HU215743B

HU215743B - Eljárás és berendezés acélgyártókemence-betét folyamatos előmelegítésére

Info

Publication number: HU215743B
Application number: HU9302353A
Authority: HU
Inventors: John Alexander Vallomy
Original assignee: Techint Compagnia Tecnica Internazionale S.P.A.
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-08-16
Publication date: 1999-02-01
Also published as: BG61820B1; KR960014941B1; JPH06128657A; JP2966219B2; DE69228607D1; GR3030339T3; AU658323B2; CA2104337C; BR9303756A; PL174544B1; CZ290981B6; RU2086869C1; BG98134A; EP0592723B1; HUT68698A; PL300672A1; US5400358A; EP0846779A1; DK0592723T3; ATE177477T1

Description

A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 215 743 Β

Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés tartalmaz anyagbevezető résszel és anyagkibocsátó résszel ellátott konveyort, a konveyort tartó állványt, a konveyor fölött kialakított, a konveyorral együtt gázátvezető zónát, hevítőzónát és kivezető zónát tartalmazó előmelegítő berendezést alkotó boltozatot, az előmelegítő berendezésben a konveyor anyagbevezető részénél gáztömítő elemeket, az előmelegítő berendezést az acélgyártó kemencével tömítetten összekötő egységet, az előmelegítő berendezésbe hőt bevezető elemeket és az előmelegítő berendezés bevezető végénél gázbevezető elemeket, ahol a találmány szerint a gázátvezető zóna (22) és/vagy a hevítőzóna (23) boltozata oxigént tartalmazó gázt befúvó elemekkel van ellátva, továbbá hőálló béléssel és hevítőelemekkel ellátott utóégető kamrája (42) van, amely a konveyor anyagbevezető részénél a gázátvezető zónához (22) van csatlakoztatva.

A jelen találmány tárgya eljárás acélgyártókemence-betét folyamatos előmelegítésére, amelynek során vastar- 15 talmú anyagból és a betét egyéb alkotóiból álló keveréket betáplálási zónából, gázátvezető zónából, hevítőzónából és redukáló atmoszférájú kivezető zónából álló hosszúkás előmelegítő berendezésbe táplálunk, az előmelegítő berendezés betáplálási zónájánál dinamikus tömítőkamrát alakítunk ki, a keveréken át és fölötte forró gázokat vezetünk az előmelegítő berendezésbe, a forró füstgázokat elégetjük, és a keveréket ezzel előmelegítjük, elvezetjük a gázátvezető zónából a füstgázokat és egyéb égéstermékeket, a felmelegített keveréket pedig folyamatosan az acélgyártó kemencébe vezetjük.

A találmány tárgya továbbá olyan berendezés acélgyártókemence-betét folyamatos előmelegítésére, amely tartalmaz anyagbevezető résszel és anyagkibocsátó résszel ellátott konveyort, a konveyort tartó állványt, a konveyor fölött kialakított, a konveyorral együtt gázátvezető zónát, hevítőzónát és keverékkivezető zónát tartalmazó előmelegítő berendezést alkotó boltozatot, az előmelegítő berendezésben a konveyor anyagbevezető részénél gáztömítő elemeket, az előmelegítő berendezést az acélgyártó kemencével tömítetten összekötő egységet, az előmelegítő berendezésbe hőt elvezető elemeket, és az előmelegítő berendezés bevezető végénél gázbevezető elemeket.

Az acélgyártó elektromos ívkemencék működése kezdetben szakaszos volt, amikor is egy szakasz a következő lépésekből állt:

- acélforgács és/vagy direkt redukált vas, nyersvas, salakképzők és ötvöző beadagolása,

- villamos ív húzása a kemencében az elektródák között, és a betét megolvasztása, illetve salakréteggel borított fémfürdő kialakítása,

- meghatározott idejű finomítás, amikor is a fürdő fémolvadék részét a kívánt minőségű acélolvadékká finomítjuk, és

- az elektródák szakaszos kiemelése a fürdőből, és csapolás.

Ezen túlmenően, adott esetben a salakot is el kellett távolítani.

A fejlődés során később olyan folyamatos acélgyártási eljárásokat alkalmaztak, amelyeket például a 4,543,124 vagy a 4,609,400 számú USA-szabadalmak ismertetnek.

A 4,609,400 számú szabadalmi leírásból olyan megoldás ismerhető meg, amelynél a betétet szállító konveyor fölött előmelegítő berendezést alkotó boltozat van, és a berendezés hőt bevezető elemeket és gázbevezető elemeket tartalmaz. A berendezésben az acélolvasztó kemencébe vezetett betétet előmelegítik 800-1000 °C-ra.

Az US 4,086,675 számú szabadalmi leírás tárgya eljárás fémhulladék előmelegítésére, amely eljárás 20 acélgyártókemence-betétjének folyamatos előmelegítésére szolgál. A szabadalom szerint a fémhulladékot égők segítségével közvetlenül lánggal melegítik, majd az így felmelegített hulladékot megfelelő adagolóberendezéssel a kemencébe juttatják. Ez a megoldás tulajdon25 képpen csak a szennyeződések, például olaj vagy zsír eltávolítására szolgál, mielőtt a fémhulladékot az olvasztókemencébe bevezetik.

A folyamatos acélgyártás általában kedvező gyártástechnológia azokon a vidékeken, ahol vashulladék 30 és/vagy direkt redukcióval előállított vas (DRI), valamint villamos energia olcsón hozzáférhető.

Az acélgyártáshoz használatos betétben lévő nemfémes anyagok gyakran környezetszennyezési problémákat okoznak, különösen amikor alacsony hőmérsék35 létén égnek el, azaz tökéletlen égés játszódik le. Ilyen feltételek mellett a villamos ívkemencében végzett acélgyártás során is mérges gázok, például dioxinok keletkeznek. A dioxinok a kemencében vagy a porleválasztóban jönnek létre gépkocsikból vagy csővezeté40 kékből származó műanyag, műszálak, festékek, hűtőolajok és hasonló anyagok elégetése során. A dioxinok általában 300 és 520 °C között keletkeznek, a legkedvezőbb körülményeket létrejöttükhöz 420 és 470 °C között lehet biztosítani. Általában a dioxinok klór je45 lenlétében képződnek, amit elősegít, ha az adott térben vörösréz vagy hasonló vegyhatású anyagok vannak jelen. Általában a dioxin létrejöttéhez szükséges hőmérséklet, mint mondottuk, 300 és 520 °C között van. Ennek megfelelően általában dioxinok jönnek létre ala50 csony hőmérsékleten végzett égetéskor. Amikor az acélgyártás során klórtartalmú vegyületekkel szennyezett vasat, illetve vashulladékot használunk, amelyben hűtőolaj, klórtartalmú műanyag (például PVC) van jelen, gyakorlatilag minden kedvező feltétel biztosított 55 klórozott aromás vegyületek, például poliklórozott dibenzodioxinok (PCDD) vagy poliklórozott dibenzofuránok (PCDF) létrejöttéhez.

A világ több országában ezért rendkívül szigorú előírások vannak a levegőbe kibocsátott szennyezőanya60 gokra vonatkozóan. A hivatkozott megoldások azonban

HU 215 743 Β nem foglalkoznak a füstgázok és egyéb keletkező égéstermékek (például szilárd szennyeződések, korom, folyadékcseppek stb.) kezelésével, így nem biztosítják az acélgyártás során ezen előírások betartását.

A jelen találmány alkalmazása esetén ilyen veszélyes vegyületek nem keletkeznek a vashulladék folyamatos előmelegítése és beadagolása során, minthogy a betétben lévő szerves anyagok magas hőmérsékleten elégnek, mielőtt az acélgyártó kemencébe kerülnek, és az előmelegítőben szigorúan ellenőrzött atmoszférát biztosítunk. Az előmelegítőhöz tartozó utóégető kamrában elég magas hőmérsékletet biztosítunk ahhoz, hogy megfelelő turbulencia alakuljon ki és oxigénfölösleg keletkezzék, aminek eredményeképpen a dioxinok és elővegyületeik lebomlanak. Ha a dioxinok lebontása teljes mértékben megtörtént, keletkezésük később a rendszerben már nem lehetséges.

A jelen találmánnyal olyan eljárás és berendezés kialakítása a célunk, amelynek segítségével a környezetszennyezés megszüntethető, és a folyamatos acélgyártó kemencék biztonságos üzemeltetése megoldható.

A kitűzött feladatot olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során vastartalmú anyagból és a betét egyéb alkotóiból álló keveréket gázátvezető zónából, hevítőzónából és redukáló atmoszférájú kivezető zónából álló hosszúkás előmelegítő berendezésbe táplálunk, a betáplálás helyén dinamikus tömítőkamrát alakítunk ki, a keveréken át és fölötte forró gázokat vezetünk az előmelegítő berendezésbe, a forró füstgázokat elégetjük, és a keveréket ezzel előmelegítjük, elvezetjük a gázátvezető zónából a füstgázokat és egyéb égéstermékeket, a felmelegített keveréket pedig folyamatosan az acélgyártó kemencébe vezetjük, ahol a gázátvezető zónánál oxidáló atmoszférát alakítunk ki, oxigént tartalmazó gáznak a hevítőzónába és/vagy a gázátvezető zónába történő bevezetésével, és innen a füstgázokat és egyéb égéstermékeket utóégető kamrába vezetjük, ahol hőmérsékletüket legalább 3% oxigénfelesleg mellett legalább 2 másodpercig 900 és 1100 °C között tartjuk.

Az eljárás foganatosítására szolgáló berendezés tartalmaz anyagbevezető résszel és anyagkibocsátó résszel ellátott konveyort, a konveyort tartó állványt, a konveyor fölött kialakított, a konveyorral együtt gázátvezető zónát, hevítőzónát és kivezető zónát tartalmazó előmelegítő berendezést alkotó boltozatot, az előmelegítő berendezésben a konveyor anyagbevezető részénél gáztömítő elemeket, az előmelegítő berendezést az acélgyártó kemencével tömítetten összekötő egységet, az előmelegítő berendezésbe hőt bevezető elemeket, és az előmelegítő berendezés bevezető végénél gázbevezető elemeket, ahol a találmány szerint a gázátvezető zóna és/vagy a hevítőzóna boltozata oxigént tartalmazó gázt befuvó elemekkel van ellátva, továbbá hőálló béléssel és hevítőelemekkel ellátott utóégető kamrája van, amely a konveyor anyagbevezető részénél a gázátvezető zónához van csatlakoztatva.

A megoldás különösen alkalmas olyan folyamatos acélgyártási eljárásban történő alkalmazásra, amelyet például a 4,543,124 vagy a 4,609,400 számú USA-szabadalmak ismertetnek.

A találmány alkalmazása esetén veszélyes vegyületek nem keletkeznek a vashulladék folyamatos előmelegítése és beadagolása során, minthogy a betétben lévő szerves anyagok magas hőmérsékleten elégnek, mielőtt az acélgyártó kemencébe kerülnek, az előmelegítőben pedig megfelelően szabályozott atmoszférát biztosítunk. Az előmelegítőt követő utóégető kamrában elég magas hőmérséklet, megfelelő turbulencia és oxigénfölösleg van, aminek eredményeképpen a dioxinok és elővegyületeik megsemmisülnek. Ha a dioxinok lebontása teljes mértékben megtörtént, keletkezésük később a rendszerben már nem lehetséges.

Az acélgyártókemence-betétjét alkotó vastartalmú hulladékot (aprított, tömörített vagy granuláris alakban), direkt redukált vasat, kereskedelmi vashulladékot, vagy ezek keverékét, és a bennük lévő szerves anyagokat vagy vegyületeket folyamatosan vezetjük át egy előmelegítő berendezésen. A szükséges hőmennyiséget részben vegyi úton, részben pedig az acélgyártó kemence füstgázaiból nyerjük. Az alkalmazott acélgyártó kemence általában villamos ívkemence, amelybe elegendő mennyiségű oxigént vezetnek annyi szénmonoxid keletkezéséhez, amivel elérhető a kívánt előmelegítést hőmérséklet az előmelegítő berendezésben, ahol a szén-monoxidot elégetve melegítjük a vashulladékot. Az égéshez szükséges oxigént levegőnek az előmelegítő berendezésbe történő befuvatásával biztosítjuk. Ha az előmelegítő berendezésbe nem kielégítő mennyiségű oxigén kerül, és a vashulladék előmelegítése nem történik a megfelelő hőmérsékletre, további hőmennyiség nyerhető az előmelegítő berendezés boltozatába beépített égők segítségével. Ezek elősegítik az acélgyártó kemencéből bevezetett szén-monoxid megfelelő elégetését, és további füstgázt biztosítanak az előmelegítéshez.

A betétet szállító konveyor hűtésére levegőt lehet használni az előmelegítést folyamat alatt. A konveyort hűtő levegőt lehet azután az előmelegítőbe bevezetni. A találmány szerinti eljárás során felhasználjuk a fémfürdőbe bevezetett oxigén által létrehozott szén-monoxidot, továbbá egyéb tüzelőanyagot vagy ezek kombinációját, és így biztosítjuk a vashulladék előmelegítéséhez szükséges hőmennyiséget az előmelegítő berendezésben. Az előmelegítő berendezés a bevezető zónánál másodlagos gázkezelő kamrával van ellátva, amelyben az esetleges éghető termékeket elégetjük. A hulladékban lévő szerves anyagot magas hőmérsékleten és szabályozott atmoszférában égetjük el az előmelegítő berendezésben, és ezáltal megakadályozzuk vagy korlátozzuk a mérges gázok, például dioxinok vagy furánok keletkezését és kiáramlását. Az előmelegítő berendezés utóégető kamrájában 3-4%-os oxigénfelesleget hozunk létre, mintegy 2 másodperces tartózkodást idővel 900 és 1100 °C hőmérséklet között az utóégető kamrában, és így az esetleg keletkezett furánokat és dioxinokat elégetjük.

A találmány szerinti eljárás és berendezés tehát lehetővé teszi, hogy megfelelő mennyiségű vashulladékot szabályozott módon előmelegítsünk, és ugyanakkor a szigorú környezetvédelmi előírásokat kielégítsük.

HU 215 743 Β

A találmány szerinti eljárás és berendezés segítségével az acélgyártó kemencében keletkező mérges gázok mennyisége jelentősen csökkenthető.

A folyamatos előmelegítés hatékonyan végezhető az acélgyártó kemence füstgázainak felhasználásával, amelyek az előmelegítéshez szükséges hőmennyiség egy részét biztosítják.

A találmány szerinti megoldás további előnye, hogy a betétből keletkező mérgező gázok mennyiségét csökkenti vagy megszünteti.

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

1. ábra acélgyártó ívkemencével összekapcsolt előmelegítő berendezés metszete, a

2. ábra a találmány szerinti berendezés fölülnézete, a

3. ábra az 1. ábrán bemutatott berendezés függőleges metszete, és a

4. ábra a teljes berendezés vázlata.

Az ábrákon látható megoldásnál 10 acélgyártó kemence van összeépítve egy 12 előmelegítő berendezéssel, amely célszerűen úgy van kialakítva, hogy rezgés segíti elő a betét mozgását a 10 acélgyártó kemence felé. A 10 acélgyártó kemencét háromfázisú berendezésként ábrázoltuk, de nyilvánvalóan nincs akadálya, hogy egyenáramú villamos ívkemencét, plazmakemencét vagy indukciós kemencét alkalmazzunk. A 12 előmelegítő berendezés 14 állványon elhelyezett 16 boltozatból áll. A 16 boltozat célszerűen hőálló béléssel van ellátva. A 12 előmelegítő berendezés 18 dinamikus tömítőkamrával van ellátva a bevezető oldalon, és ezt követően 22 gázátvezető zóna, egy vagy több 24 hevítőzóna és 26 kivezető zóna van kialakítva. A 10 acélgyártó kemencéből a füstgázok 28 gázkivezető nyíláson át távoznak. A 12 előmelegítő berendezés 26 kivezető zónája 30 kocsira van erősítve oly módon, hogy a 12 előmelegítő berendezés hossztengelyének irányában teleszkóposán mozoghat és csatlakozhat a 10 acélgyártó kemence 28 gázkivezető nyílásához, ahol tömített kapcsolódás biztosítható. Ez a kialakítás elsősorban azért szükséges, mert a 10 acélgyártó kemence adott esetben billenthető kialakítású lehet. A 30 kocsi ily módon az előmelegített betétet előre meghatározott helyen juttatja a 10 acélgyártó kemencébe. A 30 kocsi célszerűen 32 sínen mozog.

A 10 acélgyártó kemencéből származó füstgázok, amelyek hőmérséklete általában körülbelül 1300 °C, a 28 gázelvezető nyíláson átjutnak a 12 előmelegítő berendezésbe. Ezek a füstgázok biztosítják azt a hőt, amely a 12 előmelegítő berendezésben lévő betét felmelegítéséhez szükséges. Egyrészt közvetlenül szállított, másrészt kémiai úton felszabaduló hőt adnak át. A 12 előmelegítő berendezés 26 kivezető zónájának közelében 34 égőfej van, és ez gondoskodik a füstgázok begyújtásáról, amennyiben azok nem érnék el az égési hőmérsékletet. A 34 égőfejet azonban csak akkor kell bekapcsolni, ha a hőmérséklet a 24 hevítőzónában a füstgázok gyúlási hőmérséklete alá süllyed.

A 24 hevítőzónában 36 injektorok vannak a 16 boltozatban. A 12 előmelegítő berendezés tetszés szerinti mennyiségű zónából lehet kialakítva, hosszúságuk pedig lehet azonos vagy különböző. A füvókákon át levegő vagy oxigénnel dúsított levegő áramlik lefelé, a betét irányába, a gázok égésének elősegítésére. A 2. ábrán látható, hogy a 36 injektorok A, B, C, D stb. nyílások formájában vannak kialakítva a 16 boltozatban, valamennyi zónában. A 36 injektorokat akkor használjuk, ha elegendő szén-monoxid van a füstgázokban, amelyekkel a betétet a kívánt hőmérsékletre kell előmelegíteni.

Másfelől a 16 boltozatban további égőfejek is elhelyezhetők, a 36 injektorok mellett. A 10 acélgyártó kemence működőképes oxigénbefúvatás nélkül is, ebben az esetben azonban nagyon kevés szén-monoxid keletkezik, vagy egyáltalán nem keletkezik szén-monoxid, amelyet az előmelegítő berendezésben fel lehetne használni. Ekkor szükséges az égőfejek felhasználása, és így tüzelőanyag-befüvatást végzünk a levegő befúvatása helyett.

A levegőbefúvatást úgy kell végezni, hogy az egész előmelegítő berendezésben szabályozott atmoszférát tudjunk előállítani. A 22 gázátvezető zónában célszerűen 40 oxigénérzékelő van elhelyezve, amelynek segítségével meghatározható a 12 előmelegítő berendezésben lévő oxigén mennyisége. Ez a 40 oxigénérzékelő vezérli a légbefúvatást a 36 injektoron keresztül, annak érdekében, hogy fokozatosan lehessen változtatni az atmoszféra jellegét az előmelegítő berendezés hossztengelye mentén a redukáló atmoszférától a kibocsátó oldalon az oxidáló atmoszféráig a 22 gázátvezető zónánál. Először is tehát redukáló jelleget kell biztosítani annak érdekében, hogy elkerülhető legyen a betét reoxidációja, majd a gázkeverékben lévő oxigén mennyiségét fokozatosan növeljük 3-5% oxigénfelesleg eléréséig, és így biztosítjuk, hogy valamennyi éghető anyag tökéletesen elégjen a berendezésben lévő betétből. Tekintettel arra, hogy a levegőt a 24 hevítőzóna teljes hosszában egyenletesen vezetjük be, az atmoszféra fokozatosan és egyenletesen változik, anélkül, hogy bárhol ugrásszerű változás következnék be. így a betét egyenletes felmelegedését lehet biztosítani, ugyancsak egyenletes gázégetés mellett. A betétben lévő nemfémes éghető anyagok ennek megfelelően teljesen kiégnek, és a betétet eközben legalább 500 °C-ra, maximum 800-1000 °C-ra melegítjük.

A 40 oxigénérzékelő, amely célszerűen többféle gáz elemzésére alkalmas műszer, szabályozza a légbevezető injektorok és/vagy égők működését, illetve az égés minőségét a 12 előmelegítő berendezésben. A 68 olajégő fej közelében a hevítő gázkeverék körülbelül 3-5% oxigénfelesleget tartalmaz. A 22 gázátvezető zónában a 18 dinamikus tömítőkamrán keresztül kis mennyiségű levegő beszivárog, de ezt szabályozni lehet a Pl nyomás beállításával a 18 dinamikus tömítőkamránál, a P2 nyomás szabályzásával a 22 gázátvezető zónában, továbbá a P3 nyomás beállításával a másodlagos gázkezelő kamrában. A gáz átáramlását a másodlagos gázkezelő kamrán, valamint a rendszerben lévő nyomás szabályozását 70 szelep (4. ábra) végzi. Amikor a gáz eléri a gázátvezető zónát, összetétele legalább 3% fölös oxigént tartalmaz.

HU 215 743 Β

A vashulladékot tartalmazó betét a 12 előmelegítő berendezésbe a 18 dinamikus tömítőkamrán keresztül lép be egy konveyor segítségével. A füstgázokat kezelő egység a 12 előmelegítő berendezéshez a 18 dinamikus tömítőkamrája fölött helyezkedik el. Ez az egység egy hosszúkás kialakítású, hőálló béléssel ellátott 42 utóégető kamrát, a 12 előmelegítő berendezéshez vezető járatot, egy, a felesleges hőt hasznosító 50 hőcserélőt, illetve gázhűtő egységet, 52 ventilátort és 54 szűrőegységet tartalmaz, a hozzájuk tartozó vezetékekkel együtt. Az 56 csővezeték köti össze az 50 hőcserélő és az 54 szűrőegység közötti 58 gázvezetéket, és az acélgyártó üzemépület 60 szellőzőrendszeréhez van csatlakoztatva.

A 42 utóégető kamrához 66 olajérzékelő tartozik, ezzel határozható meg a tüzelőanyag-oxigén arány, amely a 68 olajégőfej optimális üzemelését biztosítja. A 68 olajégőfej szolgáltatja a járulékos hőt, illetve oxigént az utóégető kamrába belépő füstgázok elégetéséhez. A 68 olajégőfej egy oxigén-tüzelőanyag égő, amely a gázátvezető zónában van elhelyezve, hogy fenntartsa a gáz megfelelő hőmérsékletét és a megfelelő oxigénszintet, a technológia követelményeinek megfelelően.

A 2. és 3. ábrán a találmány szerinti berendezés egy célszerű kiviteli alakja látható, ahol konveyorként 44 vibrációs csatornát alkalmazunk. A 18 dinamikus tömítőkamra ennek végénél van kialakítva oly módon, hogy levegővel akadályozzuk meg gázok kiáramlását a 12 előmelegítő berendezésből a környezetbe, oly módon, hogy a belépés helyén megfelelően szabályozott mennyiségű levegőt vezetünk be.

A „betétet alkotó hulladék” kifejezésen a leírásban és az igénypontokban olyan anyagokat értünk, amelyeket az acélgyártáshoz folyamatos olvasztás során alkalmaznak. Ilyenek a vashulladék, nyersvas, valamint direkt redukált vas pellet vagy brikett formájában. A hulladékot tisztaság szempontjából lehet szétválasztani, tömöríteni vagy darabolni megfelelő méretre, ha ez szükséges az acélgyártó kemencébe történő beadagoláshoz. A beadagolásig a tisztasági fokozatnak megfelelően szétválasztva lehet tárolni. Célszerű az ISSI (írón and Steel Scrap Institute) által forgalomba hozott kereskedelmi minőségű vashulladékot alkalmazni. A nyersvasat granulált vagy aprított állapotban célszerű tárolni és beadagolni.

Az előtárolt hulladékanyagból ki kell választani az adott betéthez szükséges anyagokat, amelyeket lemérés után a konveyorra adagolunk. A betétanyag a 12 előmelegítő berendezésben felmelegszik a füstgázokban történő áramlás következtében, amelynek során a betét az acélgyártó kemence felé, a füstgázok pedig ellenkező irányban, az előmelegítő berendezés bevezető zónája felé áramlanak.

A 10 acélgyártó kemencét folyamatosan üzemeltetjük teljes teljesítménnyel, általában 6 vagy 7 napig, miközben csak apróbb bélésjavítási munkákat végzünk. A kemencében a salakot habos állapotban tartjuk az eljárás minden fázisa során, még a csapolás alatt is, és a kemencét teljes teljesítménnyel üzemeltetjük a csapolás során is. A salak habzása főként a szén-monoxid fémfürdőből és salakból történő kiáramlásának eredménye. Az oxigénnel lejátszódó reakcióhoz szükséges karbon megfelelő mennyiségét porszén vagy por alakú koksznak a salakba vagy a salak-fém határfelületre történő befüvatásával lehet biztosítani egy vagy több fuvóka segítségével. Ha a fürdőben nincs elegendő mennyiségű oxigén, oxigént is lehet a fürdőbe füvatni a füvókákon át, hogy biztosítsuk a megfelelő reakció lejátszódását és a salak felhabosítását. A szenet és/vagy oxigént bármikor az eljárás során lehet füvatni a fürdőbe. A karbonbefüvatás és az oxigénbefüvatás elősegíti a szén-monoxid képződését. A képződött szén-monoxid 70-75%-a kijut az acélgyártó kemencéből, és beáramlik az előmelegítő berendezésbe olyan füstgázként, amelynek továbbégetésével lehet az előmelegítéshez szükséges hőt biztosítani.

A rendszer tökéletesítése érdekében és annak biztosítására, hogy a kibocsátott gázok túlnyomó többsége kezelt legyen, az épületben olyan 60 szellőzőrendszert célszerű alkalmazni, amely összegyűjti a másodlagosan kibocsátott gázokat az acélgyártó kemence környékéről, továbbá egyéb gáz alakú és szemcsés anyagokat az épület teljes területéről. A 60 szellőzőrendszerbe került gázok keresztülhaladnak az 58 gázvezetéken, majd az 56 csővezetékbe kerülnek, ahol keverednek a hőcserélőből jövő gázokkal, és együtt jutnak az 54 szűrőegységbe, az 52 ventilátoron keresztül. Itt megtörténik a gázok mechanikus tisztítása, mielőtt a környező atmoszférába jutnának.

A működés során a vasat tartalmazó és egyéb betétanyagokat megfelelő módon keverjük, és a keveréket folyamatosan vezetjük be a dinamikus tömítőkamrán keresztül a hosszúkás melegítőkamrába, amely betét bevezető részből, gázátvezető zónából, hevítőzónából és kivezető zónából áll. Az előmelegítő berendezéssel összeépített acélgyártó kemencében a betétanyag-keverékből szén-monoxid-tartalmú füstgázok keletkeznek, és ezeket az előmelegítő berendezésbe vezetve elégetjük. A füstgázok lényegében a szénnek a fémfurdőben a beíüvatott oxigénnel történő reakciójából keletkeznek (a szén részben a bevezetett betétkeverékből, részben befüvatással kerül a fémfürdőbe). Az utóégetés és a lejátszódó kémiai folyamatok következtében előálló hő előmelegíti az előmelegítő berendezésben áramló betétet, miközben keresztülhalad a fokozatosan változó atmoszférán, azaz a gázátvezető zónában kialakított oxidáló és a keverékkibocsátó zónában létrehozott redukáló atmoszférán. A füstgázok utóégetéséből keletkező gázokat a gázátvezető zónából az ehhez kapcsolódó és hőálló béléssel ellátott utóégető kamrába vezetjük. Az elvezetett termékek, valamint az egyéb füstgázok hőmérsékletét 900 és 1100 °C közötti hőmérséklet között tartjuk legalább 2 másodpercig az utóégető kamrában, majd lehűtjük és elvezetjük.

Az előmelegített betétet folyamatosan vezetjük ki az előmelegítő berendezésből, és közvetlenül a csatlakozó acélgyártó kemencébe juttatjuk.

Ha szén-monoxidot használunk a kemencében tüzelőanyagként a betét előmelegítésére, a szén-monoxidhoz képest fölöslegben kerül levegő az előmelegítő be5

HU 215 743 Β rendezésbe. Néhány másodperc után a levegőbevezetést ehhez képest szabályozzuk, annak érdekében, hogy a megfelelő mennyiségű felesleges oxigén legyen a 22 átvezető zónában. Ugyancsak célszerű a befuvatott levegő mennyiségét is olyan értéken tartani, hogy elérje a konveyoron lévő betétanyagot.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás acélgyártókemence-betét folyamatos előmelegítésére, amelynek során vastartalmú anyagból és a betét egyéb alkotóiból álló keveréket gázátvezető zónából, hevítőzónából és redukáló atmoszférájú kivezető zónából álló hosszúkás előmelegítő berendezésbe táplálunk, a betáplálás helyén dinamikus tömítőkamrát alakítunk ki, a keveréken át és fölötte fonó gázokat vezetünk az előmelegítő berendezésbe, a forró füstgázokat elégetjük, és a keveréket ezzel előmelegítjük, elvezetjük a gázátvezető zónából a füstgázokat és egyéb égéstermékeket, a felmelegített keveréket pedig folyamatosan az acélgyártó kemencébe vezetjük, azzal jellemezve, hogy a gázátvezető zónánál (22) oxidáló atmoszférát alakítunk ki, oxigént tartalmazó gáznak a hevítőzónába (24) és/vagy a gázátvezető zónába (22) történő bevezetésével, és innen a füstgázokat és egyéb égéstermékeket utóégető kamrába (42) vezetjük, ahol hőmérsékletüket legalább 3% oxigénfelesleg mellett legalább 2 másodpercig 900 és 1100 °C között tartjuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy forró gázokként az acélgyártó kemencében keletkező forró füstgázok keverékét vezetjük az előmelegítő berendezésbe.
3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy járulékos tüzelőanyagot vezetünk az előmelegítő berendezésbe az égés elősegítése érdekében.
4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nagy mennyiségű, szén-monoxidot tartalmazó forró gázokat vezetünk az előmelegítő berendezésbe.
5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy betétanyagként fémes és nemfémes anyagokból álló keveréket alkalmazunk.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a betétben felhasznált fémes anyagokat vastartalmú hulladékanyagokból válogatjuk, és tömörített, darabolt vagy granulált formában felhasználjuk, direkt redukált vassal, kereskedelmi vashulladékkal, vagy ezek keverékével együtt.
7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a betétanyag-keveréket legalább 500 °C hőmérsékletre előmelegítjük, mielőtt kibocsátjuk az előmelegítő berendezésből.
8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fokozatosan változó atmoszférát az előmelegítő berendezésben levegőnek az előmelegítő berendezés teljes hosszában történő bevezetésével biztosítjuk.
9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gázátvezető zónában mérjük a gáz összetételét, és szabályozzuk az oxigénkoncentrációt oly módon, hogy az 3-5% feleslegben legyen.
10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxigénkoncentráció szabályozását a levegőbefuvatás fokozásával, illetve csökkentésével végezzük.
11. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az oxigénkoncentráció szabályozását oxigén-tüzelőanyag befúvatásával, és ennek során az oxigén mennyiségének szabályozásával végezzük.
12. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gázátvezető zónából távozó füstgáz és egyéb égéstermékek hőmérsékletét méqük, és 900-1100 °C között tartjuk.
13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gázátvezető zónából távozó füstgáz és egyéb égéstermékek hőmérsékletét oxigén-tüzelőanyag keveréknek a gázátvezető zónába történő bevezetésével szabályozzuk.
14. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az utóégető kamrából távozó füstgázokat és egyéb égéstermékeket 300 °C alá hűtjük.
15. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a betét-előmelegítéshez használt füstgázok mennyiségét oxigénnek az acélgyártó kemencébe történő bevezetésével növeljük.
16. Berendezés acélgyártókemence-betét folyamatos előmelegítésére, amely anyagbevezető résszel és anyagkibocsátó résszel ellátott konveyort, a konveyort tartó állványt, a konveyor fölött kialakított, a konveyorral együtt gázátvezető zónát, hevítőzónát és kivezető zónát tartalmazó előmelegítő berendezést alkotó boltozatot, az előmelegítő berendezésben a konveyor anyagbevezető részénél gáztömítő elemeket, az előmelegítő berendezést az acélgyártó kemencével tömítetten összekötő egységet, az előmelegítő berendezésbe hőt bevezető elemeket, és az előmelegítő berendezés bevezető végénél gázbevezető elemeket tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a gázátvezető zóna (22) és/vagy a hevítőzóna (24) boltozata oxigént tartalmazó gázt befúvó elemekkel van ellátva, továbbá hőálló béléssel és hevítőelemekkel ellátott utóégető kamrája (42) van, amely a konveyor anyagbevezető részénél a gázátvezető zónához (22) van csatlakoztatva.
17. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a konveyor vibrációs csatornaként (44) van kialakítva.
18. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az acélgyártó kemencével (10) oly módon van összekapcsolva, hogy annak gázkivezető nyílása (28) az előmelegítő berendezés (12) kivezető zónájával (26) van összekapcsolva.
19. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy járulékos hőtermelő egységei vannak, amelyek közül legalább egy a boltozatban (16) elhelyezett égőfejként (34) van kialakítva.
20. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy hőmérséklet-szabályozó elemekkel van ellátva.
21. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az oxigént tartalmazó gázt bevezető elemek injektorok (36).
22. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elvezetett gázok hőmérsékletét 900-1100 °C-ra szabályozó elemei vannak.

HU 215 743 Β
23. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a tömítőelemek dinamikus tömítőkamraként (18) vannak kialakítva, és a dinamikus tömítőkamrától (18) a gázátvezető zónába (22) áramló levegő mennyiségét szabályozó elemekkel vannak összekapcsolva.
24. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az utóégető kamra (42) a gázban jelen lévő oxigén mennyiségét szabályozó oxigénérzékelővel (40) és egy olyan oxigén-tüzelőanyag olajégőfejjel (68) van ellátva, amely a gázátvezető zónában (22) az utóégető kamrával (42) szemben van elhelyezve, és azzal van összekapcsolva.
25. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az utóégető kamrához (42) fiistgázhűtő hőcserélő (50) van csatlakoztatva.
26. A 16. igénypont szerinti berendezés, azzal jelle5 mezve, hogy gázzáró tömítéssel van ellátva.
27. A 18-26. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az utóégető kamra (42) vagy a hőcserélő (50) füstgáz-kivezetése az acélgyártó kemence (10) szellőzőrendszerébe (60) van bekötve, és

10 szűrőegységhez (54) van csatlakoztatva.