Technische Definition
Der Gaseinlass-Verteilerring ist eine spezielle Rohrleitungsbaugruppe, die als primärer Gasverteiler in einem Direktreduktions-Schachtofen dient. Er empfängt heiße Reduktionsgase (typischerweise ein Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Erdgas) vom Hauptgasversorgungssystem und verteilt sie gleichmäßig auf mehrere Düsen oder Einspritzdüsen, die um den Ofenumfang angeordnet sind. Dies gewährleistet einen konsistenten Gasfluss und -druck an allen Einspritzpunkten, was für die Aufrechterhaltung gleichmäßiger Reduktionsbedingungen im gesamten Ofenmaterial unerlässlich ist. Der Verteilerring ist typischerweise als großes rundes oder halbrundes Rohr konstruiert, das den Ofenschaft umgibt, mit mehreren Abzweigungen zu den einzelnen Einspritzpunkten. In der Grundmetallherstellung ist der Verteilerring eine Schlüsselkomponente für den effizienten und zuverlässigen Betrieb des Direktreduktionsprozesses. Sein Design muss hohen Temperaturen und Drücken sowie der korrosiven Natur der Reduktionsgase standhalten. Der Verteilerring besteht in der Regel aus hitzebeständigem legiertem Stahl, ist mit feuerfestem Material ausgekleidet und mit Hochtemperaturdichtungen ausgestattet, um Leckagen zu verhindern. Die Anzahl der Einspritzpunkte liegt typischerweise zwischen 8 und 16, um eine gleichmäßige Verteilung am Umfang zu gewährleisten. Der Innendurchmesser des Verteilerrings beträgt typischerweise 800 bis 1200 mm, die Wandstärke 20 bis 40 mm, abhängig von der erforderlichen Druck- und Korrosionszugabe. Der Auslegungsdruck liegt typischerweise bei 1,0 bis 1,6 MPa, die Auslegungstemperatur zwischen 400 und 600 °C. Die Materialgüte für den Hochtemperatur-Wasserstoffeinsatz ist oft ASTM A387 Gr.22, und die Oberflächengüte beträgt typischerweise Ra 3,2 bis 6,3 µm, um Gaskanäle zu verhindern. Die Leckrate bei Auslegungsdruck beträgt ≤0,1 %. Das Gewicht des Verteilerrings kann je nach Größe und Material zwischen 1500 und 3000 kg liegen. Bei der Beschaffung ist es wichtig, modellspezifische Werte und Normen mit dem Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren, da es sich um Referenzbereiche handelt und nicht um garantierte Spezifikationen.
Funktionsprinzip
Der Gaseinlass-Verteilerring arbeitet nach den Prinzipien der Fluidverteilung. Heiße Reduktionsgase treten durch einen oder mehrere Haupteinlässe in den Verteilerring ein. Die große Querschnittsfläche und das runde Design tragen dazu bei, einen konstanten Druck im gesamten System aufrechtzuerhalten. Die Gase strömen dann durch mehrere Abzweigrohre oder Düsen zu den in regelmäßigen Abständen um den Ofen angeordneten Einspritzdüsen. Dieses Design stellt sicher, dass jeder Einspritzpunkt einen annähernd gleichen Gasfluss erhält, was für gleichmäßige Reduktionsreaktionen über den gesamten Ofenquerschnitt entscheidend ist. Druckregler und Durchflussregelventile sind typischerweise in das Verteilerringsystem integriert, um die Gasverteilung zu steuern.
