DE1240903B - Process for operating metallurgical furnaces, in particular Siemens-Martin-OEfen - Google Patents

Description

Verfahren zum Betrieb von metallurgischen Schmelzöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen Die Ofentemperatur im Schmelzraum eines Siemens-Martin-Ofens wird wesentlich durch den Grad der Vorerhitzung bestimmt, den Heizgas und Luft oder eines der beiden Medien in den Regeneratoren, die von den Abgasen durchströmt werden, erhalten haben. Reicht die Vorerhitzung durch die Abgase nicht aus oder wird eine außerordentlich lange Zeit zur Erreichung der gewünschten Vorerhitzungstemperatur benötigt, so erfolgt bei einem bekannten Verfahren eine zusätzliche Heizung der Regeneratoren durch Koks-, Generator-, Hochofen- oder Mischgas. Den in den Regeneratoren angeordneten Brennern für die Zusatzheizung werden nicht vorgewärmte Medien zugeführt.Process for operating metallurgical melting furnaces, in particular Siemens-Martin furnaces The furnace temperature in the melting chamber of a Siemens-Martin furnace is essentially determined by the degree of preheating, the heating gas and air or one of the two media in the regenerators through which the exhaust gases flow, have received. If the preheating by the exhaust gases is insufficient or becomes one extremely long time to reach the desired preheating temperature is required, an additional heating of the takes place in a known method Regenerators using coke, generator, blast furnace or mixed gas. The one in the regenerators arranged burners for the additional heating are supplied with media that have not been preheated.

Die Erfindung, die ein Verfahren und eine Anordnung zum Betrieb von metallurgischen Schmelzöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, betrifft, bei denen die Regeneratorenkammern außer durch Abgase noch zusätzlich beheizt werden, geht von der Erkenntnis aus, daß sich eine wesentliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit bei der Stahlerzeugung erreichen läßt, wenn statt der nicht vorgewärmten vorgewärmte Medien zur zusätzlichen Heizung der Regeneratoren Verwendung finden. Durch die Vorwärmung wird der Wärmeeffekt der Gase wesentlich verbessert, so daß auch Gase mit geringem Heizwert für den Schmelzprozeß herangezogen werden können. Zur Erreichung dieses Zieles wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, für die zusätzliche Beheizung der speichernden Regeneratoren von dem für den Schmelzprozeß bestimmten, hocherhitzten Heizgas und von der hocherhitzten Luft jeweils einen Teil aus den entspeichernden Regeneratoren abzuzweigen. Bei der nachfolgenden Entspeicherung der Regeneratoren erfolgt auf diese Weise eine stärkere Temperaturerhöhung von Gas und Luft, die durch den Verbrennungsvorgang am Eintritt in den Ofen eine so hohe Temperatur im Herdraum erzeugen, daß die Badtemperatur eine einwandfreie flüssige Vergießbarkeit der Stahlerzeugnisse gewährleistet.The invention, which comprises a method and an arrangement for operating metallurgical melting furnaces, in particular Siemens-Martin furnaces, concerns in which the regenerator chambers are additionally heated in addition to exhaust gases from the knowledge that there is a substantial increase in profitability in steel production can be achieved if preheated instead of the non-preheated Find media for additional heating of the regenerators use. By preheating the heat effect of the gases is significantly improved, so that even gases with little Calorific value can be used for the melting process. To achieve this Objective is proposed according to the invention, for the additional heating of the storing regenerators from the highly heated one intended for the melting process Heating gas and part of the heated air from the depleted air Branch off regenerators. During the subsequent depletion of the regenerators In this way, a greater increase in temperature of gas and air takes place through the combustion process at the entrance to the furnace has such a high temperature in the oven space produce that the bath temperature a perfect liquid castability of the steel products guaranteed.

Das erfindungsgemäße Verfahren bringt große technische und wirtschaftliche Vorteile für den ganzen Siemens-Martin-Ofen-Betrieb der Stahlindustrie, und zwar 1. Verwendung von billigem Hochofengas oder sonstigen billigen Gasen, z. Beibehaltung der bewährten Siemens-Martin-Ofensysteme, also keine Um- oder Neubauten, 3. sofortige Umstellung ohne nennenswerte Produktionsverluste, 2 4. geringer Kostenaufwand für die Anschaffung der Zusatzbrenner und der kurzen Verbindungsleitungen zu den Regeneratorenkammern, 5. wesentliche Senkung der Gestehungskosten der Stahlerzeugnisse. Bei dem Ofenprozeß, der nur durch die Höhe der Ofen- und Abgastemperaturen beeinflußt wird, ist die Ofentemperatur im Schmelzraum in erster Linie davon abhängig, wie hoch die Temperaturen der Luft und der Gase sind. Die Erreichung sehr hoher Temperaturen ist bei Verwendung von Gasen mit geringem Heizwert überhaupt nur durch eine zusätzliche Beheizung der Regeneratoren im Verfahrenssinne möglich. Praktisch gesehen wird also die Temperaturerhöhung für den Schmelzprozeß nur durch die Zusatzfeuerungen mit beispielsweise billigem und armem Gichtgas an den Regeneratoren erreicht. Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens tritt außerdem eine bessere Regelbarkeit des Ofens selbst ein. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Verwendung von reinem Gichtgas das Schwefelangebot nur in geringen Spuren auftritt.The inventive method brings great technical and economic advantages for the entire Siemens-Martin furnace operation in the steel industry, namely 1. Use of cheap blast furnace gas or other cheap gases, eg. Retention of the tried and tested Siemens-Martin furnace systems, i.e. no conversions or new constructions, 3. Immediate conversion without significant production losses, 2 4. Low costs for the purchase of the additional burners and the short connecting lines to the regenerator chambers, 5. Significant reduction in the production costs of the steel products . In the furnace process, which is only influenced by the level of the furnace and exhaust gas temperatures, the furnace temperature in the melting chamber is primarily dependent on how high the temperatures of the air and gases are. When gases with a low calorific value are used, very high temperatures can only be achieved by additional heating of the regenerators in the process sense. From a practical point of view, the temperature increase for the melting process is only achieved by the additional firing systems with, for example, cheap and poor furnace gas on the regenerators. The use of the method according to the invention also results in better controllability of the furnace itself. Another advantage is that when using pure furnace gas, the sulfur supply occurs only in small traces.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung besteht die Möglichkeit, den Betrieb von Siemens-Martin-Öfen ausnahmslos mit armem Gichtgas aus den Blaskokshochöfen wirtschaftlich durchzuführen. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil ist, daß dieses Giehtgas in ausreichenden Mengen, billig und in den meisten Fällen sogar in nächster Nähe des Schmelzofens stets zur Verfügung steht. Aus wärmetechnischen Gründen scheint es richtig zu sein, daß das Gichtgas in abgekühlter Form zur Verwendungsstelle gebracht wird, daß eine Vergrößerung der Regeneratoren vorgenommen wird und daß weiter damit zu rechnen ist, daß der Gichtgasverbrauch steigt und daß dementsprechend es beim Um- oder Neubau vorteilhaft wäre, die Gaskammern größer zu wählen als die Luftkammern.With the method according to the invention there is the possibility of the Operation of Siemens-Martin ovens without exception with poor top gas from the blow coke ovens to be carried out economically. An advantage that should not be underestimated is that this Go gas in sufficient quantities, cheap and in most cases even in the near future Is always available near the furnace. For thermal reasons it seems it is correct that the furnace gas is brought to the point of use in cooled form that an enlargement of the regenerators is made and that further with it it is to be expected that the furnace gas consumption increases and that accordingly it is at Conversion or new construction would be advantageous, to choose the gas chambers larger than the air chambers.

Eine zweckmäßige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß sich sowohl in den Gas- als auch in den Luftregeneratoren jeweils ein vorzugsweise über den Kammerpackungen angeordneter Zusatzbrenner mit einer Gas- und einer Luftzuleitung befindet, wodurch der freie Raum für den Verbrennungsvorgang zur Verfügung steht und die Kammerpackungen eine gute Beaufschlagung erhalten. Die Gas- und die Luftzuführungsleitung für jeden Brenner kann je ein Absperrventil aufweisen, und alle Gas- und alle Luftzuführungsleitungen können parallel geschaltet sein. Weiterhin können die Zusatzbrenner mit der Steuerung für die Gas- und Luftzuführung zwangsweise gekuppelt sein. Bei Siemens-Martin-Öfen mit nur zwei Luftkammern kommt das gleiche Verfahrensprinzip zur Anwendung. Die hohen Abgastemperaturen können in bekannter Weise auch mit Saugzug durch Wärmerückgewinnungsanlagen voll ausgenutzt werden. Falls es erforderlich sein sollte, so können in die Gas- und Luftleitungen Gasfördereinrichtungen eingebaut sein. Natürlich fallen auch Siemens-Martin-Öfen, die mit flüssigen Brennstoffen auf der Grundlage des Regenerativprinzips betrieben werden, unter das neue Verfahren.An expedient arrangement for performing the method according to Invention is that both in the gas and in the air regenerators each with an additional burner, preferably arranged above the chamber packs a gas and an air supply line, creating free space for the combustion process is available and the chamber packs receive a good loading. the The gas and air supply lines for each burner can each have a shut-off valve, and all gas and air supply lines can be connected in parallel. Furthermore, the additional burners can be controlled with the control for the gas and air supply be forcibly coupled. When Siemens-Martin ovens come with only two air chambers the same procedural principle applies. The high exhaust gas temperatures can fully exploited in a known way with induced draft by heat recovery systems will. If necessary, you can use the gas and air lines Gas delivery devices must be installed. Of course, Siemens-Martin ovens are also operated with liquid fuels based on the regenerative principle will be under the new procedure.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung in schematischer Form im Schnitt dargestellt. Der Siemens-Martin-Ofen besteht aus dem Herd H mit dem Schmelzgut S, den Gasregeneratoren GR1 und GR., sowie den Luftregeneratoren LR, und LR2. An den Schmalseiten münden aus den Ofenköpfen mehrere Kanäle a und b (Züge), welche die Verbindung mit den Wärmespeichern LR, und LR2 sowie GR, und GR, herstellen. Durch den Zug b strömt an einer Seite vorgewärmtes Heizgas und durch den Zug a erhitzte Verbrennungsluft dem Ofenraum zu, der von einem fast waagerechten Gewölbe G überdeckt ist. Das Gas vermischt sich bei seinem Eintritt in den Ofen mit der daneben einströmenden Luft und gelangt dann zur Verbrennung. Die hierbei entstehende Flamme entwickelt sich über dem Herd und bringt den Einsatz zum Schmelzen. Die noch heißen Verbrennungsgase ziehen auf der anderen Schmelzseite durch die entsprechend angeordneten Luft- bzw. Gaszüge a bzw. b wieder ab in das zweite Paar Wärmespeicher, wobei sie die Steinfüllung erhitzen, und gehen dann zum Schornstein. Wenn so diese Wärmespeicher durch die Abgase wieder hocherhitzt sind, wird durch besondere Umsteuervorrichtungen dem Gas- und Luftstrom die entgegengesetzte Richtung gegeben; beide streichen jetzt durch die vorher geheizten Kammern und erhitzen nach ihrer Verbrennung im Ofen wieder die beiden ersten, inzwischen abgekühlten Kammern. Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene zusätzliche Beheizung findet mittels der Zusatzbrenner ZB statt. Sämtliche Zusatzbrenner ZB sind durch die Luftleitung 1 und durch die Gasleitung 2 parallel geschaltet. In der Gas- und Luftzuleitung zu jedem Brenner befindet sich jeweils ein Absperrventil V.In the drawing, an embodiment according to the invention is shown in schematic form in section. The Siemens-Martin furnace consists of the hearth H with the melting material S, the gas regenerators GR1 and GR., And the air regenerators LR and LR2. On the narrow sides, several channels a and b (trains) open out of the furnace heads, which establish the connection with the heat accumulators LR, and LR2 as well as GR, and GR. Heating gas that has been preheated on one side flows through train b and combustion air heated by train a flows to the furnace chamber, which is covered by an almost horizontal vault G. As it enters the furnace, the gas mixes with the air flowing in next to it and then burns. The resulting flame develops over the stove and melts the insert. The still hot combustion gases draw on the other melt side through the correspondingly arranged air or gas flues a and b again into the second pair of heat accumulators, where they heat the stone filling, and then go to the chimney. When these heat accumulators are heated up again by the exhaust gases, the gas and air flow is given the opposite direction by special reversing devices; Both now pass through the previously heated chambers and, after being burned in the furnace, reheat the first two chambers, which have now cooled down. The additional heating proposed according to the invention takes place by means of the additional burner ZB. All additional burners ZB are connected in parallel through the air line 1 and through the gas line 2. There is a shut-off valve V in the gas and air supply lines to each burner.

Aus den entspeichernden Regeneratoren LRl und GRi wird während des Ofenprozesses ein Teil der hocherhitzten Luft durch die Luftleitung 1 und ein Teil des hocherhitzten Gases durch die Gasleitung 2 den speichernden Regeneratoren LR2 und GR2 für eine zusätzliche Beheizung zugeführt. Im Entspeicherungsvorgang dieser Regeneratoren strömt dann wieder ein Teil der heißen Gase den speichernden Regeneratoren LRl und GR, ebenfalls für eine zusätzliche Heizung zu, um dadurch höhere Regeneratorentemperaturen zu erreichen. Diese erhöhten Temperaturen erzeugen bei dem nun folgenden Verbrennungsvorgang am Eintritt in den Ofen eine so hohe und regulierbare Ofentemperatur, daß die Radtemperatur in vorteilhafter Weise eine gute Vergießbarkeit aller Stahlerzeugnisse gewährleistet. Wenn es erforderlich sein sollte, können in die Gas- und Luftleitungen 1 und 2 Gasfördereinrichtungen, wie Gebläse u. dgl., eingebaut sein.During the furnace process, part of the highly heated air from the depleted regenerators LR1 and GRi is fed through the air line 1 and part of the highly heated gas through the gas line 2 to the storing regenerators LR2 and GR2 for additional heating. In the depletion process of these regenerators, some of the hot gases then flow again to the storing regenerators LR1 and GR, also for additional heating in order to thereby achieve higher regenerator temperatures. In the incineration process that follows, these elevated temperatures generate such a high and controllable furnace temperature at the entrance to the furnace that the wheel temperature advantageously ensures good castability of all steel products. If it should be necessary, gas conveying devices, such as fans and the like, can be built into the gas and air lines 1 and 2.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Betrieb von metallurgischen Schmelzöfen, insbesondere Siemens-Martin-Öfen, bei denen die Regeneratorenkammern außer durch Abgase noch zusätzlich beheizt werden, d adurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Beheizung der speichernden Regeneratoren (LR2 und GR2) von dem für den Schmelzprozeß bestimmten hocherhitzten Heizgas und von der hocherhitzten Luft jeweils ein Teil aus den entsprechenden Regeneratoren (LRl und GRl) abgezweigt wird. Claims: 1. Method for operating metallurgical melting furnaces, in particular Siemens-Martin ovens, in which the regenerator chambers except through Exhaust gases are additionally heated, characterized by the fact that for additional Heating of the storing regenerators (LR2 and GR2) from the one for the melting process certain high-temperature heating gas and part of the high-temperature air is branched off from the corresponding regenerators (LRl and GRl). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizgas für den Schmelzprozeß das arme Gichtgas oder andere billige Gase mit geringem Heizwert verwendet werden. 2. Procedure according to claim 1, characterized in that the heating gas for the melting process poor furnace gas or other cheap gases with a low calorific value can be used. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich sowohl in den Gas- (GR1 und GR.) als auch in den Luftgeneratoren (LRl und LR2) jeweils ein vorzugsweise über den Kammerpackungen angeordneter Zusatzbrenner (ZB) mit einer Gas- (1) und einer Luftzuleitung (2) befindet. 3. Arrangement for carrying out the method according to claim 1 or 2, characterized in that both the gas (GR1 and GR.) And the air generators (LR1 and LR2) each have an additional burner (ZB) preferably arranged above the chamber packs with a gas (1) and an air supply line (2) . 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und die Luftzuführungsleitung für jeden Brenner (ZB) je ein Absperrventil (V) aufweist und alle Gas- und alle Luftzuführungsleitungen parallel geschaltet sind. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the gas and air supply lines has a shut-off valve (V) for each burner (ZB) and all gas and all Air supply lines are connected in parallel. 5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- und Luftzuführungsleitungen und die Zusatzbrenner (ZB) mit der Steuerung für die Gas- und Luftführung zwangläufig gekuppelt sind. 5. Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the gas and air supply lines and the additional burner (ZB) are inevitably coupled with the control for the gas and air supply. 6. Anordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gas- und Luftleitungen Gasfördereinrichtungen eingebaut sind.6. Arrangement according to claim 3 to 5, characterized in that in the gas and Air lines and gas delivery devices are installed.