Wirkung von Kreislaufstoffen im Hochofen

Die Stahlerzeugung tiber den Weg des Hochofens bleibt trotz der raschen technologischen Entwicklung der verschiedenen Direktre duktionsverfahren in der jtingsten Zeit eindeutig dominierend. Der scharfe Wettbewerb auf dem Weltmarkt hat dazu geftihrt, daB die s~ahlproduzierenden Lander ihre Hochofenbetriebe weiter op timieren. Durch die Einftihrung von modernen Technologien wie z.B. GroBraumhochofen, besseren Begichtungsmethoden, Einblasen von Wind hoherer Temperatur, Anreicherung des Windes mit Sauerstoff, Einblasen von Zusatzstoffen, selektiver Molleraufbereitung und hoheren Regelungs- und Automatisierungsgraden wird die Wirt schaftlichkeit und Leistung der Hochofen merklich gesteigert. Verscharfte Umweltbedingungen, hohe Erzkosten und Recyclingpro zesse fordern den Einsatz von eisenhaltigen Abfallstoffen in den Hochofenwerken. Dies sind z.B. Gichtstaube, Walzenschlamme oder Konverterauswtirfe, die meist hohere Gehalte an Alkalien, Blei und Zink aufweisen. Diese Stoffe werden zum Teil aufbereitet und als Hochofeneinsatzmaterial wiederverwendet. Ihr Wiedereinsatz sowie die Verwendung von Koks mit hoheren Aschegehalten fuhren zu einer erhohten Belastung der Hochofen mit Kreislaufstoffen. Kreislaufstoffe sind diejenigen Stoffe im Hochofen, die wahrend des Absinkens in den unteren Teil des Hochofens reduziert und verdampft werden. Die Reaktionsprodukte steigen teilweise mit dem Schachtgas auf und kondensieren in den oberen kalteren Zonen des Of ens. Sie wandern mit dem sinkenden Moller wieder in den un teren Teil des Of ens, werden reduziert und erneut von der Gaspha se nach oben getragen. Dadurch bilden sich innere Kreislaufe in bestimmten Bereichen eines Hochofens. Kreislaufstoffe sind z.B. Zink, Blei, Natrium und Kalium, die mit dem Moller in den Hoch of en gelangen.

Inhalt

1. Einleitung.- 2. Stoffkreisläufe bei der Stahlerzeugung.- 2.1. Äußerer Kreislauf des Hochofens.- 2.2. Der innere Stoffkeislauf des Hochofens.- 2.3. Beschreibung der inneren Stoffkreislaufe anhand mathematischer Berechnungen.- 3.0. Einfluß der Kreislaufstoffe auf den Hochofenbetrieb.- 3.1. Einfluß von Alkalien und Zink auf die Ansatzbildung.- 3.2. Einfluß der Kreislaufstoffe auf die Kokseigenschaften.- 3.3. Der katalysierende Einfluß von Zink und Zinkit auf die Zersetzung von Kohlenmonoxid.- 4. Störungen des Hochofenbetriebs durch die Kreislaufstoffe und ihre Beseitigung.- 5. Gegenwärtiger Stand der Kenntnisse über die Einflüsse der Kreislaufstoffe auf das Reduktionsverhalten von Hochofeneinsatzstoffen.- 6.0. Versuche zur Klärung des Verhaltens der Kreislaufstoffe.- 6.1. Herstellung von Wüstitkristallen.- 6.2 Isotherme Reduktionsversuche in den Umwandlungsstufen Hämatit/Magnetit und Wüstit/Eisen bei der Anwesenheit von Kreislaufstoffen.- 6.3 Reduktionsversuche von Pellets und Sinter nach einem Hochofenprogramm bei der Anwesenheit von Kreislaufstoffen.- 7. Zusammenfassung.- 8. Literaturverzeichnis.- 9. Anhang.