<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Beim Frischen von Roheisen und sonstigen kohlenstoffhaltigen Eisenbädern, vor allem beim Frischen unter Verwendung von sauerstoffangereicherten Gasen, insbesondere von hochprozentigem oder technisch reinem Sauerstoff, entstehen Abgase, die Metalloxyde als feinen Staub enthalten. Diese Abgase weisen aber auch eine erhebliche Menge fühlbarer Wärme auf und besitzen ihrem hohen CO-Gehalt zufolge einen gewissen Heizwert. Üblicherweise werden diese Abgase beim Austritt aus dem Frischgefäss bzw. an der Konvertermündung mit Luft vermischt, d. h., die in den Kamin strömenden Abgase reissen Luft mit sich. Durch diese Sauerstoffzufuhr erfolgt nun eine Verbrennung des in den Abgasen enthaltenen CO und der Heizwert der Abgase wird unnütz vergeudet.
Durch diese Verbrennung steigt die Temperatur im Kamin und es muss, um diese Temperatur in annehmbaren Grenzen zu halten, eine verhältnismässig grosse Luft- menge den Abgasen beigemischt werden. Es hat sich gezeigt, dass das Volumen der aus dem Kamin aus- tretenden, mit Luft verdünnten Abgase ein Vielfaches des eigentlichen Abgasvolumens ist und es wird durch die Volumsvergrösserung sowie durch die infolge der CO-Verbrennung auftretende Temperatur eine
Reinigung der Abgase wesentlich erschwert.
An sich ist schon eine Abscheidung der im Abgas enthaltenen
Staubteilchen mit den normalen Mitteln der Entstaubungstechnik sehr schwierig und kostspielig, da die
Staubteilchen, welche teilweise über die Gasphase entstehen, vielfach eine Grösse um 0, 511 und darunter haben, und es werden diese Schwierigkeiten noch durch die Vergrösserung des Volumens der zu reinigenden
Gase erhöht. Die bekannten Verfahren der Entstaubungstechnik arbeiten meist nur bei niedrigen Temperaturen und es ist daher bei Anwendung solcher Verfahren eine Kühlung der Abgase notwendig, welche angesichts der grossen zu behandelnden Abgasmengen umfangreiche Einrichtungen erfordert und daher teuer ist und in den meisten Fällen keine nutzbringende Verwertung oder zumindest keine weitgehende Ausnutzung der im Abgas enthaltenen fühlbaren Wärme und seines Heizwertes gestattet.
Lässt man aber diese Abgase in die Atmosphäre entweichen, so entsteht eine Rauchbelästigung der Umgebung sowie ein beträchtlicher Materialverlust. Um den Heizwert der Abgase auszunutzen und das zu reinigende Gasvolumen möglichst klein zu halten, wurde bereits vorgeschlagen, die Zumischung von Luft zu den Abgasen eines Konverters zu verhindern und die unvermischten Abgase nach vorhergehender Kühlung zu reinigen, wobei dann die gereinigten Abgase als Heizgase, beispielsweise im Siemens-Martin-Ofen, verwendet werden können. Diese Kühlung der Abgase ist aber wieder mit einem verhältnismässig grossen Aufwand verbunden und es geht ein wesentlicher Teil der in den Abgasen enthaltenen, fühlbaren Wärme verloren.
Abgesehen davon gestaltet sich auch hier noch die Reinigung in Anbetracht der feinen Korngrösse der in den Abgasen enthaltenen Eisenoxyde äusserst schwierig. Bei bekannten Verfahren, bei welchen man einen Teil der Konverterabgase unmittelbar über einen Hüttenhilfsstoff streichen oder in einem andern Falle zunächst zur Nutzbarmachung ihres Wärmeinhaltes einem Abhitzeverwerter zuleitet und anschliessend gekühlt einer Entstaubungsanlage zuführt, werden die aufgezeigten Schwierigkeiten nicht vermieden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein rationelles Verfahren zur Ausnutzung und Reinigung der beim Frischen von Roheisenbädern oder andern kohlenstoffhaltigen Eisenbädern, u. zw. vor allem beim Frischen unter Verwendung sauerstoffangereicherter Gase, insbesondere hochprozentigen oder technisch reinen Sauerstoffes entstehenden Abgase zu schaffen. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass die Abgase einem Prozess zur Erzeugung oder Behandlung von Hüttenroh- oder Hilfsstoffen oder Hüttenprodukten bzw.-nebenprodukten, z.
B. Eisenerz, Sintermagnesit, Kalk, mit welchen sie in unmittelbare Berührung gebracht werden, zugeführt und erst im Bereiche des Behandlungsraumes mit der zur Aus-
<Desc/Clms Page number 2>
nutzung ihres Heizwertes erforderlichen und entsprechend dem nachgeschalteten Prozess bemessenen Mengen sauerstoffhaltiger Gase, beispielsweise durch Einblasen derselben, vermischt werden, während eine Abkühlung der Abgase und eine Luftzufuhr zu denselben auf ihrem Wege zum Behandlungsraum zumindest weitgehend vermieden wird, indem die Sauerstoffmenge der zugeführten Luft z. B. unter 10% der für die Verbrennung der Abgase erforderlichen Sauerstoffmenge gehalten wird.
Auf diese Weise wird gleichzeitig der volle Heizwert der Abgase und die fühlbare Wärme derselben in dem nachgeschalteten Prozess durch eine geregelte Zufuhr der sauerstoffhaltigen Gase voll ausgenutzt und in diesem nachgeschalteten Prozess eine zumindest weitgehende Reinigung bzw. Entstaubung der Abgase erreicht. Es wird zumindest ein Teil des feinen Staubes in diesem nachgeschalteten Prozess zurückgehalten, da die Abgase ja in unmittelbare Berührung mit dem zu behandelnden Gut gelangen. Da es sich bei diesen nachgeschalteten Prozesse : um Prozesse zur Erzeugung bzw. Behandlung von Stoffen handelt, welche z.
B. für den Einsatz bei einem Stahlherstellungsverfahren bestimmt sind, wirkt sich dort der feine Staub, welcher zum Grossteil aus Eisenoxyden besteht, nicht nur in keiner Weise schädlich aus, sondern er wird auch in vorteilhafter Weise seiner
EMI2.1
fühlbare Wärme und ihr Heizwert in diesen nachgeschalteten Prozessen ausgenutzt wurde, nach einer Entstaubungsanlage zugeführt werden, wobei die Leistung dieser Entstaubungsanlage, entsprechend dem gegebenenfalls in den nachgeschalteten Prozessen zurückgebliebenen Staubanteil geringer bemessen werden kann. Gemäss der Erfindung werden aber die Abgase vorzugsweise in solchen Prozessen zur Erzeugung bzw.
Behandlung von Hüttenroh- oder -hilfsstoffen oder Hüttenprodukten bzw.-nebenprodukten ausgenutzt, welche an sich schon eine Entstaubungsanlage erfordern, wie beispielsweise das Röstverfahren nach Apold-Fleissner.
Wenn höhere Temperaturen im Behandlungsraum gefordert werden, so können im Rahmen der Erfindung Gase mit höherem Heizwert als dem der Abgase den Abgasen beigemischt oder dem Behandlungsraum zugeführt werden, oder es kann auch eine zusätzliche Heizung durch Gas- oder Ölbrenner vorgesehen werden. Wenn ein Luftzutritt zu den Abgasen völlig vermieden wird, so enthalten diese bis zu etwa 90% CO und ihr Heizwert liegt daher bereits ziemlich hoch u. zw. bei ungefähr 2500 kcal/m3. so dass meist mit diesem Heizwert das Auslangen gefunden werden kann. Gegebenenfalls können auch dem zu behandelnden stückigen Gut zusätzlich Brennstoffe, insbesondere feste Brennstoffe beigemischt werden, wobei auch örtliche Temperaturspitzen erzielt werden können.
Bei einem Sinterprozess können beispielsweise solche örtliche Temperaturspitzen zwischen den Körnern des Sintergutes das Zusammenbacken der einzelnen Körner beschleunigen. Als solche beizumischende, feste Brennstoffe kommen beispielsweise Kohle oder Kohlenstaub in Frage.
Meist wird man den vollen, zur Verfügung stehenden Wärmeinhalt der Abgase für den nachgeschalteten Prozess ausnutzen. Man hat es aber auch in der Hand, den Temperaturverlauf im nachgeschalteten Prozess zu steuern, indem die Wärmeleistung der Abgase entsprechend dem Wärmebedarf des nachgeschalteten Prozesses durch teilweise Verlagerung der CO-Verbrennung in diesem nachgeschalteten Prozess geregelt wird, wobei bei gedrosselter Luftzufuhr an der Konvertermündung od. dgl. das Verhältnis zwischen den an der Konvertermündung und den vor dem oder im Behandlungsraum des nachgeschalteten Prozesses zugeführten Mengen sauerstoffhaltiger Gase eingestellt wird. Es kann so das Wärmeangebot dem Wärmebedarf in diesem Prozess gut angepasst werden.
Zweckmässig werden die Abgase einem Prozess, in welchem die zu behandelndenHüttenroh- oder - hilfsstoffe usf. laufend oder schrittweise in den Behandlungsraum gelangen, zugeführt und aus dem Behandlungsraum durch das zu behandelnde Material hindurchgeführt, so dass sie auf ihrem Weg hinter dem Behandlungsraum noch einen möglichst grossen Teil ihrer Wärme abgeben und weitgehend gekühlt aus-
EMI2.2
Abgase hiebeidas zu behandelnde Gut laufend oder schrittweise eingetragen, dem Behandlungsraum zugeführt und ausgetragen wird, erfolgt die Zuführung der sauerstoffhaltigen Gase bzw. der Luft am besten durch das auszutragende Gut hindurch zum Behandlungsraum.
Auf diese Weise wird einerseits das auszutragende Gut gekühlt und anderseits die Wärme desselben zur Vorwärmung der Verbrennungsluft ausgenutzt. Wenn dieser Luftstrom bei intermittierendem Frischbetrieb während der Frischintervalle aufrecht erhalten bleibt, so wird dadurch eine gleichmässige Wärmeverteilung begünstigt. Es ist aber auch die Möglichkeit gegeben, lurch alternierende Zufuhr der sauerstoffhaltigen Gase bzw. Luft zu verschiedenen Zonen des Behandlungraumes die Höchsttemperaturzone in demselben beliebig zu verlagern.
Es können dann die Abgase an der gleichen Stelle in den Behandlungsraum eingeführt werden, während die Verbrennungsluft durch Düsen od. dgl. von aussen dem Behandlungsraum an denjenigen Stellen zugeführt wird, an welche die Verbren-
<Desc/Clms Page number 3>
nung und damit die Höchsttemperaturzone verlagert werden soll.
Beispielsweise kann bei Brennöfen mit satzweiser Beschickung durch alternierende Zuführung der Verbrennungsluft zu verschiedenen Zonen ein
Fortschreiten der als eigentlicher Behandlungsraum anzusehenden Brennzone durch die Beschickungssäule ermöglicht werden, jedoch ist die Wärmeausnutzung dann geringer als bei einem Prozess, in welchem das Gut durch die Brennzone wandert und die abströmenden Rauchgase das zu behandelnde Gut vorwär- men und das behandelte Gut durch Erwärmung der Verbrennungsluft gekühlt wird.
Sofern eine dauernde Beheizung des Behandlungsraumes erwünscht erscheint, können bei intermit- tierenderAbgaslieferung der Frischaggregate, beispielsweise Konverter, die Abgase mehrerer Frischaggre- gate der Reihe nach dem nachgeschalteten Prozess zugeführt werden, oder es können, sofeme nicht meh- rere Frischaggregate vorhanden sind, die Intervalle durch Zufuhr anderer Heizgase zum Behandlungsraum oder durch Beheizung desselben durch Öl-oder Gasbrenner überbrückt werden.
In der erfindungsgemässen Weise können die beim Frischen entstehenden Abgase beispielsweise zum
Rösten von Eisenerz verwendet werden, wobei wirtschaftliche Vorteile in wärmeökonomischer Beziehung erreicht werden. Der in den Abgasen des Frischprozesses enthaltene feine Staub verbleibt teilweise im
Röstgut und wird, soweit er nicht dort einfach am Erz haftet, mit dem Röstfeinerz zusammen gesintert.
Bei modernen Hochleistungsröstanlagen ist an sich eine Entstaubungsanlage erforderlich, und die nicht im
Röstprozess zurückgebliebenen Staubanteile werden in dieser ohnedies erforderlichen Entstaubungsanlage abgeschieden. Beispielsweise können die Abgase aus dem Frischprozess auch in einer Sinteranlage für Eisenerz, gegebenenfalls in einem Drehrohrofen ausgenutzt werden. Hiebei ist eine höhere Tempera- tur erforderlich. Es kann daher, wenn erforderlich, eine Hilfsheizung mit Gas- oder Ölbrennern vorgesehen sein. Auch zum Brennen von Stahlwerkskalk können die Abgase ausgenutzt werden, um diesen mit Eisen- oxyden zu versetzen.
Die in feiner Verteilung an der Oberfläche der Kalkstücke aus den Abgasen nieder- geschlagenen Eisenoxyde führen zur rascheren Bildung von Kalkferrit bei der Schlackenbildung, was eine raschere Auflösung des Kalkes zur Folge hat. Mit besonderem Vorteil kann auch die Erfindung beim Sin- terbrennen von eisenarmem Rohmagnesit zur Anreicherung an Eisenoxyden in feiner Verteilung in demselben Anwendung finden. Zum Sinterbrennen von Rohmagnesiten ist ein gewisser Gehalt an Eisenoxyden nötig. Da der Eisengehalt der Rohmagnesite im allgemeinen tiefer liegt, ist es üblich, Erz oder Schrott zuzumischen. Die Verwendung der eisenoxydhaltigen Abgase als Heizgase beim Sinterbrennen ergibt nun eine Verbesserung der Verfahrensbedingungen.
Es wird dabei eine besonders feine Verteilung der Eisenoxyde erreicht. Örtliche Anreicherung von Eisenoxyden, welche die Qualität des Sintermagnesits, welcher den im nachgeschalteten Prozess erzeugten Hilfsstoff des Hüttenbetriebes darstellt, verschlechtern, werden auf diese Weise vermieden. Es wurde bereits vorgeschlagen, die beim Frischen entstandenen Abgase nicht einem Prozess zur Erzeugung bzw. Behandlung von Hüttenroh-oder-hilfsstoffen oder Hütten produkten bzw. -nebenprodukten zuzuführen, sondern einem pyrometallurgischen Prozess, in welchem diese Abgase selbst als Reaktionspartner im Prozess ausgenutzt werden.
Als ein solcher pyrometallurgischer Prozess kommt in erster Linie der Hochofenprozess in Betracht, wobei sich aber gezeigt hat, dass hier bedeutende Schwierigkeiten auftreten, weil Stahlwerk und Hochofen in den meisten Fällen nicht einander unmittelbar benachbart sind. Es sind daher übermässig lange Rohrleitungen vom Stahlwerk zum Hochofen erforderlich und die Schwierigkeiten bei der Förderung durch diese Rohrleitungen sind darin gelegen, dass sich Staub in den Leitungen ansammelt und dass vor allem die hohe Temperatur der Abgase die Verwendung von Fördergebläsen erschwert.
Die Schwierigkeiten hiebei sind so gross, dass derartige Verfahren, bei welchen die Abgase selbst in einem pyrometallurgischen Prozess als Reaktionspartner ausgenutzt werden, nur dann wirtschaftlich durchgeführt werden können, wenn bei einer Neuanlage Hochofen und Stahlwerk unmittelbar nebeneinanderliegend geplant werden. Anlagen zur Erzeugung bzw. Behandlung von Hüttenroh-oder-hilfsstoffen oder Hüttenprodukten bzw. -nebenprodukten können aber auch bei einem bereits bestehenden Stahlwerk unmittelbar beim Stahlwerk bzw. bei den Konvertern erstellt werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt die Ausnutzung der Abgase in einem Schachtofen. Fig. 2 zeigt die Ausnutzung der Abgase in einem Drehrohrofen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird in beispielsweise zwei Konvertern 1 und 2 Roheisen unter Vermittlung von gegen die Badoberfläche geblasenen, mit Sauerstoff angereicherten Gasen oder technisch reinem Sauerstoff gefrischt. Von der Konvertermündung 3 werden die entstehenden Abgase durch Abzugshauben 4,5 abgesaugt. Die Abzugshauben 4, 5 sind an einen Ringkanal 6 angeschlossen, wobei Schieber 7, 8 vorgesehen sind, welche den gerade ausser Betrieb befindlichen Konverter 1 oder 2 bzw. dessen Abzugshaube 4 oder 5 vom Ringkanal 6 abschliessen. Die Konverter werden wechselweise in Betrieb genommen, so dass während der Frischperiode des einen Konverters der andere Konverter chargiert wird und daher ständig ungefähr die gleiche Abgasmenge zur Verfügung steht.
<Desc/Clms Page number 4>
Aus dem Ringkanal 6 münden Öffnungen 9 in einen Schachtofen 10 gleichmässig über den Umfang desselben-verteilt. Das im Schachtofen 10 zu verarbeitende Material wird von den heissen Abgasen be- strichen. und entzieht diesen die Wärme und einen Teil des Staubes. Die wirksame Grösse des Spaltes 14 zwischen Konvertermündung 3 und Abzugshaube 4 bzw. 5 ist regelbar. Durch einen zylindrischen Mantel
23, welcher mittels eines Kettenzuges 24 od. dgl. höhenverstellbar ist, kann der Spalt 14 völlig abge- schlossen oder teilweise geöffnet werden, so dass an dieser Stelle eine Luftzufuhr weitgehend vermieden werden kann. Es wird daher eine Verbrennung in der Abzugshaube 4 bzw, 5 verhindert und die Abgase gelangen mit dem vollen Heizwert durch die Öffnungen 9 in den Schachtofen 10, wo die Verbrennung durch dort zugeführte Verbrennungsluft erfolgt.
Zu diesem Zweck ist ein Ventil 15 im unteren Teil des
Schachtofens 10 vorgesehen. Gegebenenfalls kann aber auch in regelbarem Masse an der Konvertermün- dung 3 Luft zugeführt werden, so dass die CO-Verbrennung nur teilweise in den Schachtofen 10 verlagert wird.
Der obere Teil des Schachtofens 10 dient zur weiterenAbkühlung derAbgase für dienachfolgende
Entstaubung und zur Vorwärmung des zu verarbeitenden Materials. Im obersten Teil wird das angekühlte
Abgas in eine Ringleitung 11 gesaugt und einer Entstaubungsanlage 12 beliebiger Bauart zugeführt. Der in der Reinigungsanlage gewonnene Staub kann für irgendwelche hüttentechnische Zwecke verwendet wer- den. Nach der Entstaubungsanlage wird das gereinigte Abgas mittels eines Saugzugventilators 13 ins Freie geblasen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 werden die Abgase eines Konverters 1. in welchem Roheisen durch gegen die Badoberfläche geblasene, mit Sauerstoff angereicherte Gase bzw. durch hochprozentigen oder technisch reinen Sauerstoff gefrischt wird, einem Drehrohrofen 16 zugeführt. Durch eine Abzugshaube 17 werden die Abgase von der Konvertermündung 3 abgesaugt und gelangen in die Austragkammer 18 eines Drehrohrofens 16. Das im Drehrohrofen 16 zu verarbeitende Material wird von den heissen Abgasen bestrichen und entzieht diesen die Wärme und einen Teil des Staubes. Auch hier ist wieder die wirksame
Grösse des Spaltes 22 zwischen Konvertermündung 3 und Abzugshaube 17 veränderlich bzw. es kann die Luftzufuhr an dieser Stelle gedrosselt oder gesperrt werden.
Es ist wieder ein zylinderförmiger Mantel 23 vorgesehen, welcher mittels des Kettenzuges 24 od. dgl. höhenverstellbar ist. Durch Rohre 25 wird Verbrennungsluft in die Austragkammer 18 knapp vor dem Drehrohrofen 16 eingeblasen Durch Ventile 26 kann die Luftmenge reguliert werden. Die Verbrennung der Abgase findet nun im linken Teil des Drehrohrofens 16 statt. Der rechte Teil des Drehrohrofens 16 dient zur weiteren Abkühlung der Abgase für die nachfolgende Entstaubung und zur Vorwärmung des zu verarbeitenden Materials. Am Ende 19 des Ofens wird das abgekühlte Abgas einer Entstaubungsanlage 20 beliebiger Bauart zugeführt. Der in der Entstaubungsanlage gewonnene Staub kann für irgendwelche hüttentechnische Zwecke verwendet werden.
Nach der Entstaubungsanlage werden die gereinigten Abgase mittels eines Saugzugventilators 21 abgesaugt und ins Freie geblasen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Ausnutzung und Reinigung der beim Frischen von Roheisenbädem oder andem kohlenstoffhaltigen Eisenbädem, vor allem beim Frischen unter Verwendung sauerstoffangereicherter Gase, insbesondere hochprozentigen oder technisch reinen Sauerstoffes, entstehenden Abgase, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase einem Prozess zur Erzeugung oder Behandlung von Hüttenroh-oder-hilfsstoffen oder Hüttenprodukten bzw.-nebenprodukten, z. B.
Eisenerz, Sintermagnesit, Kalk, mit welchen sie in unmittelbare Berührung gebracht werden, zugeführt und erst im Bereiche des Behandlungsraumes mit der zur Ausnutzung ihres Heizwertes erforderlichen und entsprechend dem nachgeschalteten Prozess bemessenen Menge sauerstoffhaltiger Gase, beispielsweise durch Einblasen derselben, vermischt werden, während eine Abkühlung der Abgase und eine Luftzufuhr zu denselben auf ihrem Wege zum Behandlungsraum zumindest weitgehend vermieden wird, indem die Sauerstoffmenge der zugeführten Luft z. B. unter 100 der für die Verbrennung der Abgase erforderlichen Sauerstoffmenge gehalten wird.