Direktreduktions-Schachtofen

Der Direktreduktions-Schachtofen ist eine kritische Komponente des integrierten Systems zur Direktreduktion von Eisen und Lichtbogenofen-Stahlherstellung. Es ist ein Gegenstromreaktor, in dem eisenhaltiges Einsatzmaterial (Pellets oder Stückerz) durch Schwerkraft absteigt, während ein heißes Reduktionsgas (typischerweise eine Mischung aus H₂ und CO, gewonnen aus reformiertem Erdgas) aufsteigt. Im Ofen werden die Eisenoxide im Erz durch Gas-Feststoff-Reaktionen im festen Zustand ohne Schmelzen zu metallischem Eisen (Schwamm-/DRI) reduziert. Das erzeugte DRI wird dann ausgetragen, gekühlt und zum Lichtbogenofen für die Stahlherstellung transportiert. Der Ofen ist für den kontinuierlichen Betrieb ausgelegt, mit einer typischen Produktionskapazität von 500 bis 2000 Tonnen pro Tag für Handelsanlagen. Die Reduktionsgastemperatur wird zwischen 850 und 1050 °C gehalten, um die Reduktionsrate zu optimieren, während der Kopfgasdruck bei 0,2 bis 0,5 MPa gehalten wird, um eine ordnungsgemäße Gasverteilung zu gewährleisten. Die Reduktionsgasdurchflussrate beträgt typischerweise 1500 bis 2500 Nm³/h pro Tonne erzeugtem DRI. Der Metallisierungsgrad, ein wichtiger Qualitätsindikator, zielt auf 92 bis 95 % ab, und der Kohlenstoffgehalt im DRI kann über die Gaszusammensetzung auf 1,5 bis 4,0 % eingestellt werden. Die Ofenhöhe reicht von 20 bis 40 Metern, mit einem Reaktionszonendurchmesser von 5 bis 8 Metern. Die Dicke der feuerfesten Auskleidung beträgt 300 bis 500 mm, und das Mantelmaterial ist typischerweise Q345R-Druckbehälterstahl gemäß GB 713. Die Auslegungstemperatur beträgt 1100 bis 1200 °C, und der Auslegungsdruck beträgt 0,6 bis 1,0 MPa. Das Gesamtgewicht einschließlich feuerfester Auskleidung und Einbauten beträgt 500 bis 1500 Tonnen. Diese Werte sind typische Referenzbereiche und müssen für das spezifische Modell und die Anwendung verifiziert werden.