HU209806B - Method and apparatus for introducing additives into cupola furnace - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás adalékanyag, elsősorban energiahordozók kupolókemencébe történő bevezetésére, amelynek során levegőt fúvatunk a kemencébe, az adalékanyagot pedig a levegőáramba vezetjük és ezzel együtt juttatjuk a kemencébe oly módon, hogy nyomáscsökkenést hozunk létre az adalékanyagnak a levegőáramba történő belépésénél és így az adalékanyagot a levegővel szívatjuk a kupolókemencébe, valamint olyan berendezés adaléknayagok, elsősorban energiahordozók kupolókemencébe történő bevezetésére, amely legalább egy, a kemencefalban lévő levegőbevezetőt és abba torkolló adalékanyag bevezetőt tartalmaz, ahol a levegőbevezető csatornában csökkenő keresztmetszetű betét van elhelyezve, a betétbe adalékanyag bevezető injektor nyúlik be és az injektor a levegőáramban elhelyezett olyan csövet tartalmaz, amelynek egyik vége adalékanyag tartályhoz, másik vége a betét legkisebb keresztmetszetű részéhez van csatlakoztatva, a betét keresztmetszete pedig az adalékanyag bevezető injektor csatlakozási helyétől a kemence belseje felé növekvően van kialakítva.

Közismert tény, hogy a kupolókemencékbe különböző adalékanyagokat vezetnek be. Ezeknek általában kétféle feladatuk lehet: csökkentik a kohászati kokszfelhasználást, illetve szabályozzák a kupolókemence működését.

Az adalékanyagok bevitelére szolgáló ismert berendezéseknél az tapasztalható, hogy a bevitelre szolgáló injektorok kilépőnyílásánál egyrészt csökken a nyomás, másrészt emelkedik a hőmérséklet, aminek következtében nem kielégítő mennyiségű adalékanyag kerül a kupolókemence égésterébe.

A DE 3 109 111 számú közzétételi iratban olyan berendezést ismertetnek, amellyel szenet lehet metallurgiai edényekbe bevezetni, bevezetőnyílások és a bevezetőnyílásokhoz tartozó fúvókák segítségével. Annak érdekében, hogy a finomszemcsés tüzelőanyagnak a bevitele egyenletes legyen, például egy kupolókemencébe, a berendezésben az injektáló vezetékek bonyolult szabályzó és vezérlő berendezésekkel vannak ellátva. Ezen túlmenően a berendezésben a finomszemcsés tüzelőanyagot szállítómechanizmus viszi az égéstérhez.

A DE 154 585 számú szabadalomból olyan eljárás ismert legalább egy adalékanyagnak, elsősorban energiahordozónak kupolókemencébe történő bevitelére, aminek során az adalékanyagot a kupolókemencébe bevezetett levegőáramba juttatják és ezzel együtt vezetik a kemencetérbe. Ennél az eljárásnál az adalékanyag kilépési helyén hoznak létre nyomáscsökkenést és így az adalékanyagot az égéshez szükséges levegő szippantja a kemencébe.

Ez az 1903-ból származó megoldás azonban a következő okokból nem tudott iparilag elterjedni.

A szívóhatás önmagában nem elegendő, mert:

a) a kupolókemence belsejében lejátszódó folyamatok következtében a nyomásesés megszűnhet,

b) az égéstermékek szabályzása során olyan nyomásnövekedés léphet fel, amely a szívócsőben lévő nyomásesést ugyancsak megszünteti.

Mindezek következtében a szénporbevezető csővezetékben általában dugulások jönnek létre.

A jelen találmánnyal ezért az említett hátrányok kiküszöbölése és olyan megoldás kidolgozása a célunk, amellyel kiküszöbölhetők a költséges és érzékeny vezérlő, illetve szabályzó mechanizmusok, ugyanakkor biztosítható energiahordozóknak folyamatos és egyenletes bevezetése a metallurgiai égési folyamatba, abban az esetben is, amikor a kupolókemencében hirtelen nyomásváltozás áll be.

A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során levegőt fúvatunk a kupolókemencébe, az adalékanyagot pedig a levegőáramba vezetjük és ezzel együtt juttattjuk a kemencébe oly módon, hogy nyomáscsökkenést hozunk létre az adalékanyagnak a levegőáramba történő belépésénél és így az adalékanyagot a levegővel szívatjuk a kupolókemencébe, ahol a találmány szerint a rendszerben fellépő nyomásváltozás esetén járulékos injektort kapcsolunk be.

A nyomáscsökkenést célszerűen a kemencefalazatban lévő csatornák keresztmetszetének szűkítésével hozzuk létre, és az anyagáramnak levegővel történő bevitelére injektort alkalmazunk.

Adalékanyagként tüzelőanyagot, célszerűen szénport, illetve legfeljebb 10 mm átmérőjű granulátumot alkalmazunk.

A találmány szerinti berendezésben legalább egy, a kemencefalban lévő levegőbevezető és abba torkolló adalékanyag bevezető van, ahol a levegőbevezető csatornában csökkenő keresztmetszetű betét van elhelyezve, a betétbe adalékanyag bevezető injektor nyúlik be, és az injektor a levegőáramban elhelyezett olyan csövet tartalmaz, amelynek egyik vége adalékanyag tartályhoz, másik vége a betét legkisebb keresztmetszetű részéhez van csatlakoztatva, a betét keresztmetszete pedig az injektor csatlakozási helyétől a kemence belseje felé növekvően van kialakítva, és a találmány szerint az adalékanyag bevezető injektorok legalább egyike legalább egy járulékos injektorral van ellátva.

A bevezető injektorok egy vagy több járulékos injektorral lehetnek sorba kapcsolva és legalább az egyik járulékos injektor célszerűen sűrített levegő vezetékkel van összekötve.

A kupolókemence bevezető injektorainak forró levegője általában a kemence szellőző rendszeréből származik. A járulékos injektorok működhetnek ugyanezen levegővel, de adott esetben a kupolókemence szellőző rendszerétől független, külső forrásból származó gáz (idegen gáz), például sűrített levegő, célszerűen előmelegített sűrített levegő alkalmazása is célszerű lehet.

A találmány további részleteit kiviteli példán, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra egy kupolókemence kemencefalának egy részletét mutatja a találmány szerinti berendezéssel.

A kupolókemencébe a betétet a szokásos módon fölülről adagolják be. Az anyag áthalad egy fűtőgázokkal felhevített előmelegítő zónán és végül az alul elhelyezkedő égési zónába kerül. Az égési zónában, illetve annak kerülete mentén vezetékek vannak elrendezve és

HU 209 806 Β ezeken át a kupolókemence égési terébe (a kemence szellőző rendszeréből származó) meleg levegőt vezetnek. A meleg levegő, ami egyidejűleg oxidáló közegként is működik, igen gyorsan, általában 200 és 300 m/sec közötti sebességgel áramlik az égéstérbe.

Az 1 kemencefalba fémből készült 2 betét van beépítve. A 2 betét belsejében 2a átvezetőcsatorna van kialakítva. A 2 betéthez 3 csatlakozó vezeték van illesztve. Ezen át áramlik a forró levegő a kupolókemence belsejébe. A 3 csatlakozó vezetékben 7 adalékanyag bevezető injektor van elrendezve. A 7 adalékanyag bevzeető injektor belsejébe 4 csővezetékből áramlik az adalékanyag, amely ily módon nyitott rendszerben jut a berendezésbe és nem szükséges hordozó vagy szállító közeg alkalmazása. Adott esetben egy, a rajzon nem látható adagolóberendezés alkalmazható az adalékanyag folyamatos betáplálására.

A 2 betét 2a átvezető csatornájában egy másik 5 betét van elhelyezve. Ennek átáramlási keresztmetszete folyamatosan növekszik a legkisebb keresztmetszetű 6 résztől az 5a, illetve 5b nyílások felé.

A 7 adalékanyag bevezető injektornak a kupolókemence felőli vége éppen ebbe a legkisebb keresztmetszetű 6 részbe nyúlik be. Itt állandó áramlási viszonyok mellett konstans nyomásesés jelentkezik, amely szívóhatással jár, így a 7 adalékanyag bevezető injektoron beáramló adalékanyagot a szívóhatás a kemence felé mozgatja. Tekintettel arra, hogy a 6 részig a 7 adalékanyag bevezető injektor körül áramló forró levegő sebessége növekszik, az adalékanyag ezen növekvő sebességgel jut a kupolókemence égésterébe.

Annak érdekében, hogy a nyomásviszonyok esetleges változása ne okozza a rendszer eltömődését, a berendezés 8 járulékos injektorral van ellátva. Ez gondoskodik arról, hogy a beállított adalékanyag mennyiség, például szénpor mindig a kupolókemence égésterébe kerüljön. A bemutatott 8 járulékos injektor előmelegített sűrített levegővel dolgozik, de adott esetben egyéb idegen gáz is alkalmazható.

A találmány szerinti berendezés folyamatosan üzemeltethető és szabályozástechnikailag is a legkülönbözőbb konzisztenciájú anyagokkal, például porral vagy granulátummal működtethető.

Az eljárás során adalékanyagként szénport vagy granulátumot használunk, mégpedig 10 mm-nél kisebb szemcsenagysággal. Az eljárás segítségével lehetővé válik olyan problematikus anyagoknak kupolókemencében történő elégetése is, amelyeket egyébként környezetvédelmi okokból más módon kellene megsemmisíteni.

A találmány szerinti eljárás és berendezés alkalmazásával mintegy 30%-kal csökkenthető a kupolókemencében felhasznált fűtőanyagok, például a koksz mennyisége.

A találmány szerinti rendszerben - mint már említettük - lehetséges a környezetet károsító anyagok megsemmisítése is. Ilyenek lehetnek például:

- kálciumkarbid salakok,

- elhasznált öntödei homok és maghulladék,

- kupolókemencéből, leválasztókból vagy egyéb helyekről nyert por,

- csiszolópor vagy olajtartalmú fémforgács, továbbá egyéb, az öntödéből származó problematikus anyag, valamint

- olyan káros anyagok (például hamu vagy fáradtolaj), amelyek egyéb üzemekben keletkeztek és önállóan vagy az öntödében keletkezett hasonló anyagokkal együtt a kupolókemencébe vezethetők: például folyékony hulladékkal (kondenzátorolaj) átitatott tüzelőanyagok (petrolkoksz vagy grafit),

- fenoltartalmú vagy szénhidrogén tartalmú hulladékanyagok, adott esetben hamuval vagy olajtartalmú egyéb anyagokkal keverve.

Claims (10)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás adalékanyagok, elsősorban energiahordozók kupolókemencébe történő bevezetésére, amelynek során levegőt fúvatunk a kupolókemencébe, az adalékanyagot pedig a levegőáramba vezetjük és ezzel együtt juttatjuk a kemencébe oly módon, hogy nyomáscsökkenést hozunk létre az adalékanyagnak a levegőáramba történő belépésénél és így az adalékanyagot a levegővel szívatjuk a kupolókemencébe, azzal jellemezve, hogy a rendszerben fellépő nyomásváltozás esetén járulékos injektort kapcsolunk be. (1987. 12. 23.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomáscsökkenést a kemencefalazatban lévő csatorna keresztmetszetének szűkítésével hozzuk létre. (1986. 12. 24.)
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adalékanyagnak a levegővel történő bevezetésére injektort alkalmazunk. (1986. 12. 24.)
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy adalékanyagként tüzelőanyagot, célszerűen szénport, illetve legfeljebb 10 mm szemcseátmérőjű granulátumot alkalmazunk. (1986. 12. 24.)
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik járulékos injektort idegen gázzal működtetjük, (1986. 12. 24.)
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nyomás alatti idegen gázt alkalmazunk. (1986.

   12. 24.)
7. 7. Berendezés adalékanyagok, elsősorban energiahordozók kupolókemencébe történő bevezetésére, amely berendezés legalább egy, a kemencefalban lévő levegőbevezetést és abba torkolló adalékanyag bevezetést tartalmaz, ahol a levegőbevezető csatornában csökkenő keresztmetszetű betét van elhelyezve, a betétbe adalékanyag bevezető injektor nyúlik be és ez az injektor a levegőáramban elhelyezett olyan csövet tartalmaz, amelynek egyik vége adalékanyag tartályhoz, másik vége a betét legkisebb keresztmetszetű részéhez van csatlakoztatva, a betét keresztmetszete pedig az adalékanyag bevezető injektor becsatlakozási helyétől a kemence belseje felé növekvően van kialakítva, azzal jellemezve, hogy az adalékanyag bevezető injektorok (7) legalább egyike legalább egy járulékos injektorral (8) van ellátva. (1987.12. 23.)

   HU 209 806 Β
8. 8. A 7. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az adalékanyag bevezető injektor (7) egy vagy több járulékos injektorral (8) sorba van kapcsolva. (1986. 12. 24.)
9. 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti berendezés, azzal 5 jellemezve, hogy legalább az egyik járulékos injektor (8) sűrített levegő vezetékkel van összekötve. (1986.

   12. 24.)
10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a sűrített levegő előmelegített. (1986.12.24.)