DE4446718A1

DE4446718A1 - Schrottvorwärmung in Lichtbogendoppelherdöfen

Info

Publication number: DE4446718A1
Application number: DE19944446718
Authority: DE
Inventors: Raymond J Burda
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: US5479434A; DE4446718C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorwärmen von Schrott in einer Lichtbogendoppelherdofenanlage, insbesondere zur Stahlerzeugung, bei dem jeweils ein Ofen zum Einschmelzen mit elektrischer Energie versorgt wird und das Rauchgas durch den vom elektrischen Netz getrennten, mit Schrott gefüllten Ofen geführt, über eine Brennkammer einer Gasreingungsanlage zugeleitet wird, sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Stahlherstellung ist es wünschenswert, Materialien, insbesondere Schrott, vorzuheizen, bevor sie beispielsweise in einen Elektroofen eingebracht werden. Hierzu kommen Vorrichtungen zum Einsatz, bei denen die warmen Abgase eines Lichtbogenofens durch eine Zuleitung mit einem Schrottkorb in Verbindung gebracht werden, den im Korb befindlichen Schrott durchströmen und dabei aufheizen und anschließend einer Gasreinigungsanlage zugeführt werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei Lichtbogenöfen nebeneinander anzuordnen und den in Schmelzvorbereitung befindlichen Ofen bereits mit Schrott zu füllen und als Vorwärmkammer zu nutzen. So ist aus der Schrift US PS 45 31 971 eine Zweiofenanlage bekannt, bei der einer der beiden Öfen zum Einschmelzen der darin befindlichen Charge mit elektrischem Strom versorgt und der andere vollständig vom Netz getrennt wird. Der vom Stromnetz genommene und abgestochene Ofen wird mit Schrott chargiert, anschließend wird das Ofengefäß mit einem Deckel verschlossen, und über eine zwischen beiden Öfen vorgesehene Verbindungsleitung wird das Rauchgas aus dem im elektrischen Betrieb befindlichen Ofen durch den vom Stromnetz getrennten Ofen gesaugt.

Aus dieser Schrift ist es lediglich bekannt, das Rauchgas über den Deckel des in Betrieb befindlichen Ofens abzusaugen und wiederum über den Deckel auf den Schrott aufzublasen und seitwärts aus dem Ofenobergefäß abzusaugen. In nachteiliger Weise wird nur ein Teil des Schrottes und hiervon wiederum nur ein Teil der fühlbaren Wärme des Rauchgases aufgenommen.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Vorwärmen von Schrott in einer Doppelherdofenanlage zu schaffen, bei dem das Rauchgas über instandhaltungsgerechte, wartungsarme Leitungen geführt, und unter Vermeidung von Kaltzonen innig mit dem Schrott in Kontakt gebracht wird.

Erfindungsgemäß wird das Rauchgas im Bereich des Abstichs in den vom elektrischen Netz getrennten Ofen eingeführt, anschließend im wesentlichen horizontal durch die Schrottsäule geleitet und auf der dem Abstieg diametral gegenüberliegenden Seite in etwa gleicher Höhe im Bereich der Schlacketür abgesaugt. Durch die Ofenform und die exakt gegenüberliegenden und in bezug auf die Möllersäule relativ tief liegenden Zu- bzw. Ableitungen des Rauchgases wird das Gas den Schrott in voller Breite gleichmäßig durchströmen und seine Wärme dabei abgeben.

Zur Steigerung der Einbringung der Wärme wird vorgeschlagen, vor Eintritt des Rauchgases in den mit Schrott gefüllten Ofen dieses mit Luft und/oder Sauerstoff zu verschneiden.

In vorteilhafter Weise sind die Rauchgasabführungen in der Weise ausgestaltet, daß sie bei dem in Betrieb befindlichen Ofen keine Schlacketeilchen mitreißen und bei dem vom Netz getrennten Ofen ein Ausfördern von leichteren Schrotteilen unterbindet. Die Erfinder schlagen hier Rohrbögen vor, die auf der Oberseite von erkerartigen Ausbuchtungen aufgesetzt werden.

Insgesamt kommt die Doppelofenanlage mit einem Minimum von Elementen aus. Dabei ist das Design der einzelnen Gasführungselemente konstruktiv einfach und strömungsmäßig vorteilhaft ausgestaltet. Ohne größere Verluste kann das Rauchgas ein Maximum an Wärmeenergie an den Schrott abgeben, ohne dabei für seine Förderung unnötige Energieleistungen zu verbrauchen.

Von Vorteil ist weiterhin das Einbringen von Wärmegas in den Bereich des Abstichkerns, da hier frühzeitig der thermisch kritische Bereich eines mit einem Vorbau in Form eines Erkers versehene Lichtbogenofen auf hohen Temperaturen gehalten wird.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Dabei zeigt die einzige Fig. 1 eine Doppelherdofenanlage mit den Öfen 10 und 20 mit den Untergefäßen 15, 25 und den über Deckel 17, 27 verschlossenen Ofenobergefäßen 11, 21. Die Ofenuntergefäße 15, 25 weisen auf der einen Seite in erkerartigen Ausbuchtungen 12, 22 Abstiche 16, 26 für das Flüssigmetall und diametral gegenüberliegend in einer erkerartigen Ausbuchtung 13, 23 Schlacketüren 14, 25 auf.

An den Ofenabsticherkern 12, 22, den Abstichen 16, 26 gegenüberliegend, sind Abstichsrohrbögen 32, 33 angeordnet, die mündungsseitig Flansche 62, 64 besitzen. Diese Rohrflansche sind in der nicht gekippten Stellung der Öfen mit Gegenflanschen 61, 63, die mit einem starren Rohrleitungsstück 31 in Verbindung stehen, fluchtend einregulierbar und durch Schiebehülsen 81, 83 durch Anpressung gasdicht verschließbar.

An den Schlackeerkern 13, 23 sind im rechten Winkel zur durch die Ofenachsen I mit sich zugeneigten Mündungen Rohrbögen 44, 45 angeordnet, die Flansche 66, 68 aufweisen. Die Flansche 66, 68 sind mit an verschiebbaren Hülsen 85, 87 angeordneten Flanschen 65, 67 in berührende Verbindung bringbar. Die Hülsen 85, 87 umgreifen die Mündung von mit einer Brennkammer 41 verbundene Rohrstutzen 42, 43.

Mit der Brennkammer 41 ist eine Abgasleitung 46 verbunden, in der ein Sauger 72, welcher von einer Umgehungsleitung 47 umgeben ist, vorgesehen ist und die über eine Gasreinigungsanlage 71 zu einem Kamin 73 führt.

Die Mündungen des starren Leitungsstücks 31 sind durch Absperrorgane 53, 54, die Rohrstutzen 42, 43, durch die Absperrorgane 51, 52, die der Abgasleitung 46 vor dem Sauger 72 durch ein Absperrorgan 55 und die der Umgehungsleitung 47 durch ein Absperrorgan 56 absperrbar.

In der Fig. 1 ist der Ofen 20 mit Möller M gefüllt, wobei im Ofenuntergefäß 25 ein Sumpf 5 angedeutet ist. Der Ofen 20 ist völlig vom elektrischen Netz getrennt, während der Ofen 10 (dargestellt durch den Blitz) sich in der Betriebsphase befindet. Das sich hierbei entwickelnde Gas (dargestellt durch die Pfeile) wird durch den Sauger 72 aus dem System gesaugt und über den Kamin 73 ins Freie geleitet. Durch den geöffneten Schieber 52 in dem Rohrstutzen vor der Brennkammer 41 wird das Rauchgas aus dem Schlackeerker 23 des Ofens 20 gesaugt. Der hierbei herrschende Unterdruck bewirkt, daß über den Rohrstutzen 33 des Absticherkers 22 Rauchgas durch den sich im Ofenuntergefäß 25 und Ofenobergefäß 21 befindenden Möller geführt wird. Das Rauchgas gibt dabei seine fühlbare Wärme an den hier als Schrott ausgebildeten Möller ab.

An den mit den Ofenerkern 12, 22 verbundenen Rohrbögen 32, 33 sind Lanzen 91, 92 vorgesehen, die mit einer nicht weiter dargestellten Luft und/oder Sauerstoffversorgungsanlage verbunden sind.

Das durch die geöffneten Absperrorgane 53, 54 über das starre Rohrleitungsstück 31 geführte Rauchgas wird dem in der Schmelzphase befindlichen Ofen 10 entnommen und kann durch über die Lanze 92 zugeführte Luft bzw. Sauerstoff nachverbrannt werden. In den Ofen 10 gelangt Falschluft über den Schlitz zwischen Deckel 17 und Oberofengefäß 11 sowie den Bereich des Flansches 66 des am Schlackenerker vorgesehenen Rohrbogens 44.

Bezugszeichenliste

10, 20 Lichtbogenofen
11, 21 Oberofengefäß
12, 22 Abstichserker
13, 23 Schlackeerker
14, 24 Schlacketür
15, 25 Ofenuntergefäß
16, 26 Abstich
17, 27 Deckel
30 Verbindungsleitungen
31 starres Rohrleitungsstück
32 Abstichsrohrbogen 12
33 Abstichsrohrbogen 22
40 Abgasanlage
41 Brennkammer
42, 43 Rohrstutzen 41
44 Rohrbogen 13
45 Rohrbogen 23
46 Abgasleitung
47 Umgehung
50 Absperrungen
51 erstes Absperrorgan 11
52 erstes Absperrorgan 21
53 zweites Absperrorgan 11
54 zweites Absperrorgan 21
55 Absperrung und Sauger
56 Absperrung Umgehungsleitung
60 Flansche
61, 62 Flansche 31
63, 64 mündungsseitige Flansche Rohrbögen 32, 33
65, 67 Flansche Rohrstutzen 42, 43
66, 68 Flansche Mündung Rohrstutzen 44, 45
70 Abgas
71 Gasreinigungsanlage
72 Sauger
73 Kamin
80 Schiebehülsen
81 Schiebehülse zu Flansch 61
83 Schiebehülse zu Flansch 63
85 Schiebehülse zu Flansch 65
87 Schiebehülse zu Flansch 67
90 Luft/Sauerstoffzufuhr
91 Lanze zu Rohrbogen 32
92 Lanze zu Rohrbogen 33
G Gas
M Möller
S Sumpf

Claims

1. Verfahren zum Vorwärmen von Schrott in einer Lichtbogendoppelherdofenanlage, insbesondere zur Stahlerzeugung, bei dem jeweils ein Ofen zum Einschmelzen mit elektrischem Strom versorgt wird und das Rauchgas durch den vom elektrischen Netz getrennten mit Schrott gefüllten Ofen geführt und über eine Brennkammer einer Gasreinigungsanlage zugeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- das Rauchgas wird im Bereich des Abstichs in das vom elektrischen Netz getrennte Ofenuntergefäß eingeführt,
- anschließend wird das Rauchgas im wesentlichen horizontal durch die Schrottsäule geleitet und
- auf der dem Abstich diametral gegenüberliegenden Seite in etwa gleicher Höhe mit der Rauchgaszuführung im Bereich der Schlackentür im rechten Winkel umgelenkt und abgesaugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachverbrennen des Rauchgases unterstützt wird durch Zufuhr von Luft und/oder Sauerstoff vor seinem Kontakt mit dem Schrott.

3. Lichtbogendoppelherdofen, bei dem dem jeweiligen durch Deckel verschlossenen kippbaren Ofengefäß über zwei Leitungen miteinander verbunden sind, wobei in einer Leitung eine an eine Gasreinigung angeschlossene Brennkammer vorgesehen ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennkammer (41) mit Absperrorganen (51, 52) versehene, zueinander fluchtende Rohrstutzen (42, 43) aufweist, die mit im Bereich der Schlacketüren (13, 23) mündende Zuleitungen (44, 45) in Verbindung bringbar sind,
daß ein mit Absperrorganen (53, 54) versehenes starres Rohrstück (31) vorgesehen ist, welches mit im Bereich der Ofenabstiche (12, 22) mündenden Rohrbögen (32, 33) verbunden ist,
und daß die Rohrstutzen (42, 43) und das Rohrleitungsstück (31) mündungsseitig Flansche (61, 63, 65, 67) aufweisen, die mit Gegenflanschen (62, 64, 66, 68) an den Rohrstutzen (32, 33) und den Zuleitungen (44, 45) korrespondieren und während des Kippens des Ofens (10 bzw. 20) ein Öffnen und Schließen der Verbindungsleitungen (32, 31, 33) und (44, 42, 43, 45) ermöglichen.

4. Lichtbogendoppelherdofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (44, 45) als Rohrbögen ausgebildet sind, die in einer das Anbacken von Schlackespritzern vermeidenden Weise mit einem als Ausbuchtung (13) bzw. (23) des Ofenuntergefäßes (15) bzw. (25) ausgebildeten Ofenteils im Bereich der Schlacketüren (14, 24) verbunden ist.

5. Lichtbogendoppelherdofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohrbögen (32, 33) Lanzen (91, 92) vorgesehen sind, die an eine Luft- und/oder Sauerstoffversorgungsanlage angeschlossen sind.

6. Lichtbogendoppelherdofen nach 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (61, 63, 65, 67) an Hülsen (81, 83, 85, 87) befestigt sind, die die Mündungen der starren Rohrleitung (31) sowie der Rohrstutzen (42) bzw. (43) umhüllen und zu diesen verschiebbar sind.