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CH280889A - Verfahren zur Herstellung von Eisen. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Eisen.

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Publication number
CH280889A
CH280889A CH280889DA CH280889A CH 280889 A CH280889 A CH 280889A CH 280889D A CH280889D A CH 280889DA CH 280889 A CH280889 A CH 280889A
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CH
Switzerland
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gas
iron
fuel
ore
gasification
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English (en)
Inventor
Inc Koppers Company
Original Assignee
Koppers Co Inc
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.)
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Publication date
Application filed by Koppers Co Inc filed Critical Koppers Co Inc
Publication of CH280889A publication Critical patent/CH280889A/de

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073Selection or treatment of the reducing gases

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description


  Verfahren zur Herstellung von Eisen.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Herstellung von Eisen durch Re  duzieren von Eisenerz mittels Kohlenoxyd und  Wasserstoff bei Temperaturen unterhalb des  Schmelzpunktes von Eisen und Eisenerz.  



  Fast die gesamte Menge des schmiedbaren  Eisens wird heute auf dem indirekten Wege,  das heisst auf dem Umwege über den     Blas-          hoehofen    gewonnen. Im Hochofen wird primär  ein Roheisen erzeugt, welches beträchtliche  Mengen von andern Bestandteilen enthält.  Dieses primäre Roheisen muss zur Überfüh  rung in schmiedbares Eisen einer Reinigung,  dem sogenannten Frisehen, unterworfen  werden.  



  Ausser der indirekten Erzeugung von  schmiedbarem Eisen auf dem Wege über den  Hochofen hat man auch versucht, schmied  bares Eisen direkt aus Erz zu erzeugen. Ein  wesentlicher Vorteil dieser direkten Eisen  erzeugung ist die besondere Qualität des bei  Temperaturen unterhalb seines     Sehmelzpunk-          tes    gewonnenen Eisens, das deshalb einen aus  gezeichneten Ausgangsstoff zur Herstellung  von Edelstählen bildet.  



  Bis heute sind jedoch die     Bestrebungen     zur direkten Erzeugung von schmiedbarem  Eisen wirtschaftlich nicht erfolgreich gewesen.  



  Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist,  eine solche Verbesserung des Verfahrens zur  direkten Erzeugung von schmiedbarem Eisen  aus Eisenerz zu     entwiekeln,    welche diese Art       Eisenerzeugung    unter Verwendung von bil  ligen und fast. überall verfügbaren festen    Brennstoffen unter Erzielung einer hohen  Wirtschaftlichkeit ermöglicht.  



  Gleichzeitig wird dabei die Erzeugung  eines wertvollen, insbesondere für die Syn  these von     Kohlenwasserstoffen    aus Kohlen  oxyd und Wasserstoff geeigneten     Gichtgases     angestrebt.  



       Erwünscht    wäre ferner, die     Reduktion    des  Eisenerzes mit einem reduzierenden,     nament-          lieh    Kohlenoxyd enthaltenden Gas ohne andere  Zuführung von Wärme zu dem zu reduzieren  den Erz     als    der fühlbaren Wärme des  Reduktionsgases auszuführen.  



  Es ist bekannt, Eisen durch Reduktion von  Eisenerz dadurch zu     gewinnen,    dass man das  zu verarbeitende Erz in einem senkrechten  Schacht, durch den das Erz von oben nach  unten in langsamer Bewegung geht, mit.       kohlenoxydreichen    Gasen behandelt, die im  Kreislauf durch den Schacht und einen da  mit verbundenen Raum strömen, in welchem  das durch die Reduktion des Erzes mit  Kohlensäure angereicherte Kreislaufgas mit  einem festen Brennstoff bei erhöhter Tem  peratur zwecks Umwandlung der Kohlensäure  in Kohlenoxyd in Berührung gebracht wird.

    Gleichzeitig damit wird das Umlaufgas auf  eine hohe Temperatur, vorzugsweise etwa  <B>10000</B> C erhitzt, die jedoch noch unter der  Schmelztemperatur des Eisens und der Gang  art liegt, so     dass    das Gas bei seinem Wege von  unten nach oben durch den     Reduktionsschacht     die für die Reduktion und die Vorbereitung      des Erzes erforderliche Wärme an die  Schachtfüllung abgeben kann.  



  Es ist weiter vorgeschlagen worden,  schmiedbares Eisen durch Reduktion von  Eisenerz bei Temperaturen unterhalb des  Schmelzpunktes des Eisens unter Verwendung  von Luft von erhöhtem Sauerstoffgehalt und  Kohle zu gewinnen. Obwohl man beim     Blas-          hochofen,    das heisst bei der indirekten Er  zeugung von schmiedbarem Eisen, gewisse  Fortschritte durch die Anwendung von Luft  mit erhöhtem Sauerstoffgehalt erzielt hatte,  ist die Verwendung von sauerstoffangereicher  ter Luft bei der direkten Erzeugung von  schmiedbarem Eisen in theoretischen Erwä  gungen stecken geblieben.

   Offenbar hat man  in diesem Vorschlag, nämlich das Reduktions  gas mit Hilfe sauerstoffangereicherter Luft  aus Kohle herzustellen, keinen Vorteil gesehen  gegenüber den üblichen Gaserzeugern, bei  denen ohne Verwendung von sauerstoffange  reicherter Luft ein Kohlenoxyd und ge  gebenenfalls Wasserstoff enthaltendes Gas  hergestellt wird. Man war der Ansicht, dass,  da bei dem direkten Verfahren, das heisst  ohne Schmelzen des Eisens, wesentlich niedri  gere Temperaturen notwendig sind, als beim  gewöhnlichen Blashochofen, das von einem  mit gewöhnlicher Luft betriebenen Gas  erzeuger gelieferte Gas eine genügend hohe  Temperatur und einen genügend grossen  Wärmeinhalt hätte, dass dadurch der Wärme  bedarf des Reduktionsschachtes gedeckt  werden könnte.  



  In der Tat     bringt    die Verwendung von  sauerstoffangereicherter Luft bei der direkten  Reduktion ohne Schmelzen des Eisens nur  dann Vorteile, wenn das zur Reduktion  verwendete Gas bestimmten Bedingungen  bezüglich seiner Zusammensetzung genügt.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren zur Her  stellung von Eisen durch Reduzieren von  Eisenerz mittels Kohlenoxyd und     Wasserstoff     bei Temperaturen unterhalb des Schmelz  punktes von Eisen und Eisenerz ist dadurch  gekennzeichnet, dass unter Anwendung eines  mindestens 85 Vol. % Sauerstoff enthaltenden  Gases ein fester     Brennstoff    derart vergast    wird, dass ein reduzierendes Gas mit einem  Gesamtgehalt an Kohlenoxyd und Wasserstoff  von mehr als 70% erhalten wird, und dieses  Gas mit der für die Reduktion des Erzes not  wendigen Temperatur mit dem zu behandeln  den Erz in Berührung gebracht wird.  



  Es ist zweckmässig, den Gehalt des redu  zierenden Gases an Kohlenoxyd und Wasser  stoff auf mehr als 85 % zu steigern. Das redu  zierende Gas hat dabei     vorteilhafterweise    eine  Temperatur von etwa<B>10000.</B>  



  Um die     Erzeugung    von schmiedbarem  Eisen durch Reduzieren von Eisenerz bei  Temperaturen unter 1000      unterVerwendunfg     von festen Brennstoffen beliebiger Art zu er  möglichen, wird zur Durchführung des Ver  fahrens vorzugsweise ein     Gaserzeugungsver-          fahren    angewandt, welches darin besteht, dass  man aus einem fein verteilten festen Brenn  stoff und Sauerstoff in einem solchen Mengen  verhältnis, dass der Kohlenstoff des Brenn  stoffes mindestens in Kohlenoxyd umgewan  delt wird, ein möglichst homogenes Gemisch  herstellt, und     da.ss    nun     dieses    Gemisch in  Form eines Strahles in einen auf hoher Tem  peratur befindlichen Reaktionsraum einge  leitet wird,

   in dem es sich entzündet unter  Bildung von im wesentlichen Kohlenoxyd und  Wasserstoff mit einer geringen Beimengung  von Kohlensäure.  



  Bei diesem Vergasungsverfahren treten in  der     Reaktions-    oder     Vergasungskammer    sehr  hohe Temperaturen auf. Um die Wände der  Reaktionskammer gegen Beschädigung     dureh     die hohe Reaktionstemperatur zu     schützeli,     wurde vorgesehen, in den Reaktionsraum ein       endotherm    mit Kohlenstoff reagierendes  Medium, zum Beispiel Wasserdampf oder  Kohlensäure, derart einzuleiten, dass     zwi-          sehen    der Zone höchster Temperatur und den  Wänden des     Reaktionsraumes    ein kontinuier  licher, zusammenhängender Strom des einge  leiteten     endotherm    reagierenden Medium;

    fliesst, der die Zone höchster Reaktion umhüllt..  



  Es ist vorteilhaft, an Stelle eines     endo-          therm    reagierenden Mediums als Schutzgas  in den Reaktionsraum Kohlenoxydgas, ge  gebenenfalls auch ein Gemisch von Kohlen-      oxyd und endotherm reagierenden Medien  (Wasserdampf und/oder Kohlensäure) einzu  leiten. Die lMenge, die hierbei an endotherm  reagierenden Medien im Schutzgas zugelassen  wird, hängt im wesentlichen von der Re  aktionsfähigkeit des verarbeiteten festen  staubförmigen Brennstoffes ab. Ist die Re  aktionsfähigkeit des Brennstoffes hoch, so  kann man eine relativ grosse Menge Wasser  dampf zusetzen, weil das endotherm reagie  rende Medium sich schnell mit dem Brenn  stoff umsetzt unter Bildung von Kohlenoxyd  und Wasserstoff.

   Statt Wasserdampf kann  man auch ein Gemisch von Wasserdampf und  Kohlensäure oder auch Kohlensäure allein  nehmen. Ist hingegen die Reaktionsfähigkeit  des festen staubförmigen Brennstoffes gering,  so muss unter Umständen ganz auf den Zu  satz von endotherm reagierenden Medien zum  Schutzgas verzichtet werden.  



  Man kann das zum Reduzieren des Eisen  erzes erforderliche, Kohlenoxyd und Wasser  stoff enthaltende Gas auch aus einem     stüeki-          gen    Brennstoff, zum Beispiel Steinkohlenkoks  oder nicht backende gas- und teerarme Kohle  (Anthracit), in einem mit ruhendem Brenn  stoffbett arbeitenden Gaserzeuger herstellen,  aus dem die Asche in geschmolzenem Zustand  abgezogen wird und aus dessen Schacht das  zur Reduktion benötigte Gas mit einer Tem  peratur von etwa 1000   C abgeleitet wird, wo  bei der zur Vergasung benötigte Sauerstoff  durch im Unterteil des Gaserzeugers vorge  sehene Düsen eingeleitet wird.

   Diese Düsen  sind mit je einer Zuleitung für Kohlenoxyd  gas ausgestattet, die so angeordnet ist, dass  Sauerstoff und Kohlenoxydgas an der Mün  dung der Düse miteinander reagieren; hierbei  ist die Anordnung der Düsen und ihr Abstand  voneinander vorteilhafterweise so zu wählen,  dass im Gaserzeuger eine zusammenhängende  Schmelzzone gebildet wird. Die Zuleitungen  zu den Düsen können auch für die Zuführung  eines endotherm mit Kohlenstoff reagierenden  gasförmigen Mittels dienen. Solche Mittel sind  bekanntlich     Wasserdampf,    Kohlensäure und  ein Gemisch von Wasserdampf und Kohlen  säure.    In einem derartigen Gaserzeuger kann ein  Gas hergestellt werden, das bei einer Tempe  ratur von 1000   C einen Gehalt von Kohlen  oxyd und Wasserstoff bis zu 95% aufweist.  



  Mit einem auf die beschriebene Weise her  gestellten reduzierenden Gas kann man die  Reduktion des Eisenerzes in kurzer Zeit und  in vergleichsweise kleinen Behandlungsräu  men leicht. so weit durchführen, dass ein Er  zeugnis anfällt, in welchem etwa     851/o    des  Eisens in elementarer Form enthalten sind.  Ein derartiges Erzeugnis kann dann ohne wei  teres in üblichen     Elelztroöfen    in Stahl unter  Reduzierung     des    Restes der Eisenoxyde umge  wandelt werden.  



  Ein weiterer     Fortschritt.    bei der Reduktion  von Eisenerz bei Temperaturen von etwa  <B><I>10000</I></B> C wird dadurch erzielt, dass die Er  zeugung des Kohlenoxyds und Wasserstoff       enthaltenden    Reaktionsgases und die Redu  zierung des Eisenerzes bei erhöhtem Druck  vorgenommen wird. Vorteilhaft wird ein Über  druck von 10-15 Atmosphären angewendet.  



  Die Erhöhung des Druckes macht es mög  lich, sowohl die Vergasung als auch die Redu  zierung des Eisenerzes auf vergleichsweise  kleinem Raum mit hoher Intensität durchzu  führen. Namentlich geht. die Reduzierung des  Eisenerzes mit sehr grosser Geschwindigkeit  vor sieh, wenn der Druck gesteigert wird. Es  ist. dann auch möglich, die Strömungsge  schwindigkeit des Reduktionsgases innerhalb  des mit Eisenerz gefüllten Behandlungs  raumes wesentlich herabzusetzen. Man ist da  durch in der Lage, auch feinkörnige Eisen  erze und solche Eisenerze zu behandeln, welche  bei der Reduktion zum Zerfallen neigen.  



  Der höhere Widerstand, den das Reduk  tionsgas in dem feinkörnigen Eisenerz findet,  wird von den unter erhöhtem Druck stehenden       Casen    leicht überwunden. Übrigens kann man  die     Durchlässigkeit    der Füllung des Reduk  tionsraumes für das Reduktionsgas dadurch  erhöhen,     da.ss    man dem Eisenerz ein     stüekiges     an der Reaktion nicht teilnehmendes Gut, etwa  Stückkoks, beimischt, der nach der Reduzie  rung von dem Erz durch     Absieben    oder in  sonst geeigneter Weise getrennt und dann im      Kreislauf wieder zur Auflockerung des Eisen  erzes benutzt wird.  



  Wendet man ein kohlenstoffhaltiges  Material, zum Beispiel Koks oder Schwelkoks,  an genügender Reaktionsfähigkeit zur Auf  lockerung des Eisenerzes im Reaktionsraum  an, so tritt unter Umständen aucb die Bildung       von    Methan aus Kohlenoxyd und Wasserstoff  nach der Gleichung 2C0+2H2 = CH4+C02  ein. Man erhält dann ein heizkräftiges Abgas,  welches in vorteilhafter Weise, zum Beispiel  zum Niederschmelzen des erzeugten Eisen  schwammes in Herdöfen oder dergleichen aus  genutzt werden kann.  



  Das bei dem erfindungsgemässen Verfahren  aus der Reduktionsstufe austretende Gas kann  neben Kohlensäure noch beträchtliche Mengen  Kohlenoxyd und Wasserstoff enthalten. Wenn  man     beispielsweise    ein Gas anwendet, welches  82,5% CO und 13% H2 neben 2% C02 ent  hält, so ergibt sich nach der Reduzierung des  Eisenerzes ein Abgas mit einem Gehalt von  34% C0, 7,5% H2 und 50,5% C02. Der  Rest ist Wasserdampf und eine geringe Menge  Stielstoff (etwa 2%), je nach der Reinheit  des verwendeten Sauerstoffes.  



  Ein solches Gas kann nach Entfernung der  Kohlensäure, etwa durch eine Wäsche des  Gases mit Wasser unter erhöhtem Druck, mit  Vorteil zur Erzeugung von Kohlenwasser  stoffen oder andern wertvollen Körpern be  nutzt werden.  



  Einen Teil der aus dem Gas entfernten  Kohlensäure kann man unter Umständen im  Kreislauf in die     Vergasungsstufe    des Ver  fahrens zurückführen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist an  zwei Ausführungsformen, die auf der Zeich  nung dargestellt sind, näher erläutert. Es  stellt dar  Fig.1 eine zur Durchführung des Ver  fahrens gemäss der Erfindung ausgebildete  Reduktionsanlage für Eisenerz mit Vergasung  eines fein verteilten festen     Brennstoffes.     



  Fig.2 schematisch eine Reduktionsein  richtung, welche mit einem     stückigen    Brenn  stoff,     zum    Beispiel Steinkohlenkoks, in der  Vergasungsstufe arbeitet.    Bei der Ausführungsform nach     Fig.    1  dient zur Vergasung ein     senkrechter    von oben  nach unten sich etwas     erweiternder    Schacht 1,  der von feuerfestem Mauerwerk 2 begrenzt  wird, welches in einer gasdichten Hülle 3 aus  Stahlblech oder dergleichen angeordnet ist.

         Tn    der feuerfesten Auskleidung 2 sind Kühl  rohre 4 vorgesehen, denen Kühlwasser aus  einem Hochbehälter 5 durch die Rohrleitung 6       zufliesst,    und aus welchen das erwärmte Was  ser durch die Rohrleitung 7 zum Behälter 5  zurückgeht.  



  Am     obern        engern    Ende des Schachtes 1  mündet gleichachsig zu diesem eine mit Was  serkühlung versehene Düse 8, durch welche  ein homogenes Gemisch von fein verteiltem       staubförmigem    Brennstoff und Sauerstoff in  Form eines Strahles in den Vergasungs  schacht eingeleitet wird.  



  Der     züz    vergasende fein verteilte Brenn  stoff kommt aus den Vorratsbehältern 9 mit  tels einer Transportschnecke 10 in eine Misch  einrichtung 11, der durch die Rohrleitung 12  Sauerstoff unter erhöhtem Druck zugeführt  wird. Die Bildung des homogenen Gemisches  zwischen Sauerstoff und     staubförmigem     Brennstoff findet in der Einrichtung 11 bei       vergleichsweise    niedriger Temperatur statt,  so dass sich das Gemisch erst innerhalb des  Vergasungsschachtes 1 beim Austritt aus der  Düse 8 entzündet.  



  Die Vorratsbunker 9 sind so ausgebildet,  dass der in die Mischeinrichtung eintretende  Sauerstoff nicht in die Behälter 9 gelangen  kann.  



  Das durch die Düse 8 eintretende     Gemiseb,     welches Sauerstoff und Kohlenstoff in einem  solchen Verhältnis enthält, dass bei der Reak  tion in dem auf hoher Temperatur arbeiten  den Vergasungsschacht     vorzugsweise    Kohlen  oxyd entsteht, setzt sich im Vergasungs  schacht bei einer sehr hohen Temperatur in       exotliermer    Reaktion um. Die Reaktion geht  bei geeigneter Feinheit des festen Brenn  stoffes und guter     Mischung    mit. sehr grosser  Geschwindigkeit vor sich, so dass fast der  gesamte brennbare Anteil des Brennstoffes  vergast wird. Vorzugsweise wendet man den      Brennstoff in solcher Feinheit an, dass auf  einem Sieb mit 4900 Maschen pro em2 nur  etwa 10% als Rüekstancl liegen bleiben.  



  Um die Wände 2 des Vergasungsschachtes  im Bereich der Zone exothermer Reaktion  gegen die dort herrschenden sehr hohen Tem  peraturen zu schützen, wendet man ein relativ  kaltes Schutzgas an, das aus den Rohr  leitungen 13 in den die Düse 8 umgebenden  Ringraum 14 strömt, welcher sich durch eine  ringförmige Düse 15, die gleiehaehsig zur  Düsenmündung 8 angeordnet ist, in den Ver  gasungsschacht 1 öffnet. Die Ringdüse 15 ist.  so ausgebildet, dass der Strom des kalten  Schutzgases die in der Mitte des Schachtes  liegende Zone     exothermer    Reaktion einhüllt  und längs der Wände des Vergasungsschachtes  in einem zusammenhängenden kontinuier  lichen Strom fliesst. Als Schutzgas wendet  man vorteilhaft ein kaltes oder mässig vor  gewärmtes kohlenoxydreiches Gas an.

   Man  kann dem Schutzgas aber auch eine gewisse  Menge Wasserdampf und/oder Kohlensäure  zusetzen, je nach der Eigenart und Reaktions  fähigkeit des zu verarbeitenden festen Brenn  stoffes, wie im Vorstehenden bereits erwähnt.  



  Im untern Teil des Vergasungsschachtes 1  sind noch Öffnungen 16 vorgesehen, um wei  tere Mengen eines kalten kohlenoxy dreichen  Gases einleiten zu können, welches hierbei  dazu dient, um die Temperatur der aus dem  Vergasungsschacht 1 abziehenden Gase schnell  auf etwa 1000  C zu senken. Die plötzliche  Erniedrigung der Temperatur wird unter  stützt dadurch, dass der Vergasungsschacht in  einen Kühlmantel 17 übergeht, der mit dem  Kühlwasserbehälter 5 in Verbindung steht.  



  Der bei der Vergasung des Brennstoffes  anfallende feste Rückstand setzt sieh am  Boden des Kühlbehälters 17 bei 18 ab und  kann dann durch die Austragevorrichtung 19  in den Aschebehälter 20 abgezogen werden.  



  Das erzeugte kohlenoxydreiche Gas, das  auch     Wasserstoff    enthält, zieht durch die  Rohrleitung 21 ab und gelangt unmittelbar in  den mit dem zu verarbeitenden Eisenerz     ge-          fiülten    Reduktionsschacht 22.    Der Reduktionsschacht 22 ist ebenso wie  der Vergasungsschacht 1 mit einem gasdich  ten Mantel umgeben. Das zu verarbeitende  Erz kommt aus dem Bunker 23 und wird über  eine Schleuse 24 am obern Ende in den  Reduktionsschacht 22 eingetragen. Erz und  Reduktionsgas gehen also durch den Schacht  22 im Gegenstrom zueinander.  



  Bei der Ausführungsform, die in Fig.1  der Zeichnung dargestellt ist, wird das ge  samte heisse Reduktionsgas am untern Ende  in den Reduktionsschacht 22 eingeleitet. Unter  Umständen kann es auch vorteilhaft sein,  einen Teil des heissen Reduktionsgases direkt  in höhere Zonen des Reduktionsschachtes ein  zuleiten. Der Reduktionsschacht wird vorzugs  weise so betrieben, dass auf einem möglichst  grossen Bereich seiner Höhe eine Temperatur  von etwa<B>10000</B> C gehalten wird. Das mit dem  Reduktionsgas behandelte Gut kann aus dem  Schacht 22 durch die     Austragevorriehtung    25  in den Behälter 26 zur weiteren Verwendung  abgezogen werden.

   Es enthält unter günstigen       Umständen        etwa        85        %        elementares        Eisen,        so     dass es unter Reduzierung des Restes von  Eisenerz ohne weiteres in einem elektrischen  Ofen oder einem Herdofen in flüssigen Stahl  umgewandelt werden kann. Unter Umständen  kann man das Eisen auch durch eine Behand  lung mit Magneten oder in     sonst    geeigneter  Weise konzentrieren.  



  Das     Gichtgas    zieht durch die Rohrleitung  <B>'27</B> ab, welche zu einem     Staubabscheider    28  führt, in welchem :sich der mitgerissene Erz  staub absetzt. Der abgesetzte Staub kann in  die Behälter 29 abgezogen werden. Das von  Staub befreite Gas geht durch die Rohrlei  tung 30 in einen Wäscher 31, der im wesent  liehen unter dem gleichen Druck arbeitet wie  der     Vergasungssehaeht    22 und der     Staubab-          seheider    28. In dem Wäscher 31 wird das Gas  mit Wasser in Berührung gebracht,     das    etwa  durch die Düse 32 eingespritzt wird und  unten bei 33 abläuft.. Der Wäscher 31 wirkt  im wesentlichen wie ein Kühler. Daneben  werden auch noch beträchtliche Mengen von.

    Verunreinigungen ausgeschieden.      Das gewaschene Gas wird dann nach  Passieren der Leitung 34 in einem Abscheider  35     vollständig    von mitgerissenem Staub und  sonstigen     Verunreinigungen    befreit und ge  langt dann in einen weiteren Wäscher 36, aus  dem es bei 37 zur weiteren Verwendung ab  gezogen wird.  



  Wird der Wäscher 36 unter erhöhtem  Druck betrieben, so findet dort eine Absorp  tion von Kohlensäure statt, so dass das bei 37  abziehende Gas praktisch nur aus Kohlenoxyd  und Wasserstoff mit vergleichsweise geringen  Beimischungen von Kohlensäure und Stick  stoff besteht.  



  Aus der Leitung 37 kannmandurch die Rohr  leitung 38, die Pumpe 39 und die Rohrleitung  140 einen Teil des erzeugten Gases abziehen  und den Schachtöffnungen 16 im Vergaser  schacht 1 zuführen.  



  Ferner kann man kaltes Gas aus der Rohr  leitung 140 auch noch aus der Zweigleitung  141 in den als Kühlmantel ausgebildeten  Unterteil 142 des Reduktionsschachtes 22 ein  leiten, um das dort ankommende reduzierte  Erz vor seiner Austragung zu kühlen.  



  Der     Rohrleitung    37 kann im übrigen auch  noch     das    Kohlenoxydgas entnommen werden,  welches aus den Rohrleitungen 13 als Schutz  gas in den Vergaserschacht 1 eingeleitet wird.  In dem Vergaser verarbeitet man vorteilhaft  Brennstoff, welcher arm an flüchtigen Be  standteilen und Wasser ist, so dass sich das  Wassergasgleichgewicht auf der Basis von  geringen Mengen Wasserdampf einstellt.  



  Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung ver  wendet zur     Erzeugung    des Reduktionsgases  einen stückigen Brennstoff, vorzugsweise  Steinkohlenkoks. Der Koks kommt aus dem.  Vorratsbehälter 40 zunächst in die Kammer 41,  in welcher er mit heissen Gasen, die beispiels  weise durch die Rohrleitung 42 aus Brennern  58 zugeführt und durch die Rohrleitung 49  abgezogen werden, so behandelt wird, dass das  Wasser ausgetrieben und der Brennstoff auf  etwa 300  C vorgewärmt wird. Der so vor  gewärmte Brennstoff kommt dann über den  verengten Teil 43 in den Gaserzeuger 44,    welcher mit Verflüssigung der Brennstoff  asche arbeitet.  



  In den untern     verengten    Teil 45 des Gas  erzeugers 44 mündet eine Reihe von Düsen 46,  durch welche Sauerstoff aus der Leitung 47  in den Vergasungsschacht eingeleitet wird.  Gleichzeitig mit -Sauerstoff tritt durch die  Düsen     Wasserdampf    aus der     Leitung    48 in  den Gaserzeuger ein,     und    zwar in solcher  Menge, dass praktisch der     gesamte    zugeführte  Wasserdampf unter Bildung von     Kohlenox@-c1     und Wasserstoff zersetzt wird.  



  An Stelle von oder zusätzlich zu Wasser  dampf kann man unter Umständen durch die  Düse 46 auch Kohlensäure in den Gaserzeuger  einleiten. Die Kohlensäure setzt sich im Gas  erzeuger infolge der herrschenden hohen Tem  peratur mit Kohlenstoff in Kohlenoxyd um.  



  Schliesslich ist es auch möglich, durch die  Düsen 46 Kohlenoxydgas einzuleiten. Das  Kohlenoxyd darf sich aber erst- am Ende der  Düse mit dem Sauerstoff mischen und um  setzen.  



  Der Gaserzeuger 44 wird so betrieben, dass  sich an seinem Boden eine zusammenhängende  Zone bildet, in welcher die Brennstoffasche  schmilzt. Die geschmolzene Schlacke wird bei  149 abgezogen.  



  Das im Gaserzeuger 44 erzeugte Gas wird  durch die Rohrleitung 50 mit einer Tempera  tur von etwa 1000   C abgezogen und     unten    in  den Reduktionsschacht 51 eingeleitet, in wel  chem es mit. dem zu reduzierenden Erz in Be  rührung kommt. Der Sehacht, 51 ist im  wesentlichen wie der Reduktionsschacht      _ _     der     Fig.1    ausgebildet und wird in gleicher  Weise betrieben.  



  Das reduzierende Gut wird bei 52 abgezogen.  Das Gas gelangt ähnlich wie bei     Fig.    1 nach  Verlassen des Schachtes 51 in einen     Staub-          abscheider    53 und kann dann, wie in     Fig.1     dargestellt, in einen Wäscher und Kühler 31  und von dort über den     Abscheider    35 in  einen     zweiten    Wäscher 36 geführt werden, der  zur Beseitigung der Verunreinigungen, unter  Umständen auch zum     Auswaschen    der Kohlen  säure dient, wie bei     Fig.1    beschrieben.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Eisen durch Reduzieren von Eisenerz mittels Kohlenoxyd und Wasserstoff bei Tempera turen unterhalb des Schmelzpunktes von Eisen und Eisenerz, dadurch gekennzeichnet, dass unter Anwendung eines mindestens 85 Vol.% Sauerstoff enthaltenden Gases ein fester Brennstoff derart vergast wird, dass ein reduzierendes Gas mit einem Gesamtgehalt an Kohlenoxyd und Wasserstoff von mehr als 70% erhalten wird und dieses Gas mit der für die Reduktion des Erzes notwendigen Tempe ratur mit dem zu behandelnden Erz in Be rührung gebracht wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeiehnet, dass der Gesamtgehalt (los reduzierenden Gases an Kohlenoxyd und Wasserstoff mehr als 85% beträgt.
    Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das reduzierende Gas mit einer Temperatur von etwa 1000 C erzeugt und bei dieser Temperatur mit dem zn behandelnden Erz in Berührung gebracht 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass ein staubförmiger Brennstoff vergast wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss ein stückiger Brennstoff unter Schmelzen der entstandenen Asche vergast wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vergasung des Brennstoffes in Gegenwart von endotherm reagierenden Medien erfolgt. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet dass die Vergasung des Brennstoffes in Gegenwart von Wasserdampf erfolgt. 7. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vergasung des Brennstoffes in Gegenwart von Kohlensäure erfolgt. B. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Vergasung des Brennstoffes in Gegenwart von Wasserdampf und Kohlensäure erfolgt. 9. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des reduzierenden Gases und die Reduktion des Eisenerzes bei erhöhtem Druck, stattfindet.
CH280889D 1949-02-05 1949-02-05 Verfahren zur Herstellung von Eisen. CH280889A (de)

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CH280889T 1949-02-05

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CH280889D CH280889A (de) 1949-02-05 1949-02-05 Verfahren zur Herstellung von Eisen.

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