AT407193B

AT407193B - Einrichtung zum chargieren von körnigem einsatzgut in einen schmelzofen

Info

Publication number: AT407193B
Application number: AT0003394A
Authority: AT
Inventors: Wilfried Dr Pirklbauer; Alfred Weber
Original assignee: Voest Alpine Ind Anlagen
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 2001-01-25
Also published as: ATA3394A; DE19500404A1; DE19500404C2

Description


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   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Chargieren von körnigem Einsatzgut, insbesondere heissem Eisenschwamm, in einen Schmelzofen, insbesondere einen Elektro-Lichtbogenofen, mit mindestens einem von oben in den Schmelzofen mundenden, einen Förderkanal bildenden Förder- rohr, in dessen Endbereich eine ein Fordergas zubringende Gasleitung nach der Art eines Injektors einmündet, wobei an der Einmündung der Gasleitung in den Forderkanal die Hauptströmungs- richtung des Gases parallel zur Längsrichtung des Förderkanals im Endbereich des Förderrohres genchtet ist 
Es ist bekannt (DE-C - 29 00 864), pulverformiges Material in eine metallurgische Schmelze durch in Lichtbogenelektroden angeordnete Förderkanäle, die oberhalb der Schmelzenoberfläche enden, zuzufuhren,

   wobei das pulverförmige Material kontinuierlich mit Hilfe eines Trägergases gefördert wird Diese Art der Förderung erfordert einen hohen anlagentechnischen Aufwand, insbesondere deswegen, weil die dem pulverförmigen Material durch das Fördergas vermittelte Geschwindigkeit alleine durch das Fordergas und nicht durch eine Formgestaltung der Förder- kanäle eingestellt werden kann, da die Lichtbogenelektrode selbstverzehrend ist Da die Gasein- speisung in den Förderkanal von der Austrittsstelle des pulverförmigen Materials aus der Elektrode zudem weit entfernt angeordnet sein muss, kommt es zu   Druckverlusten.   Verlegungen der Förderkanäle sind daher nicht auszuschliessen 
Fur aus stark unterschiedlich grossen Teilchen bestehendes Fördergut stellt sich aufgrund des langen,

   mit dem Fordergas beaufschlagten Förderkanales eine stark ungleiche Forderung fur die groben und feinen Teilchen und damit eine Entmischung des Fördergutes ein 
Aus der EP-A - 0 462 713 ist es bekannt, teilchenförmiges Einsatzgut über Förderrohre mittels Förderschnecken in ein metallurgisches Gefäss einzubringen Auch diese Art der Einbringung erfordert einen hohen apparativen Aufwand Zudem sind bis in das Innere des metallurgischen Gefässes ragende Förderschnecken einer grossen Hitzebeiastung ausgesetzt und daher störanfällig, es kann zu Anbackungen des Fördergutes kommen Fur diese Art der Einbringung ist es nicht möglich, das Einsatzgut an die Stelle der grössten Hitze im metallurgischen Gefäss einzubringen, und das Einsatzgut kann auch nur mit geringer Geschwindigkeit in das metallurgische Gefäss gelangen,

   so dass es bestenfalls auf die Schlackenoberfläche einer ein Metallbad bedeckenden Schlacke aufbringbar ist 
Aus der DE-A - 22 17 593 ist es bekannt, Einsatzgut über Fallrohre in ein metallurgisches Gefäss einzubringen, u zw durch Schwerkraftwirkung, wobei die Beschickungsrohre auch zur Gas- ableitung dienen Dies hat den Nachteil, dass es zu Staubablagerungen in den Beschickungsrohren durch das Abgas kommen kann, welche Ablagerungen durch besondere Einrichtungen entfernt werden müssen Ein Fördern von zumindest teilweise feinteiligem Einsatzgut wäre mit diesem bekannten Verfahren nicht möglich 
Es ist weiters bekannt, zum Chargieren von heissem Eisenschwamm (der einen Anteil von feinteiligem Gut enthält)

   geschlossene Container zu verwenden und diese mit Hilfe der Schwerkraft einzubringen Um jedoch Ablagerungen von feinteiligem Einsatzgut in dem Absaugsystem des metallurgischen Gefässes gering zu halten, ist vor Einbringung des heissen Eisenschwammes eine Heissabsiebung notwendig, andernfalls wurde der gesamte Feinanteil mit den abgesaugten Ofen- abgasen mitgerissen 
Um auch den feinen Teil von heissem Eisenschwamm   verwerten   zu können, wäre eine aufwendige Brikettierung erforderlich, wobei jedoch der Wärmeinhalt des Einsatzgutes weitgehend verloren geht. Ausserdem erfordert eine Brikettierung ebenso wie eine Heissabsiebung einen hohen anlagentechnischen Aufwand und bedingt weiters hohe Wartungskosten. 



   Aus der EP-A - 0 418 656 ist es bekannt, mittels eines ersten Fördergases einen Förderstrom für die Feststoffe zu bilden, der nach Austreten aus einer ersten Lanze mittels eines aus einer weiteren Lanze austretenden zweiten Fordergases umgelenkt und der Metallschmelze mitsamt den Feinanteilen zugeführt wird. Das Zusammentreffen des Förderstromes der Feststoffe mit dem die Umlenkung bewirkenden Gas erfolgt ausserhalb der beiden Lanzen im freien Ofeninnenraum. 



   Dieses Verfahren bedingt einen hohen technischen Aufwand und erfordert hohe Investitions- kosten, da nicht nur zwei Fördergasströme und zwei Förderlanzen erforderlich sind, sondern die beiden Lanzen zudem in eine genau zueinander passende Ausrichtung gebracht werden müssen, was von ausserhalb des Ofens nicht leicht zu kontrollieren ist 
Aus der CH-A - 674 567 ist es bekannt, zur Förderung von in einen Ofen einzubringendem Gut, 

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 insbesondere von Energieträgem, im Endbereich einer Förderleitung eine Verbrennungsluft zuführende   Injektordüse   vorzusehen 
Eine Einrichtung gemäss dem Oberbegnff ist aus der US-A - 3,666,871 bekannt Mit einer Einrichtung dieser Art gelingt es, eine eventuell auf dem Bad vorhandene Schaumschlackendecke zu durchstossen,

   so dass das Einsatzgut direkt von der unterhalb der Schlackendecke befindlichen Metallschmelze aufgenommen werden kann Nachteilig ist hierbei jedoch, dass das Einsatzgut nur an ganz bestimmten Stellen in das Bad eingebracht werden kann, wobei diese Stellen, da das Einblasen in schräger Richtung erfolgt, abhängig sind von der Badhohe, d h mit sich ändernder Badhöhe ändert sich die Distanz der Einbringstellen des Einsatzgutes von den Lichtbogen der Elektroden Hierdurch ist die optimale Einbringung des Einsatzgutes nur für eine einzige Badhöhe gegeben, so dass ein optimales Aufschmelzen des Einsatzgutes bzw ein Mischen des Einsatz- gutes mit dem Bad nur fur einen ganz bestimmten Betriebszustand des Schmelzofens gewähr- leistet ist. 



   Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der es möglich ist, das Einsatzgut gezielt dorthin aufzugeben, wo es vom Bad optimal aufgenommen wird, u. zw. auch bei unterschiedlichen Chargiergraden des Schmelzofens. 



   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an die Mündung des Förderrohres eine Austragsschurre anschliesst, die gegenüber dem Endbereich des Förderrohres schwenkbar gelagert ist 
Auf diese Weise gelingt es, dass das Einsatzgut gezielt dort eingebracht wird, wo es mit grosser Effizienz im Schmelzofen weiterverarbeitet werden kann Durch geeignete Wahl der Injektions- parameter (Druck, Menge etc ) gelingt es, eine Absaugung der Feinanteile zu unterdrücken, wodurch Verluste an Einsatzgut und Störungen bei der Gasabsaugung vermieden werden 
Die erfindungsgemasse Einrichtung gestattet mit besonderem Vorteil das Fordern von heissem Eisenschwamm. Hierdurch erspart man sich eine Heissabsiebung und eine Brikettierung, woraus sich niedrige Investitions- und Betriebskosten gegenüber Anlagen mit Heissbrikettierung ergeben. 



  Da dann auch die gesamte fühlbare Wärme aus dem Einsatzgut genutzt werden kann, kommt es zu einer wesentlichen Einsparung von Schmelzenenergie. 



   Erfindungsgemäss kann auch auf Zwischenlager und Zwischenbunker, wie sie bei der Einbringung von Heissbriketts und bei Verwendung einer   Heisssiebanlage   notwendig wären, verzichtet werden. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Austragsschurre mit einer Kühleinrichtung versehen. 



   Eine solche Kühleinrichtung kann auch fur den Endbereich des Förderrohres vorteilhaft sein, wobei die Kühleinrichtung von einem wassergekühlten Schild gebildet ist 
Zur besseren Einbringung des Einsatzgutes rund um einen Lichtbogen eines Elektro- 
Lichtbogenofens weist vorteilhaft der Endbereich des Förderrohres einen ovalen Querschnitt auf. 



   Ist der Schmelzofen mit nur einer einzigen zentral angeordneten Elektrode ausgerüstet, sind erfindungsgemäss zweckmässig mehrere jeweils mit Austragsschurren verlängerte Förderrohre mit gegen den zentralen Lichtbogen gerichteten Förderrichtungen vorgesehen. 



   Bei einer Mehrzahl von Elektroden ist vorteilhaft mindestens ein mit einer Austragsschurre verlängertes Förderrohr mit gegen das Zentrum des von den Elektroden umgrenzten Raumes gerichteter Förderrichtung vorgesehen. 



   Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 ein Detail einer Draufsicht auf ein metallurgisches Gefäss nach einer ersten Ausführungsform, Fig 2 eine Ansicht einer Schnittdarstellung eines gemäss der Linie   11-11   der Fig 1 geführten Schnittes und 
Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles lll der Fig. 1 zeigen Fig 4 veranschaulicht eine teil- weise geschnittene Seitenansicht eines metallurgischen Gefässes nach einer zweiten Ausführungs- form, Fig 5 eine Ansicht gemäss dem Pfeil V der Fig. 4. 



   Mit 1 ist ein aus wasserdurchströmten Rohren 2 gebildeter Ofendeckel eines Elektro-Licht- bogenofens 3 bezeichnet Zentral in den Elektro-Lichtbogenofen 3 ragt durch den Ofendeckel 1 eine Graphitelektrode 4. Zur Chargierung von zumindest teilweise feinteihgem (staubbeladenem) 
Eisenschwamm 5 dient eine Zubringeinrichtung 6, die von einem sich gabelförmig in zwei Förder- rohre 7 teilenden Zubringrohr 8 gebildet ist, in deren Förderkanäle 9 der Eisenschwamm 5 infolge 

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 von Schwerkraftwirkung bis zu den Endbereichen 10 der Förderkanäle 9 der Förderrohre 7 fliesst Die Endbereiche 10 der Förderkanäle 9 liegen seitlich im Abstand 11 von der und diametral zur Elektrode 4 und weisen einen vertikal nach unten gerichteten Abschnitt 12 auf. Die Förderrohre 7 und das Zubringrohr 8 selbst sind unter etwa 45  gegen die Horizontale geneigt. 



   Am knieförmigen Übergang des geneigten Teiles jedes Förderrohres 7 in den vertikal gerichteten Abschnitt 12 des Endbereiches 10 mündet in jeden der Förderkanäle 9 eine Gasleitung 13, durch die ein Fördergas, wie z. B Pressluft, Stickstoff etc , gleichgerichtet mit dem Förderstrom 14 des Eisenschwammes 5 eingeblasen wird Hierdurch ist ein Injektor gebildet, und es gelingt, das zu fördernde Einsatzgut 5, u.

   zw dessen Feinanteil, derart zu beschleunigen, dass es beim Auftreffen auf eine auf einer Metallschmelze 16 befindliche Schlackendecke 17 diese durchstösst und direkt von der unterhalb der Schlackendecke 17 befindlichen Metallschmelze 16 aufge- nommen wird 
Die Endbereiche 10 jedes   Forderkanales   9 sind mit einem ovalen Querschnitt 15 versehen, wobei die längere Achse parallel zu einer an den Lichtbogen gelegten Tangentialnchtung ausge- richtet ist (vgl Fig   1)   Hierdurch wird ein um den Lichtbogen herum etwas aufgefächerter Material- eintrag erzielt, bei dem der Wärmeeintrag günstiger ist 
Unterhalb der Mündung 18 jedes Förderkanales 9 bzw jedes Förderrohres 7 ist jeweils eine Austragsschurre 19 befestigt, durch die der Förderkanal 9 verlängert wird.

   Jede der Austrags- schurren 19 ist mit seitlichen Aufhängungen 20 am Ofendeckel 1 schwenkbar abgestützt, wobei eine Schwenkbewegung der Austragsschurren 19 mit Hilfe von an diesen befestigten Betätigungs- stangen 21 durchführbar ist Die Austragsschurren 19 ragen durch den Ofendeckel 2 in den Innen- raum des Elektro-Lichtbogenofens 3 Sie sind an dem nach innen ragenden Teil mit einer Kühl- vorrichtung 22 versehen, die von kühlmitteldurchströmten Rohren 23 gebildet ist Die Kühl- vorrichtung 22 umgibt die austragssonurren 19 zumindest an dem in den Innenraum des Elektro- Lichtbogenofens 3 ragenden Teil zur Gänze, an dem äusseren Teil bilden sie lediglich ein Schutzschild zur Elektrode 4.

   Die Endbereiche 10 der Förderrohre 7 sind gegen die Elektrode 4 hin durch ein Kühlschild 24, das ebenfalls von wasserdurchströmten Rohren 25 gebildet ist, gegen von der Elektrode 4 abstrahlende Hitze geschützt. 



   Wie insbesondere aus Fig 3 ersichtlich ist, gelingt es durch entsprechendes Ausrichten der Austragsschurren 19, den Förderstrom 14 des Eisenschwammes 5 direkt zur heissesten Stelle 26, also möglichst nahe an den Lichtbogen 27 der Elektrode 4, heranzuführen. 



   Eine Zusatzkühlung der thermisch stark beanspruchten Endbereiche 10 der Forderkanäle 9 bzw Forderrohre 7 und der Austragsschurren 19 wird durch das Fördergas bewirkt 
Gemäss der in den Fig 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist der Elektro-Lichtbogenofen 3 mit drei Graphitelektroden 4 ausgestattet, die radialsymmetrisch zur Ofenmittelachse angeordnet sind Das Förderrohr 7 ist mit seinem Endbereich 10 im Zentrum 28 des von den Graphitelektroden 4 umgrenzten Raumes 29 angeordnet. In diesem Fall wird das feinteilige Einsatzgut 5 zentral in den Elektro-Lichtbogenofen 3 eingebracht. 

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Claims

Der Feinanteil beträgt bei Eisenschwamm etwa 8 %, wobei der Transportabneb bereits berück- sichtigt ist Dies ergibt pro Tonne Eisenschwamm etwa 80 kg Feinanteil. Zur Förderung dieser 80 kg Feinanteil je Tonne Eisenschwamm werden erfindungsgemass etwa 2 Nm3 Luft oder Stick- stoff verwendet Die grösseren Stücke des Eisenschwammes fallen in erster Linie im freien Fall auf die Badoberfläche und tragen zur Beschleunigung des Feinanteiles bei Der Druck der zugeleiteten Luft bzw des zugeleiteten Stickstoffes beträgt 0,5 MPa Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden Die Einmündungen der Förderrohre 7 befinden sich vorzugsweise am Ofendeckel 1,

die Förderrohre 7 könnten jedoch auch seitlich im oberen Bereich des metallurgischen Gefässes 3 einmünden PATENTANSPRÜCHE: 1 Einrichtung zum Chargieren von körnigem Einsatzgut (5), insbesondere heissem Eisen- schwamm, in einen Schmelzofen (3), insbesondere einen Elektro-Lichtbogenofen, mit mindestens einem von oben in den Schmelzofen (3) mündenden, einen Förderkanal (9) <Desc/Clms Page number 4> bildenden Förderrohr (7), in dessen Endbereich (10) eine ein Fördergas zubringende Gasleitung (13) nach der Art eines Injektors einmündet, wobei an der Einmündung der Gasleitung (13) in den Förderkanal (9) die Hauptströmungsrichtung des Gases parallel zur Längsrichtung des Förderkanals (9) im Endbereich (10) des Förderrohres (7) gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an die Mündung (18) des Förderrohres (7) eine Austrags- schurre (19)

anschliesst, die gegenüber dem Endbereich (10) des Förderrohres (7) schwenkbar gelagert ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsschurre (19) mit einer Kühleinrichtung (22) versehen ist
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (10) des Förderrohres (7) ebenfalls mit einer Kühleinrichtung (24) versehen ist, die von einem wassergekühlten Schild (25) gebildet ist
4 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der End- bereich (10) des Förderrohres (7) einen ovalen Querschnitt (15) aufweist 5.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zentral im Schmelzofen angeordneten Elektrode (4) mehrere jeweils mit Austragsschurren (19) verlängerte Forderrohre (7) mit gegen den zentralen Lichtbogen (27) gerichteten Forderrichtungen (14) vorgesehen sind (Fig. 1 bis 3) 6 Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Mehrzahl von Elektroden (4) mindestens ein mit einer Austragsschurre verlängertes Förderrohr (7) mit gegen das Zentrum (28) des von den Elektroden (4) umgrenzten Raumes (29) gerichteter Fördemchtung (14) vorgesehen ist (Fig 4,5).