Højovn

Højovn fra det tidligere kul- og stålfirma " Phoenix West " i Dortmund
" Fritstående " højovn B i den Adolf-Emil-Hütte , Luxembourg - lukket i 1997, er opført siden 2000 (2010)
Grisejern tapping i Třinecké železárny smelteværker i Třinec , Moravia

En højovn (også forældet Hohofen ) er et stort anlæg, hvormed flydende råjern fremstilles af forarbejdede jernmalme (for det meste oxider ) i en kontinuerlig reduktion og smeltningsproces .

Hele anlægget er også kendt som et jernværk eller smelteværk og har udover højovnen som den centrale komponent andre faciliteter, der sikrer kontinuerlig drift. Disse omfatter bunkeren til opbevaring af inputmaterialerne ( Möller : jernmalm og aggregater ) og varmematerialerne ( koks ) med tilsluttede transport- og rørsystemer for at bringe dem ind i ovnhovedet ved ovnhovedet. Yderligere indretninger tjener til at aflade ovnen gas i ovnen hoved, til at forsyne blæseren vinden forvarmes ved højovnen i den midterste del af højovnen og til udledning råjern og slagge på ovnens bund.

De tilsætningsstoffer i Möller , såsom siliciumdioxid (kvartssand) , calciumoxid (kalk) og andre, der anvendes under højovnen proces til at binde de uønskede bestanddele af malmen i slaggen og også sænke smeltetemperaturen af den jern . Koks påført i lag fungerer som energibærer og reduktionsmiddel, og den varme vind, der blæser ind gennem flere tuyeres, leverer den nødvendige ilt .

En del af kulstoffet og det meste af fosfor og svovl, der er absorberet, skal derefter fjernes fra råjernet, der fremstilles ved raffinering, før det kan videreforarbejdes til forskellige typer støbejern eller stål . Slagge og ovngas produceres som biprodukter . Slaggen granuleres normalt og bruges som slagger i cementindustrien. Med ovngassen genereres først den nødvendige varme sprængning, derefter bruges den som varmegas.

Den moderne højovn proces udviklet i løbet af omkring 5000 år fra simple racing eller faste brande næret med trækul og pustet med kold luft i racing ovne og stykke ovne . Processen adskiller sig markant fra den moderne højovn. De klassiske ovne anvender direkte reduktion til fremstilling af fast smedejern med et lavt kulstofindhold. Kun den flydende slagge løber ud af ovnen. Racerjernet kunne og måtte derefter smides for at drive det fangede slagger ud. I modsætning hertil skal råjernet, der er fremstillet med tømmerflådeovnen og den efterfølgende højovn, som er blevet opvarmet med koks fra begyndelsen af ​​1700 -tallet og opereret med en varm sprængning siden 1828, afkarbureret i et yderligere arbejdstrin.

Produktionen af ​​et ton stål producerer omkring 1,37 tons af drivhusgassen CO 2 , en stor del af det i højovnsprocessen. I Tyskland svarer det til omkring en tredjedel af industriens emissioner. Mange store stålvirksomheder i Europa planlægger derfor at udskifte højovnsprocessen med lavemissionsprocesser som direkte reduktion med brint og nærmer sig dermed den klassiske proces igen.

historie

For den tidligste brug og arkæologiske fund af jern se

Begyndelsen til jernsmeltning i Europa

Frilagt ovn fra middelalderen (1200-tallet) i Neuenrade-Berentrop , med en akselhøjde på ca. en meter
Middelalderens racerfabrik (1556)

En af de første enkle og lang anvendte former af jern smeltning var den såkaldte racing brand (også kendt som Luppenfeuer ). En tragtformet pit omkring 30 cm i diameter blev fyldt med trækul og let reducerbare græstørv jernmalm , antændes og forsynes med atmosfærisk oxygen fra en halvkugleformet, pels--dækket skål (en tidlig form af bælgen ) , der fungerer som en fan . Efter cirka ti timer var der en knytnæve stor, sort, med jernmalmskorn og uændret eller på jorden sejrede slagge Luppe ( svampejern akkumuleret). Under ovnens rejse flyder jernet ikke i en racerovn. De nødvendige temperaturer hertil kan nås uden problemer, men det produkt, der opnås på denne måde, ville blive stærkt karbureret og ikke længere formbart. Under drift skulle temperaturen derfor holdes permanent i et område, der ikke tillod metallet at flyde. Racerovnen , for det meste lavet af ler eller sten, var en videreudvikling af racerbålet med en sideåbning til lufttilførslen og et kort skaft til påfyldning og genopfyldning med trækul før og under ovnen. Akslen understøttede også den naturlige skorsteneffekt , så temperaturer mellem 1000 og 1200 ° C kunne nås. Lufttilførslen blev indledningsvis realiseres med en naturligt træk, for eksempel ved at bygge på en dæmning , og ovnene blev derfor benævnt vind ovne eller udkast ovne . I tilfælde af ventilatorovne gav bælgen imidlertid en mere effektiv og kontrolleret lufttilførsel. Afhængig af varigheden af ​​ovncyklussen (4 til 20 timer) og afhængig af ovnens størrelse modtog de tidlige jernarbejdere en klud med en vægt på et par kilo til flere hundrede vægt . Dette blev derefter frigjort for kul og slagger ved gentagen opvarmning (forvarmning) og smedning , komprimering og - for det meste ved hjælp af halvfabrikata - forarbejdet til de ønskede emner.

Se også: Jernproduktion i Lahn-Dill-området og jernsmeltning blandt de germanske folk .

Racerovne med vedhæftede smede, såkaldte racerværker, var stadig udbredt indtil 1700-tallet. De beskæftigede omkring fem til ti mænd og producerede omkring 60 til 120 tons dukker om året. 2,7 kilo kul blev forbrændt pr. Kilogram jern .

Udvikling af højovnen

"Hut im Walde", kulovn, begyndelsen af ​​1600 -tallet, maleri af Jan Brueghel den Ældre. EN.
Støbejernsovn og forskellige komfurplader dekoreret i relief i Eversberg lokalhistoriske museum
Historisk højovn Brausenstein (omkring 1700) i Bielatal ( saksisk Schweiz )

Selvom racerovnen blev brugt i lang tid på grund af sin enkle konstruktion, begyndte man at udvikle kraftigere ovne allerede i begyndelsen af ​​1200 -tallet. Den brik ovn (også kendt som "ulv ovn"), som blev opkaldt efter stykke jern , der blev taget ud af ovnen, kan ses som et link til udviklingen af nutidens højovne . Ovnen var en firkantet mursten med åben akselovn, hvis størrelse voksede fra omkring fire meters højde i slutningen af ​​middelalderen til ti meter i højden i det 17. århundrede, såsom stykkerovne i Vordernberg i Steiermark , et center for grise jernproduktion i Centraleuropa på det tidspunkt. De Bælg til ovnene blev drevet af vand hjul og systemerne blev derfor også omtalt som hjul virker . De nåede temperaturer på op til 1600 ° C; blandingen af ​​jernmalm og trækul blev delvist smeltet. En yderligere udvikling var den blå ovn, hvis navn stammer fra en korruption af det engelske ord blow (= at blæse). I princippet svarer det til stykke ovn, men har en lukket ovnfront.

I smedjen blev der imidlertid først behandlet svampjernet (lapper), der havde ophobet sig over jernbadet, som nåede en sådan størrelse i stykkeovne, at det ikke længere blev forarbejdet med håndkraft, men med smedehamre også drevet af vand magt . Det smeltede råjern, der blev produceret ved smelteprocessen, syntes oprindeligt smelteværkerne som "råddent jern", der ikke kunne bruges, fordi det havde absorberet en så høj andel kulstof, at det var for skørt til smedning. Det blev kaldt Saueisen i Tyskland og Graglach , mudderstrøm i Steiermark og råjern i den engelsktalende verden.

Problemet blev kun løst med opfindelsen af ​​forskellige processer til raffinering af jernet omkring det 14. århundrede. Dette banede også vejen for yderligere at øge ovnenes effektivitet. Flotteovne blev bygget med flere meter tykke murværker, hvis ramme var indsnævret, og hvor råjernet ( blødt jern og blødt stål ) og slaggen, der blev frembragt efter smelteprocessen, blev drænet sammen. Flådeovne kan ses som højovnens umiddelbare "forfædre", da der i princippet ikke er ændret noget i jernudvindingsprocessen efter deres udvikling. Den ældste kendte tømmerovn er i Kerspetal (Bergisches Land). Den er dateret til år 1275. I Siegerland var der omkring 30 højovne omkring 1450. Med ovnenes øgede effektivitet og den stigende efterspørgsel efter hardware opstod der imidlertid et nyt problem: Trækulet, der kræves til energiproduktion, kunne ikke længere opfyldes. Kul blev foreløbig også brugt, men kunne næsten kun vinde Kohlengräberei i opencast . I 1755 var der næsten 200 miner i Ruhr -området .

Englænderen Abraham Darby I (1676–1717) lykkedes endelig i 1709 i Coalbrookdale at fremstille råjern ved hjælp af koks , efter at der tidligere havde været nogle mislykkede forsøg med stenkul. Sammen med dampmaskinen, der blev forbedret af James Watt som drivkraft for blæseren, kunne højovnenes effektivitet øges betydeligt. I Tyskland var lignende forsøg imidlertid i første omgang uden held. Først i november 1796 lykkedes det de kongelige jernværker i Gleiwitz at bygge en funktionel, koksdrevet højovn. Ved hjælp af koks kan mængden af ​​varmt metal, der produceres, øges op til to ton om dagen med et forbrug på tre og et halvt ton koks pr. Ton råjern. De stadig små friske ovne kunne kun delvist behandle denne mængde råjern ; resten blev brugt som støbejern .

Med udviklingen af kuppler mod slutningen af ​​1700 -tallet oplevede støbejernsindustrien en virkelig storhedstid. Kanoner , kirkeklokker , køkkengrej og endelig kunstgenstande som komfur og ildsteder dekoreret med relieffer og endda smykker var lavet af støbejern. Blandt de største støbejern produkter er Iron Bridge i England , bygget i 1777-1779, og den 12-meter bro over Striegau Vand nær Laasan (nu Lažany ) i hvad der nu Polen.

En sidste væsentlig forbedring af ydeevnen for højovne, der blev stillet spørgsmålstegn ved, er brugen af ​​varm luft, som senere blev den stadig bruges i første omgang af rørblæsningsovne (Neilson, 1828) og Cowper - højovn blev leveret (1857).

De tidligste kendte højovne i Europa var i Sverige i 1200 -tallet , for eksempel i Lapphyttan . Individuelle højovne i Frankrig, Belgien og frem for alt England er blevet dokumenteret i de følgende århundreder. Den ældste, stort set fuldstændig bevarede højovn i Tyskland er Luisenhütte i Wocklum nær Balve i Sauerland . I Sachsen er tre kulovne fra 1600- og 1800 -tallet bevaret i Brausenstein (1693), Schmalzgrube (1819) og Morgenröthe (1822). En højovn fra 1783 kan ses ved Wilhelmshütte i Bornum am Harz og i Sauerland blev Wendener Hütte, der også blev bygget i 1700 -tallet , erklæret som et teknisk kulturmindesmærke. I Thüringen , i Schmalkalden - Weidebrunn, er der det nye højovnsmuseum Neue Hütte (Schmalkalden) . Den senklassiske højovn fra 1835 viser, hvordan råjern blev fremstillet af lokale jernmalm på trækul. Jernværket eksisterede indtil 1924.

Jernsmeltning uden for Europa

Japansk Tatara smelteovn

Tatara -ovnen , en særlig form for racerovn , der bruges i Japan til at lave jern, har været kendt siden det 7. århundrede senest . I modsætning til de ovne, der bruges i andre regioner i verden, er en Tatara-ovn kasselignende i form med en højde på cirka 1,2 til 2 meter med en øvre bredde på 0,8 til 1,2 meter, som strækker sig ned til kun tilspidsende cirka 0,5 meter . Ovnens længde er derimod cirka 4,5 meter. På begge langsider sikrer 18 til 20 keramiske dyser tilstrækkelig luftforsyning, som i "moderne" virksomheder bringes ind via en blæser, der drives af flere mænd. Tatara -ovnen er skiftevis ladet med kul og jernmalmsand og når temperaturer på 1200 til 1500 ° C. Efter cirka tre dage bliver ovnens vægge smadret, og en blok af formbart jern og stål, der vejer omkring to ton, fjernes. Den resulterende slagge blev tidligere drænet under drift. Selv i dag bruges japansk stål ( tamahagane ) , der traditionelt fremstilles i Tatara-ovne og kendt for sin kvalitet, for eksempel til køkkenknive af høj kvalitet ( Hōchō ) eller til den japanske katana med langt sværd .

Kinesiske ovne til jernsmeltning i det 19. århundrede lignede en på hovedet nedskåret kegle, der var omkring 2,5 meter høj med en overdiameter på 1,2 meter, en lavere diameter på næsten 60 centimeter og en vægtykkelse på 30 centimeter og var lavet af ler . Som en sikkerhedsforanstaltning var ovnen omgivet af en kurv af jernnet og kunne vippes ca. 30 ° for at gøre det lettere at fjerne råjernet. Brun jern sten , kul jern sten ( ”Blackband”) og, afhængigt af typen af byggeri, kul eller koks blev opkrævet. Den luft, der kræves for at reducere malmen, blev bragt ind med en håndbetjent cylinderblæser . På denne måde kunne der produceres mellem 450 og 650 kilo råjern om dagen med et koksforbrug på 100 kilo pr. 100 kilo jern. En lignende højovnsfacilitet blev også fundet i Bulacan -provinsen i Filippinerne , som blev drevet indtil omkring 1900. Højovnen havde formen af ​​en på hovedet nedskåret kegle lukket i bunden med en udvendig højde på 2,1 meter, en udvendig diameter ved gigt på 1,5 meter og en vægtykkelse mellem 30 og 80 centimeter.

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev der i Afrika opdaget folk, der reducerede jernmalm ved hjælp af en til tre meter høj aksel eller trækovne. Til konstruktionen blev der enten brugt termithøje, der passende var udhulet, eller ovnen var lavet af ler. Flere keramiske dyser installeret i den nedre ende af ovnen sikrede en tilstrækkelig luftforsyning, der blev suget opad gennem malmen og kulfyldningen på grund af skorsteneffekten af ​​den høje aksel. Malm og kul blev genopfyldt flere gange gennem den øverste skorstensåbning, indtil der efter cirka 20 timer blev skabt en klud i fodboldstørrelse , som blev fjernet nedenfra gennem det ødelagte ovnbryst. Den meget rene jernmalm, der kræves til disse ovne, kom blandt andet fra Banjéli i Bassariland .

konstruktion

Højovnssystem i landskabsparken Duisburg-Nord
Komponenter fra venstre mod højre: Bunker, spilhus, gasledninger til ovne med støvpose bag den skrå elevator til opladning, højovn, tappehal, vindvarmer

For at sikre en gnidningsløs kontinuerlig drift under den såkaldte " ovnrejse " på 10 til 20 år frem til den næste vedligeholdelsesdato , kræver et højovnssystem andre væsentlige faciliteter ud over selve højovnen. Dette inkluderer bunkeren for inputmaterialerne med et tilsluttet transportsystem til kontinuerlig opladning af højovnen, hvormed inputmaterialerne fyldes i ovnen via den øverste luge . Luften , der er blevet forvarmet i højvarmeren , blæses ind i højovnen via dyser via et varmt vindringrør , der er beklædt med brandsikker inderside og omgivet af et komplekst kølesystem på ydersiden . Tilknyttet højovnen er en specialudviklet tappe- eller støbehal, hvor det fjernede råjern kan fodres i passende sleve- eller torpedovogne under den normale tapping og transporteres væk til videre forarbejdning.

Opførelsen af ​​et moderne højovnsanlæg er et omfattende omfattende projekt af et stålværk og tager mellem 1,5 og 2,5 år fra planlægning til idriftsættelse, hvoraf planlægningsarbejdet tager cirka halvdelen af ​​tiden. Investeringsomkostningerne til opførelsen af ​​den nye "højovn 8" i Duisburg-Hamborn for eksempel beløb sig til omkring 250 millioner euro.

bunker

Inputmaterialerne, såsom jernmalm, koks og aggregater (f.eks. Kalk , sand og dolomit ), som normalt leveres med jernbane eller skib, føres først til en bunker. Denne består af flere bunkers , som enten er muret eller støbt af armeret beton, og hvor de indgående råvarer opbevares. For at kompensere for kvalitetsforskellene i sammensætningen af Möller (jernmalm, aggregater) og koks, blandes materialerne ofte på forhånd på såkaldte blandede senge.

Nogle råvarer fremstilles allerede af leverandørerne (inklusive miner ). I nogle tilfælde skal et opstrøms præparat, f.eks. I et malmknusnings-, sintrings- og pelleteringsanlæg , sikre forarbejdning, da råvarernes partikel- eller kornstørrelse hverken må være for lille (risiko for tilstopning, dårlig gasstrøm) eller også stor (ikke optimal råstofudnyttelse).

foder

Gigt og skrå elevator (1989)
Skrå elevator med to jagt

Möller og koks transporteres fra bunkeren til den øverste ende af skaftet, den såkaldte gigt . Tilførsel af materialet omtales også som læsning eller opladning, og afhængigt af den ledige plads foregår det enten via transportbånd , dumpespande eller små bulkvogne, såkaldte lastbiler eller hunte (også hunde ).

I tilfælde af vognladning eller "springning af lastning" foregår lastning via en skrånende elevator op til påfyldningsåbningen kendt som "topluge", som danner højovnens øvre ende. Der bruges to elevatorsystemer til hver højovn, der skiftevis transporterer koks og Möller. Ud over den større forsyningskapacitet tjener brugen af ​​to elevatorer også til at beskytte mod fejl for at garantere uafbrudt levering af højovnen. I moderne højovne foretrækkes transportbånd nu til opladning. Selvom disse kun kan overvinde små skråninger og kræver mere plads, er de mere effektive, lettere at automatisere og håndtere bulkmaterialet mere forsigtigt.

Gigt -okklusion

Ovngassen, der kommer ud ved ovnhovedet, består i vid udstrækning af varmt nitrogen (N 2 ), kulilte (CO) og kuldioxid (CO 2 ) samt små mængder andre gasser og indblandet støv (se også under højovnsprodukter ) . På trods af farligheden af ​​denne giftige og brandfarlige gasblanding forblev gigtåbningen ulåst i lang tid. Det var først siden udviklingen af ​​højovnen gasopvarmet højovn i 1800-tallet, at den blev forsynet med et låsesystem, som gjorde det muligt at oplade højovnen uden at miste brændstoffet og varmegassen, som nu er blevet værdifuld . Ovnens gas opfanges via store rør, frigøres fra støvet og derefter føres til kedlens brændere , bl.a.

Se ind i gigtlåsen med en klokkelås

Den første gigtforsegling med en simpel traglås blev opfundet af George Parry i Ebbw Vale i 1850 , som senere blev kendt som "Parry funnel". Den mest udbredte form af den øverste lugesluk indtil 1970'erne var imidlertid "dobbeltkloklåsen" med en roterende tragt udviklet af McKee og indlagt til at distribuere massematerialet. Imidlertid blev systemer med tre eller fire klokker også anvendes til at reducere aflæsningshøjde, som kan bringe den definerede diameter af malm pellets , og, i tilfælde af højovne med højere modtryk, ovnen. Den store vægt af denne konstruktion og de stigende problemer med at opretholde tætheden af ​​klokkesystemet satte i sidste ende en grænse for bestræbelserne på at øge ydeevnen for højovne med klokkelåse.

Opfindelsen af ​​det luxembourgske selskab Paul Wurth SA, nemlig Édouard Legille , der udviklede den såkaldte "klokkefri gigtforsegling " (senere også "Paul Wurth gigtforsegling") i 1970/1971 , medførte en betydelig forbedring af gigtforseglingen . I stedet for et komplekst og tungt klokkesystem, afhængigt af højovnens størrelse og krav, er der nu to eller flere lagertanke til koks og Möller på ovnhovedet, som er fyldt med bulkvogne via bæltefordelere eller elevatorsystemer. Koks og Möller passerer gennem nedløbsrør i midten af ​​ovnlukningen til en roterbar og drejelig rende , som kan fordele det indgående materiale præcist og jævnt på hældningsoverfladen. Systemet lukkes med tætningsklapper, der er placeret over og under opbevaringsbeholderne. En ekstra materialeklap under beholderne sikrer en konstant afladningshastighed af bulkmaterialet. Den samlede højde på den nye "klokkeløse gigtforsegling" blev reduceret med omkring 1/3, hvilket også reducerede vægten af ​​konstruktionen tilsvarende, og systemets tæthed var lettere at sikre.

Den 9. januar 1972 blev verdens første klokkeløse topluge sat i drift på højovnen 4 i August Thyssen -jernværket i Hamborn . På grund af de mange fordele i forhold til det gamle system, har den klokkeløse Paul Wurth gigtprop med succes etableret sig og foretrækkes til brug i moderne højovnssystemer.

Højovn

design

Grundform af en højovnskerne

Grundlæggende design af højovne: Venstre: med støttering og støttesøjler
Højre: "fritstående højovn" med komplet stillads

Selve ovnen ligner et akselovnprincip , en pejs eller skorsten , da disse danner grundlag for den resulterende skorsteneffekt letter optimal gasning af foderet. Højde på masovnkernen bestemmer dens ydeevne og kan være mellem 30 og 75 m. Den øverste 3/5 danner den faktiske aksel, hvilket svarer til en aflang afkortet kegle. Dette efterfølges af en kort cylindrisk mellemring med den største indvendige diameter på højovnen, som er kendt som "kulsæk". En anden omvendt afkortet kegle, den såkaldte "Rast", ender til sidst i den nedre, cylindrisk designede "ramme". Kulsæk og Rast samt ramme udgør hver 1/5 af den samlede højde. Med en samlet højde på 30 m er akslen omkring 18 m, kulsækken og Rast ca. 6 m og rammen også 6 m.

Hele højovnskonstruktionen er typisk omgivet af en stålramme med arbejds- og montageplatforme, som på den ene side tjener til at rumme hjælpemateriel som f.eks. Materialelevatoren og, om nødvendigt, den øverste luge, men også kan bruges til at understøtte og stabilisere højovnen. Der kan skelnes mellem to typer støttestruktur:

Ældre og overvejende amerikanske højovne er forsynet med en støttering med støttesøjler på omtrent niveauet med resten, via hvilken belastningen, der ligger på ovnhovedet og toppen af ​​ovnen, føres ind i fundamentet. På grund af støttesøjlerne er der imidlertid en indsnævring og dermed en forhindring af adgangen til tappeområdet samt problemer i forbindelsesområdet mellem låsen og støtteringen. På grund af disse ulemper foretrækkes den anden variant nu til nyere højovne.

Dette design, udviklet i Tyskland, er en såkaldt "fritstående højovn". Højovnens stålarmering skaber en selvbærende ovnstruktur, der er omgivet af komplette stilladser til arbejdsplatforme og til at rumme hjælpeudstyret. Det betyder, at der ikke er nogen irriterende søjler i tappeområdet, og højovnen kan frit følge alle termiske udvidelser, som en kompensator, der er fastgjort til ovnhovedet, absorberer.

Den samlede højde for et sådant anlæg er omkring 90 m. Højovn 2 i Duisburg-Schwelgern har for eksempel en ovnhøjde på næsten 75 m, en rammediameter på 14,9 m og et brugbart volumen på omkring 4800 m³, smelter omkring 12.000 t råjern pr. dag og er i øjeblikket gældende (fra 2014) som den største højovn i Europa. Tolv højovne i verden overstiger 5.500 m³ brugbart volumen (fra 2013). Den hidtil største kendte højovn i verden med en brugbar volumen på 6.000 m³ er placeret i POSCOs " Gwangyang Steel Works" i den sydkoreanske provins Jeollanam-do.

I den nedre ende af låsen er der åbningsåbning til råjernet, lukket med et keramisk stik, hvorigennem de resulterende metallurgiske produkter råjern og slagger kan drænes. For fuldstændig tømning ( "Sauabstich") i tilfælde af en kommende relining af højovnen, en "Sauloch" (også ovn so er) fastgjort til det laveste punkt af rammen såvel som i sin bund .

Dyserne på varmvindringens ledning starter ved grænsen mellem resten og rammen og forsynes med varmluftsvarmere.

Udvikling af profil og størrelse i løbet af historien ( længdeinformation delvist afrundet )
Højovne - udvikling af profil og størrelse.png Region og periode Stel Ø
d i m
Højde
H i m
Anvendelig volumen
i m³
Output i
tons pr. Dag
1) Højovn 1861 0,9 15.3 64 25.
2) Vesttyske specialovne fra råjern fra 1930'erne 4.5 20,0 425 450
3) Vesttysk stål og Thomas råjernovne 1961 6.5 24.0 900 1.200
4) Vesttyske højovne 1959 9,0 26.1 1.424 > 2.000
5) Sovjetiske højovne 1960 9.8 29.4 1.763 4.000
6) Japanske højovne 1968 11.2 31.5 2.255 6.000
7) Vesttyske store højovne 1971/72 14.0 36.7 4.100 ≈ 10.000

Foring i mursten

Oprindeligt bestod højovne af et metertykkt, bærende og varmeisolerende murværk af mursten eller murbrokker (røgvægge) og havde en ildfast foring på indersiden (kernevægge) . I moderne højovne tager centimetertykk stål rustning og understøtningsstruktur på sig belastningen, mens kernemuren alene giver den nødvendige brandmodstand og varmeisolering.

For at opnå den ønskede levetid (ovnrejse) indtil fuldstændig fornyelse af ovnforingen er påkrævet, er hele ovnkernen fra akslen til rammen ildfast . Ovnforingen definerer også ovnens endelige indre profil. Med et samlet areal på omkring 2000 m² og en tykkelse på et par decimeter til over en meter kan overdimensionerede murværk medføre enorme omkostninger, hvorfor man i planlægningsfasen kun forsøger at bruge sten, der er specielt tilpasset kravene i det respektive ovnsafsnit.

I akselens øvre område er temperaturerne relativt lave, men de mekaniske belastninger er høje på grund af belastningen. Følgelig bruges chamotter med et korundindhold mellem 30 og 40% her. Derudover er "slagpanser" af stålplader fastgjort i fødeområdet for at forhindre skader på murværket forårsaget af støden fra mørtelmaterialerne.

I det nedre skaftområde op til kulsækken stiger temperaturerne hurtigt. Spændingen forårsaget af slid falder imidlertid kun langsomt, da belastningen skal forblive fast så længe som muligt og modstå trykket fra Möll -søjlen for at muliggøre en god gasstrøm. Desuden skal stenene i dette område være kemisk stabile, da reaktiviteten af ​​de omgivende stoffer øges. Følgelig anvendes her meget ildfaste chamotter med et korundindhold mellem 60 og 86% eller halvgrafitsten.

På niveau med tuyeres og fangstområdet foring de højeste temperaturer og tryk udsættes, som kun kulstof mursten , Schmelzspinellstein med chrom eller Chromkorundsteine modstå.

køling

Kølesystem ved højovn 3 ved Henrichshütte , Hattingen

For at beskytte mod overophedning indeholder højovnen et system med kølevandsledninger og elementer (stænger) , der er forbundet med rustningen, fra omkring den øverste tredjedel af akslen til bunden af ​​rammen . Da en højovn med en rammediameter på 8 m har en vandomsætning på mere end 30.000 m³ om dagen, hvilket svarer til forbruget i en mellemstor by med omkring 200.000 indbyggere, skal kølesystemet designes derefter og sikres flere gange at beskytte mod fejl.

I moderne højovne i det 20. århundrede bruges de tidligere udbredte, åbne kølekredse for det meste kun til ovnhovedet og stativvanding og i nødsituationer (f.eks. Hvis et lukket kredsløb fejler). I åbne kredsløb tages det nødvendige vand fra de nærliggende vandområder (floder, søer) og renses for faste stoffer, før det bruges i kølesystemet. Efter brug køletårne overtage re-køling af vandet, før det returneres til miljøet. Lukkede kredsløb bruger derimod behandlet, afsaltet og afgasset vand, som afkøles igen efter brug via en varmeveksler og derefter føres tilbage i kølesystemet. Ud over at beskytte køleelementerne og ledningerne mod aflejringer har behandlet vand den fordel, at kølesystemet kan absorbere større mængder varme.

Konstruktionen af ​​køleelementerne er designet på en sådan måde, at de på den ene side kan understøtte murværket, men på den anden side kan de også hurtigt udskiftes, hvis de er beskadiget. De består enten af ​​stålplade, støbejern eller kobber og er enten skruet, kilet eller svejset til rustningen. Når det kommer til design af køleelementer, kan der skelnes mellem to grundtyper:

  1. Kølebokse er flade, rektangulære elementer med styreplader trukket ind som en labyrint for at lede vandstrømmen og en profil, der tilspidses mod midten af ​​ovnen, hvilket muliggør hurtig fjernelse og installation. Kølekasserne indsættes mellem skaftets rustningsplader, så der skabes et tavlelignende mønster af rustningsplader og kølebokse.
  2. Tallerkenkølere eller stave er fremstillet af specialstøbning med støbte, lodrette kølerør. De er skruet fast på den side af rustningen, der vender væk fra ovnens centrum. Stavernes støtteflade krydses med riller, der er fyldt med isolerende forbindelse.

Der anvendes forskellige typer køling på højovnen afhængigt af kravene til kølekapacitet. Ovnhovedet afkøles i området med slagpanseret med et eksternt sprinklersystem. For det meste installeres kølebokse i akselområdet, og kølebokse og pladekølere bruges i området Kohlsack og Rast. På grund af den særligt høje varmebelastning i dette område placeres køleelementerne med tætte mellemrum, så der kan spredes så meget varme som muligt. Blæseformene har deres eget dobbelte kølekredsløb. Rammen og bunden afkøles enten med dryppende vand eller ved at indføre vand i en dobbeltrammejakke.

Varm brændeovn

Jack-tube eller bukserørvarmer (også kaldet Calder-apparat ) af James Beaumont Neilson (1840)

James Beaumont Neilson var en af ​​de første til at sprænge ovne i rekreativt design - den luft, som varmeveksleren opvarmede - udviklede og patenterede til venstre. Tidligere blev højovne altid drevet med kold luft, da metallurgiindustrien for længst havde oplevet, at en højovn kørte bedre om vinteren end om sommeren. Derfor stødte Neilsen oprindeligt på stor modstand, da han forsøgte at bruge det nye princip. Arbejderne var også endnu ikke overbevist af et forsøg med en blæservind , der blev tilladt af Clyde Iron Works i 1828 , som kun blev opvarmet til 27 ° C og alligevel sikrede, at det producerede slagge var mindre jern og betydeligt mere flydende. Neilsons ganske enkelt konstruerede kedel bestod af et stykke hvælvet formet bøjet forsyningsledning, som blev opvarmet over en ristbrand . En metalpladekasse monteret over rørhvælvingen holdt varmen inde et stykke tid for at forbedre varmeoverførslen. Yderligere konstruktive forbedringer ved brug af mere varmebestandige støbejernsrør og -kasser samt aflange og buede varmespiraler til at absorbere den termiske ekspansion gjorde, at disse "rørformede vindvarmere" kunne opvarme blæservinden op til 315 ° C.

Sammenligning af råjernmængder opnået ved brug af forskellige brændstoffer og blæsning i kold og varm luft
år Vindsystem Brændstofforbrug
i kg pr. T råjern
Mængde råjern
i 24 timer i kg
1829 Kold vind Koks 8060 1607
1830 Varm vind Koks 5160 2353
1833 Varm vind Råt kul 2280 3556

Modstanden mod brugen af ​​varmblæsning aftog fuldstændigt, idet råjernets overskud opnåede steg mere og mere, og samtidig kunne de nødvendige brændstofmængder reduceres betydeligt. Selv rå kul kunne nu bruges, hvilket tidligere var umuligt.

Siden midten af ​​1700 -tallet har højovnsgas også været brugt i metallurgi, men i første omgang kun til ristning af malm, tørring af støbeforme og afbrænding af kalk og mursten. Først i begyndelsen af ​​1832 lykkedes det Wilhelm von Faber du Faur at udvikle en effektiv og stabil rørvarmer, "Wasseralfinger Winderhitzer", som blev opvarmet med højovnsgas og hævede vindtemperaturen til 540 ° C. Dette betød imidlertid også, at ydelsesgrænsen for dette design blev nået.

Højtydende cowpervarmer med udvendig forbrændingsaksel (højre)

En afgørende forbedring af forsyningen af ​​højovne med varm sprængning blev endelig opnået af Edward Alfred Cowper (1819–1893) ved ikke længere at konstruere sprændevarmeren fra et rørsystem, men med ildfaste, luftpermeable multi-perforerede mursten . Selv i den første udviklingstrin bragte "Cowper vindvarmere" 29 m³ luft til en temperatur på 650 til 700 ° C inden for et minut. På det tidspunkt kunne vindtemperaturen kun måles med smelteprøver af forskellige metaller. De tidligere anvendte prøver fremstillet af bly ( SP  = 327,4 ° C) og zink (SP = 419,5 ° C) kunne ikke længere bruges i Cowpers vindvarmere og endda antimon (SP = 630,6 ° C) smeltede inden for få sekunder. En anden nyskabelse, også udviklet af Cowper, var den regenerative vekslende drift af to vindvarmere, hvor den ene blev opvarmet ved gasfyring, mens den anden afgav den lagrede varme til den kolde luft, der blev blæst ind.

Mere moderne “Cowper-Windheater” består af et lodret stålrør på 20 til 35 m højt og 6 til 9 m i diameter. Kernen består udelukkende af stablede flerhuls siliciumsten . På den ene side af skaftet er et brandsikkert foret brændende skaft delt op til kuplens niveau, som fylder cirka en tredjedel af varmeapparatets tværsnit. Brænderdyserne og forbindelserne til kold luft og varm luft er placeret på den nederste fyringsaksel. En anden mulighed er konstruktionen af ​​en forbrændingsaksel, der er placeret på ydersiden, uafhængigt af varmelegemeakslen. Dette design har den fordel, at på den ene side undgås revner, der opstår i skillevæggen mellem forbrændings- og varmeakslerne på grund af de stærke temperatursvingninger, og på den anden side har varmeapparatet i sig selv mere plads til multi-perforerede mursten og dermed kan varmeydelsen øges igen.

Normalt tre, og i tilfælde af større højovne, sikrer fire "cowpers" en jævn og problemfri tilførsel af varm luft til højovnen. Mens to opvarmes på forskellige tidspunkter, skubber en aksial eller radial ventilator kold luft (ca. 1,4 t pr. Ton råjern) gennem den tredje varmelegeme ved et tryk på 2 til 4,5 bar. De tidligere anvendte damp- eller gasstempelblæsere viste sig at være uøkonomiske og vanskelige at kontrollere. I en kontinuerlig cyklus sker der derefter en ændring af den tidligere opvarmede cowper, mens den cowper, der er kølet ned, opvarmes igen. Opvarmningsfasen tager cirka 50 minutter, vindfasen dog kun cirka 30 minutter, da vindvarmeren ikke må falde til under en temperatur på 721 ° C, hvilket er afgørende for siliciumdioxidsten. Under denne temperatur, silicasten undergå flere udskiftninger af modifikation , som fører til en "hoppe i volumen", som ødelægger den faste struktur af multi-perforeret mursten trim og kan få det til at kollapse. Den tredje eller fjerde "cowper" fungerer også som en reserve mod fejl og under vedligeholdelsesarbejde.

Hot wind ring line og dyser

Tappeområde med varm vindring og for det meste demonterede tuyeres af den nedlagte højovn Völklinger Hütte
Dyse af den varme vindringslinje, der stadig sidder i slagformen ( Landschaftspark Duisburg-Nord )

Med en maksimalt opnåelig temperatur på 1270 ° C (1980) til 1350 ° C (1985) når den varme eksplosion "hotblast ringlinjen" til mellem 10 og 40 dyser, afhængigt af højovnens størrelse og via såkaldte slagforme ind i ovnen. For at reducere forbruget af koks, blæser erstatningsreduktionsmidler såsom animalsk fedt eller kraftig fyringsolie i formene i mange planter. Men da prisen på olie fortsatte med at stige over tid, var der forskellige forsøg med andre substitutter.

På Armco i USA blev kulstøv med succes brugt som brændstoferstatning i længere perioder og på kinesiske fabrikker fra 1963 og frem, selv i kontinuerlig drift. Siden 2006 er der også tilføjet finpelleteret gammel plast (6 mm × 9 mm), som udover den miljøvenlige genanvendelse af plastaffald i modsætning til lossepladser også reducerer udledningen af CO 2 og SO 2 .

For at beskytte mod skader forårsaget af varmebelastningen får ringledningen og forsyningsforbindelsen en brandsikker foring, som også har en varmeisolerende effekt for at undgå varmetab. Selve slagformene afkøles intensivt med vand, da de kan stikke op til en halv meter ind i ovnen afhængigt af graden af ​​slid på ovnforingen og derefter udsættes for de højeste belastninger på grund af temperaturen og trykket i Möll -søjle. I moderne højovne anvendes derfor kun hule former fremstillet af elektrolytisk kobber med et dobbeltkammer kølevandskredsløb. Hvis det forreste kammer brænder ned under ovnsrejsen, kan det tilsvarende kølekredsløb slukkes, og hovedkammeret kan fortsætte med at køre indtil næste stilstand.

Grisejern og slaggetappning

Højovnsarbejdere i Eisenerz, 1910
Tappehal ved højovn 5 i Duisburg-Nord landskabspark med tappehul, boremaskine, stampemaskine og en del af kanalsystemet

Den råjern - pirrende med regelmæssige intervaller på omkring to til tre timer. Her, den keramiske stik i taphullet er med en trykluft - boremaskine bores. I sjældne tilfælde, eksempelvis hvis boret skulle svigte, åbningen er også gennemboret med en oxygen lanse.

Råjernet flyder derefter i omkring 15 til 20 minutter i en specialudviklet tappe- eller støbehal med en arbejdsplatform og et brandsikkert murstenskanalsystem, som yderligere er stemplet eller hældt med ildfaste forbindelser. I ældre højovne med højere slaggerproduktion blev en del af slaggen først tappet af som såkaldt " præslagg " på niveau med formplatformen. Derefter blev råjernet og slaggen slået sammen ved hjælp af en slags sifon, den såkaldte " ræv ", som adskilte slaggen fra råjernet (som dekantering ) og omdirigerede det i forskellige retninger via et tilsvarende designet kanalsystem. Moderne højovne med lavere slaggeproduktion, men en daglig råjernsproduktion på 3000 tons og mere, behøver ikke nogen for-tapning af slaggen, men mellem to og fire tappehuller. Systemet med tagrender og ræve er tilsvarende komplekst og kræver omhyggelig overvågning.

I hovedkanalen mellem taphullet og ræven, der er omkring 8 til 14 meter lang og rummer omkring 20 til 60 tons råjern inklusive slagger, har slaggen tid til at adskille sig fra råjernet og samle sig på overfladen. Foran ræven, hvis “næse” dypper ned i smelten, bygger slaggen sig op og drænes af via kanaler, der forgrener sig til siden. Råjernet flyder derimod under ræven igennem til et hul, under hvilket en slev eller torpedovogn ​​er klar til at transportere det fangede jern til videre forarbejdning i stål- eller støbeværkerne . Slaggen opsamles også i særlige vogne og transporteres væk til videre forarbejdning.

Efter afslutning af tappefasen lukkes hanhullet igen ved hjælp af en "tappemaskine til taphul" indtil den næste hane.

Moderne støbehaller skal "støves af" for at beskytte medarbejdere og miljø, hvilket betyder, at der er installeret sugesystemer i området med hanehullerne og ved overførselspunktet til opsamlingsbeholderne og kanalsystemet er dækket af stål plader. De opsamlede udstødningsgasser renses i passende filtersystemer .

fungere

Blæs på

Inden en ny højovn kan gå i produktion, skal den først tørres langsomt ved hjælp af gasbrændere eller ved indblæsning af varm luft. Først da finder den egentlige ”blæsning” ind i ovnen sted. Valget af blæsemetode har stor indflydelse på den efterfølgende driftsform og levetid, kan variere fra anlæg til anlæg og tager cirka en til to uger (med ældre højovne nogle gange endda flere måneder).

Efter tørring fyldes rammen for første gang med træ og koks. I skaftet ovenfor hældes lag af koks og moleren bestående af jernmalm og slaggebindende aggregater i, antændes og viftes ved at blæse varm luft ind. Sammensætningen af ​​den blæste lagdeling er meget forskellig fra den senere operationelle stratificering. Den indeholder betydeligt mere koks, da opvarmning af ovnforingen og den kolde koks-Möller-søjle forbruger meget energi. Anvendelsen af ​​en tilsvarende stor mængde slagge sikrer, at stellet opvarmes og beskyttes.

Opbygning og opførsel af belastningen under ovnpassagen

Jernmalmpiller med en ensartet diameter på ca. 10 til 20 mm
Input materialer i en højovn

Foderets form, sammensætning og mekaniske egenskaber, især malmene, samt en så ensartet kornstørrelse er af afgørende betydning for højovnens effektivitet . Reduktionsadfærden ved forhøjet temperatur spiller også en rolle, idet målet er så lav en lav temperaturnedbrydning som muligt og en høj blødgøringstemperatur med et samtidigt lavt temperaturområde af blødgøringsfasen. Kun hvis sinter og pellets forbliver i stykker og i fast tilstand så længe som muligt, kan de modstå trykbelastningen af ​​lagene ovenfor og garantere god gasindtrængning.

Den reducibility af den sinter afhænger af dens sammensætning og bestemmes af den empiriske størrelse af basiciteten

som viser masseforholdet af calciumoxid og magnesiumoxid til siliciumdioxid . Reducerbarheden er bedre, hvis sammensætningens grundlæggende er i basisområdet (B> 1,0) og når en maksimal reducerbarhed i området fra 2,0 til 2,5. Den mekaniske styrke er også størst på dette område. Fra en basicitet på 2,6 og højere stiger andelen af ​​smeltefasen i den sintrede del, hvilket lukker porerne og reducerer evnen til at reducere, da de reducerende gasser ikke længere når malmdelen direkte. I tilfælde af sur sintring (B <1,0) begynder blødgøringsfasen i nogle tilfælde, når kun ca. 15% af malmen er reduceret.

I modsætning til sintring har pellets tendens til at have en sur sammensætning, fordi deres stabile sfæriske form betyder, at der er mindre tendens til dannelse af finkorn og forringelse af mekaniske egenskaber. Pellets består derfor hovedsageligt af hæmatit , forskellige silikater til at binde slagger og porer. Andelen af ​​hæmatit skal dog forblive begrænset, da pellets struktur ellers ville løsne sig for meget i løbet af reduktionen, og pellets i sidste ende ville gå i opløsning til koncentreret støv, hvilket ville resultere i et betydeligt tab af trykstyrke. Den samtidige overdrevne stigning i pellets volumen (tærskler) har også en risiko for tilstopning af højovne.

For at finde ud af, hvordan opbygning og tilstand af påfyldningen ændrer sig på vejen fra ovnen til hanehulsåbningen, og hvilke reaktioner der finder sted i det respektive ovnsafsnit, blev der i 1970'erne udført flere tests, hovedsageligt i Japan, hvor højovne blev stoppet midt i produktionen og afkølet det intensivt med vand. Alle igangværende reaktioner inden for Möllersäule var således ”frosset”, så at sige. De efterfølgende analyser af lagsammensætningen på forskellige niveauer viste sammenfattende, at blødgørings- og smeltezonen buler opad i form af en klokke på midteraksen. Klokkens centrum består af koks, som stadig er gasgennemtrængelig i den varme zone på 1000 til 1600 ° C. De smeltende malme og slagger når indvendigt via denne aktive koksklokke og synker ned i resten og rammen, mens den varme vind, der blæses ind, fordeles jævnt udad og opad. Den hidtidige såkaldte "døde mand" - en hvilende og ikke -reagerende, kegleformet krop lavet af koks og størknet jern - eksisterer ikke.

Kun foden af ​​denne "sammenhængende zone" er uigennemtrængelig for gas og er ideelt placeret på niveau med resten. Det bør heller ikke påvirkes af gasningen, så på den ene side vil levering (ildfast foring) af kulsæk og hvile blive mindre påvirket, og på den anden side vil den resulterende turbulens af den varme vind forårsage en ensartet reduktion af belastningen vanskeligere eller endda forhindre det. For at optimere gasstrømmen i den beskrevne form og dermed reducere energiforbruget og samtidig øge kvaliteten af ​​råjernet, er omhyggelig beregning af zonetværsnittene samt mængden og sammensætningen af ​​den indførte varme sprængning af stor betydning .

Følgende yderligere fund blev indhentet fra undersøgelsen af ​​"frosne" højovne:

  • Den skiftende opladning af Möller og Coke opretholdes i hele ovnen ned til de dybere lag. Kun lagtykkelserne bliver mindre i løbet af reduktionen.
  • På niveauet med blæseplanet er der i stedet for den faste malm kun dråber af metallisk jern og koks blandet med slagger.
  • Reduktionen begynder 3 til 4 meter under belastningsniveauet, hvilket resulterer i, at kornstørrelsen på sinter, piller og klumpmalm falder jævnt. Sintringen nedbrydes ved en temperatur på 200 til 500 ° C, mens klumpmalm kun forekommer ved omkring 800 til 900 ° C.
  • 7 meter under overfladen er reduktionen skredet så langt, at sintringsdelen ikke nedbrydes yderligere. Dette gælder dog ikke den anden Möllerstoff, da der op til en dybde på 18 meter blev fundet en stadigt stigende andel finkorn under 5 millimeter. Hvorvidt og på hvilket tidspunkt der dannes finkorn i højovnen afhænger imidlertid af temperatur og gasstrømfordeling, opvarmningshastighed og ladningstype. I tilfælde af sintring er andelen af ​​fint korn generelt højere.
  • Reduktionen er meget hurtigere i midten af ​​ovntværsnittet end i kantområdet.
  • I højden af ​​gigt falder fastheden af ​​alle stoffer i olien i første omgang kraftigt og stiger igen, efterhånden som dybden stiger, hvilket er relateret til progressionen af ​​reduktionen og den tilhørende stigning i jernindholdet.

Reduktion af skadedyrs svovl

Alkalier og svovlforbindelser, der altid er til stede i foderet, har stor indflydelse på reduktionsprocesserne . Især svovlforbindelserne har en særlig ulempe på de reduktionsprocesser, der finder sted, da de aldrig kan drives helt ud på trods af den komplekse forbehandling af malm og koks. Selv små mængder af svovldioxid (SO 2 ) på ca. 5 til 50  ppm i den reducerende gas indledningsvis accelerere nedbrydningen af oxygen betydeligt; Så snart det første metalliske jern dukker op, vendes processen imidlertid om, og nedbrydningen af ​​ilt bremses kraftigt. Årsagen til denne reaktion er svovlens egenskab at kombinere med det metalliske jern på overfladen og derved forhindre absorption af kulstof.

Reaktionen mellem wüstit (jern (II) oxid, FeO) med kulilte (CO) finder normalt ikke kun sted over overfladen af ​​FeO, men også over overfladen af ​​det jern, der allerede er udfældet. På grund af den bedre absorption opførsel af jern, en stor del af transportgassen til og fra jern-jernoxid fasegrænse foregår via det samme . Dette sker dog kun, når jernet har været i stand til at optage (karburere) tilstrækkeligt kulstof. Hvis absorptionen af ​​kulstoffet blokeres af svovlet, kan reduktionen kun finde sted på overfladen af ​​jernoxidet.

Svovlet som reduktionsskadedyr er også årsag til overdreven hævelse af pellets beskrevet ovenfor. Da jernet kun kan krystallisere ud i retning af det nedbrydende jernoxid, udvikler jernkrystallerne sig på en langstrakt, fibrøs måde. Pelletstrukturen, der allerede er løsnet på grund af det første reduktionstrin, forstærkes igen, og pelletvolumen kan vokse til to til tre gange dets oprindelige volumen.

For at holde andelen af ​​svovlforbindelser så lav som muligt omdannes sulfidmalme til oxider ved omhyggelig ristning, og svovlbindende tilsætningsstoffer indføres.

Kemiske reaktioner under reduktionen

Skema for højovnsprocessen

I højovnen sker der undertiden forskellige metallurgiske processer på samme tid, hvor jernmalmen på den ene side reduceres til råjern over flere trin, og de ikke-reducerbare komponenter overføres til slaggen.

For at starte en reduktion i jernmalm i første omgang skal de nødvendige reducerende gasser dog først genereres. Dette finder sted i højovnens nedre område, når kulstoffet i koks forbrændes med ilt .

Reaktionen er stærkt eksoterm , hvilket betyder, at der frigives varme, hvilket er 394,4 kJ / mol i denne reaktion og højovnen i området med de varme sprængningsdyser til en temperatur på 1800 til 2000 ° C, selvom yderligere ilt bruges opvarmet til 2200 ° C. To umiddelbart efter endotermiske , dvs. varmeforbrugende reaktioner sænker imidlertid temperaturen igen til omkring 1600 til 1800 ° C.

Den såkaldte " Boudouard-reaktion " , som dog kræver en minimumstemperatur på 1000 ° C, kræver 172,45 kJ / mol.

En samtidig opdeling af dampen i den varme gas kræver yderligere 131,4 kJ / mol.

De to gasser, der kan reduceres, kulilte og hydrogen, stiger mod materialestrømmen i højovnen. På grund af denne egenskab - synkende Möller -koksøjle på den ene side og stigende reaktionsgasser, der strømmer mod det bevægelige bulkmateriale på den anden side - omtales højovnen også som en "modstrømsreaktor" og en "reaktor i bevægeligt leje".

Den såkaldte "indirekte reduktion" finder sted i temperaturzonen mellem 400 og 900 ° C. De forskellige jernoxider reagerer med carbonmonoxid eller hydrogen i tre trin, indtil endelig metallisk jern er til stede:

Reaktion med kulilte (CO) Reaktion med hydrogen (H 2 )
Den mere jernholdige magnetit dannes af hæmatit .
Af magnetit produceret wustit .
Metallisk jern er fremstillet af wüstite og akkumuleres i højovnen herunder.

Så længe det resulterende kuldioxid (CO 2 ) forbliver i temperaturområdet over 1000 ° C, regenereres det gentagne gange til kulilte (CO) ved Boudouard -reaktionen og er tilgængeligt igen til reduktionsprocessen. Reduktionen med hydrogen er særlig effektiv ved omkring 800 ° C. Et indhold af kun 10% hydrogen i reaktionsgassen tredobler reduktionshastigheden, men dette falder igen, når temperaturen øges yderligere. Malmens kornstørrelse må heller ikke overstige et vist niveau, så brintets diffusionsveje ikke bliver for store.

I temperaturområdet fra 900 til 1600 ° C er der også en "direkte reduktion" med kulstof:

Jernfællerne mangan , silicium og fosfor er også inkluderet i processen og reduceret, hvorved der forbruges varme:

På samme tid optager det allerede reducerede jern i carboniseringszonen kul ved omkring 1100 til 1200 ° C enten direkte fra den glødende koks eller fra kuliltegassen.

Optagelsen af ​​kulstof sænker smeltepunktet fra 1538 ° C (rent jern ) til omkring 1300 til 1400 ° C (smeltepunkt for den eutektiske blanding , ledeburitten , med 4,3 vægtprocent C: 1147 ° C).

Overvågning og regulering af højovnsprocessen

I løbet af automatisering og kvalitetssikring for at bevare konkurrenceevnen på den ene side og de øgede sikkerhedskrav til beskyttelse af mennesker og maskiner på den anden side er forskellige måle- og kontroludstyr uundgåelige. Smelteprocessen er naturligvis udsat for større eller mindre udsving, da sammensætningen af ​​Möller, koks og varmblæsning, herunder de blæste tilsætningsstoffer, også varierer inden for tolerancegrænserne . Reaktionens forløb og hastighed svinger tilsvarende, hvilket uden overvågning og passende modreguleringsforanstaltninger ville føre til alvorlige forstyrrelser.

Vigtige målte variabler er frem for alt:

i mængden af ​​gigt
  • Sammensætning og distribution af Möller og cola i lagertankene og på ladefladen
  • Ovngasens tryk, temperatur og sammensætning samt temperaturfordeling ved ovnhovedet
fra skaftet til
kulsækken
  • Temperatur- og trykfordeling i kanten af ​​mandehullet og i rustningen
  • Kølevandets gennemstrømningshastighed og temperatur
på niveauet for
varmluftforsyningen
  • Volumen, tryk, temperatur og sammensætning af gas og tilsatte additiver (olie, kulstøv)
  • Tryk og temperatur i blæseformniveauet og i kølesystemet i tuyeres
på rammens bund
  • Tryk og temperatur på gulvværket og rammekøling
  • Sammensætning og temperatur af råjern og slagger

Derudover bruges vandrette sonder også til at måle tykkelsen af ​​Möll -lagene samt trykket og hastigheden af ​​gassen, der passerer gennem Möller -søjlen. For at beskytte mod fejl er nogle måleenheder, f.eks. Dem til måling af dybden af lastefladen , overflødige.

Forstyrrelser i højovnsprocessen

Hængende læsning

På grund af opløsningen af ​​Möller og koks under reduktionen kan Möller -søjlen i skaftet komprimeres og til sidst sikkerhedskopiere. En Möll -søjle, der "hænger" på denne måde, er i første omgang mærkbar ved, at dybdemålingen ikke længere registrerer nogen synkende bevægelse på ladefladen, men trykket og temperaturen på topgassen falder også, fordi det er svært at komme igennem de stadig mere snævre huller i den komprimerede Möll -søjle. Vindtrykket øges derimod, da det støder på større modstand.

Under hængningszonen fortsætter reduktions- og smelteprocessen imidlertid uformindsket, indtil der endelig dannes et hulrum mellem den hængende og synkende Möller. Da der på den ene side er risiko for, at en Möller -søjle pludselig falder sammen i hulrummet, fører til alvorlige procesforstyrrelser og skader på højovnen og på den anden side truer råjern og slagger med at stige til slagformene, en reaktion på førnævnte karakteristiske ændringer i måleresultaterne skal finde sted så tidligt som muligt. Dette omfatter for eksempel den såkaldte "forstyrrelse", en engangs eller om nødvendigt gentagen kraftig kvælning af vindmængden og dermed modtrykket på Möll-søjlen, som tvinger den til at glide på grund af sin egen vægt.

Tilgangsdannelse

Kogning af Möller og koks på højovnens indvendige vægge kan have forskellige årsager. Over tid ændres rustningens profil på grund af fysisk og kemisk slid , hvilket kan resultere i lettere vedhæftningsforhold på steder. Som et resultat letter fremspringende køleelementer også dannelsen af ​​aflejringer. Sammensætningen af ​​selve Möller har også indflydelse på kageprocessen, da blandt andet en basisk slagge har en tilsvarende højere andel af forskellige alkalier , der fungerer som kagemidler, for bedre svovlbinding . Mindre partier er næppe mærkbare i starten, men kan vokse meget hurtigt og føre til funktionsfejl i højovnsprocessen; især hvis disse pludselig bryder af og derefter forårsager uregelmæssigheder i sammensætningen i Möllersäule.

Større tilgange kan måles ved at indsnævre ovnens tværsnit og dermed øge vindens strømningshastighed , hvilket medfører flere støvpartikler. Ud over den øgede støvemission kan dannelsen af ​​aflejringer også fremme de førnævnte hang-ups. Endvidere er udsving i ovncyklussen og i råjernkvaliteten på grund af smuldrende aflejringer resultatet. Endelig kan opbygning af udstående køleelementer også forårsage skade på dem.

Ved hjælp af tryk- og temperatursensorer i ovnvæggene samt måleprober, der kan skubbes vandret ind i Möll-søjlen, kan ændringer i tværsnit og dermed tilgange nu lokaliseres hurtigere og mere præcist. Passende ændringer i sengetøj kan derefter normalt eliminere disse. Tidligere skulle især større højovne først blæses ned og derefter bores eller sprænges tilgange.

Vandindtrængning

Indtrængning af vand gennem beskadigede køleelementer kan føre til betydelige forstyrrelser i højovnsprocessen, da fordampningsvandet med større mængder medfører et stort tab af termisk energi, og de forskellige reduktionsprocesser går i stå. En vandindtrængning kan måles på den ene side ved et øget brintindhold i topgassen og på den anden side ved det øgede forbrug af fødevand , som formodes at kompensere for vandtabet i lukkede kølekredsløb.

Fornuftig underinddeling og tilslutning af køleelementer og linjer med hinanden i vandrette zoner eller "kølediske" gør det muligt at opdage og udskifte beskadigede elementer hurtigere og reducere vandtab til et minimum. I åbne kølesystemer er derimod en trykprøve nødvendig på hvert køleelement.

Lukke ned

Forskellige procedurer er nødvendige afhængigt af, om jern- og stålværkerne kun ønsker at lukke højovnen kortvarigt (dampning) eller helt lukke den ned og lukke den ned (blæse ud) .

Dampning

Hvis en højovn kun skal lukkes midlertidigt, for eksempel i tilfælde af forsyningsflaskehalse eller mindre reparationer, dæmpes den . Derved skiftes belastningen først afhængigt af den planlagte varighed af driftspausen. Den består nu på den ene side af en "let" dampende olier, hvilket betyder mindre jern og på den anden side af et større antal lag koks. Under den sidste tappning før lukning sørges der for, at råjernet og slaggen løber så fuldstændigt ud som muligt. Hvis dampfasen skal vare længere, bruges ovnssoen også. Når ovnen står stille, lukkes alle forsynings- og udledningsledninger, varmluftdyserne mures op, og ladefladen dækkes med fint malm eller slaggsand, så ovnen kan holde varmen så længe som muligt og naturligt træk fører ikke til unødvendig koksforbrænding. For at forhindre vandindtrængning, hvilket ville føre til alvorlige forstyrrelser i højovnsprocessen, slukkes kølesystemet først efter en omhyggelig lækagetest.

Genopblæsningen efter længere dæmpningsfaser udføres i omvendt rækkefølge af de enkelte arbejdstrin under dampning, selvom der i første omgang kun er et par tuyere af varmblæsningssystemet i hanehulsområdet, derefter gradvist yderligere dyser i drift. Om nødvendigt sættes nålehullet også højere i nogen tid.

Blæs ud

Hvis regelmæssig drift ikke længere er mulig, blandt andet fordi foringen er så slidt, at den skal udskiftes, ”blæses masovnen ud”.

Højovnsprocessen fortsætter i første omgang i det nedre område, men fodertilførslen er slukket, og vindforsyningen reduceres kraftigt i den indledende fase og til sidst også slukket. I dybblæsningsfasen (sænkning af koks-Möller-søjlen) injiceres vanddamp gennem specielle dyser på alle punkter, hvor "døde", dvs. tomme rum dannes. Nogle gange tilføjes der også vand ovenfra. Dette forhindrer dannelse af eksplosive gas-luftblandinger. Døde rum opstår først og fremmest over lastfladen op til den øverste udluftning, men også i mellemrummene mellem den øverste gaslås, afhængigt af placeringen af ​​afspærringsventilerne på gasventilen mellem ovnen og støvposen eller i støvet selve posen, såvel som i hvirvlerne og i ovnventilen. En anden metode til at undgå gaseksplosioner er at brænde ovngasserne, der kommer fra ladningsoverfladen, af ved hjælp af en kontinuerligt brændende koksgas -tændlanse. Udblæsningens afslutning er tappning af ovnssoen , hvorved der udover slagge, afhængigt af højovnsrejsens varighed og køleforholdene i stativet, kan akkumuleres flere tons råjern.

I slutningen af ​​ovnsrejsen fornyes normalt hele den ildfaste murstenbeklædning og udskiftede beskadigede stålkomponenter. Ofte bruges en sådan ovnnedetid også til at erstatte teknisk forældet udstyr såsom måle- og analyseenheder med nye. Ud over at forbedre kvaliteten af ​​højovnsprodukterne hjælper dette også med at reducere energiforbrug og miljøforurening.

Det tager normalt flere måneder, før alle beskadigede eller forældede komponenter udskiftes. Men hvis de resterende komponenter er af god kvalitet, kan en højovn overleve flere ovnture, indtil den endelig lukkes ned. I marts 2008 startede for eksempel "Stor højovn 1" i Duisburg-Schwelgern sin femte ovntur.

Højovnsprodukter

Grise jern

Flydende råjern
Torpedovogne fyldes med råjern

Formålet med en optimalt justeret højovnsproces er produktion af råjern af højeste kvalitet, der har så lidt fremmedlegeme som muligt og ikke har absorberet for meget kulstof.

I henhold til DIN EN 10001 er råjern defineret som en legering fremstillet af jern med mere end 2% kulstof og nogle andre elementer med følgende maksimale proportioner: mangan ≤ 30%, silicium ≤ 8%, fosfor ≤ 3% og chrom ≤ 10 %. Andelen af ​​andre tilsætningsstoffer bør ikke overstige 10%. For kvalitetssikring udtages der en prøve til en kemisk analyse ved hver tappning.

Såkaldte ”hvide råjern” (også stål råjern ) fremstilles i 9 ud af 10 blast furnace planter, i hvilke det carbonatom indeholdt er bundet i form af jerncarbid eller mangan carbid og brudfladen har en lys, sølv -hvid glans . Hvidt jern er normalt direkte i flydende form ved hjælp af en lukket torpedobil til nærliggende stål, der transporteres, men kan også lagre enten praktiske barrer eller jernkorn (kornstørrelse ≈ 2-16 mm) støbes. Hvidt råjern bruges som udgangsmateriale til stålproduktion og frigøres fra dets uønskede ledsagende stoffer og en stor del af kulstoffet i en slagstålmølle ("stålkedel") ved at blæse i ilt. Disse efterlader det glødende, færdige stål enten som gasser (svovldioxid, kuldioxid) eller med tilsætningsstofferne som slagger (calcium og mangansilicater eller fosfater).

Den lille rest af jernværket producerer for det meste "gråt råjern" (også støbejern ), hvor kulstoffet krystalliserer ubundet som grafit og brudfladen viser en mørkere matgrå. Gråt råjern bruges som udgangsmateriale til fremstilling af forskellige typer støbejern, såsom gråt støbejern med lamellgrafit eller kugleformet grafit , formbart støbejern og støbt stål . Nogle få virksomheder har også specialiseret sig i særlige typer råjern såsom ferro- mangan (stegt jern) eller ferrosilicium .

slagger

Den produceres i højovnen processen slagge består af ca. 38-41% calciumoxid (CaO), 7-10% magnesiumoxid (MgO), 34-36% silica (SiO 2 ), 10-12% aluminiumoxid (Al 2 O 3 ), 1, 0–1,5% svovl (S), 1,0% titandioxid (TiO 2 ), 0,16-0,2% jernoxid ( FeO ) og forskellige andre oxider og sulfider.

Erfarne smelter kan ofte se det stadig flydende slagge for at se, hvad dets omtrentlige sammensætning og egenskaber er. En simpel "krogtest", hvor en jernkrog dyppes i slaggen, er normalt tilstrækkelig til at teste det samme. Hvis slaggen forbliver på krogen i korte, seje dråber, når den løftes (korte slagger) , er den " basisk " med et vægtforhold på CaO: SiO 2  > 1,0. Hvis slaggen derimod løber af krogen i lange tråde (lang slagge) , er den "sur" med et forhold på CaO: SiO 2  <1,0.

Mens slaggen i højovnen stadig havde til opgave at absorbere den gangbjergart af de malme og asken fra koks, afsvovling af den støbejern og tjener som en beskyttende væg i rammen mod varmestråling, efter tryk, afhængigt af dens sammensætning og egenskaber, bliver det en værdifuld råvare til forskellige formål, der fortsat bruges. Ud over at generere højovnsslagge , slagger mursten eller -bims og slaggeuld er det også vej- og jernbane ballast , slaggebetonplader , Portland cement og højovn cement behandles.

Ovn gas

Forskellige designs af en støvpose i en højovnssystem til tør grov rengøring af topgassen

Den øverste gas, der kommer ud ved højovnshovedet ved en temperatur på 150 til 200 ° C, består af 22-24% kuldioxid (CO 2 ), 18-21% kulilte (CO), 52-59% nitrogen (N 2 ) , 1-3% hydrogen (H 2 ) samt fra vanddamp og spor af metan . Ud over dens primære anvendelse som en leverandør brændstof til fyring vinden varmeapparater, er det også bruges, blandt andet som opvarmning gas i valseværker , dampkedler , kokskul kamre og i fjernvarmesystemer systemer samt brændstof til gasmotorer .

På grund af mange foranstaltninger til bedre udnyttelse af malm og gas og samtidig reducere koksforbruget, faldt den samlede mængde af højovnsgas og dens brændværdi over tid. Siden 1990'erne er der produceret omkring 1500 til 2000 ovngas med en brændværdi mellem 3150 og 3570  kJ / m³ pr. Ton råjern . Ved tilsætning af koks eller naturgas øges denne værdi til omkring 4500 kJ / m³. Derudover er der omkring 25 kg højovnsstøv pr. Ton råjern, hvilket svarer til et støvindhold i højovnsgassen på omkring 20–30 g / m³.

For at beskytte brændere, gasmotorer og turbiner, der drives af ovngassen mod skader på grund af slid , men også af hensyn til miljøbeskyttelse , er ovngassen blevet støvet og rengjort siden begyndelsen af ​​det 20. århundrede . Højovns gasturbiner siden 1970'erne kræver z. B. gas med høj renhed med et støvindhold på højst 0,5-1 mg / m³.

Rengøringen foregår i flere trin fra tør grovrensning ved hjælp af støvposer og hvirvler til vådrensning i gasvaskere og desintegratorer til finrensning ved hjælp af poser eller posefiltersystemer og elektrostatiske filtre . Den dengang brugbare rene gas indeholder stadig et støvindhold på 0,006 til 0,03 g / m³.

Ydeevne og forbrug

Frem til 1914 leverede en højovn omkring 300 til 400 tons råjern om dagen og mellem 1950 og 1960 var den allerede i stand til at producere 2.500 tons om dagen.

I 1970'erne leverede de bedste ovne i verden 60 tons pr. Kvadratmeter rackoverflade og mere om dagen med et gennemsnitligt forbrug af koks og olie på omkring 503 kilo pr. Ton råjern. For mellemstore højovne med en rammediameter på 10 til 11 meter svarer dette til en daglig produktion på 5000 til 6000 tons.

I 1980 var det specifikke koksforbrug for en højovn i Forbundsrepublikken Tyskland omkring 515 kg pr. Ton råjern. Det specifikke forbrug af fyringsolie var 23 kg pr. Ton råjern. I 1994 var koksforbruget faldet til omkring 379 kilo, mens forbrug af fyringsolie steg til omkring 45 kilo pr. Ton. Siden 1985 har kul i stigende grad været brugt som reduktionsmiddel i stedet for forarbejdet koks.

Store højovne som f.eks. "Højovn 5" fra Rogesa højovnsfabrik på fabrikslokalerne i Dillinger Hütte med en rammediameter på 12 meter producerer omkring 7.000 tons om dagen. Større højovne kan producere op til 12.000 tons råjern om dagen.

I 1950 var den årlige globale produktion omkring 189 millioner tons råjern, men steg til omkring 1808 millioner tons ved udgangen af ​​2018. ThyssenKrupp Ståls " højovn 2" i Schwelgern , der startede i slutningen af ​​1993 , havde en rammediameter på 14,9 meter og en daglig produktion på mere end 10.000 tons råjern.

I 2007 producerede store højovne med en rammediameter på omkring 15 meter i gennemsnit omkring 12.000 tons råjern om dagen, hvilket svarer til en årlig produktion på omkring 4 millioner tons. For at opnå dette kræves omkring 19.200 tons jernmalm, 4.000 tons koks, 1.750 tons injiceret kul (kulstøv, der skal sprøjtes gennem varmluftdyserne) og 11 millioner kubikmeter luft hver dag. Det svarer til et forbrug på omkring 1.600 kilo malm, 330 kilo koks, 146 kilo injiceret kul og 917 kubikmeter luft pr. Ton råjern. Biprodukterne producerede 3300 tons slagge og 17 millioner kubikmeter ovngas om dagen. Omkring et ton koks bruges til at smelte slaggen for hver 3,2 ton slagge.

Se også

Kilder og referencer

litteratur

Direkte køb af højovnen

  • Manfred Rasch (red.): Koksovnen fra 1709 til i dag. 2. udgave. Klartext Verlag , Essen 2015.
  • Hans Schoppa: Hvad højovnsoperatøren har brug for at vide om sit arbejde . 4. udgave. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1992, ISBN 3-514-00443-9 .
  • Gerhard Winzer, Eberhard Reichenstein: Udvikling af højovnsteknologi . Rapporter i kontaktundersøgelsen “Metallurgi af jern; Del I: Jernfremstilling ”. I: F. Oeters, R. Steffen (Red.): Metallurgie . tape 2 . Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1982, ISBN 3-514-00260-6 , s. 79-84 .
  • H. Dickmann: Udvikling af højovnsvindvarme op til opfindelsen af ​​EA Cowpers . I: Brohltal AG til sten- og lerindustri (red.): Hundred års Cowper vindvarme . Burgbrohl (District Koblenz) 1958.
  • MA Pavlov (М. А. Павлов): Design og beregning af højovne . I: Metallurgi af råjern . 2. udgave. tape 3 . VEB Verlag Technik, Berlin 1953, DNB  453723004 , licensnummer Dg.-Nr. 370/39/53 (DDR) - (russisk: Металлургия Чугуна, Часть третья: Доменная печь . Oversat af Erich Marquardt).

Højovnsproces

  • K. Grebe: Højovnsadfærden for Möller og koks . Rapporter i kontaktundersøgelsen “Metallurgi af jern; Del I: Jernfremstilling ”. I: F. Oeters, R. Steffen (Red.): Metallurgie . tape 2 . Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1982, ISBN 3-514-00260-6 , s. 85-145 .
  • MA Pavlov (М. А. Павлов): Højovnen proces . I: Metallurgi af råjern . 2. udgave. tape 2 . VEB Verlag Technik, Berlin 1953, DNB  367559374 , licensnummer Dg.-Nr. 370/40/53 (GDR) - (russisk: Металлургия Чугуна, Часть вторая: Доменный Процесс . Oversat af Rudolf Rickert, Walter Philipp, Alexander Junge, Heinz Frahn).
  • Foreningen af ​​tyske jernværker (red.): Højovnsprocessen - den kinetisk -dynamiske simuleringsmodel . Rapport om et fælles arbejde med bidrag fra foredragskonferencen "Matematiske modeller af højovnsprocessen" den 2. og 3. december 1971 i Düsseldorf. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1973, ISBN 3-514-00124-3 .
  • Richard Troska: Ovnens dimensioner baseret på ovnprocessen. Weimar 1867 ( tilgængelig online i Google Bogsøgning; sidst åbnet den 27. maj 2012)

Generel

  • Jürgen Ruge, Helmut Wohlfahrt: Materialeteknologi . 8. udgave. Springer Verlag, 2007, ISBN 3-8348-0286-7 .
  • Karl Taube: Stålproduktion kompakt: Grundlæggende om jern- og stålmetallurgi . Vieweg Technik, Braunschweig / Wiesbaden 1998, ISBN 3-528-03863-2 , s. 60–159: højovn .
  • Del I: Jernfremstilling . Rapporter i kontaktundersøgelsen "Metallurgi af jern". I: F. Oeters, R. Steffen (Red.): Metallurgie . tape 2 . Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1982, ISBN 3-514-00260-6 .
  • Foreningen af ​​tyske jernværksfolk (red.): Fælles repræsentation af jernindustrien . 17. udgave. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1970.
  • Fritz Toussaint: Jernets vej . 6. udgave. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1969.
  • Otto Johannsen (på vegne af sammenslutningen af ​​tyske jernværkere): Jernets historie . 3. Udgave. Verlag Stahleisen, Düsseldorf 1953.
  • Robert Durrer : Grundlæggende om jernproduktion . Verlag Francke, Bern 1947, s. 56-58 .
  • Johann Christian zu Solms-Baruth, Johann Heinrich Gottlob von Justi: Afhandling af jernhamre og høje ovne i Tyskland. Rüdiger, Berlin / Stettin / Leipzig 1764. (E-bog: Becker, Potsdam 2010, ISBN 978-3-941919-73-0 )
  • AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 .
  • Peter Atkins : Fysisk kemi . 2. udgave. Wiley-VCH, Weinheim 1996, ISBN 3-527-31546-2 .

Weblinks

Commons : Højovn  - Samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: højovn  - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. Hohofen . I: Heinrich August Pierer , Julius Löbe (Hrsg.): Universal encyklopædi af nutiden og fortiden . 4. udgave. tape 8 . Altenburg 1859, s. 472 ( zeno.org ).
  2. ^ Wirtschaftsvereinigung Stahl (red.): Fakta om stålindustrien i Tyskland 2020 . ( stahl-online.de [PDF; 3.4  MB ; adgang den 15. marts 2021]).
  3. a b Johannsen: Iron of History , s. 9-11.
  4. Matthias Zwissler, Roman Landes: Undersøgelser af racerbrandeprodukter, racing fire -symposium fra IGDF International Society for Damascus Steel Research eV i Polle, 20. august 2005 ( undersøgelser af racing brandprodukter PDF; 3,54 MB).
  5. Johannsen: History of Iron , s. 11, 121.
  6. Johannsen: History of Iron , s. 121-122.
  7. Albrecht Jockenhövel: Vejen til højovnen - Tiden for de middelalderlige og tidlige moderne massehytter. I: Eisenland, på rødderne af jernindustrien i Nassau. Ed. Association for Nassau antik og historisk forskning e. V., Taunusstein 1995, ISBN 3-922027-88-1 , s. 83-98.
  8. a b c Durrer: Fundamentals of iron production , s. 56–58.
  9. Johannsen: History of Iron , s. 133.
  10. ^ Meyers Konversationslexikon - Blauofen
  11. Generel beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 7.
  12. ^ Ludwig Beck : Bidrag til jernindustriens historie i Nassau. I: Nassau Annals. Bind 33 (1902/03), s. 212.
  13. Michael Gechter: Mining arkæologi i Bergisches Land. I: gv-roesrath.de. History Association Rösrath eV, adgang til den 18. april 2019 .
  14. Aufbruch ins revier , Hoesch 1871–1961, side 34
  15. Aufbruch ins revier , Hoesch 1871–1961, side 43
  16. Johannsen: History of Iron , s. 296.
  17. a b Almindelig beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 8–9.
  18. Harald Pöcher: krige og kampe i Japan, der skabte historie: fra begyndelsen til 1853. LIT Verlag, Münster 2009, s. 34 begrænset forhåndsvisning i Google bogsøgning
  19. Johannsen: History of Iron , s. 22-23.
  20. Johannsen: History of Iron , s. 35.
  21. ^ Peter Dahlmann, Gerhard Endemann, Hans Jürgen Kerkhoff, Hans Bodo Lüngen: Måder at øge effektiviteten i stålindustrien , Steel Institute VDEh. Wirtschaftsvereinigung Stahl, september 2010 ( Måder at øge effektiviteten i stålindustrien PDF 1,7 MB, s. 6 ( Memento fra 17. december 2015 i internetarkivet ))
  22. a b Opførelse af højovn 8 i Duisburg-Hamborn af ThyssenKrupp Steel AG
  23. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 52–53.
  24. ^ Taube: Stålproduktion kompakt , s. 92.
  25. Johannsen: Geschichte des Eisens , s. 371–372.
  26. a b Roger Kneip: FRA STÅLINDUSTRIENS HISTORIE - Over 25 års stop uden urinsyregigt
  27. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 55–56.
  28. Generel beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 59.
  29. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 38–39.
  30. Taube: Stålproduktion kompakt , s. 62–63.
  31. a b Ti års højovn Schwelgern 2 og 38 millioner tons råjern ( Memento fra 29. november 2011 i internetarkivet )
  32. ThyssenKrupp: Første ovntur sluttede efter 21 år: Europas største højovn bliver moderniseret. Pressemeddelelse af 16. maj 2014.
  33. Vaclav Smil: Stadig jernalderen. Jern og stål i den moderne verden. , Butterworth-Heinemann (Elsevier), Oxford Cambridge 2016, side 90. ISBN 978-0-12-804233-5 . Uddrag , tilgået den 29. september 2016.
  34. ^ Tre af top 10 verdens smeltedigler ejet af Koreas POSCO. I: Arirang News. 24. august 2013, med video (0:37 min.)
  35. Fladt stål - levering af ramme i højovn B gennemført uden uheld ( erindring fra 19. september 2015 i internetarkivet )
  36. Generel beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 101.
  37. a b stahl-online.de - Grisejern og stålproduktion ( Memento fra 15. januar 2012 i internetarkivet ) (Ifølge råjern- og stålproduktion ( Memento fra 10. februar 2011 i internetarkivet ), værdier har været uændret siden oktober 2007 websted)
  38. a b Almindelig beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 61.
  39. HW Gudenau, H. Kainer, G. Pitzko, M. Scheiwe: Thermal-mekaniske opførsel af højovn frame foringer. I: Stål og jern. 111 (1991) 9, s. 71-81, 188.
  40. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 43–44.
  41. Taube: Steel Production Compact , s. 71–73.
  42. Taube: Stålproduktion kompakt , s. 84–85.
  43. ^ Dickmann: Udvikling af højovnens vindvarme ... , s. 1.
  44. Johannsen: History of Iron , s. 325.
  45. Johannsen: History of Iron , s. 327.
  46. ^ Dickmann: Udvikling af højovnens vindvarme ... , s.4.
  47. ^ Dickmann: Udvikling af højovnsvindvarme ... , s.6.
  48. ^ Dickmann: Udvikling af højovnsvindvarme ... , s.9.
  49. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 58.
  50. ^ Taube: Kompakt stålproduktion , s. 47.
  51. ^ Taube: Stålproduktion kompakt , s.46.
  52. ^ Taube: Stålproduktion kompakt , s. 59.
  53. a b Winzer, Reichenstein: Udvikling af højovnsteknologi , s. 80–81.
  54. Innovationsrapport: Højovn: plastikpiller i stedet for koks og tung olie
  55. Ved at bruge gammel plast reducerer voestalpine CO 2 -emissioner i Linz med mere end 400.000 tons om året. (PDF 32 kB) I: voestalpine.com. voestalpine AG, 16. juni 2007, adgang til 17. juli 2019 .
  56. a b Ruge, Wohlfahrt: Technologie der Werkstoffe , s. 195.
  57. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 49.
  58. a b Taube: Kompakt stålproduktion , s. 152–154.
  59. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 51.
  60. a b c d Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 85–88.
  61. ^ Toussaint: Der Weg des Eisens , s. 65.
  62. ^ Grebe: Højovnsadfærden for Möller og Koks , s. 95-101.
  63. ^ Grebe: Højovnsadfærden for Möller og Koks , s. 101-109.
  64. ^ Winzer, Reichenstein: Udvikling af højovnsteknologi , s. 79.
  65. ^ Grebe: Højovnsadfærden for Möller og Koks , s. 91–92.
  66. ^ Grebe: Højovnsadfærden for Möller og Koks , s. 104-107.
  67. Atkins: Fysisk kemi , s. 1108.
  68. ^ AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lærebog i uorganisk kemi . 102. udgave. Walter de Gruyter, Berlin 2007, ISBN 978-3-11-017770-1 , s. 897.
  69. a b c Taube: Kompakt stålproduktion , s. 131.
  70. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 64–66.
  71. Taube: Steel Production Compact , s. 118–124.
  72. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 88.
  73. Taube: Kompakt stålproduktion , s. 147.
  74. Schoppa: Was der Hochöfner… , s. 89–90.
  75. Taube: Steel Production Compact , s. 146–147.
  76. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 90.
  77. ^ Taube: Kompakt stålproduktion , s. 148.
  78. ThyssenKrupp: Den femte ovnrejse kan begynde: Stor højovn 1 i Duisburg-Schwelgen blæses igen i begyndelsen af ​​april efter modernisering ; Pressemeddelelse fra 19. marts 2008, kl.
  79. a b Almindelig beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 78–79.
  80. a b Taube: Kompakt stålproduktion , s. 158–159.
  81. Gemeinfassliche repræsentation af isenkram , pp 83-84.
  82. ^ A b Karl-Heinz Schmidt, Ingo Romey, Fritz Mensch: Kul, olie, naturgas: kemi og teknologi. Vogel Verlag, Würzburg 1981, ISBN 3-8023-0684-8 .
  83. ^ Taube: Stålproduktion kompakt , s. 159.
  84. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 102.
  85. Generel beskrivelse af jern- og stålindustrien , s. 96.
  86. Schoppa: Was der Hochöfner ... , s. 63.
  87. Bergbau-Lexikon der steinkohle-portal.de-højovn ( Memento fra 30. marts 2012 i internetarkivet )
  88. Om emnet klimabeskyttelse på stahl-online.de: Stål er uundværligt for en verden med lave emissioner.
  89. World Steel Association: World Steel in Figures 2019 . (PDF 1,9 MB) 6. juni 2019, s. 6 , adgang til 17. juli 2019 .