FI73465B - Foerfarande och anordning foer upphetning av ett staolbad beskickat med skrot. - Google Patents

Description

1 73465

Menetelmä ja laitteisto romulla panostetun teräskylvyn kuumentamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä suurilla määrillä ro-5 mua panostetun teräskylvyn kuumentamiseksi, jolloin kylpyä mellotetaan hapella ja tällöin muodostunut hiilimonoksidi poltetaan tunnetulla tavalla välittömästi kylvyn pinnan yläpuolella ja jolloin konvertterin poistokaasut hiilenpoisto-vaiheen aikana poistetaan, jäähdytetään, puhdistetaan, kuiva-10 taan ja kerätään. Keksinnön kohteena on myös menetelmään vaadittava laitteisto.

Suurien romumäärien sulattamiseksi on jo esitetty useampia menetelmiä, joista tämän keksinnön puitteissa ovat olennaisia ne, joissa tähän vaadittava energia ei kokonaan 15 ole peräisin vieraista lähteistä, kuten asia on käytettäessä kaasu- ja plasmapolttimia esimerkiksi induktio- tai vastus-kuumennuksista .

Hakija on LU-patenteissa 81 207 ja 81 859 yksityiskohtaisesti kuvannut, kuinka terässulien hiilenpoistosta vapau-20 tuvan CO:n jälkipolttolämpöä voidaan mielekkäästi käyttää hyväksi suurempien romumäärien sulattamiseksi. Lisäksi on hakija patenttihakemuksessaan LU 83 814 esittänyt, kuinka terässulaan välitetään ylimääräinen energiakapasiteetti tarkoituksellisella hiilettämisellä, siis vieraasta lähteestä.

25 Vaikkakin käytäntö takaa näiden menetelmien taloudel lisuuden, jää teräksen valmistajalle kuitenkin kysymys, miten mielekkäästi käyttää konvertteripoistokaasuja, vaikka yleisesti on tunnettua käyttää näitä kaasuja myös romun esikuu-mentamiseen.

30 Nyt on keksitty menetelmä ja laitteisto, jotka tekevät mahdolliseksi suurella määrällä romua panostetun terässulan kuumentamisen mellotusprosessin puitteissa, jota varten palamattomien konvertteripoistokaasujen sisältämä energia tulee mielekkäällä tavalla hyödynnetyksi ulkopuolisen energian tar-35 peen välttämiseksi niin pitkälle kuin mahdollista.

Tämä tehtävä toteutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä siten, että terässula mellotetaan hapella, jolloin muo- ________________ “· ΈΤ . ______ 2 73465 dostuu hiilimonoksidia, ja tämä tunnetulla tavalla pehmeästi päälle puhalletun hapen avulla välittömästi osittain poltetaan sulatteen pinnalla ja että hiilen poisto-vaiheen kuluessa konvertteripoistokaasu erotetaan, kootaan 5 ja käsitellään edelleen. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista, että seuraavassa vaiheessa osa mainitulla tavalla valmistelluista poistokaasuista puristetaan kokoon, panostetaan energian lähteellä ja puhalletaan yhdessä hapen kanssa puhallussuuttimen läpi kylvyn pinnal-10 le 0,5-1 m puhallussuuttimen poistopään jälkeen. Tällöin on toisaalta pidettävä huoli siitä, että happi sekoitetaan vasta välittömästi suuttimesta tultuaan, ja toisaalta on kaasuvirtaus säädettävä sellaiseksi, että syttyminen ei tapahdu liian aikaisin.

15 Tämän mukaisesti on siis kysymyksessä ulkopuolisen energian osittaisesta korvaamisesta palauttamalla konvertteripoistokaasu prosessiin kuumennuskaasuna, jolloin tämä palautus käsittää palamattomien ja vielä runsaasti CO-pitoisten jätekaasujen suoran hyväksikäytön, mikä nor-20 maalisti tapahtuu ainoastaan epäsuorasti, ts. ulkopuolella mellotusprosessin.

Konvertteripoistokaasuista on, energian kannalta katsottuna, kiinnostava ainoastaan jae, joka syntyy raakaraudasta hiiltä poistettaessa. Mutta myös tämä jae si-25 sältää paitsi CO:ta vielä CC^ta, jälkimmäistä vaihtele-vissa määrissä CO-kaasun jälkipolttoasteen mukaisesti, sekä mukaanimettyä ilmaa, niin että syntyy vaara, että toisaalta kaasun energiakapasiteetti ei ole tyydyttävä ja toisaalta että kaasun typpipitoisuus on liian suuri.

30 Valitettavasti typen liukoisuus teräkseen nousee lämpötilan mukaan, niin että on tarkoituksenmukaista rajoittaa palautettujen kaasujen typpipitoisuus minimiin.

Erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti voidaan kaasun sitä terässulaan puhallettaessa lisätä kiinteätä 35 hiiltä, kuten esim. rakeistettua antrasiittia, koksimurs-ketta, puuhiiltä jne. Tällöin päästään, toisaalta siihen, että: ensinnäkin kylpy hiiden kulloisenkin määrän mukaan 3 73465 hiilletään ja täten energeettisesti kerrostetaan uudelleen; toisaalta vapautuvat hiiliosasten kohdatessa kylpypinnan haihtuvat aineosat ja myötävaikuttavat typpipitoisuuden pienentymiseen suoraan faasirajalla, jossa näillä on mer-5 kitystä. Tätä varten tulee kaasun täyttääkseen toimintansa kantokaasuna kiintoaineita varten, olla tiivistetty n.

15 baarin paineisiin.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen sopiva laitteisto käsittää erityisesti kokooma-aseman, joka on 10 kytketty jonkin tunnetun jäähdytys-, kuivaus- ja puhdistuslaitteen jälkeen ja johon hiilcnpoistovaiheen aikana muodostettu konvertterikaasu johdetaan. Tähän asemaan on yhdistetty jatkuvatoiminen CO-pitoisuudenmittalaitteisto, joka on yhdistetty laskimeen. Jälkimmäisen tehtävänä on 15 määrittää syötettävän hiilen määrä sekä ohjata vastaavia laitteita, nimittäin annostuslaitetta, joka edullisesti on sinänsä tunnettu annostussulkulaite, jossa kiintoaineiden syöttö kuljetusputkijohtoon paineenalaisen kaasun avulla ohjataan säätämällä annostuslaitteen kierrosluku-20 määrää.

Tämä annostuslaite on sijoitettu kondensaattorin jälkeen, jossa hiilellä rikastettava poistokaasu tiivistetään 15 baariin.

Käsitellyn poistokaasun puhaltamiseksi teräskyl-25 vylle käytetään tarkoituksenmukaisesti erikoista puhal-lussuutinta, jonka kaltaisen patentinhakija on kuvannut luxemburgilaisessa patenttihakemuksessaan LU 84 176.

Keksintöä havainnollistetaan piirroksen avulla, jossa kuvio 1 esittää kaaviota kokonaislaitteistosta.

50 Kuviossa näkyy terästehdaskonvertteri 0 lasketta- vine suojuksineen 1, joka päätyy uuniin 2, jonka läpi voidaan edestakaisin siirtää puhallinsuutinta 3. Uunin jälkeen on kaasunsyöttöturpiinilla 4 aikaansaadun kaasun läpimenon jälkeen järjestyksessä esitetty kaavamaisesti 55 aggregaatit poistokaasun jäähdyttämiseksi (K), puhdistamiseksi (R) ja kuivaamiseksi (T). Poistokaasu kulkee kokooma-asemaan 10, johon on liitetty CO-määrityslaite 11.

4 73465 Tämä antaa mittaussignaaleja laskimelle 12, joka laskee tarvittavaa minimi-energiaa varten vaadittavat määrät lisättäviä energialähteitä kulloistenkin raakarauta- ja ro-mumäärien mukaan.

5 Lisäksi on esitetty kaavamaisesti kuvattu aggre gaatti 13, jonka tehtävänä on syöttää hiiltä ja jota ohjaa laskin 12. Kaasu tulee kondensaattoriin 15 ja johdetaan annostuslaitteen 14, edullisesti annostussulkulait-teen, kautta syötettynä annostelluilla määrillä rakeis-10 tettua hiiltä, puhallusputkeen.

On selvää, että käytettäessä yhdistettyä puhallus-menetelmää, jossa sulatteeseen ylhäältä johdetaan happea ja alhaaltapäin huuhtelukaasua, voidaan suunnitella, että konvertteri-poistokaasu voidaan käyttää myös läpihuuh-15 teluun, tässä tapauksessa johdetaan nämä suoraan kuivaus-asemasta kondensaattorin 17 kautta jakojärjestelmään 18 ja sieltä yksittäisten kanssa läpäisevien rakenne-elimien 19 ja 20 läpi sulatteeseen.

Keksintö tekee mahdolliseksi käyttää suurempia mää-20 riä romua, jolloin tämän sulattamiseen tarvittava energia osittain tuotetaan systeemin omin keinoin, nimittäin CO:11a konvertteri-poistokaasussa. Ulkopuolista energiaa tarvitaan vain suhteellisen vähäisessä määrässä.

Energeettisten olosuhteiden valaisemiseksi, jotka 25 vallitsevat tiettyjä määriä konvertteri-poistokaasua palautettaessa, annetaan seuraavat laskennalliset analyysit: Tässä tutkitaan 180 tonnin konvertteria, joka on varustettu upotettavalla suojuksella. Poistokaasun pala-miskerroin on 0,1.

30 Kokeellisesti määritettiin, että poistokaasu-ko- 3 koomavaiheen aikana syöttöä kohti syntyy 5046 Nm kaasua ja että syötettäessä 3000 kg antrasiittia jätekaasun ti- 3 lavuus on 8621 Nm . Tämän mukaisesti vastaa 3000 kg ant- , , 3 rasnttia 3575 Nm :n lisätilavuutta poistokaasua.

35 Jos keksinnön mukaisesti tietty osa ulkopuolises ta energiakantimesta korvataan palautetulla poistokaasul- 5 73465 la, niin muuttuvat tilavuudet sekä hyödynnettäväksi tulevat energiamäärät. Laskentaa varten käytetään seuraavia käytännön läheisiä käsitteitä: X: 3000 kg kohti laskettu osuus todellisuudessa 5 syötetystä antrasiitista.

Q: palautetaan poistokaasun osuus laskettuna syntyvän poistokaasun kokonaismäärästä.

EC: lämpömäärä, joka saadaan 300 kg:sta syötettyä hiiltä.

3 10 EG: lämpömäärä, joka saadaan 1 Nm :sta palautettua poistokaasua.

Näin edellytettynä asettuu energiatase tapauksessa, jossa hiili osittain korvataan palautetulla poistokaasulla, seuraavaksi: 15 EC = X. EC + Q . EG (5046 + 3575 X) 3 3

Tarkastellaan 1 Nm jätekaasua, joka koostuu 0,85 Nm :sta CO ja 0,15 Nm3:sta CO-.^-arvolla 0,1 tarvitaan CO-hape- ^ 3 20 tukseen (0,85 . 0,1)/2 = 0,0425 Nm happea, joka tuo mukanaan 0,16 Nm3: n kuormituksen typpeä.

Tästä syntyvä kaasu sisältää: 0,85 . 0,9 = 0,765 Nm3 CO sekä 0,16 Nm3 N2 ja 0,235 Nm3 C°2 ‘ 25 Seuraavassa lasketaan syntyneen poistokaasun koos tumus tapauksia varten, joissa Q saa erilaisia arvoja, jotka ovat 0,1, 0,3, 0,5 ja 1. Lisäksi lasketaan kulloi-sistakin CO-pitoisuuksista EG-määrä ja edellä esitetyn yhtälön perusteella X: arvo.

30 Taulukko Q__Oil__0^3__0^_5__1_ CO (%) 60,72 52,40 46,09 35,42 N2 (%) 13,79 13,79 13,79 13,79 35 C02 (%) 25,49 33,81 40,12 50,81 EG (kcal/Nm3) 1179 991 721 388 X_ 0,846 0,669_0,585 0,560 6 73465

Kulloistenkin X-arvojen määrittäminen tekee mahdolliseksi seuraavan taulukon laatimisen: Q__0,1 0,3 0,5 1_ 5 hiili (kg) 2539 2008 1755 1680 poltettu kaasu (Nm^) 540 2231 3569 7048 poistettu kaasumäärä 10162 10858 11847 15222 (Nm^) lämpökapasiteetti 1830 1579 1389 1067 10 (kcal /Nm~^)_____

On yllättävää, että palauttamalla vain 540 Nm^ * poistokaasua jo säästetään 461 kg hiiltä, kun taas n.

3 1000 kg:n hiiltä säästämiseksi on palautettava 2231 Nm 15 poistokaasua.

Lisäksi tuo konvertterikaasun palauttaminen mukanaan etuja sikäli, että säästetään kalliita ulkopuolisia energialähteitä, jolloin ammattimiehen kuitenkin on otettava huomioon, että palautetun poistokaasun kasvavat mää-20 rät eivät samassa määrässä vastaa säästettyjen ulkopuolisten energialähteiden pieneneviä määriä.

Il

Claims (4)

7 73465

1. Menetelmä suurilla määrillä romua panostetun teräskylvyn kuumentamiseksi, jolloin kylpyä mollotetaan 5 hapella ja tällöin muodostunut hiilimonoksidi poltetaan tunnetulla tavalla välittömästi kylvyn pinnan yläpuolella ja jolloin konvertterin poistokaasut hiilenpoistovai-heen aikana poistetaan, jäähdytetään, puhdistetaan, kuivataan ja kerätään, tunnettu siitä, että seuraa-10 vassa vaiheessa osa näin valmistelluista kaasuista puristetaan kokoon, panostetaan energian lähteellä ja puhalletaan yhdessä hapen kanssa puhallussuuttimen läpi kylvyn pinnalle siten, että syttyminen tapahtuu vasta 0,5-1 m puhallussuuttimen poistopään jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energian lähde on hiilen lähde, esimerkiksi rakeinen antrasiitti, koksimurska, puu-hiili tai vastaava.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että valmistettu kaasu ennen puhallusta puristetaan 15 bar:iin.

4. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, joka laitteisto käsittää poistokaasun tunnettujen jäähdytys-, puhdistus- ja kui- 25 vauslaitteiden perään kytketyn kokooma-aseman (10), tunnettu siitä, että laitteisto lisäksi käsittää kokooma-asemaan (10) liitetyn mittarin (11) hiilimonoksidin jatkuvaksi määrittämiseksi, joka mittari on yhdistetty laskentalaitteeseen (12), joka laskee riittävän 30 lämpöarvon saamiseen tarvittavan energialähteen määrän, että kokooma-aseman (10) ja puhallussuuttimen (3) väliin on sovitettu annostelulaite (14), jota tietokone ohjaa ja joka lisää energialähteen kaasuun, ja että laitteisto myös käsittää välineet (15) kaasun kokoonpuristamisek-35 si välittömästi ennen sen johtamista puhallussuuttimeen (3) .