-
Verfahren zum Betrieb eines Hochofens mit niedriger Beschickungshöhe
Um einen Hochofen mit niedriger Beschickungshöhe fahren zu können und damit die
Vorteile einer geringen physikalischen Beanspruchung derMöllerbestandteile infolge
.geringer Belastung derselben im Unterofen zu erreichen, ist es notwendig, dafür
zu sorgen, Unterofen möglichst günstige Reaktionsbedingungen zwischen den festen
und gasförmigen Reaktionspartnern im Schacht des Ofens erzielt werden. Solche günstigen
Reaktionsbedingungen werden z. B. erreicht, wenn man wie bei der Schwebevergasung
einen Teil des Möllers sich in dem aufwärts strömenden Gasstrom in der Schwebe befinden
läßt. Diese Durchführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn man in dem Hochofen
mit höher konzentriertem Sauerstoff als Einblasewind arbeitet. In diesem Fall ergibt
sich von der Blasformenebene nach ohen ein sehr schneller Temperaturabfall, so daß
der größte Teil des Schachtraum-es leer bleiben muß, wenn die Gichttemperatur nicht
unterhalb des Taupunktes des Gichtgases absinken soll. Auch in diesem Fall kann
durch das Vorhandensein eines in der Schwebe befindlichen Reaktionsbettes von Möllerbestandt-eil.en,
die die oberste Schicht der Beschickungssäule bilden, eine günstige Wirkung erzielt
werden.
-
Ein solches schwebendes Reaktionsbett verhält sich wie eine 1# lüssigkeit.
In dieser Pseudoflüssigkeit sinken alle diejenigen Körper, deren Stückgröße wesentlich
größer ist als die mittlere Korngröße des Reaktionsbettes, infolge der Schwerkraft
nach unten. Einen weiteren Einfluß auf diese Separation der Schwebeschicht übt das
spezifische Gewicht aus, d. h. es tritt bei gleicher Korngröße aller Möllerbestandteile
des Reaktionsbettes eine
Schichtung nach dem spezifischen Gewicht
ein. Bei ungleicher Korngröße werden größere Körner eines Stoffes mit geringerem
spezifischen Gewicht in einer Grundmasse kleinerer Körner mit größerem spezifischen
Gewicht getragen. Die Ausnutzung dieser Erscheinungen führt zu dem folgenden erfindungsgemäßen
Verfahren: Im Unterteil des Hochofens befindet sich ein normales fixes Beschickungsbett,
das aus den normalen Möllerbestandteilen, z. B. Koks, Erz und Kalk, besteht. Auf
der unregelmäßig geformten Oberfläche dieses infolge seiner Korngröße örtlich fixierten
Reaktionsbettes liegt ein weiteres Reaktionsbett, das sich vermöge seiner geringen
Korngröße im Schwebezustand befindet. Dieses Schwebebett kann die gleiche chemische
Zusammensetzung haben wie das darunterliegende fixe Reaktionsbett. Es kann aber
auch andersartig zusammengesetzt sein und dann z. B. für Reinigungs- und Umwandlungsreaktionen
an dem in dem Schacht nach oben strömenden Gas verwandt werden. In diesem Fall würde
es z. B. im wesentlichen aus Eisenoxyd (bzw. Eisenerz) bestehen. Der hauptsächliche
funktionelle Unterschied zwischen dem fixen Bett des erfindungsgemäß betriebenen
Hochofens und dem darüberliegenden Schwebebett besteht in der Korngröße der an beiden
beteiligten Möllerbestandteile. Normalerweise kann damit gerechnet werden, daß die
Korngröße des in der Schwebe befindlichen Bettes i bis ro mm beträgt und daß als
fixes Bett eine Körnung von etwa io bis So mm und darüber in Frage kommt.
-
Das gesamte Beschickungsgut, also sowohl das für das fixe Bett bestimmte,
wie das im Schwebebett reagierende, wird von oben auf das Schwebebett gegeben. Die
Stücke im Beschickungsgut, die größer sind als die mittlere Korngröße des schwebenden
Beschickungsbettes, sinken in diesem nach unten und bilden das fixe Reaktionsbett.
Diejenigen Teile des Beschickungsgutes, deren Korngröße der mittleren des Schwebebettes
entspricht, werden von diesem aufgenommen, während die kleinsten Mölleranteile,
die für den Schwebezustand zu klein, sind, als Staub mit dem Gas davongetragen werden.
Bei diesem Separierungsvorgang wird ständig auch ein Teil der Möllerbestandteile,
dessen Korngröße der des Schwebebettes entspricht, von der niedergehenden gröberen
Beschickung in das fixe Bett eingeschlossen.
-
Mit der Stückgrößenzusammensetzung der Beschickung wird in, bequemer
Weise die Zusammensetzung und die Höhe des schwebenden Bettes reguliert. Soll z.
B. die Höhe des schwebenden Bettes vergrößert werden, so wird der Beschickung eine
entsprechende Menge desienigen Stoffes beigefügt, und zwar mit der entsprechenden
Korngröße, aus dem das schwebende Reaktionsbett programmgemäß bestehen soll. Andererseits
ist es zweckmäßig und notwendig, die kritischen Korngrößen von denjenigen Stoffen
aus der Beschickung herauszuhalten, die sich nicht in dem Schwebebett anreichern
sollen. Zum Beispiel kann es zweckmäßig sein, um die Anreicherung von Kohlenstoff
in dem Schwebebett zu vermeiden, die betreffenden. Korngrößen aus der Beschickungskohle
hierauszusieben. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht in der Vereinfachung
der Beschickung. Es ist notwendig, daß das Beschickungsgut von der Höhe der Gicht
auf die Oberfläche des fixen Bettes gelangt, und zwar zum Unterteil des Ofens, ohne
in unzulässigem Maße bei diesem Vorgang zerkleinert zu werden. Würde man z. B. ohne
weitere Maßnahmen das Beschickungsgut in den Schacht abstürzen, so würde ein großer
Teil beim Aufprall auf die Oberfläche des fixen Bettes in kleine Stücke mit erheblichem
Staubanteil zerschellen. Es muß vielmehr eine Bremsung der herabfallenden Stücke
erfolgen. Dieser Bremsung dient in hervorragendem Maße ein erfindungsgemäß über
dem fixen Bett angeordnetes schwebendes Bett.
-
Die Kohle- und Erzstücke fallen in dieses schwebende Bett wie in eine
Flüssigkeit und werden dabei allmählich gebremst, so daßi sie mit erträglicher Geschwindigkeit
auf das fixe Bett niedersinken. Die Beschickungseinrichtung an der Gicht muß zweckmäßig
so beschaffen sein, daß die Stücke einzeln in das Schwebebett eintauchen, da nur
so eine ausreichende Bremswirkung erzielt werden kann. Zum Beispiel kann dieser
Effekt in an sich bekannter Weise so erreicht werden, daß die Beschickung mittels
einer im Ofen angebrachten Rutsche in den. Ofen. eingebracht wird, wobei die Rutsche
in der Ofenachse rotiert, so daß die über die Mündung der Rutsche in den Ofenschacht
hinunterfallenden Stücke des Beschickungsgutes praktisch über den gesamten Querschnitt
zerstreut werden.
-
Außer der direkten Aufgabe des Beschickungsgutes auf die Oberfläche
des schwebenden Bettes besteht auch die Möglichkeit, dieses durch ein mehr oder
minder tief in den .Ofen hineinragendes Zentralrohr in den Ofen einzubringen.