CH254859A - Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Roheisen. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Roheisen.    Bei der Verhüttung von Eisenerzen hängt  die Wirtschaftlichkeit der Anlageweitgehend  Voll der Qualität des Erzes ab. In vielen  Fällen sind die Vorbedingungen für eine  Verhüttung in einem Blashochofen wegen  Fehlens geeigneter Kohlenvorkommen nicht  gegeben. Eine Verhüttung im elektrischen  N iederschachtofen liegt daher oft auf der  Hand, weil die Anforderungen an die     physi-          halische    Beschaffenheit von Erz und Kohle  bei diesem Verhüttungsverfahren viel gerin  ger sind.  



  Im Niederschachtofen wird aber bekannt  lich vom eingebrachten Kohlenstoff nur etwa  für die Reduktion gebraucht, während  die andern 502o% zum Teil für die Aufkoh  l ung des Roheisens, grösstenteils aber in Form  von Kohlenmonoxyd (CO) den Reduktions  ofen wieder verlassen. Um daher die     Wirt-          ehaftliehkeit    der Anlage zu verbessern, ist  es notwendig, eine Verwertungsmöglichkeit  für das aus demn Ofen stammende Gas zu fin  den.  



  Das Gas, infolge seines grossen CO-Gehal  tes, ist ein sehr gutes Heizgas, kann aber we  gen seiner Giftig gkeit nicht für die öffentliche  Gasversorgung benutzt werden. Eine sehr ge  eignete Verwendungsmöglichkeit bietet es als  Wärmnequelle für die Beheizung grosser     in-          rdustrieller    Produktionsöfen oder als Aus  gangsstoff für die Benzin-Synthese. Meistens  ist aber die zur Verfügung stehende Gasmenge  so gross, dass irgendein Gasspeicher noch  vorgesehen werden muss, oder ein Teil des    Gases muss unbenutzt ins Freie abgeblasen  werden, so dass entweder die Anschaffungs  kosten der Anlage verteuert werden, oder es  findet nur eine unvollständige Auswertung  des Gases statt.  



  Es ist auch vorgeschlagen worden, das  Abgas aus dem Erzreduktionsofen für die       Beheizueg    eines     Zementdrehofens    zu     verwen-          d±n    und diesen Zement zusammen mit. der  aus dem     Niederschachtofen    anfallenden  Sehlacke zu vermischen, um auf diese Weise  Zement herzustellen. Ein solcher Verbund  betrieb für die Herstellung von Eisen und  Zement ist aber nicht überall erwünscht oder  möglich, und die Rentabilität hängt von der       Absatzmöglichkeit    für den Zement ab, so dass  dieses Verfahren nur bei besonderen örtlichen  Verhältnissen anwendbar ist.  



  Ausser der bereits erwähnten Herstellung  von Roheisen im     Blashochofen    oder im elek  trischen     Niederschaehtofen    ist es aber auch  bekannt, aus reichen Eisenerzen mit Hilfe  von gasförmigen     Reduktionsmitteln    Eisen  schwamm zu     erzeusen.    welcher in einem       zweiten        Arbeitsprozess    zu flüssigem Stahl zu  sammengeschmolzen wird.

   Für die Erzeu  gung von     Eisenschwamm    sind bereits eine  ganze Anzahl verschiedene Verfahren be  kannt, wobei     a-ls    Reduktionsgas hauptsäch  lich Kohlenmonoxyd verwendet     wird,    das aus  Kohle, in besonderen Generatoren laufend,  oder durch Reduktion von Kohlensäure<B>(CO")</B>  im Kreislauf hergestellt     wird.    Durch das  Kreislaufverfahren und unter Zuhilfenahme      elektrischer Energie für die Deckung der  Reaktionswärme und Abstrahlungsverluste  ist es möglich, den Kohlenverbrauch bis nahe  an die für die Reduktion theoretisch notwen  dige Menge zu senken.  



  Für die Erzeugung von Eisenschwamm  wäre es daher das Gegebene, wenn man den  hohen Anteil an Kohlenmonoxyd, der im  Abgas eines Niederschacht-Roheisenofens  vorhanden ist, für den Reduktionsprozess im  Eisenschwammofen verwenden könnte. Das  a uS dem Roheisenofen stammende Gas ent  hält aber auch 20-30% CO2, und mit einer  solchen Zusammensetzung lassen sich Eisen  erze höchstens zu FeO, nicht aber zu Eisen  schwamm (Fe) reduzieren, und zwar wegen  dem sich einstellenden Gleichgewicht zwi  schen FeO + CO     #    Fe + CO2. Es kommt  somit höchstens eine Vorreduktion des Erze  in Frage, welche aber nicht interessant ist.  da das erhaltene Produkt nur im Nieder  schachtofen und lediglich zu Roheisen wei  ter verarbeitet werden kann.  



  Es ist nun möglich, das Gas vor dem  Eintritt in den     Reduktionsschacht    für Ei  senschwamm zu reduzieren, indem man es  z. B. durch einen elektrisch beheizten     Karbu-          rator    schickt. Die dort für die Reduktion der  Kohlensäure aufzuwendende     Kohlenmenge     ist aber gleichgross wie die zur Reduktion  auf direktem Wege benötigte Kohlenmenge,  so dass auf diese Weise keine bessere     Koh-          lenausnützung    resultiert und nichts gespart  wird.  



  Die Bestrebungen zur Verbesserung der  Kohlenausbeute bzw. zur Verwertung des  aus dem Niederschachtofen anfallenden Ab  gases müssen deshalb dahin gehen, aus dem  Roheisenofen ein CO2-armes Gas zu erhalten.  Dieses ist     beispielsweise    erreichbar, wenn  dem Müller des Niederschachtofens keine  Karbonate beigemischt werden. Es finden  sich aber stets Kalciium- und     Magnesium-          Karbonate    (CaCO3 und MgCO3) in den Er  zen, und die Zuschläge, die zur Schlacken  bildung und     Schwefelbildung    dienen, bestehen  meistens aus CaC03 Durch eine vorher  gehende Rüstung sowohl der Erze als auch    der Zuschläge kann aber ein karbonatfreier  Müller leicht erhalten werden.

   Für dieses  Rösten genügt nun ein Gas mit einem Heiz  wert von etwa 1600 Cal/m3 vollständig. Das  aus dem Niederschachtofen austretende Gas  hat aber einen Heizwert von etwa 2600  Cal/m3 dank seinem hohen CO-Gehalt.  



  Die Erfindung bezieht sich nunmehr auf  ein Verfahren und eine Einrichtung zur Er  zeugung von Roheisen in Verbindung mit der  Erzeugung von Eisenschwamm, wobei die  Verhüttung von Eisenerzen sehr verschie  dener Qualität in äusserst wirtschaftlicher  Weise, und zwar besonders mit Rücksicht  auf einen niedrigen Kohlenverbrauch, er  möglicht wird.  



  Gemäss der Erfindung wird dies dadurch  erreicht, dass ein Eisenschwamm erzeugender  Ofen mit dem aus einem elektrischen Roh  eisenofen stammenden Gas betrieben wird  und das Abgas aus dem     Eisenschwammofen     für die Herstellung     eines,        karbonatfreien        Mül-          lers    für den elektrischen     Roheisenofen    dient.  



  An Hand der Zeichnung sei ein Ausfüh  rungsbeispiel einer Anlage, die für die  Durchführung des Verfahrens gemäss der Er  findung geeignet ist, in     schematischer    Weise  veranschaulicht.  



  Die Anlage besteht im wesentlichen aus  einem elektrischen     Niederschacht-Erzreduk-          tionsofen    1, in welchem Eisenerz unter Bei  mischung von Koks     und    Kalk auf elektri  schem Wege zu Roheisen reduziert     wird,    ei  nem     Gas-Scha.chtofen    2 für die Herstellung  von Eisenschwamm, einem elektrisch betrie  benen     Gas-Erhitzer    3,     einem        Röstofen    4 für  das Rösten von Eisenerz, und einem Kalk  brennofen 5 sowie einem     Elektroschmelzofen    6.  



  Die Vorgänge bei der gleichzeitigen Her  stellung von Roheisen und Eisenschwamm  sind nun wie folgt:  Der     Niederschacht-Reduktionsofen    1, der  zur Verhüttung von Erzen mit     relativ    nied  rigem Eisengehalt vorgesehen ist,     wird    mit  Kohle und     karbonatfreiem        Müller    beschickt..  Der Müller, beispielsweise bestehend aus  Röstgut     und    Kalk, wird vom Röstofen 4     und     Kalkbrennofen 5 geliefert und     mittels    einer           nicht    dargestellten Fördereinrichtung zum  Ofen 1 befördert.

   Dadurch, dass ausschliess  lich karbonatfreier Möller im Roheisenofen  1 verwendet wird, wird das bei der     Erzreduk-          t    ton in diesem Ofen, anfallende Gas prak  tisch frei von CO2 sein. Dieses nunmehr vor  aus CO bestehende Gas wird nach  Verlassen des Ofens 1 mittels eines Gebläse  7 zunächst dem Gaserhitzer 3 zugeführt, wo  c s atzt elektrischem Wege die für die     Her-          stullung    von Eisenschwamm erforderliche  Realktionstemperatur erhält, um schliesslich  zum Schaehtofen 2 zu gelangen, wo es als  Reduktionsgas für die Reduktion von hoch  wertigem Eisenerz zu Eisenschwamm dient.

    Beim Reduktionsprozess im Eisenschwamm  ofen 2 wird der CO-Gehalt dieses Gases     lang-          sanm    abgebaut, bis wiederum das Gleichge  wicht zwischen FeO + COik     #    Fe + C02 sich  einstellt. In diesem Zustand wird der grösste  Teil des Gases mittels eines Gebläses 8 aus  dem Ofen 2 abgezogen und dem Röstofen 4  sowie dem Kalkbrennofen 5 zugeführt. Der  pHeizwert des aus dem Ofen 2 abgezogenen  Gases beträgt noch 1800-2000 Cal/m3 und  ist ohne weheres ausreichend für die Behei  zung der Öfen 4 und ö, vo hochwertiges  Erz bzw. Kalkspat geröstet bzw. gebrannt  wird.

   Der im Ofen 2 verbleibende Gasteil  wird durch Zufuhr von Luft über die Lei  tung 9 im obern Teil des Reduktionsofens  gänzlich verbrannt und dient zur     Vorwär-          mung    des Erzes. Wie bereits erwähnt, wird  aus dein Röstofen 4 und dem Kalkbrennofen       a        Röstgut    und Kalk für die Beschickung     des     Roihieisen-Niederschachtofens 1 geliefert.  



  Je nach den im Niederschachtofen pro  Tonne erzeugten Roheisens benötigten     Erz-          und    Zuschlagsmengen wird mehr oder weni  ger Wärme für die Röstung des Möllers be  nötigt und dementsprechend auch mehr oder  weni rüge r CO-Gas zur Erzeugung von Eisen  schwamm frei zur Verfiigung stehen. D  im Schachtofen 2 erzeugte Eisenschwamm  kann in einem Elektroschmelzofen 6 zu Stahl  gescmolzen werden.  



  Das beschriebene Verfahren ermöglicht  z. B. bei Vorhandensein verschiedener Erz-    sorten, die eine über das Roheisenverfahren  im Niederschachtofen, die andere, hochwerti  gere, zu Eisenschwamm im Schachtofen zu  verarbeiten. Im Vergleich mit einer Verhüt  tungsanlage, wo nur Niederschacht-Reduk  tionsöfen für die Erzeugung von Roheisen  vorhanden sind, kann mit dem beschriebenen  Verbundbetrieb für dieselbe     Kohlenmenge     1,4-1,6mal mehr Eisen erzeugt werden, wo  bei die Mehrproduktion auf Eisenschwamm  entfällt. Es ist auch möglich, mit dem Ver  fahren gemäss der Erfindung im Reduktions  schachtofen für Eisenschwamm reiche Erz  konzentrate zu hochwertigem Eisenschwamm  bzw.

   Stahl zu verarbeiten, und im     Roheisen-          Niederschachtofen    die noch eisenreichen Ab  gänge vom Konzentrationsprozess für die  Herstellung von Roheisen zu verwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Erzeugung von Roheisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eisen schwamm erzeugender Ofen mit dem aus ei nem elektrischen Roheisenofen stammenden Gas betrieben wird, und das Abgas aus dem Eisenschwammofen für die Herstellung eine karbonatfreien Möllers für den elektrischen Roheisenofen dient.

   1I. Einrichtung zur Ausübung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet, durch einen elektrischen Roheisenofen, ei nen Gaserhitzer für die Aufwärmung des aus dem Roheisenofen stammenden Gases, einen Eisenschwammofen, der mit den aus dem Roheisenofen kommenden und im Gaserhitzer aufgeheizten Gasen betrieben wird, und mindestens einen Röstofen, der mit Abgas aus dem Eisenschwammofen beheizt wird und einen karbonatfreien Möller für den Roh eisenofen liefert. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das aus dem Roh eisen stammende Gas vor Eintritt in den Eisenschwammofen auf die für die Erzeu gung von Eisenschwamm erforderliche Tem peratur erhitzt wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das aus dem Roh eisenofen stammende Gas auf elektrischem Wege erhitzt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass ein Teil des aus dem Roheisenofen stammenden Gases im Ei senschwammofen unter Zufuhr von Frisch luft vollständig verbrannt wird, während der restliche Teil des Gases nach Verwendung für den Reduktionsprozess aus dem Eisen- sehwammofen abgezogen und für die Röstung des für die Beschickung des Roheisenofens erforderlichen Möllers dient. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass das Abgas aus dem Eisenschwammofen für die Beheizung eines Eisenerz-Röstofens und eines Kalk- brennofens verwendet wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass im Roheisenofen und im Eisenschwammofen Erze verschiede ner Qualität verarbeitet werden. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass im Eisenschwamm- ofen reiche Konzentrate zu hochwertigem Eisenschwamm verarbeitet werden, während im Roheisenofen die Abgänge vom Konzen trationsprozess zu Roheisen reduziert werden. 7. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Roheisen ofen ein elektrisch betriebener Niederschacht- Reduktionsofen ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaserhitzer für die Aufwärmung des aus dem Roheisen ofen stammenden Gases ein elektrischer Er hitzer ist. 9.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl zwi schen dem Roheisenofen und dem Gaserhit zer, als auch zwischen dem Eisensch-v#,amm- ofen und dem Röstofen je ein Gebläse für die Beförderung des Gases in der Verbindungs- Rohrleitung angeordnet ist. 10. Einrichtung nach Patentanµpruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen für die Erzeugung von Eisenschwamm ein Gas schachtofen ist.