Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Direktreduktions-Schachtofen

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Direktreduktions-Schachtofen im Bereich Grundmetallherstellung anhand von Produktionskapazität bis Reduktionsgastemperatur eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Direktreduktions-Schachtofen wird durch die Baugruppe aus Ofenkörper und Obere Dichtungszuführung beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Ein vertikaler Ofen, der Eisenerzpellets oder Stückerz in einem integrierten Stahlherstellungssystem mit Reduktionsgasen zu direkt reduziertem Eisen (DRI) reduziert.

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Direktreduktions-Schachtofen in einer industriellen Fertigungsumgebung — Repräsentative Produktabbildung. Aussehen und Spezifikationen mit dem Hersteller bestätigen.

Produktspezifikationen

Technische Details und Fertigungskontext für Direktreduktions-Schachtofen

Technische Definition

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.

Funktionsprinzip

Eisenerz wird oben in den vertikalen Schachtofen aufgegeben. Ein heißes Reduktionsgas (Synthesegas) wird in eine Reduktionszone im unteren Teil des Schachts injiziert. Während das Erz absteigt und das Gas im Gegenstrom aufsteigt, werden die Eisenoxide (Fe₂O₃/Fe₃O₄) durch den Wasserstoff und das Kohlenmonoxid im Gas schrittweise zu metallischem Eisen (Fe) reduziert (z. B. Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O). Das verbrauchte Kopfgas wird gereinigt und recycelt. Das feste DRI-Produkt wird unten ausgetragen.

Hauptmaterialien

Feuerfeste Auskleidung (z.B. hochtonerdehaltiger Stein), Stahlmantel

Technische Parameter

Parameter	Typischer Bereich	Hinweise & Auswahlkriterien
Produktionskapazität	500–2000 t/d	Typical range for merchant plants
Reduktionsgastemperatur	850–1050 °C	Higher temperature improves reduction rate
Kopfgasdruck	0.2–0.5 MPa	Maintains proper gas distribution
Reduktionsgasdurchsatz	1500–2500 Nm³/h	Per ton of DRI produced
Metallisierungsgrad	92–95 %	Target for high-quality DRI
Kohlenstoffgehalt im DRI	1.5–4.0 %	Adjustable via gas composition
Ofenhöhe	20–40 m	Depends on capacity and design
Ofendurchmesser	5–8 m	Reaction zone diameter
Feuerfestauskleidungsdicke	300–500 mm	Ensures thermal insulation and durability
Mantelmaterial	Q345R	Pressure vessel steelGB 713
Auslegungstemperatur	1100–1200 °C	Maximum continuous operating temperature
Auslegungsdruck	0.6–1.0 MPa	Internal pressure rating
Gesamtgewicht	500–1500 t	Including refractory and internals

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Komponenten / BOM

Ofenkörper
Der Ofenmantel selbst: enthält den Prozess, trägt die Ausmauerung und hält die Arbeitsatmosphäre.
Obere Dichtungszuführung
Dichtet die Oberseite der Welle ab und steuert die Zufuhrrate von Eisenerz in den Hochofen.
Material: Stahl
Reduktionszone
Der zentrale Abschnitt des Schachts, in dem die primären Gas-Feststoff-Reduktionsreaktionen stattfinden.
Material: feuerfeste Auskleidung
Gaseinlassverteiler
Verteilt das heiße Reduktionsgas gleichmäßig um den Umfang des Schachts in die Reduktionszone.
Material: feuerfest ausgekleideter Stahl
Entladesystem
Steuert die Entnahmerate von DRI (Direktreduziertes Eisen) vom Boden des Ofens, typischerweise mittels Schneckenförderern oder ähnlichen Mechanismen.
Material: wärmebeständiger legierter Stahl

Anwendung und Auswahl

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen

Betriebsdruck:	1,5-5,0 bar (Betriebsdruck), bis zu 6,0 bar (Auslegungsdruck)
Durchflussrate:	100.000-500.000 Nm³/h (Reduktionsgasdurchsatz)
Betriebstemperatur:	800-1100°C (Reduktionszone), bis zu 1300°C (Verbrennungszone)

Montage- und Anwendungskompatibilität

Eisenerzpellets (Hämatit/Magnetit)Stückiges EisenerzErdgas- oder Syngas-Reduktionsmittel

Nicht geeignet: Einsatzmaterialien mit hohem Feuchtegehalt (>5 % Feuchte) aufgrund von Energieineffizienz und potenziellen Betriebsproblemen

Auslegungsdaten

Erforderliche DRI-Produktionskapazität (Tonnen/Jahr)
Eisenerzeinsatzcharakteristika (Korngröße, Zusammensetzung, Reduzierbarkeit)
Verfügbare Reduktionsgaszusammensetzung und Heizwert

Ergänzende technische Angaben

Technische Bewertung

Betriebsbereich

0,8-2,5 MPa Reduktionsgasdruck, 800-1100°C Reduktionszonentemperatur, 20-40 m Ofenhöhe

Belastungs- und Ausfallgrenzen

Reduktionsgasdruck unter 0,6 MPa verursacht unzureichende Erzreduktion, Temperatur über 1150°C initiiert Eisencarbidbildung und Degradation der feuerfesten Auskleidung, Gasgeschwindigkeit über 2,5 m/s induziert Partikelmitführung

Thermische Spannung aus 300°C-Temperaturgradienten über die feuerfeste Auskleidung verursacht durch differentielle Ausdehnung (α=5,5×10⁻⁶ K⁻¹ für Aluminiumoxid-Feuerfestmaterial) Abplatzungen, eine Verschiebung der Reduktionsgaszusammensetzung unter 85 % H₂+CO initiiert Wüstit (FeO)-Bildung durch Störung des Boudouard-Reaktionsgleichgewichts

Fertigungskontext

Direktreduktions-Schachtofen wird innerhalb von Grundmetallherstellung nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Risiken, Wartung und Normen

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache

Degradation der feuerfesten Auskleidung

Ursache: Thermische Zyklen und chemischer Angriff durch Reduktionsgase (CO, H2) und Schlackenbildung, die zu Abplatzungen, Erosion und Verlust der Isolationsintegrität führen.

Verstopfung von Ringkanal und Düsen

Ursache: Akkumulation von Feinkorn, Staub oder Anbackungen aus der Beschickung, die den Heißwindstrom einschränken und zu ungleichmäßiger Gasverteilung und Druckaufbau führen.

Wartungsindikatoren

Abnormale Temperaturspitzen oder Hotspots auf der Ofenmantelschale, die auf einen Ausfall der feuerfesten Auskleidung oder lokale Überhitzung hindeuten.
Unregelmäßige oder pulsierende Druckmesswerte im Ringkanalsystem, die auf Verstopfungen oder Düsenfehlfunktionen hindeuten.

Technische Hinweise

Implementierung eines rigorosen Inspektions- und Wartungsprogramms für die feuerfeste Auskleidung unter Verwendung von Thermografie und Dickenmessung, um Reparaturen während geplanter Stillstände zu terminieren.
Optimierung der Beschickungsvorbereitung (Körnung und Siebung) zur Minimierung von Feinkorn und Aufrechterhaltung konstanter Ringkanaltemperaturen, um Kondensation und Anbackungsbildung zu verhindern.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen

ISO 4706:2017 - Feuerfeste Erzeugnisse für Hochöfen und DirektreduktionsschachtöfenASTM A36/A36M - Norm für KohlenstoffbaustahlCE-Kennzeichnung - Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU für drucktragende Komponenten

Fertigungsgenauigkeit

Schachtausrichtung: +/- 0,5 mm pro Meter Höhe
Dicke der feuerfesten Auskleidung: +/- 5 % der spezifizierten Dimension

Qualitätsprüfung

Ultraschallprüfung (UT) für Schweißnahtintegrität und Materialdicke
Thermografische Analyse für den Zustand der feuerfesten Auskleidung und Wärmeverteilung

Fehleranalyse

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Rohrbruch im Reduktionsgasvorwärmer bei 1050°C aufgrund von Sulfidationskorrosion (H₂S>50 ppm) → Kaltgaseinblasung erzeugt 400°C-Thermoschockrisse im keramischen Ringkanalhauptrohr → Einbau eines Duplexrohr-Vorwärmers mit 310HCbN-Außenschicht (Cr₂₃C₆-Barriere) und Gaschromatographie-Überwachung in 2-Minuten-Intervallen

Beschichtungsbrückenbildung durch Pellet-Decrepitation (5 % <6,3 mm Feinkorn) in der 950°C-Übergangszone → Gasdurchschlag erzeugt 1500°C-lokalisierte Hotspots, die SiC-Feuerfestmaterial (Tmelt=2700°C, beeinträchtigt auf 1600°C via FeSiO₃-Eutektikum) schmelzen → Implementierung eines Mikrowellen-Feuchtemessgeräts (<2 % H₂O-Regelung) mit piezoelektrischen Beschickungsniveaureglern, die 50 kN Vibration bei 15 Hz anwenden

Beschaffungscheckliste

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Prüfen Sie diese Unterlagen vor einer Bestellung.

Technische Dokumentation

Aktuelle Zeichnungen, Revisionsstand und Spezifikationsblatt anfordern.

Fertigungsfähigkeit

Anlagen, Prozessgrenzen und nachvollziehbare Fertigungsbelege prüfen.

Prüfbarkeit

Prüfmethoden, Messmittel und rückverfolgbare Prüfberichte bestätigen.

Lieferantentransparenz

Rechtsträger, Standort, Zertifikatsumfang und direkte Kontakte prüfen.

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

Hersteller von Direktreduktions-Schachtofen

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

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Häufige Fragen

Was ist die typische Produktionskapazität eines Direktreduktions-Schachtofens?

Für Handelsanlagen liegt die typische Produktionskapazität zwischen 500 und 2000 Tonnen pro Tag. Die genaue Kapazität hängt von der Ofenkonstruktion und den Betriebsbedingungen ab, daher muss sie für ein bestimmtes Modell mit dem Hersteller bestätigt werden.

Was sind die wichtigsten Betriebsparameter für das Reduktionsgas?

Die Reduktionsgastemperatur beträgt typischerweise 850 bis 1050 °C, und der Kopfgasdruck liegt bei 0,2 bis 0,5 MPa. Die Durchflussrate beträgt 1500 bis 2500 Nm³/h pro Tonne erzeugtem DRI. Diese Werte sind Referenzbereiche und sollten für die tatsächliche Anlage verifiziert werden.

Was ist der Metallisierungsgrad und warum ist er wichtig?

Der Metallisierungsgrad gibt den Prozentsatz der Eisenoxide an, die zu metallischem Eisen umgewandelt wurden. Für hochwertiges DRI liegt das Ziel bei 92 bis 95 %. Dieser Parameter ist entscheidend für die Effizienz der nachgelagerten Stahlherstellung und muss überwacht und kontrolliert werden.

Welche Materialien werden für den Ofenbau verwendet?

Der Ofen hat typischerweise eine feuerfeste Auskleidung (z. B. hochtonerdehaltige Steine) mit einer Dicke von 300 bis 500 mm und einen Stahlmantel aus Q345R-Druckbehälterstahl gemäß GB 713. Die Auslegungstemperatur beträgt 1100 bis 1200 °C und der Auslegungsdruck 0,6 bis 1,0 MPa.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

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