DE2346087A1

DE2346087A1 - Verfahren und vorrichtung zur vermeidung von rauch- und flammenbildung bei bodenblasenden konvertern

Info

Publication number: DE2346087A1
Application number: DE19732346087
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Ing Baum
Original assignee: Verfahrenstechnik Dr Ing Kurt Baum
Current assignee: Verfahrenstechnik Dr Ing Kurt Baum
Priority date: 1973-09-13
Filing date: 1973-09-13
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FR2244001B1; SE424560B; GB1451847A; FR2244001A1; BE819437A; DE2346087B2; SE7411423L; JPS5056309A; JPS5328241B2; US3972708A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Rauch- und Flammenbildung bodenblasender Konverter beim Chargieren von Roheisen und Schrott, Abschlacken und Abgießen.

Neben einer möglichst weitgehenden Erfassung der Reaktionsgase während der eigentlichen Blasperioden ist bei bodenblasenden Sauerstofftiegeln wesentlich, auch die beim Chargieren der Ausgangsstoffe auftretende Rauch- und Flammenbildung sowie deren Austritt in die Ofenhalle möglichst zu vermeiden.

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Zur Lösung dieser Aufgabe liegen im Gegensatz zu der bisher üblichen Auffassung gerade bei bodenblasenden Sauerstofftiegeln günstige Voraussetzungen vor.

Bei dem Verfahren zum Frischen von Roheisen in einem bodenblasenden Konverter, bei dem reiner Sauerstoff und ein stickstofffreies Mantelgas durch im Konverterboden angeordnete Düsenrohre in die Roheisenschmelze geblasen werden, ist bekanntgeworden, auch den Schrott durch Einleiten von Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen vorzuwärmen. Hierzu dienen die gleichen Düsen in einer Hälfte des Konverterbodens, welche dann auch auf den Schrott in der unteren, düsenfreien Konverterhälfte wirken. Diese Düsen zur Bedienung einer Hälfte des Konverterbodens können beim Einfüllen des flüssigen Roheisens bei liegendem Konverter durch Einleiten eines inerten Gases vor dem Abschmelzen bewahrt werden.

Die vorliegende Erfindung löst nun die Gesamtaufgäbe, durch Einblasen von Inertgas, z.B. Stickstoff, durch die Bodendüsen beim Chargieren von Schrott die meist erhebliche Rauch- und Flammenbildung auszuschließen und, soweit restliche Gase und Dämpfe übrig bleiben, deren Austritt in die Ofenhalle ebenso wie das Auftreten von rotem Eisenrauch beim nachfolgenden Eingießen des Roheisens zu verhindern.

Das neue Verfahren beruht auf den im folgenden beschriebenen Erkenntnissen, mit den im unmittelbaren Anschluß daran erläuterten Wirkungen. 509813/052 5 -3-

Anstelle von Luft, wie früher bei den sogenannten Thomas-Konv ertern üblich, wird, um ein Verstopfen der Düsen im Boden zu vermeiden, Stickstoff als Inertgas kurzfristig durch die Sauerstoff düsen eingeblasen, und zwar grundsätzlich während aller Einfüllvorgänge, während sich der Konverter in Kippstellung befindet. Hierdurch wird primär jede Verbrennung der öligen und brennbaren Bestandteile des Schrotts und somit jede Temperaturerhöhung sowie jede Oxidation des Kohlenstoffs im flüssigen Roheisen vermieden. Dadurch kann in diesem Stadium weder Flammennoch Rauchbildung auftreten.

Zur Absaugung der im Gegensatz zum herkömmlichen Thomasbetrieb mittels Luft sehr viel geringeren, inerten Abgasmengen dient eine verhältnismäßig kleine Nebenentstaubungshaube nach der deutschen Patentanmeldung P 22 33 443.6-24.

Die wesentliche Flammen- und Rauchentwicklung erfolgte normalerweise beim Auffüllen des flüssigen Roheisens auf den "kalten" Schrott, wobei "explosionsartig" Flammen- und Rauchentwicklung auftrat.

Nach dem neuen Verfahren erfolgt sofort nach dem Einfüllen des Schrotts in der oben beschriebenen Weise zunächst das Aufheizen des Schrotts bei senkrecht stehendem Konverter in der Blasstellung unter Benutzung der Sauerstoffdüsen sowie von Brennstoff aus dem Schutzgasmantel, d.h. der kohlenwasserstoffhaltigen Gase oder

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Dämpfe bei erhöhter Zufuhr der letzteren und etwa stöchiometrischer Verbrennung derselben. Auch die dem Schrott anhaftenden öligen und/oder anderen brennbaren Verunreinigungen dienen hierbei ebenfalls als "Brennstoff". Die anfallenden Verbrennungsgase werden über den Hauptgasabzug für die Reaktionsgase der eigentlichen Blasperioden abgezogen und werden in der anschliessenden Naßrenigung, die zu diesem Stadium des Betriebszyklus nicht benötigt wird, von etwaigen Staub- und Rauchanteilen geränigt. Dies ist besonders wirksam beim Einsatz von ölhaltigem Fremd- oder Paketschrott.

In einer kurzfristigen Aufheizperiode von 1 bis 2 Minuten wird der Schrott dabei im Gegenstromprinzip auf eine Temperatur von 9oo - looo C aufgeheizt, wobei diese Arbeitsweise zugleich einen wesentlich höheren Schrottsatz ermöglicht und somit einen zusätzlichen, nicht unwesentlichen wirtschaftlichen Vorteil erbringen kann-

Die bei dem Aufheizen des Schrotts anfallende fühlbare Wärme im Abgas und/oder deren Verunreinigung kann ohne weiteres durch den bestehenden Kühlkamin abgeführt und die Staubreinigung von der anschließenden Naßreinigungsanlage übernommen werden.

Nach dem Aufheizen des Schrotts ist derselbe beim Auftreffen des flüssigen Roheisens sozusagen "entstaubt", der bereits beim Kipp-

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Vorgang zugeführte N„ verhindert die sonst übliche Rauchbelästigung.

Aufgrund dieser Arbeitsweise ergeben sich weder zusätzliche Investitionskosten noch ein wesentlicher zusätzlicher Betriebsaufwand für die Durchführung dieser Maßnahmen.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht zusätzlich darin, daß jeweils mechanisch-automatisch die Schaltung der Gasströme wie folgt gesteuert ist:

a) Beim jeweiligen Kippen wird der O_- Fluß durch N„ ersetzt, und zwar jeweils in Kippstellung, d.h. während des ümlegens oder Aufrichtens des Konverters. Das gleiche gilt auch im Fall von plötzlich antretenden Betriebsunterbrechungen.

b) In Blasstellung ist nur die Zufuhr von O„ und Mantelgas im benötigten Verhältnis möglich.

c) Im Fall des Schrottaufheizens wird das Verhältnis Heizgas (sonst Mantelgas) zu Ο~ entsprechend kurzfristig von Hand eingestellt.

Die Erfindung besteht daher in einem solchen Verfahren zur Vermeidung von Rauch- und Flammenbildung bei bodenblasenden Konvertern, daß in diese während des Einfüllens des Schrotts sowie

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des flüssigen Roheisens in der Kippstellung und beim Aufrichten automatisch durch die Bodendüsen Inertgas, z.B. Stickstoff, eingeblasen wird.

Eine weitere Verbesserung ist darin zu sehen, daß der kalte Schrott durch die Bodendüsen mittels Kohlenwasserstoffgas und Sauerstoff im Gegenstrom auf 9oo C oder höher erhitzt und somit entstaubt wird, während anschließend beim Umlegen Inertgas eingeblasen wird und das Auftreten von Eisenrauch durch C-Verbrennung in der Schmelze in dieser Phase verhindert wird. Vorteilhaft ist dabei, daß die in Kippstellung anfallenden, geringen Abgasmengen mittels einer Nebenentstaubungshaube abgesaugt werden.

Ferner ist wesentlich, daß die Bewegung des Konverters in seine Kippstellung und sein anschließendes Einschwenken in die Senkrechte die Einströmung der jeweils wirksamen Gase selbsttätig steuert.

In den Zeichnungen 1 und 2 ist eine zweckmäßige Ausführungsform des neuen Verfahrens schematisch dargestellt.

Figur 1 zeigt den Konverter in schräger Lage zum

Einfüllen von Schrott und Roheisen sowie die Konvertereinkleidung und die nachgeschaltete Gasreinigungsanlage. Die dazu benötigte Gas-

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schaltung zum Konverterboden und die entsprechende Stellung der Steuerorgane zur Regelung der abzusaugenden Gasmengen durch die Haupt- und Nebenabsaugung ist ebenfalls dargestellt.

Figur 2 ist das entsprechende Schema für die Aufheizstellung des Konverters.

Im einzelnen ergibt sich aus den Zeichnungen der folgende Aufbau

der Anlage und des Verfahrensablaufes:

In den Fig. 1 und 2 ist ein bodengeblasenes Frischgefäß 1 zu erkennen. Das Gefäß 1 ist an seinem Oberende offen, und es besteht aus einem Metallmantel 2 und einer feuerfesten Ausmauerung 3. Am unteren Boden 5 des Gefäßes 1 sind die Anschlußleitungen 6,7 und 8 für die Zuführung der verschiedenen Gase schematisch dargestellt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, werden wählbar zusammengesetzte Schutz- bzw. Brenngasmengen (CnHm) über die Zuleitung 8, den Sammelraum 9 und die Düsen Io dem Innenraum 4 des Frischgefässes 1 zugeführt. Die Einführung von Sauerstoff erfolgt über die Leitung 6, den Sammelraum 11 und die Düsen 12. Die Anschlußleitung 7 für die Inertgaszufuhr ist eine der üblichen zum Einblasen von Sauerstoff und geht deshalb innerhalb des Bodens 5 in den Sammelraum 11 über. Die Leitungen 6-8 sind mit Steuerventilen 13-15 versehen, womit das Einströmen der jeweils wirksamen

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Gase durch die Drehbewegungen des Gefäßes 1 automatisch gesteuert werden kann.

Das Gefäß 1 ist nach der deutschen Patentanmeldung P 22 33 443. 6-24 in einer Kammer 2o untergebracht und mit einem Hauptsaugsystem 4o,41 sowie einem Zusatzsaugsystem 43,44 ausgerüstet. Die Begrenzungswände 21,22 der Kammer 2o sind so angeordnet, daß sie das Gefäß möglichst eng umschließen, jedoch die verschiedenen Arbeitsprozesse und die dazu erforderlichen Drehbewegungen des Konverters nicht behindern.

Durch die Zugangsöffnungen 29 und 3o können Schleppwagen 31,32 mit Abstichpfanne 33 und Schlackenpfanne 34 je nach Bedarf unter das Gefäß 1 gebracht werden. Es ist zweckmäßig, während des Abgieß- und Abschlackvorganges zumindest eine der Zugangsöffnungen 29 und 3o zu verschließen. Wie in Figur 2 dargestellt, erfolgt dies beispielsweise durch eine am Schlackenwagen 34 angebrachte Vorrichtung 35, die die rechte Zugangsöffnung 3o abdichtet. Der Querschnitt der linken Zugangsöffnung 29 sollte dann so bemessen sein, daß sich hier, bei vollem Saugzug des Gebläses und verschlossenen Zugangsöffnungen 23,25 und 3o zu der Kammer 2o, eine Einsauggeschwindigkeit von vorzugsweise 2 bis 8 m/sec einstellt. An die seitlichen Begrenzungswände 22 der Kammer 2o schließen sich im Bereich der Zugangsöffnungen 29 und 3o die schrägen Wände 28 an. Sie sollen vorzugsweise einen Winkel von 45 bis 6o° gegen die Horizontale bilden, um beim Abgießen und

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Abschlacken günstige Strömungsbedingungen für die durch den Kanal 29 eingesaugte Luft sowie für die aus der Roheisenpfanne 33 und Schlackenpfanne 34 durch den thermischen Auftrieb aufsteigenden staubbeladenen Gase zu bieten.

Zur Temperaturmessung und Probenahme ist in der seitlichen Begrenzungswand 22 der Kammer 2o eine Zugangsöffnung 23 angeordnet, die im Nichtbenutzungsfalle durch eine Tür 24 verschlossen wird. Darüber befindet sich eine weitere Zugangsöffnung 25 mit einer Tür 26, die nur beim Einfüllen von Schrott und Roheisen geöffnet ist. Die ringspaltförmige Öffnung 27 im Deckel 21 der hammer 2o ist nur dann vorhanden, wenn sich der Konverter in Aufheizstellung befindet, wobei hier erfahrungsgemäß die Reaktionsgase von dem Hauptabsaugsystem 4o,41 vollständig erfaßt werden. Wie aus Pig. 1 deutlich zu ersehen, muß vor dem Einfüllen und Abgießen die Gasfanghaube 4o des Hauptabsauasystens hochgefahren werden, um dem Gefäß 1 die erforderlichen Drehbewegungen zu ermöglichen. Dabei v/ird automatisch der Ringspalt 27 abgedichtet.

Über der Zugangsöffnung 25 ist das Zusatzsaugsystem 43,44 angeordnet, das zum Erfassen der staubbeladenen Gase beim Einfüllen von Schrott und Roheisen dient. Wie Fig. 1 zeigt, werden Gas und Rauch durch den nach unten gerichteten Saugzug der Haube 43 erfaßt vnd strömen über die Leitung 44 und die Absperrvorrichtung direkt in die Feinstreinigungsstufe 48 der nicht näher beschriebenen Naßgasreinigungsanlage 46. Diese Führung des Gasstromes aus

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-lodern Zusatzsaugsystem ermöglicht es, beim Drehen des Konverters zum Einfüllen, gleichzeitig mit dem Öffnen der Absperrvorrichtung 45 den Querschnitt der Venturikehle der Vorreinigungsstufe 47 mit Hilfe der drehbaren Klappen 42 zu verringern und so die Absaugung durch das Hauptsaugsystem zu drosseln. Vorzugsweise sollen dabei noch etv/a 2o% des Gasstromes durch das Hauptsaugsystem strömen. Dies reicht zur guten Durchspülung des Hauptsaugsystems aus, wobei Gasnester vermieden werden, die zu Explosionen und Verpuffungen führen könnten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Vermeidung von Rauch- und Flairunenbildung bei bodenblasenden Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daß in
diese während des Einfüllens des Schrotts als auch des flüssigen Roheisens in der Kippstellung, beim Africhten und Umlegen durch die Bodendüsen (lo) Inertgas, z.B. Stickstoff, eingeblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kalte Schrott in Blasstellung durch die Bodendüsen mittels Kohlenwasserstoffgas und Sauerstoff im Gegenstrom auf 9oo° C oder höher erhitzt, die heißen Rauchgase gekühlt und gereinigt in die Atmosphäre abgeführt werden und nachfolgend
beim Umlegvorgang Inertgas eingeblasen wird, um das Entstehen von Eisenrauch in jeder Phase zu verhindern.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die in Kippstellung anfallenden Abgase mittels einer
Nebenentstaubungshaube (43) abgesaugt und anschließend gereinigt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Konverters in seine Kippstellung und seine anschließende Einschwenkung in die Senkrechte die Einströ- -2-

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rriung der jeweils wirksamen Gase jeweils selbsttätig steuert.

5. Vorrichtung zur Vermeidung von Rauch- und Flaitunenbildung bei ineiner Kammer angeordneten bodenblasenden Konvertern mit einem Hauptgasabzug für die Reaktionsgase der eigentlichen Blasperioden und einer Webenentstaubungshaube für die inerten Abgasmengen während der Einfüllvorgänge in der Kippstellung des Konverters, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sammelraum (9) unterhalb des Bodens (5) des Frischgefässes (1) über Düsen (lo) in dem Boden (5) mit dem Innenraum (4) des Frischgefässes (1) in Verbindung steht und an eine Zuleitung (8) für Brenngase angeschlossen ist sowie ein innerhalb des Sammelraumes (9) angeordneter zweiter Sammelraum (11) über innerhalb der Düsen (lo) angeordneten Düsen (12) mit dem Innenraum (4) des Frischgefäßes (1) in Verbindung steht und an eine Zuleitung (6) für Sauerstoff sowie eine Zuleitung (7) für Inertgas angeschlossen ist, wobei in jeder der GasZuleitungen Steuerventile (13-15) angeordnet sind, die abhängig von der Neigung des Frischgefäßes die Zufuhr des entsprechenden Gases selbstttätig öffnen und schließen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an Schlackenwagen (34) angeordnete Platte (35) oder dergleichen zum Abdichten einer der Zugangsoffnunqen (3o) zu der Kammer (2o) in der der Konverter angeordnet ist, während des Abgieß- und/ oder Abschlackvorganqes.

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