispielsweise aus Wirbelschicht- oder Fließbett-Verfahren, trägt Verdichtung zu HBI oder HCl zur Vermeidung von Ausbeuteverlusten durch Staubverluste oder Reoxidationsverlusten bei.
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Es sollen Verfahren und Vorrichtung vorgestellt werden, die es erlauben, den Kohlenstoffgehalt von DRI zu erhöhen. Dadurch lassen sich zumindest einige der angesprochenen bestehenden Probleme bei der Weiterverarbeitung vermindern oder vermeiden. Technische Lösung
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Einbringen von Kohlenstoff in direktreduziertes Eisen DRI, wobei dem DRI zumindest ein fester Kohlenstoffträger zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zugabe des festen Kohlenstoffträgers zum DRI eine Verdichtung des DRI erfolgt.
Der Kohlenstoff wird über zumindest einen Kohlenstoffträger in das DRI eingebracht. Kohlenstoffträger ist beispielsweise Kohlenstoff in elementarer Form, aber es kann sich auch um eine kohlenstoffhaltige Verbindung handeln oder ein Gemisch aus verschiedenen, zumindest teilweise kohlenstoffhaltigen, Verbindungen.
Der Kohlenstoffträger ist fest. Es handelt sich beispielsweise um Koks oder Anthrazit, oder - günstig weil CO2-neutral - um biogenen Kohlenstoff oder biologischen Kohlenstoff.
Das feste Produkt der Direktreduktion wird Eisenschwamm, direktreduziertes Eisen oder DRI direct reduced iron genannt.
Dem DRI, welches in einem Direktreduktionsaggregat hergestellt wird, wird bevorzugt außerhalb des Direktreduktionsaggregats fester Kohlenstoffträger zugegeben.
Bevorzugt erfolgt vor der Zugabe des festen Kohlenstoffträgers zum DRI keine Verdichtung des DRI - der feste Kohlenstoffträger wird also dem im Direktreduktionsaggregat gewonnenen DRI zugegeben, ohne dass das im Direktreduktionsaggregat gewonnene DRI vorher verdichtet wurde.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Wenn verdichtetes DRI, dessen Kohlenstoffgehalt erfindungsgemäß erhöht wurde, einer Weiterverarbeitung zugeführt wird, können auf niedrigem Kohlenstoffgehalt im DRI basierende Probleme vermindert oder vermieden werden. Beispielsweise ist bei erhöhtem Kohlenstoffgehalt beim Aufschmelzen weniger Energie notwendig, da der Schmelzpunkt erniedrigt ist. Notwendigkeit einer Zugabe von Kohlenstoff beim Aufschmelzen und damit verbundene Probleme nehmen ebenfalls ab; gegebenenfalls immer noch stattfindende Zugabe von Kohlenstoff beim Aufschmelzen kann auf Feineinstellung des Kohlenstoffgehalts in der Schmelze und damit bezüglich Ausmaß des Aufwandes und verbundener Probleme vermindert werden - beispielsweise kann ein Chargiersystem für Chargierung von Kohlenstoff beziehungsweise Kohlenstoffträgern beim Aufschmelzen kleiner ausgelegt werden. Durch Zugabe zum DRI befindet sich der Kohlenstoff in der Nähe von Eisenoxiden im DRI, wodurch eine Reduktion mittels Kohlenstoffs erleichtert wird. Wenn beim Aufschmelzen eine Schlacke vorhanden ist, können Eisenverluste in die Schlacke durch Aufnahme von FeO in die Schlacke infolgedessen vermindert werden.
Nach Zugabe des festen Kohlenstoffträgers zum DRI erfolgt Verdichtung des DRI.
Bei der Verdichtung kann es sich beispielsweise um Kompaktierung zu HCl handeln; das ist beispielsweise bevorzugt, wenn das DRI mittels eines Wirbelschichtverfahrens oder eines Fließbettverfahrens zur Direktreduktion hergestellt wurde.
Bei der Verdichtung kann es sich beispielsweise um Kompaktierung zu HBI handeln, also um Brikettierung.
Infolge der Kompaktierung gemeinsam mit Kohlenstoff ist der Kohlenstoff im HCl beziehungsweise im HBI fein verteilt; bei einem Aufschmelzen des HCl beziehungsweise des HBI in einem Schmelzaggregat ist er entsprechend in der Nähe von zu reduzierendem FeO positioniert, was die Restreduktion von FeO erleichtert. Auch für eine Schmelzpunktserniedrigung ist eine feine Verteilung von Kohlenstoff in HCl beziehungsweise im HBI förderlich.
Das Produkt einer Verdichtung von DRI durchgeführt bei einer Temperatur des zu brikettierenden DRI über 650°C wird HBI hot briquetted iron heißbrikettierter Eisenschwamm genannt, wenn seine „apparent density“ über 5,0 g/cm3 liegt. Für verdichtetes DRI, welches diese Kriterien nicht vollständig erfüllt - also einer „apparent density“ kleiner gleich 5,0 g/cm3 und/oder einer Temperatur des zu brikettierenden DRI von 650°C oder kleiner -, ist die Bezeichnung HCl hot compacted iron heißkompatktierter Eisenschwamm üblich.
HBI und HCl sind im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wie voranstehend definiert zu verstehen.
Informationen zu HBI sind beispielsweise entnehmbar aus HOT BRIQUETTED IRON (HBI) QUALITY ASSESSMENT GUIDE, International Iron Metallics Association May 2020 und aktuellen International Maritime Organization I MO Vorschriften.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem DRI um kohlenstofffreies oder kohlenstoffarmes Produkt einer Direktreduktion mit Reduktionsgas. Kohlenstoffarm gemäß der vorliegenden Anmeldung ist DRI, wenn sein Kohlenstoffgehalt unter 1,5 Massen% liegt. Vorzugsweise enthält das Reduktionsgas Wasserstoff H2 als reduzierende Komponente, wobei der Gehalt an Wasserstoff in Volums% im Vergleich zu jeder der anderen gegebenenfalls vorhandenen reduzierenden Komponenten des Reduktionsgases größer ist - bevorzugt enthält das Reduktionsgas Wasserstoff H2 zu zumindest 50 Volums%, besonders bevorzugt zu über 50 Volums%.
Mit der Formulierung, dass das Reduktionsgas Wasserstoff H2 als reduzierende Komponente enthält, ist mit umfasst, dass das Reduktionsgas aus Wasserstoff besteht.
Neben Wasserstoff können im Reduktionsgas auch noch andere Komponenten des Reduktionsgases vorhanden sein; es kann sich dabei um reduzierende Komponenten handeln. Andere reduzierende Komponenten des Reduktionsgases sind beispielsweise Kohlenmonoxid CO oder Kohlenwasserstoffe.
Vorzugsweise enthält das Reduktionsgas Ammoniak NH3 als reduzierende Komponente, wobei bevorzugt der Gehalt an Ammoniak zumindest 5 Volums% beträgt, und besonders bevorzugt über 5 Volums% beträgt.
Mit der Formulierung, dass das Reduktionsgas Ammoniak NH3 als reduzierende Komponente enthält, ist mit umfasst, dass das Reduktionsgas aus Ammoniak besteht.
Neben Ammoniak NH3 können im Reduktionsgas auch noch andere Komponenten des Reduktionsgases vorhanden sein; es kann sich dabei um reduzierende Komponenten handeln. Andere reduzierende Komponenten des Reduktionsgases sind beispielsweise Kohlenmonoxid CO oder Kohlenwasserstoffe.
Nach einer Ausführungsform ist das DRI ein HDRI.
Bei der Produktion von HCl wird HDRI - bevorzugt vom Direktreduktionsaggregat aus - über eine Fördervorrichtung - auch Riser genannt - in ein Vorratsgefäß, einen sogenannten HDRI- Bin, verbracht. Von dort wird es über eine Zulieferleitung, enthaltend beispielsweise einen Schneckenbunker, einer Kompaktiervorrichtung - wie beispielsweise einer Korn paktierpresse -, zugeliefert.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Zugabe von festem Kohlenstoffträger in zumindest ein Mitglied der Gruppe bestehend aus:
Fördervorrichtung zum HDRI-Bin,
- HDRI-Bin,
Zulieferleitung, bevorzugt in Richtung Kompaktiervorrichtung gesehen vor einem Schneckenbunker in der Zulieferleitung, Schneckenbunker.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt Zugabe von HCl in ein Schmelzaggregat zum Aufschmelzen des HCl, wobei das HCl über einen HCI-Behälter - auch HCI-Bin genannt - in das Schmelzaggregat eingegeben wird, und Zugabe von festem Kohlenstoffträger erfolgt auch in den HCI-Bin.
Bei dem Schmelzaggregat handelt es sich bevorzugt um ein Mitglied der Gruppe bestehend aus
Elektrolichtbogenofen electric arc furnace EAF;
Submerged arc furnace SAF,
Open slag bath furnace OSBF Schmelzer, Konvertergefäß.
Ein Schmelzer, EAF, OSBF oder SAF schmilzt zumindest teilweise auf Basis elektrischer Energie.
EAF und SAF und OSBF sind im Rahmen dieser Anmeldung nicht als Schmelzer zu verstehen. Unter einem Konvertergefäß ist beispielsweise ein Stahlwerkskonverter zur Stahlherstellung zu verstehen.
Additive, die beispielsweise zur Einstellung einer beim Aufschmelzen gewünschten Schlacke dienen - beispielsweise zur Einstellung einer gewünschten Basizität der Schlacke - können dem Schmelzaggregat zuchargiert werden. Sie können auch dem Direktreduktionsaggregat zuchargiert werden, aus dem das DRI gewonnen wird - in diesem Fall sind sie im DRI enthalten. Zuchargierung beim Aufschmelzen dient bevorzugt zur Feineinstellung der Additivmenge beim Aufschmelzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die im Zusammenhang mit der schematischen und beispielhaften Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig 1 schematisch die Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsformen
Beispiele Figur 1 zeigt ein Direktreduktionsaggregat 10, in dem DRI 20 hergestellt wird. Es kann sich dabei beispielsweise um ein Direktreduktionsaggregat mit mehreren Wirbelschichtreaktoren handeln, die bevorzugt mit Wasserstoff als überwiegender reduzierender Komponente des Reduktionsgases betrieben werden. Das Produkt der Direktreduktion in Direktreduktionsaggregat 10 ist DRI 20, im dargestellten Fall handelt es sich bei dem DRI 20 um HDRI, das infolge der Wahl des Reduktionsgases kohlenstoffarm ist - es enthält also weniger als 1 ,5 Massen% Kohlenstoff.
Das DRI 20 wird zu HCl kompaktiert. Dazu wird es über die Fördervorrichtung 30 zunächst zum HDRI-Bin 40 verbracht. Von dort wird es über eine Zulieferleitung 50, enthaltend einen Schneckenbunker 60, einer Korn paktiervorrichtung 70 zugeliefert. Zugabe von festem Kohlenstoffträger - dargestellt durch gewellte Pfeile - zum DRI 20 erfolgt an zumindest einer der Stellen
Fördervorrichtung 30 zum HDRI-Bin 40,
- HDRI-Bin 40, Zulieferleitung 50, bevorzugt in Richtung Korn paktiervorrichtung 70 gesehen vor einem Schneckenbunker 60 in der Zulieferleitung 50, Schneckenbunker 60.
Es ist auch dargestellt, wie Zugabe von HCl in ein Schmelzaggregat 80 - hier ein Schmelzer - zum Aufschmelzen des HCl erfolgt. HCl wird über einen HCI-Bin 90 in das Schmelzaggregat 80 eingegeben. Im dargestellten Beispiel erfolgt Zugabe von festem Kohlenstoffträger - dargestellt durch einen gewellten Pfeil - auch in den HCI-Bin 90.
Additivzugabe - dargestellt durch gezackte Pfeile - kann in der Zuleitung zum HCI-Bin 90, in den HCI-Bin 90, direkt in ein Schmelzaggregat 80 und/oder in das Direktreduktionsaggregat 10 erfolgen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Liste der Bezugszeichen
10 Direktreduktionsaggregat
20 DRI
30 Fördervorrichtung
40 HDRI-Bin
50 Zulieferleitung
60 Schneckenbunker
70 Kompaktiervorrichtung
80 Schmelzaggregat
90 HCI-Bin

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einbringen von Kohlenstoff in direktreduziertes Eisen DRI (20), wobei dem DRI (20) zumindest ein fester Kohlenstoffträger zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zugabe des festen Kohlenstoffträgers zum DRI (20) eine Verdichtung des DRI (20) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem DRI (20) um kohlenstofffreies oder kohlenstoffarmes Produkt einer Direktreduktion mit Reduktionsgas handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas Wasserstoff H2 als reduzierende Komponente enthält, wobei der Gehalt an Wasserstoff in Volums% im Vergleich zu jeder der anderen gegebenenfalls vorhandenen reduzierenden Komponenten des Reduktionsgases größer ist, bevorzugt zu zumindest 50 Volums%, besonders bevorzugt zu über 50 Volums%.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reduktionsgas Ammoniak NH3 als reduzierende Komponente enthält, wobei bevorzugt der Gehalt an Ammoniak zumindest 5 Volums% beträgt, und besonders bevorzugt über 5 Volums% beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das DRI (20) ein HDRI ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von festem Kohlenstoffträger in zumindest ein Mitglied der Gruppe bestehend aus:
Fördervorrichtung zum HDRI-Bin,
- HDRI-Bin (40), Zulieferleitung (50), bevorzugt in Richtung Kompaktiervorrichtung (70) gesehen vor einem Schneckenbunker (60) in der Zulieferleitung (50), Schneckenbunker (60), erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Zugabe von HCl in ein Schmelzaggregat zum Aufschmelzen des HCl erfolgt, wobei das HCl über einen HCI-Bin (90) in das Schmelzaggregat (80) eingegeben wird, und Zugabe von festem Kohlenstoffträger auch in den HCI-Bin (90) erfolgt.
PCT/EP2023/085654 2022-12-19 2023-12-13 Einstellung des kohlenstoffgehalts in direktreduziertem eisen WO2024132797A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22214537 2022-12-19
EP22214537.7 2022-12-19
EP23168511.6A EP4389918A1 (de) 2022-12-19 2023-04-18 Einstellung des kohlenstoffgehalts in direktreduziertem eisen
EP23168511.6 2023-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024132797A1 true WO2024132797A1 (de) 2024-06-27

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ID=89378561

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Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/085654 WO2024132797A1 (de) 2022-12-19 2023-12-13 Einstellung des kohlenstoffgehalts in direktreduziertem eisen

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WO (1) WO2024132797A1 (de)

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DE102020116425A1 (de) * 2020-06-22 2021-12-23 Salzgitter Flachstahl Gmbh Verfahren zur Herstellung von Rohstahl mit niedrigem N-Gehalt

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