DE8024491U1

DE8024491U1 - Austragsvorrichtung fuer heissen eisenschwamm aus einem direktreduktionsschachtoffen

Info

Publication number: DE8024491U1
Application number: DE19808024491
Authority: DE
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1983-08-11

Description

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80/0105 GM 5. Mai 1983 Beschreibung; Kr/ha

Die Neuerung betrifft eine Austragsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Eine Austragsvorrichtung dieser Art ist durch die DE-AS 12 38 941 bekanntgeworden. Wird der Eisenschwamm mit einer Temperatur, die etwa der Reduktionstemperatur entspricht also mit etwa 800° C ausgetragen (Heißaustrag), dann besteht die Gefahr, daß die heißen Eisenschwanmpartikel zusammenbacken und damit der Heißaustrag der Partikel gestört wird.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Austragsvorrichtung verfügbar zu machen, mit der bei diesen Temperaturen ein Zusammenbacken der Eisenschwammpartikel verhindert und bereits zusammengebackene Partikel wieder getrennt werden.·

Die Aufgabe wird bei einer Austragsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Neuerung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ^mit Schneckenförderer für den Heißaustrag von Eisenschwamm aus einem Direktreduktionsschachtofen,

Fig. 2 in einem Längsschnitt einen Schneckenförderer zum Heißaustrag dür Eisenschwammp· rtikel.

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Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zur direkten Erzeugung von flüssigem Roheisen aus stücklgern Eisenerz enthält einen EinSdhmelzvergaser 1 der in der DE-OS 28 43 303 beschriebenen Art. Oberhalb des Einschmelzvergasers ist ein in einer nicht dargestellten Stahlkonstruktion aufgehängter .Direktreduktionsschachtofen 2 angeordnet, der im Prinzip beispielsweise in der DE-OS 29 35 707 beschrieben ist. Dem Direktreduktionsschachtofen wird über einen gasdichten Doppelglockenver-Schluß 3 stückiges Eisenerz zugeführt, das in Form einer losen Schüttung im Schachtofen absinkt und mittels eines über einen mittleren Gaseinlaß 4 eingeblasenen heißen Reduktionsgases einer Temperatur zwischen 760 und 85O⁰C zu Eisenschwamm reduziert wird. Das verbrauchte Reduktionsgas verläßt den Schachtofen 2 über einen oberen Gasauslaß 5 und kann in bekannter Weise in den Reduktionsgaskreislauf zurückgeführt oder anderweitig ausgenutzt werden.

Der durch Reduktion des stückigen Eisenerzes erhaltene heiße Eisenschwamm wird mit einer Temperatur von etwa 750° bis 800⁰C unten aus dem Direktreduktionsschachtofen 2 ausgetragen und kontinuierlich von oben in den Einschmelzvergaser chargiert. Im Einschmelzvergaser wird aus über Öffnungen 6 eingebrachter Kohle und durch zwölf radial angeordnete Düsen 7 eingeblasenem sauerstoffhaltigem Gas, insbesondere Sauerstoff und Luft, ein Kohiefließbett 8 gebildet, in dem auch größere Eisenschwammpartikel merklieh abgebremst und bis zum Eintritt in eine Hochtemperaturzone im unteren Abschnitt des Kohlefließbettes um einen

wesentlichen Betrag in ihrer Temperatur erhöht und schließlich aufgeschmolzen werden.

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Oberhalb des Kohlefließbettes 8 schließt sich ein Beruhigungsraum an, in den radiale Düsen 9 münden/ durch die zur Kühlung des im Einschmelzvergaser erzeugten heißen Reduktionsgases Wasserdampf, Kohlenwasserstoffe oder ein beispielsweise auf 50 C herabgekühltes Reduktionsgas eingeblasen werden. Das im Einschmelzvergaser erzeugte Reduktionsgas verläßt den Einschmelzvergaser oberhalb des Beruhigungsraumes durch zwei Gasauslässe 10 mit einer Temperatur zwischen 1200 und 1400⁰C und einem Druck von etwa 2 bar.

Es gelangt dann zu einer Mischstelle 11, in der es mit * Kühlgas ausreichend niedriger Temperatur auf die für die Direktreduktion notwendige Temperatur, in der Regel von
760 bis 850⁰C, gebracht wird. Die Mischstelle ist strömungstechnisch so ausgebildet, daß ein Teil der kinetischen Energie des Kühlgases nach Durchmischung mit dem heißen vom
Einschmelzvergaser gelieferten Reduktionsgas als Druck
wiedergewonnen wird und damit der Druckverlust im Heißgasweg möglichst gering gehalten wird. Von der Mischstelle

gelangt das Gas zu einem Zyklonabscheider 12, in dem der mit dem Gasstrom mitgerissene Koksstaub und Asche weitgehend abgeschieden werden. Sodann wird der auf die vorgeschriebene Prozesstemperatur abgekühlte und gereinigte Heißgasstrom geteilt, und zwar werden etwa 60 Vol.-% hiervon als erster Teilgasstrom 13 durch den Gaseinlaß 4 in die I

Reduktionszone des Direktredukt.ionsSchachtofens 2 eingeblasen, während der andere Teil zur Kühlgasgewinnung einem Einspritzkühler 14 und dann einem Waschturm 15 zugeführt wird. Das hier austretende Kühlgas wird durch einen Kompressor 16 komprimiert und mit einer Temperatur von etwa 50⁰C zur Temperaturregelung des aus dem Einschmelzvergaser

β austretenden heißen Reduktionsgases der Mischstelle 11, "

Temperaturregelung des Reduktionsgases im Einschmelzvesrgasef den Düsen 9 und ferner/ wie später beschrieben/ einer Ringleitung 22 zugeführt«

Für den Heißaustrag der Eisenschwanunpartikel aus dem Direktreduktionsschachtofen 2 sind symmetrisch zur Mittelachse des Ofens radial sechs Schneckenförderer 17 angeordnet, die als Paddelschftecken ausgebildet und einseitig gelagert sind. Die Austrittsöffnung 18 jedes SchneckenfÖrderers steht mit einer Verbindungsieitung in Form eines Fallrohres 19 in Verbindung, die durch die Decke des Einschmelzvergasers 1 in den Beruhigungsraum dieses Vergasers mündet. Es sind demnach im vorliegenden Fall auch sechs axialsymmetrisch angeordnete Fallrohre vorgesehen. Möglichst nahe am Eintritt in den Einschmelzvergaser mündet in jedes Fallrohr eine Düse 21 aus einer Ringleitung 22, der vom Kompressor 16 ein als dritter Teilgasstrom 23 bezeichneter Strom des auf 50⁰C abgekühlten und gereinigten vom Einschme.lzvergaser gelieferten Reduktionsgases zugeführt wird*

. Während bei bekannten Verfahren und Anlagen durch aufwendige Maßnahmen verhindert wird, daß das ungereinigte und zu heiße Reduktionsgas ohne Aufbereitung in den Direktreduktionsschachtofen gelangen kann, wird bei dem vorliegenden Verfahren ein begrenzter Gasstrom unmittelbar vom Einschmelzvergaser über die Austragvorrichtung 17 für den heißen Eisenschwamm im Gegenstrom zu diesem zugelassen. Der gesamte, direkt aus dem Einschmelzvergaser in die Fallrohre strömende Gasstrom aus ungereinigtem Reduktionsgas ist als zweiter Teilgasstrom 24 bezeichnet. Die Temperatur des in die Fallrohre 19 einströmenden zweiten Teilgasstromes 24 wird mittels des über die Düsen 21 in geregelter Menge eingeleiteten Kühlgases auf eine Temperatur zwisehen 760 und 850⁰C abgekühlt, bevor die Gasströme über die

Schneckenförderer 17 in den Reduktionsschachtofen gelangen. Das Kühlgas wird 30 zugeführt/ daß eine besonders gute Verwirbelung mit dem aufsteigenden Rohgas eintritt. Der beim Eintritt in den Schneckenförderer 17 im aufstei-'jenden Gasstrom enthaltene Staub setzt sich im wesentlichen im Bereich des Schneckenförderers ab und wird sukzessive zusammen mit den Eisenschwammpartikeln v/ieder in das betreffende Fallrohr und in den Einschmelzvergäser zurück befördert.

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Wesentlich ist eine Begrenzung des zweiten Teilgasstromes 24, d.h. also der über die sechs Fallrohre 19 unmittelbar vom Einschmelzvergaser nach oben strömenden Rohgasmenge auf einen Anteil von maximal 30 Vol.-% der gesamten in den Direktreduktionsschachtofen eingeleiteten Reduktionsgasmenge. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß der Strömungswiderstand für den zweiten Teilgasstrom 24 im Strömungsweg bis zur Reduktionszone im Direktreduktionsschachtofen, d.h. also bis zur Ebene des Gaseinlasses 4, größer ist als der Strömungswiderstand für den ersten Teilgasstrom 13 im Strömungsweg vom Gasauslaß 10 bis zum Gaseinlaß 4. Dieser Forderung kommt die Ausbildung der Austragvorrichtung 17 als Schneckenförderer, deren Förderteil als Paddelschnecke ausgebildet ist, entgegen. Im übrigen werden der Strömungswiderstand und damit die Druckverluste im Strömungsweg des ersten Teilgasstromes 13 bewußt klein gehalten.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung wird ein unmittelbarer kontinuierlicher Transport der heißen Eisenschwammpartikel aus dem Direktreduktionsschachtofen 2 in den Einschmelzvergaser 1 ermöglicht, ohne daß Schleusen oder andere aufwendige Einrichtungen zur Abdichtung gegenüber dem heißen Reduktionsgas erforderlich sind, die bei der hohen Temperatur und der

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Art des zu fördernden Materials nur unter Schwierigkeiten mit der erforderlichen Betriebssicherheit realisierbar
sind.

In Fig. 2 ist teilweise im Längsschnitt einer der sechs

Schneckenförderer 17 dargestellt. Der Schneckenförderer ist an einem mit dem Mantel des Direktreduktionsschachtofens
verschweißten Stutzen 31 angeflanscht. Im Stutzen 31 befindet sich an der Austrittsseite 18 des Förderers ein Austrittsstutzen 32 zum Anflanschen eines Fallrohres 19 (siehe auch Fig. 1). Als Verschleißschutz für das Mauerwerk umhüllt
den Förderteil ein Hüllrohr 33, das ebenfalls am Stutzen 31 angeflanscht ist.

Der Schneckenförderer 17 enthält einen in den Ofen hineinragenden Förderteil 36 sowie einen am Stutzen 31 angeflanschten aus dem Ofen herausragenden Lagerteil 34 und einen Antriebsteil 44.

Der Förderteil 36 hat die Form eines durch Paddeln 37 gebildeten unterbrochenen Schneckengangs, wobei sich die gestrichelt eingezeichnete Umhüllende 38 der Paddelschnecke zum freien Ende der Welle 35 hin konisch verjüngt. Dieses freie Ende reicht bis nahezu in die Mitte des Schachtofens und

gewährleistet durch die konische Verjüngung der Umhüllenden eine gleichmäßige Entnahme des Schüttgutes aus der Schüttsäule.

Die Welle 35 ist wassergekühlt und für diesen Zweck hohl
ausgebildet mit einem Innenrohr 39, das kurz vor dem freien Ende der Welle 35 endet und in das das Kühlwasser eingeführt wird/ welches sodann am freien Ende umgeleitet wird und im Ringspalt zwischen dem zentralen Rohr 39 und der Innenwand der Welle 35 zurückströmt.

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Der Antrieb 44 ist wie folgt aufgebaut.

Zum Drehen der Welle 35 dient ein Klinkenschaltwerk mit einem Rad 40, in dessen Zähne eine Klinke 41 eingreift/ die drehbar an einem Hebel 42 befestigt ist, der wiederum drehbar auf der Welle 35 sitzt und mittels eines hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben 43 um eine vorgegebene Winkelbewegung hin und her geschwenkt werden kann. Hierbei wird durch die Klinke 41 das Rad 40 jeweils um einen der Zahnteilung oder einem Vielfachen der Zahnteilung entsprechenden Betrag weitergedreht.

Bei größeren Durchmessern des DirektreduktionsSchachtofens kann es erforderlich sein, die Welle des Schneckenförderers durch den Ofen zu führen und beidseitig in der Wand des Ofengefäßes zu lagern. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Schneckengänge vom Zentrum aus gegenläufig, d. h. zum Umfang fördernd, anzuordnen.

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Claims

Korf-Stahl AG und
Voest Alpine AG

.ustragsvorrichtung für heißen Eisenschwamm aus einem Direktreduktionsschachtofen

Schutzansprüche

•jg 1. Austragsvorrichtung für heißen Eisenschwamm aus einem Direktreduktionsschachtofen in Form eines Schneckenförderers, dadurch gekennzeichnet , daß der Fördert->.il (36) des Schneckenförderers (17) in Form eines durch Paddeln (37) gebildeten unterbrochenen Schneckengangs ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umhüllende (38) des Förderteils (36) des Schneckenförderers (17) zur Eintrittsseite des Schnecken-

2Q förderers hin konisch verjüngt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schneckengang tragende Welle (35) des Schneckenförderers (17) einseitig in einem Lagerteil (34) gelagert ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schneckengang tragende Welle (35) hohl ausgebildet und mit einem Kanal für ein Kühlmedium versehen ist.

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