Verfahren zur Herstellung von Roheisen im Hochofen

Beschreibung

[0001] Verfahren zur Herstellung von Roheisen im Hochofen, wobei dem Hochofen als Möller eisenhaltige, oxidische Einsatzstoffe und Zuschläge sowie Koks oder Koks und Schweröl oder Koks und Kohle als Reduktionsmittel zugegeben werden.

[0002] Es ist bekannt, daß ein Hochofen zur Roheisengewinnung mit oxi­dischen Eisenträgern, Zuschlägen und Brennstoff in Form von Koks oder Koks und Schweröl oder Koks und Kohle betrieben wird.

[0003] Um die Wirtschaftlichkeit des Hochofenprozesses weiter zu ver­bessern, ist man im Laufe der Zeit immer mehr dazu übergegangen, eisenreichere Erze einzusetzen, und um eine ausreichende Gas­durchlässigkeit im Hochofen zu gewährleisten, ist es außerdem auch bereits bekannt, daß die Erze vorher gesintert oder pelle­tiert werden.

[0004] Je höher der Eisengehalt der Erze ist, desto geringer kann die Schlackenmenge sein. Je nach Schwefel- und Alkalieinbringung ist man bisher immer davon ausgegangen, daß die Mindestschlacken­menge etwa bei 300 kg/t Roheisen liegen müsse. Diese Mindest­schlackenmenge hat sich aus betriebstechnischen Gründen als notwendig erwiesen.

[0005] Es ist auch bekannt, daß durch den Einsatz einer Mischung aus kalkbasischen und sauren Pellets die Schlackenmenge bis auf 200 kg/t Roheisen reduziert werden konnte.

[0006] Ferner ist es bekannt, daß durch den alleinigen Einsatz schwe­discher sogenannter Olivin Pellets mit einem MgO-Gehalt von ca. 2 % die Schlackenmenge bereits auf 150 - 170 kg/t Roheisen herabgesetzt werden konnte. Während die üblichen Hochofen­schlacken einen MgO-Anteil von 6 - 8 % aufweisen, stieg der MgO-Anteil bei diesen Schlacken dann auf ca. 18 % an. Da­bei wurde Koks mit einem S-Gehalt von 0,65 % eingesetzt, und der Trockenkoksverbrauch betrug 465 kg/t RE. Der Hoch­ofen hat einen Gestelldurchmesser von 8,5 m.

[0007] Dieses zuletzt genannte Verfahren, das mit reinem Olivin-­Pelletmöller arbeitet, hatte jedoch den Nachteil, daß diese Pellets nur begrenzt verfügbar sind.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu­geben, bei welchem auch dann noch eine geringe Schlackenmenge von nur etwa 160 - 180 kg/t Roheisen anfällt, wenn nicht nur Pellets mit einem hohen MgO-Gehalt eingesetzt werden.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

    - der Möller nur teilweise aus Fe-reichen Möllerstoffen mit einem hohen MgO-Gehalt besteht,
    - diesem Fe-reichen Mölleranteil andere Fe-reiche Einsatz­stoffe mit niedrigem MgO-Gehalt hinzugefügt werden und
    - der übrige Möller so zusammengesetzt ist, daß eine Hoch­ofenschlacke mit einem MgO-Gehalt von mehr als 10 % anfällt.

[0010] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Möllerstoffe mit einem hohen und/oder mit einem niedrigen MgO-Gehalt in Form von Pellets eingesetzt.

[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Eisenträger mit einem hohen MgO-Anteil Pellets mit einem MgO-Anteil von mehr als 1,5 %, vorzugsweise 1,8 - 2,0 % verwendet.

[0012] Dafür kommen insbesondere sogenannte Olivin-Pellets in Frage, bei denen es sich um einen Eisenträger aus Schweden handelt. Olivin-Pellets können z.B. folgende Zusammensetzung haben:
Fe        66,4 %
SiO₂       2,4 %
MgO        1,7 %
CaO        0,2 %
Al₂O₃      0,5 %
MgO/SiO₂   0,71

[0013] Der Anteil an diesen Olivin-Pellets kann bis auf etwa 50 % des gesamten eisenhaltigen Einsatzes reduziert werden.

[0014] Gemäß der genannten bevorzugten Ausführungsform des erfindungs­gemäßen verfahrens werden als Eisenträger mit einem niedrigen MgO-Gehalt Pellets mit einem MgO-Anteil von weniger als 1,5 %, vorzugsweise weniger als 0,5 % verwendet.

[0015] Dafür können zum Beispiel sogenannte Samarco-Pellets in Frage kommen, bei denen es sich um Eisenträger aus Brasilien handelt. Diese Samarco-Pellets haben z.B. folgende Zusammensetzung:
Fe      65,6 %
CaO      1,9 %
SiO₂     2,6 %
MgO      0,1 %
Al₂O₃    1,3 %

[0016] Der Anteil an diesen Samarco-Pellets kann bis auf 50 % des gesamten eisenhaltigen Einsatzes angehoben werden.

[0017] Bei der Verwendung basischer Pellets als Möller werden MgO-­haltige Zuschläge verwendet. Dafür kommen z.B. Dolomit oder Olivin in Frage. Die Zusammensetzung des Möllers derart, daß dann eine Hochofenschlacke mit einem MgO-Gehalt von mehr als 10 % anfällt, ist dem Fachmann geläufig. So ergab zum Beispiel ein Versuch mit einer gemischten Möllerzusammensetzung aus Olivin- ­und Samarco-Pellets mit der Zusammensetzung

Olivin-Pellets      858 kg/t Roheisen
Samarco-Pellets     496 kg/t Roheisen
Sinter              124 kg/t Roheisen
Dolomit              55 kg/t Roheisen
LD-Schlacke          26 kg/t Roheisen
eine Schlacke mit einem MgO-Gehalt von 11,4 %, eine Schlacken­menge von 173 kg/t RE, und der Brennstoffverbrauch betrug 414 kg/t RE Naßkoks und 55 kg/t RE Schweröl.

[0018] Die Erfindung hat den Vorteil, ein Verfahren anzugeben, bei welchem auch dann noch geringe Schlackenmengen anfallen, wenn der Möller nur teilweise aus MgO-reichen Pellets besteht und der übrige Mölleranteil, soweit es das Erz betrifft, aus Fe­reichen aber MgO-armen Einsatzstoffen besteht. Mit den anfallen­den geringeren Schlackenmengen kann dann auch die Koksmenge wesentlich reduziert und damit die Kosten pro Tonne Roheisen wesentlich gesenkt werden.

[0019] Dieses Ergebnis ist völlig überraschend, weil man es bisher nicht für möglich gehalten hat, MgO-arme Einsatzstoffe mit so geringen Schlackenmengen von 160 - 180 kg/t RE zu verhütten. Dieses Verfahren ist insbesondere deshalb interessant, weil geeignete Rohstoffe zur Herstellung Fe-reicher, MgO-haltiger Pellets nur begrenzt verfügbar sind. Durch die vorgeschlagene Arbeitsweise wird die Roheisengewinnung mit niedrigen Schlacken­mengen auch aus MgO-armen, Fe-reichen Eisenträgern möglich.

[0020] Als weiterer Vorteil dieser Arbeitsweise ist anzusehen, daß durch Herabsetzung des MgO-Gehaltes in der Hochofenschlacke auf ca. 11 - 13 % die Verwendungsmöglichkeit dieser Schlacke zur Zementerzeugung erheblich verbessert wird gegenüber einer Schlacke von ca. 18 % MgO, wie sie bei der ausschließlichen Verhüttung von Olivin-Pellets anfällt.

[0021] Es ist auch als überraschend anzusehen, daß die Verwendung geringer Schlackenmengen mit hohem MgO-Gehalt auch bei Hoch­öfen mit einem Gestelldurchmesser von 9,2 m anwendbar ist, und zwar mit Ruhrkoks, der einen Schwefelgehalt von 0,9 % (statt 0,65 %) aufweist und mit höheren Alkalieinbringen von 3,5 (statt 2,5) kg/t Roheisen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Roheisen im Hochofen, wobei dem Hochofen als Möller eisenhaltige, oxidische Einsatz­stoffe und Zuschläge sowie Koks oder Koks und Schweröl oder Koks und Kohle als Reduktionsmittel zugegeben werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
      - der Möller nur teilweise aus Fe-reichen Möllerstoffen mit einem hohen MgO-Gehalt besteht
      - diesem Fe-reichen Mölleranteil andere Fe-reiche Ein­satzstoffe mit niedrigem MgO-Gehalt hinzugefügt werden und
      - der übrige Möller so zusammengesetzt ist, daß eine Hoch­ofenschlacke mit einem MgO-Gehalt von mehr als 10 % anfällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eisenträger mit einem hohen MgO-Anteil Pellets mit einem MgO-Anteil von mehr als 1,5 %, vorzugsweise 1,8 - 2,0 % verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eisenträger mit einem hohen MgO-Anteil Olivin-­Pellets verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil an Olivin-Pellets ca. 50 % beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1,
daß als Eisenträger mit einem niedrigen MgO-Anteil Pellets mit einem MgO-Anteil von weniger als 1,5 %, vorzugsweise weniger als 0,5 % verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Eisenträger mit einem niedrigeren MgO-Anteil Samarco-­Pellets verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil an Samarco-Pellets bis ca. 50 % beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Möller basische Pellets in Verbindung mit MgO-hal­tigen Zuschlägen verwendet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß als MgO-haltige Zuschläge Dolomit oder Olivin verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die dem Hochofen zugeführte Mischung folgendermaßen zusammengesetzt ist:

Olivin-Pellets      858 kg/t RE
Samarco-Pellets     496 kg/t RE
Sinter              124 kg/t RE
Dolomit              55 kg/t RE
LD-Schlacke          26 kg/t RE

11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der MgO-Gehalt der Hochofenschlacke vorzugsweise mehr als 11 % beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Möllerstoffe mit einem hohen MgO-Gehalt in Form von Pellets eingesetzt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Möllerstoffe mit einem niedrigen MgO-Gehalt in Form von Pellets eingesetzt werden.