I Inhaltsverzeichnis ......................................... 1
II Verzeichnis der verwendeten Symbole, Indizes und
Abkürzungen ................................................ 3
II.a Symbolverzeichnis .......................................... 3
II.b Indizes .................................................... 7
II.c Abkürzungsverzeichnis ...................................... 9
1 Einleitung .................................................. 11
2 Die Bedeutung des Rennverfahrens für die Geschichte
der Eisen- und Stahlerzeugung ............................... 13
3 Grundlagen des Rennofenverfahrens ........................... 21
3.1 Reduktion der Oxide .................................... 21
3.1.1 Reduktion der Eisenoxide ........................ 23
3.1.2 Reduktion weiterer Oxide im Rennofen ............ 25
3.1.3 Ablauf und Geschwindigkeit der
Reduktionsvorgänge .............................. 25
3.2 Schlacken .............................................. 27
3.2.1 Schlackenviskositäten ........................... 28
3.2.2 Schlackensysteme ................................ 32
3.2.3 Rennofenschlacken und Schlackenbildungsweg ...... 34
3.3 Strömungen im Rennofen ................................. 40
3.3.1 Grundlagen ...................................... 41
3.3.2 Numerische Berechnung der isothermen
Strömung in einem Rennofen ...................... 42
3.4 Verbrennungs Vorgänge .................................. 46
4 Versuche an nachgebauten Rennöfen ........................... 51
4.1 Aufbau des Rennofens ................................... 51
4.2 Einsatzstoffe .......................................... 55
4.2.1 Eisenerze ....................................... 55
4.2.2 Brennstoffe ..................................... 60
4.2.3 Luft ............................................ 63
4.3 Technologie des Rennverfahrens ......................... 65
4.3.1 Technologie des Rennofens mit Schlackengrube .... 65
4.3.2 Verfahrensparameter und Messdatenerfassung ...... 68
4.4 Ergebnisse ............................................. 72
4.4.1 Luppen .......................................... 72
4.4.2 Schlacken ....................................... 75
4.5 Schlussfolgerungen ..................................... 78
5 Modellkonzepte für den Ablauf metallurgischer
Prozesse im Rennofen ........................................ 81
5.1 Modellkonzept von Neumann .............................. 81
5.2 Modellkonzept von Schürmann und Osann .................. 82
5.3 Modellkonzept von Straube .............................. 83
5.4 Modellkonzept von Preßlinger ........................... 84
5.5 Kritische Wertung der Modellkonzepte ................... 84
6 Modellierung der Metallurgie des Rennofens .................. 89
6.1 Aufgabenstellung für die Modellentwicklung ............. 89
6.2 Erstellung eines Bilanzmodells ......................... 91
6.2.1 Möllerrechnung ................................... 92
6.2.2 Berechnung der Gichtgaszusammensetzung ........... 94
6.2.3 Berechnungen zur Wärmebilanz .................... 101
6.3 Bilanzmodell für den Versuch L12 ...................... 107
6.3.1 Stoffbilanz .................................... 107
6.3.2 Wärmebilanz .................................... 121
6.3.3 Auswertung der Wärmebilanz / Wirkungsgrade ..... 127
6.4 Modellvorstellung für das Rennverfahren ............... 131
6.4.1 Prozessmodell des Rennverfahrens ............... 133
6.4.2 Modellsystem des Rennverfahrens ................ 137
6.5 Rückschlüsse auf den historischen Rennofenbetrieb ..... 139
7 Zusammenfassung ............................................ 141
III Literaturverzeichnis ..................................... 143
IV Tabellenverzeichnis ...................................... 157
V Bilderverzeichnis ........................................ 159
VI Tafelverzeichnis ......................................... 162
VII Tafeln ................................................... 163
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