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Untersuchungen zum Verhalten und Einfluss des Einblasens von DRI und LRI in Schachtöfen
2019 & 2021
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2019
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2021
Genehmigende Fakultät
Fak05
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-11-04
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2020-10840
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/805238/files/805238.pdf
Einrichtungen
- Lehrstuhl für Metallurgie von Eisen und Stahl (522310)
- Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (520000)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
DRI (frei) ; blast furance (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620
Kurzfassung
Die Bedeutung der Stahlindustrie für die industrielle Wertschöpfung resultiert daraus, dass sie am Beginn der Wertschöpfungskette vieler Industriezweige steht. Daher ist es wichtig, eine wettbewerbsfähige Stahlindustrie in Europa zu halten. Weitere Optimierungsmaßnahmen sind daher zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit notwendig. Dazu muss die Industrie der Verknappung von Rohstoffen, sowie strikter werdenden politischen Auflagen gerecht werden. Da in der Stahlindustrie eine Abhängigkeit von hochqualitativen Einsatzmaterialien herrscht, ist es außerdem vorteilhaft, weitere Energie- und Rohstoffquellen zu erschließen, um die dahingehende Flexibilität zu erhöhen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Einblasen von DRI und LRI in Schachtöfen untersucht. Diese Materialien können mit Aggregaten erzeugt werden, die nicht auf Kokskohlen und agglomerierte Eisenerze angewiesen sind. Dadurch soll die Produktivität in wirtschaftlich starken Zeiten erhöht werden, bei der Verwendung von Rohstoffen geringer Qualität aufrechterhalten und die Flexibilität im Hinblick auf die Reduktionsmittelauswahl (Erdgas, nicht-metallurgische Kohlen, Kuppelgase, Wasserstoff) gesteigert werden. Schwerpunktmäßig wurde der Hochofen als Aggregat mit dem wirtschaftlich höchsten Potential behandelt. Die Ergebnisse sind auf andere Schachtofenverfahren übertragbar. Das Einblasen von DRI und LRI, das Reaktionsverhalten und die daraus resultierenden Auswirkungen auf Wirbelzonenparameter wurden untersucht. DRI/LRI wird in der Einblaszone von Schachtöfen reduziert und geschmolzenen und eine Trennung von Schlacke und Roheisen findet statt. Auswirkungen auf die Flammtemperatur sind in einer Größenordnung, die durch eine Sauerstoffanreicherung kompensiert werden kann. Das Einblasen von DRI und LRI auf Windformebene in Schachtöfen scheint aus prozesstechnischer Sicht möglich und sinnvoll. Unter Berücksichtigung der in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse erscheint das Einblasen unproblematisch für den Ofenbetrieb.The steel industry has a crucial role in the industrial process chain, as it is the starting point of various industrial branches. It is therefore of utmost importance to secure a competitive steel industry in Europe. Further optimisation measures are necessary for ensuring the competitiveness in a surrounding of increasing pressure from politics and due to decreasing raw materials qualities. The dependence of the steel industry from high-quality input materials can be decreased by enabling the utilisation of additional energy- and raw materials sources. This thesis points out the investigations performed on the injection of DRI and LRI into shaft furnaces. These materials can be produced without coking coals or agglomerated iron ores. In economically strong periods, productivity can be increased, at decreasing raw material qualities productivity can be maintained and overall raw materials flexibility regarding reducing agents (natural gas, non-metallurgical coals, works arising gases, hydrogen) can be enhanced. The thesis focuses on the blast furnace as the reactor with the highest economic potential but are transferable to other shaft furnace processes. The injection of DRI and LRI, the reaction behaviour and resulting effects on raceway parameters were investigated. DRI/LRI is reduced and melted in the injection zone of blast furnaces and metal gets separated from slag. Effects on flame temperature are of an order, that can be compensated by oxygen enrichment. The investigations performed at the department for ferrous metallurgy show that the injection of DRI/LRI from a process, as well as economic point-of-view is possible and reasonable. The obtained results indicate that injection should be unproblematic.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
German
Externe Identnummern
HBZ: HT020655206
Interne Identnummern
RWTH-2020-10840
Datensatz-ID: 805238
Beteiligte Länder
Germany
