DE69100666T2 - Vorreduktionsofen von einer Anlage zur Schmelzreduktion von Eisenerz. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie.
• Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Schmelzreduktionsanlagen und insbesondere auf das Gebiet eines Vorreduktionsofens einer Schmelzreduktionsanlage von Eisenerz.
• In einer Schmelzreduktionsanlage für Eisenerz ist die Anlage allgemein geteilt in zwei Hauptöfen und zwar in einen Vorreduktionsofen und einen Schmelzreduktionsofen. Der Schmelzreduktionsofen ist üblicherweise ein Reaktionsgefäß der Konverterart. In den Schmelzreduktionsofen werden Eisenerz und kohlenhaltiges Material zu einem zu einem Eisenschmelzbad geleitet und Sauerstoff wird in das Bad von oberhalb des Bades durch eine Lanze injiziert, wodurch das Eisenerz durch eine Schmelzreduktionsreaktion reduziert wird. In dem Vorreduktionsofen wird das Eisenerz, das in den Schmelzreduktionsofen eingebracht wird, durch das Abgas von dem Schmelzreduktionsofen vorreduziert. Der Vorreduktionsofen ist vom Typ Wirbelschicht, in dem das Abgas von dem Schmelzreduktionsofen zum Verflüssigen und Reduzieren des Eisenerzes verwendet wird, weil dieses Verfahren wirtschaftlich ist.
• Fig. 1 ist eine beschreibende Darstellung einer Schmelzreduktionsanlage.
• Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Schmelzreduktionsanlage zusammengesetzt aus dem Schmelzreduktionsofen 1, dem Vorreduktionsofen 2, der das Eisenerz, das in den Schmelzreduktionsofen 1 eingeleitet wird, vorreduziert, aus dem Vorratsbehälter/Bunker 3 für das Hauptrohmaterial, d.h. Eisenerz und aus dem Vorratsbehälter/Bunker 4 für die Hilfsrohstoffe.
• Der Schmelzreduktionsofen 1 ist zusammengesetzt aus dem Konverter-Reaktionsgefäß 5, der Lanze 6, die durch die obere Öffnung des Reaktionsgefäßes 5a eingesetzt ist, den Gasinjektionsdüsen 7, durch welche ein Rührgas in das Metallbad injiziert wird, der Schüttrinne 9 zum Einbringen des vorreduzierten Eisenerzes, die in der Abzugshaube 8 angeordnet ist und der Schüttrinne 10 zum Einbringen des Hilfs-Rohmaterials, die ebenfalls in der Abzugshaube/Decke 8, angeordnet ist.
• Der Vorreduktionsofen 2 besteht aus dem Verteiler 12, der eine große Anzahl von Düsen 13 enthält, dem Windkasten 14 am Boden des Verteilers 12 und der Vorreduktionskammer 15. In der Gasgebläse-Kammer 14 ist der Gaseinlaß 16 installiert. In der Vorreduktions-Kammer 15 ist die Schüttrinne 17 zum Einspeisen des Eisenerzes und die Gasabzugsöffnung 18 angeordnet.
• Die vorreduzierten Erze werden in die Austragleitung 19 über die Austragöffnung 12a, die im Zentrum des Verteilers 12 angeordnet ist, eingebracht. Die Austragleitung erstreckt sich abwärts durch den Boden des Vorreduktionsofens 2 und ist mit der Zuführ-Schüttrinne 9 über das L-förmige Ventil 20 und zwei Zwischen- Vorratsbunkern 21 verbunden.
• Der an der Abzugshaube (Decke) 8 angeordnete Gasauslaß 11 ist mit der Gaszuführleitung 22 verbunden, die mit dem Gaseinlaß 16 über den Entstaubungs-Zyklon 23 verbunden ist. Die Gas-Abzugsöffnung 18 ist mit dem Gasabzugsrohr 24 verbunden, das mit dem Entstaubungszyklon 25 in Verbindung steht.
• Die Leitung 26 verbindet den Bunker 3 mit der Schüttrinne 17 für die Vorreduktions-Kammer 15. Die Leitung 27 verbindet den Bunker 4 für das Hilfs-Rohmaterial mit der Schüttrinne 10.
• Eine vorbestimmte Menge von geschmolzenem Roheisen 28 wird im Schmelzreduktionsofen 1 aufgenommen. Nach der Vorreduzierung in dem Vorreduktionsofen 2 wird das vorreduzierte Eisenerz in den Schmelzreduktionsofen 1 eingespeist.
• Das Hilfs-Rohmaterial wie Kohle oder Flußmittel wird in den Schmelzreduktionsofen 1 über die Schüttrinne 10 aufgegeben.
• Das Konverter-Reaktionsgefäß 5 wird über die vertikal durch die Deckenöffnung 5a des Gefäßes eingesetzte Lanze 6 mit Sauerstoff beblasen. Das Rührgas wie Stickstoff wird in das geschmolzene Roheisen 28 durch die Injektions-Düsen 7 injiziert. Kohlenstoffmonoxydgas wird erzeugt durch die Reaktion zwischen dem Kohlenstoff aus dem kohlenstoffhaltigen Material wie Kohle, das in den Schmelzreduktionsofen eingespeist wird und dem Kohlenstoff in dem geschmolzenen Roheisen 28, und dem Sauerstoffgas, das durch die Lanze 6 eingebracht wird. Ein Teil des erzeugten Kohlenstoffmonoxydgases reagiert mit dem Überschuß- Sauerstoff, der durch die Lanze 6 eingeführt wird, um Kohlenstoffdioxydgas zu erzeugen. Die in das geschmolzene Roheisen 28 eingespeisten Eisenerze werden durch die in den oben erwähnten exothermen Reaktionen erzeugte Hitze und durch die Reaktionsmittel, d.h. Kohlenstoff und Kohlenstoffmonoxydgas geschmolzen und reduziert.
• Das hocherhitzte Abgas von dem Schmelzreduktionsofen 1 wird von dem in der Abzugshaube angeordneten Gasauslaß 11 ausgebracht, tritt durch die Gaszuführleitung 22 hindurch und wird in den Windkasten 14 des Vorreduktionsofens 3 eingeleitet. Das Hochtemperatur-Gas wird in die Vorreduktionskammer 15 durch die Düsen 13 des Verteilers 12 injiziert und erwärmt und reduziert die Eisenerze, die vom Vorratsbehälter 3 durch die Leitung 26 und die Schüttrinne 17 eingespeist werden, vor.
• Das vorreduzierte Eisenerz wird in die Austragleitung 19 über die Austragöffnung 12a eingebracht, die im Zentrum des Verteilers 12 angeordnet ist und wird in zwei Zwischen-Vorratsbunkern 21 über das L- förmige Ventil 20 eingespeist. Das vorreduzierte Eisenerz wird abwechselnd in diese Vorratsbunker eingespeist und vorübergehend darin gespeichert. Das vorreduzierte Eisenerz wird abwechselnd aus diesen Bunkern in den Schmelzreduktionsofen 1 durch die Schüttrinne 9 ausgebracht. Somit wird das Eisenerz vor der Schmelzreduktionsreaktion vorreduziert, was die Wärmeeffizienz des Vorganges erhöht.
• Der Verteiler 12 ist aus keramischem Material gefertigt, das aufgeheizt wird durch das Hochtemperaturgas von dem Schmelzreduktionsofen 1, das durch die Düsen 13 in den Vorreduktionsofen 2 injiziert wird. Das Hochtemperaturgas enthält Staub wie Feinpartikel von Eisenerz, die eine Größe unter 10 um haben und die durch den in Fig. 1 aufgezeigten Entstaubungszyklon 23 nicht entfernt werden können. Dieser Staub enthält Alkalikomponente mit NA und K, die in dem Hochtemperaturgas, das eine Temperatur von über 900ºC aufweist, klebrig werden. Dieser Staub klebt an der relativ rauhen Bodenoberfläche/Unterfläche des Verteilers 12 und an den inneren Oberflächen der Düsen 13 an und wird durch die akkumulierte Hitze in dem Verteiler erhitzt und hartgesintert. So wird der klebrige Staub nach und nach an den Oberflächen akkumuliert, wodurch der Gasfluß so stark gestört wird, daß ein normales Fließen nicht mehr fortgesetzt werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorreduktionsofen einer Schmelzreduktionsanlage von Eisenerz vorzusehen, in dem der Staub in dem vom Schmelzreduktionsofen kommenden Gas nicht an dem Verteiler des Vorreduktionsofens anklebt.
• Die Erfindung sieht einen Vorreduktionsofen einer Schmelzreduktionsanlage von Eisenerz vor, enthaltend:
• - eine Wirbelschicht-Vorreduktionskammer/ -Röstkammer 15,die im oberen Teil des Vorreduktionsofens 2 angeordnet ist, und in die das Eisenerz eingebracht und vorreduziert wird;
• - einen (Gasgebläsekammer) Windkasten 14, die im unteren Teil des Vorreduktionsofens angeordnet ist und in der ein reduzierendes Gas eingebracht wird;
• - einen Verteiler 12 der zwischen der Wirbelschicht-Vorreduktionskammer und dem Windkasten angeordnet ist;
• - eine erste Vielzahl von Düsen 13, die durch den Verteiler hindurchführen, zum Injizieren des Reduktionsgases aus dem Windkasten in die Vorreduktionskammer;
• - eine Austragleitung 19 zum Ausleiten des vorreduzierten Eisenerzes, die in der Bodenmitte der Vorreduktionskammer angeordnet ist und sich durch den Verteiler erstreckt und in der eine Kühlflüssigkeit fließt;
• - mindestens zwei horizontal bewegbare Säuberungsrohre 30 unterhalb des Verteilers; und
• - eine zweite Vielzahl von Düsen 31, die an den horizontal beweglichen Säuberungsrohren angebracht sind zum Injizieren eines Reinigungsgases zu einer Bodenfläche (12b) des Verteilers.
• Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist im Unteranspruch 2 offenbart.
• Fig. 1 ist eine erklärende Darstellung einer Schmelzreduktionsanlage;
• Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht der horizontalen Anordnung der Säuberungsvorrichtung;
• Fig. 3 ist eine Vertikal-Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung; und
• Fig. 4 ist eine Vertikal-Schnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
• In dem herkömmlichen Verteiler gemäß Stand der Technik besteht der Verteiler aus keramischem Material. Da die Oberfläche von keramischen Materialien vergleichsweise rauh ist, klebt der Staub sehr leicht an der Verteileroberfläche an.
• Um das Entfernen des an dem Verteiler angeklebten Staubes zu beschleunigen kann eine Gassäuberungseinrichtung verwendet werden. Diese Gassäuberungseinrichtung ist mit Düsen zum Injizieren eines Säuberungsgases, das auf die Bodenoberfläche des Verteilers gerichtet ist, ausgerüstet.
• Fig. 2 ist eine teilweise Schnittansicht der Horizontalanordnung der Säuberungseinrichtung. Fig. 3 ist eine Vertikal-Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
• Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, ist der Verteiler 12, der die obere Vorreduktionskammer 15 von dem bodenseitigen Windkasten 14 des Vorreduktionsofens trennt, mit der Austragöffnung 12a, die von den aus Keramikrohren gefertigten Düsen 13 zum Injizieren eines Reduktionsgases zur Vorreduktionskammer 15 umgeben ist, ausgerüstet. Die Austragleitung 19 ist mit der Austragöffnung 12a verbunden. Unterhalb der Bodenfläche des Verteilers 12 und an beiden Seiten der Austragleitung 19 sind zwei Säuberungsrohre 30 angeordnet. Die Säuberungsrohre 30 sind horizontal bewegbar und an ihren vorderen Hälften mit Gas- Injektionsdüsen 31 ausgerüstet, die das Säuberungsgas gegen die Bodenfläche des Verteilers 12 injizieren.
• Die rückwärtigen Hälften der Säuberungsrohre 30 befinden sich außerhalb des Ofens. Die Ummantelungsrohre 32 sind in der Seitenwand des Vorreduktionsofens angeordnet und die Säuberungsrohre 30 können durch die Ummantelungsrohre 32 in den Windkasten 14 eingesetzt oder aus diesem zurückgezogen werden. Die Bewegungsmechanismen 33 sind an der Außenseite des Vorreduktionsofens installiert.
• Die Bewegungsmechanismen haben hin und her gehende Ketten, deren Enden von einem hervorstehenden Teil des Ofens gehalten werden. Durch diese sich hin und her bewegenden Ketten werden die Säuberungsrohre 30 durch die Ummantelungsrohre 32 in den Windkasten 14 eingeführt oder aus diesem zurückgezogen.
• An der Außenseite des Ofens befinden sich an den Enden der Rohre 30 angeschlossene Rohre 34. Die Abzweigungsrohre 36, die von der Gaszufuhr 35 kommen, sind an den Rohren 34 angeschlossen. Das Ventil 37 ist im Abzweigungsrohr 36 installiert. Das Gas-Säuberungsrohr 30 kann durch einen Antriebsmechanismus, der in Fig. 2 nicht dargestellt ist, rotiert werden.
• Das Gassäuberungsrohr 30 kann den Staub, der an der Bodenfläche des Verteilers anklebt, durch Blasen mit einem Säuberungsgas durch die Gasinjektionsdüsen 31 entfernen. Die Gassäuberungsrohre 30 sind gewöhnlich zur Außenseite des Ofens zurückgezogen und werden durch den Bewegungsmechanismus 33 in den Windkasten eingesetzt und injizieren das Säuberungsgas, z.B. ein Edelgas, zur Bodenfläche 12b des Verteilers 12. Als Ergebnis davon wird der Staub, der an der Bodenfläche 12b des Verteilers 12 klebt, durch das Säuberungsgas abgeblasen. Dadurch werden die unteren Enden der Düsen 13 an der Bodenfläche 12b des Verteilers 12 durch den Staub nicht verstopft.
• Die Austragöffnung 12a, die einen Innendurchmesser vom 200 mm besitzt, ist im Mittelteil des Verteilers 12 des Vorreduktionsofens angeordnet, der eine Höhe von 10 m und einem 1nnendurchmesser von 1 m besitzt und umgeben ist von den Keramikdüsen 13, die einen Innendurchmesser von 26 mm aufweisen.
• Zu beiden Seiten der Austragleitung 19 und in vertikaler Position unterhalb des Verteilers 12 sind in einem Abstand von 300 mm zwei horizontal bewegbare Gas-Säuberungsrohre installiert. Der Gasdruck im Windkasten 14, der unterhalb des Verteilers 12 angeordnet ist und derjenige in der Vorreduktionskammer 12 werden gemessen. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Drücken über einen vorbestimmten Wert steigt und die Verstopfung der Düsen festgestellt wird, wird das Gassäuberungsrohr 30 in den Windkasten 14 eingesetzt und ein mit einem Druck von 20 kg/cm2 G zugeführtes Säuberungsgas wird auf die Bodenfläche 12b des Verteilers 12 injiziert.
• Als Folge davon wird der an der Bodenfläche 12b des Verteilers 12 klebende Staub abfallen und die offenen Ende der Düsen 13 an der Bodenfläche 12b des Verteilers 12 werden nicht verstopft, was einen gleichmäßigen Betrieb des Ofens ermöglicht.
• Fig. 4 ist eine vertikale Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
• Die Austragöffnung 12a kann an der Seitenwand der Vorreduktionskammer 15 angeordnet werden und die Austragleitung 19 kann an der Außenseite des Vorreduktionsofens installiert werden.

Claims (2)

1. Vorreduktionsofen einer Schmelzreduktionsanlage von Eisenerz, enthaltend:

- eine Wirbelschicht-Vorreduktionskammer (15), die im oberen Teil des Vorreduktionsofens (2) installiert ist, worin Eisenerze eingespeist und vorreduziert werden,

- einen Windkasten (14), der im unteren Teil des Vorreduktionsofens angeordnet ist, und in den ein Reduktionsgas eingespeist wird,

- einen Verteiler (12), der zwischen der Wirbelschicht-Vorreduktionskammer und dem Windkasten angeordnet ist,

- eine erste Vielzahl von Düsen (13), die durch den Verteiler hindurchgehen, zum Injizieren des Reduktionsgases aus dem Windkasten in die Vorreduktionskammer,

- eine Austragleitung (19) zum Ausbringen des vorreduzierten Eisenerzes, die in der Bodenmitte der Vorreduktionskammer angeordnet ist, die durch den Verteiler hindurchreicht, und in der eine Kühlflüssigkeit fließt;

- mindestens zwei horizontal bewegbare Säuberungsrohre (30) unterhalb des Verteilers; und

- eine zweite Vielzahl von Düsen (31), die an den horizontal bewegbaren Säuberungsrohren vorgesehen sind, zum Injizieren eines Säuberungsgases zu Bodenfläche (12b) des Verteilers.

2. Vorreduktionsofen einer Schmelzreduktionsanlage von Eisenerz, enthaltend:

- eine Wirbelschicht-Vorreduktionskammer (15), die im oberen Teil des Vorreduktionsofens (2) installiert ist, worin Eisenerze eingespeist und vorreduziert werden,

- einen Windkasten (14), der im unteren Teil des Vorreduktionsofens angeordnet ist, und in den ein Reduktionsgas eingespeist wird,

- einen Verteiler (12), der zwischen der Wirbelschicht-Vorreduktionskammer und dem Windkasten angeordnet ist,

- eine erste Vielzahl von Düsen (13), die durch den Verteiler hindurchgehen, zum Injizieren des Reduktionsgases aus dem Windkasten in die Vorreduktionskammer,

- eine Austragleitung (19) zum Ausbringen des vorreduzierten Eisenerzes, die in der Seitenwand der Wirbelschicht-Vorreduktionskammer angeordnet ist,

- mindestens zwei horizontal bewegbare Säuberungsrohre (30) unterhalb des Verteilers; und

- eine zweite Vielzahl von Düsen (31), die an den horizontal bewegbaren Säuberungsrohren vorgesehen sind, zum Injizieren eines Säuberungsgases zu Bodenfläche (12b) des Verteilers.