DE102005032444A1 - Gestaffelte Sauerstoffinjektion - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien im Schacht-Schmelz-Ofen. Das Verbrennungsmittel Sauerstoff und/oder Luft kann bedarfsabhängig hinsichtlich Geschwindigkeit, Druck und Konzentration mehrfach gestaffelt und partiell können weitere Gase, Dämpfe, Stäube oder Flüssigkeiten sowie beliebige Kombinationen dieser Materialien technisch einfach hinzugefügt werden. DOLLAR A Vorteilhafterweise werden die Sauerstoffkonzentration und -verteilung über den Querschnitt und die Höhe der Schmelz- und Überhitzungszone gestaffelt abgestuft, die Schmelz- und Überhitzungszone wird gleichmäßiger mit Sauerstoff versorgt, das Ofenpersonal kann durch die Abstimmung der unterschiedlichen Teilströme in Abhängigkeit des Schmelzergebnisses auf den Schmelzprozess einwirken, wodurch die verfahrenstechnische Flexibilität des Schacht-Schmelz-Ofens gesteigert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien im Schacht-Schmelz-Ofen. Verbrennungstechnisch allgemein bekannt ist, dass abhängig vom Wärmegut, der Ofengestalt, der Gasart und dem Wärmeprozess eine bestimmte Verbrennungsgeschwindigkeit des Brennstoffes oder Brenngases eingestellt werden sollte, wobei dafür die Geschwindigkeit der Vermischung von Gas und Luft entscheidend ist. Die technische Ausgestaltung der gewählten Gaszuführungssysteme ist demzufolge abhängig von den miteinander zu mischenden Gasarten, ihrer Stärke, der Führung der Stoffströme und ihrer kinetischen Energien zueinander, der Querschnitte der Stoffströme, der Berührungsflächen und ihres Dralls (W. Heiligenstädt, Wärmetechnische Rechnungen für Industrieöfen, 3. Auflage, 1951, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf, S. 100–102).
  • Gleichermaßen ist die lokale Sauerstoffkonzentration oder die Vermischungsgeschwindigkeit unterschiedlicher Verbrennungsmittel wie Sauerstoff und Luft, welche auf einen festen Brennstoff treffen, entscheidend für die realisierbaren Verbrennungsgeschwindigkeiten und -intensitäten im Schacht-Schmelz-Ofen, beispielsweise im koksgefeuerten Kupolofen. Technologisch kann es durchaus gewollt sein, dass durch unterschiedliche, gestaffelte Sauerstoffkonzentrationen im Rand- bis zum Kernbereich der Schüttung der sich über den Ofenquerschnitt und die Schachthöhe ausdehnenden Schmelz- und Überhitzungszone des Ofens eine Abstufung der Intensität der Umsatzreaktionen zwischen Sauerstoff und Brennstoff, beispielsweise Koks, erfolgt.
  • Aus dem Stand der Technik ist durch DE 20 2005 002 812 ein Schacht-Schmelz-Ofen mit Treibdüsensystem zum Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten sowie von beliebigen Kombinationen dieser Materialien bekannt, der den unter realen Produktionsbedingungen für die notwendigen Anpassungen an die vorhandene Anlagentechnik im verfahrenstechnisch nötigem Maß notwendigen Planungs- und Materialaufwand und Kostenaufwand minimiert und der neben dem Einsatz von Sauerstoff, Pressluft, Luft aus einer Heißwinderzeugungsanlage oder Luft aus der Umgebungsatmosphäre alternativ die partielle Zufuhr von weiteren Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien ermöglicht.
  • Charakterisiert ist dieser Schacht-Schmelz-Ofen dadurch, dass
    • • die Treibdüsensysteme nicht kompakt ausgebildet sind,
    • • die Treibdüsensysteme aus je einem Gasstrahlmischer mit – Saugseite, – Mischdüse, – Anschlussflansch, – Treibdüse sowie – einer Schlauchverbindung, – einem Anschlussflansch, – einem Bogen mit Rohrstutzen und – einem Ausströmrohr bestehen,
    • • die Treibdüsensysteme über Verbindungselemente – zum einen an der Schmelz- und Überhitzungszone mit einem Aufnahmeflansch und – zum anderen mit dem Windring des Schacht-Schmelz-Ofens verbunden sind,
    • • die Treibdüse mit einer Treibgasversorgung verbunden ist,
    • • eine zusätzliche Lanze – durch eine Verschraubung gasdicht am Rohrstutzen befestigt ist und – mit einem Förderorgan für Gase, Dämpfe, Stäube, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien
    verbunden ist.
  • Die Schlauchverbindung kann alternativ als Rohrleitung mit einem Kompensator und das Ausströmrohr kann als wassergekühlte Kupferdüse ausgeführt werden.
  • Ebenfalls alternativ kann die Anordnung der Treibdüsensysteme, bestehend aus Gasstrahlmischer mit Saugseite, Mischdüse, Anschlussflansch und Treibdüse, direkt mit dem Aufnahmeflanschen am Ofen verbunden werden, und ausgehend von der Saugseite des Gasstrahlmischers erfolgt dann die Verbindung mit dem Windring des Schacht-Schmelz-Ofens über eine Kombination von Rohrleitungen, Schlauchleitungen oder Kompensatoren. Die Saugseite des Gasstrahlmischers kann direkt mit der Windleitung des Schacht-Schmelz-Ofens verbunden sein. Bedarfsabhängig können dem Verbrennungsmittel partiell weitere Gase, Dämpfe, Stäube oder Flüssigkeiten sowie beliebige Kombinationen dieser Materialien technisch einfach hinzugefügt werden. Dadurch wird die verfahrenstechnische Flexibilität gesteigert und durch den gezielten partiellen Einsatz von gas- oder staubförmigen, flüssigen oder festen Energieträgern werden die in der Schmelz- und Überhitzungszone ablaufenden, für den Gesamtprozess entscheidenden, metallurgischen Umsatzreaktionen durch das Schmelzpersonal direkt beeinflussbar – die Verfahrenssicherheit wird insgesamt erhöht.
  • Die Kombination des Treibdüsensystems und der zusätzlichen Lanze, welche mit einem Förderorgan für Gase, Dämpfe, Stäube, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien verbunden ist, lässt dabei eine variable Änderung der am Düsenmund der Kupferdüse oder des Ausströmrohrs in den Ofenschacht eintretenden Stoffströme zu.
  • Nachteilig ist, dass die kinetische Austrittsenergie durch das Treibdüsensystem in Verbindung mit dem Förderorgan für Gase, Dämpfe, Stäube, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien bestimmt wird und eine hinsichtlich Geschwindigkeit, Druck und Konzentration mehrfach gestaffelte Zufuhr von Sauerstoff und Luft strömungstechnisch unter diesen Voraussetzungen nicht möglich ist.
  • Aus DE 197 29 624 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung eines Rohmaterials bekannt, bei dem die Behandlungsbedingungen dadurch verbessert werden, dass das Behandlungsgas zumindest teilweise in Form von gegenüber dem Umgebungsdruck einen hohen Druck aufweisenden Gasimpulsen in den Behandlungsraum eingeleitet wird. Ein weiterer Teil kann dann mit einem konstanten Volumenstrom beispielsweise als Mischung aus Sauerstoff und Luft eingebracht werden. Apparativ wird eine möglichst homogene Zusammensetzung des Gasgemisches beispielsweise aus Sauerstoff und Luft realisiert, wenn die Mündung der an den Druckbehälter angeschlossenen Sauerstoff führenden Gasleitung für die Impulserzeugung im Zentrum der dem Behandlungsraum zugewandten Luft führenden Gasleitung angeordnet ist. Eine weitere Verbesserung der Homogenität wird durch die zueinander koaxiale Anordnung der dem Behandlungsraum zugewandten Mündungsbereiche der an den Druckbehälter angeschlossenen und der Luft führenden Gasleitung erreicht.
  • Durch die impulsförmige Gaseinleitung wird die Einstellung eines Strömungsgleichgewichtes im Behandlungsraum verringert und die, durch die mit den Gasimpulsen erzeugten kurzen Druckstöße entstehenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten werden über größere Strecken aufrechterhalten; fallen also nicht wie bei Gasinjektionen mit Lanzen mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten ausgehend vom Austrittspunkt aus der Lanze vergleichsweise schnell, d.h. nach einer vergleichsweise kurzen Wegstrecke stark ab. Dadurch soll eine der Belüftung der Randzonen entsprechende Belüftung des Zentrums des Behandlungsraumes erreicht werden.
  • Eine gleichmäßigere und effektivere Behandlung des Roh- und/oder Verbrennungsmaterials bei Reduzierung von Schadstoffmengen wird erreicht, eine höhere Flexibilität und eine bessere Einstellbarkeit von Reaktionsbedingungen sind die Folge.
  • Nachteilig ist, dass eine hinsichtlich Geschwindigkeit, Druck und Konzentration mehrfach gestaffelte Zufuhr von Sauerstoff und Luft nicht möglich ist.
  • Durch die Kombination von konstantem Volumenstrom, beispielsweise als Mischung aus Sauerstoff und Luft, und von gegenüber dem Umgebungsdruck einen hohen Druck aufweisenden Sauerstoffimpulsen ist entsprechend den Grundsätzen des Mischungsverhaltens von Gasen davon auszugehen, dass neben der Grundversorgung mit technologisch praktikablen Sauerstoffanreicherungen im Randbereich des Kupolofens auch Sauerstoff in technischer Konzentration auf tiefere Bereiche der Schüttung in der Schmelz- und Überhitzungszone einwirkt, dann zumindest lokal die gewünschte Reduktion in der Schüttung negativ beeinflusst und durch die mit sehr hohen Sauerstoffkonzentrationen stark intensivierten Umsatzreaktionen die Ausdehnung der Schmelz- und Überhitzungszone im Schüttungskern in Richtung der Ofenachse räumlich einschränkt.
  • Das Problem der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien vorzuschlagen, bei dem mehrfach gestaffelte Sauerstoffgehalte realisierbar sind und der Prozess zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien verbessert werden kann.
  • Die Lösung des vorhandenen Problems besteht in einem Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 5.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und das Treibdüsensystem haben die Vorteile, dass bedarfsabhängig das Verbrennungsmittel eine hinsichtlich Geschwindigkeit, Druck und Konzentration mehrfach gestaffelte Zufuhr von Sauerstoff und Luft ermöglicht wird und partiell weitere Gase, Dämpfe, Stäube oder Flüssigkeiten sowie beliebige Kombinationen dieser Materialien technisch einfach hinzugefügt werden können.
  • Vorteilhafterweise werden die Sauerstoffkonzentration und -verteilung über den Querschnitt und die Höhe der Schmelz- und Überhitzungszone gestaffelt abgestuft, die Schmelz- und Überhitzungszone wird gleichmäßiger mit Sauerstoff versorgt, das Ofenpersonal kann durch die Abstimmung der unterschiedlichen Teilströme in Abhängigkeit des Schmelzergebnisses auf den Schmelzprozess einwirken, wodurch die verfahrenstechnische Flexibilität des Schacht-Schmelz-Ofens gesteigert wird.
  • Das Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien und das Verfahren sollen am Beispiel des Zuführens von Heißwind, einem Sauerstoff-Luft-Gemisch und technischem Sauerstoff näher beschrieben werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die Anordnung des Treibdüsensystems im Bereich Schmelz- und Überhitzungszone (11) eines Schacht-Schmelz-Ofens (1) mit Windring (2) und Windleitung (12) als Halbschnitt.
  • Der Kopf des Treibdüsensystems (4), in den eine Treibdüse (3) ragt, ist über ein Verbindungsstück (13) direkt mit dem Windring (2) verbunden.
  • Koaxial an den Kopf des Treibdüsensystems (4) schließt sich die Mischdüse (5) an, die weiterführend über Rohrverbindungselemente (6) mit dem Rohrbogen (7) verbunden ist, der die Verbindung mit dem Düsenstock (9) herstellt. Der Düsenstock (9) ist mit dem Ausströmrohr (14) verbunden, welches zentrisch in die wassergekühlte Windform (10) führt, die in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) des Schacht-Schmelz-Ofens (1) ragt.
  • Am Rohrbogen (7) ist eine weitere Zuführungslanze (8) installiert, die zentrisch und koaxial in das Ausströmrohr (14) ragt und mit einer nicht dargestellten externen Druckversorgung für Gase, Dämpfe, Stäube oder Flüssigkeiten sowie beliebige Kombinationen dieser Materialien verbunden ist.
  • Windring (2) und Düsenstock (9) sind mit Windleitung (12) verbunden, in der nicht dargestellte Elemente wie Kompensatoren, Klappen, Rohrverbindungselemente installiert sind. Die Rohrverbindungselemente (6) können als Rohre und/oder Kompensatoren und/oder Schlauchverbindungen ausgeführt sein.
  • Alternativ ist die direkte Verbindung zwischen Mischdüse (5) und Rohrbogen (7) oder Düsenstock (9) möglich, wobei dann das Verbindungsstück (13) an die baulichen Gegebenheiten angepasst wird.
  • Der Windring (2) des Schacht-Schmelz-Ofens (1) wird über eine in der Kupolofentechnik übliche Heißwindversorgung mit Heißwind beaufschlagt, so dass über die Windleitung (12) Heißwind in den Düsenstock (9) einströmt und von dort über den Ringspalt zwischen wassergekühlter Windform (10) und Ausströmrohr (14) in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) gelangt. Die Geschwindigkeit ist auf Grund der Dimensionierung der Windleitung (12) und des Ringspaltes vergleichsweise klein und bewirkt vor allem die Umsetzung der Schüttung im Randbereich der Schmelz- und Überhitzungszone zum Ofenmantel des Schacht-Schmelz-Ofens (1).
  • Gleichzeitig wird durch die Versorgung der Treibdüse (3) mit technischem Sauerstoff höheren Druckes durch die Injektorwirkung eine weitere Menge Heißwind aus dem Windring (2) angesaugt, in der Mischdüse (5) mit dem Sauerstoff optimal vermischt und abhängig von der Dimensionierung des Ausströmrohres (14) mit höheren Geschwindigkeiten von bis zu 200 m/s über den Ringspalt zwischen Ausströmrohr (14) und Zuführungslanze (8) in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) eingedüst. Wegen der höheren Geschwindigkeiten dringt dieses Gasgemisch tiefer in die Schüttung ein und setzt wegen der höheren Sauerstoffkonzentration die Materialien der Schüttung besser um. Die Gasbelastung der Schüttsäule sinkt in diesem Bereich durch den reduzierten Stickstoffgehalt bereits ab und ermöglicht in diesem Bereich eine bessere Durchgasung der Schüttung.
  • Der normalerweise durch die Lage der Windformen am Kupolofen vergleichsweise kalte, durch die Spezifik der Chargierung schwerer durchgasbare Kernbereich der Schüttung wird durch eine gepulste oder wahlweise kontinuierliche Sauerstoffzufuhr höheren Druckes über die Zuführungslanze (8) mit Sauerstoff oder alternativ mit einer Mischung aus Verbrennungsmittel und weiteren Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten versorgt. Durch den Einsatz von technischem Sauerstoff wird die Gasbelastung der Schüttung bei gleichzeitiger Intensivierung der Verbrennungsreaktionen minimiert und die Aufheizung erfolgt schneller und leichter. Die Ausdehnung der Schmelz- und Überhitzungszone nach oben wird unterstützt.
  • Alternativ können die Verfahrensschritte einzeln oder in Zweierkombinationen betrieben werden, indem das Ofenpersonal jeweils ein oder zwei Verfahrenschritte drosselt oder abstellt.
  • Am Beispiel eines Heißwind – Kupolofens soll die Wirkung des erfindungsgemäßen Treibdüsensystems beschrieben werden.
  • Über die Windleitung (12) werden 1540 Nm3/h Luft mit ca. 510 °C in den Ofen eingeblasen.
  • Die Treibdüse (3) wird mit 75 Nm3/h Sauerstoff (10 bar abs.) betrieben, und aus dem Windring (2) werden über die Rohrverbindung (13) 420 Nm3/h Luft mit ca. 510 °C angesaugt. Über die Lanze (8), die über den Bogen (7) direkt mit dem Ausströmrohr (14), welches koaxial in die wassergekühlte Windform (10) ragt, werden über Druckstöße 40 Nm3/Sauerstoff zugeführt.
  • Durch die realisierte mehrfach gestaffelte Sauerstoffkonzentration von 20,9 % über 32,9 % bis nahezu 100 % bei gleichzeitiger Geschwindigkeitsstaffelung von kleiner 80 m/s über bis zu 200 m/s zu größer 300 m/s im Bereich der Schmelz- und Überhitzungszone werden die wärmeerzeugenden Umsätze mit dem Kokskohlenstoff abhängig vom Schüttungsaufbau vom Rand zur Mitte hin lokal bei gleichzeitiger Minimierung der Gasbelastung verstärkt, der Schmelz- und Überhitzungsprozess wird über das Volumen der Schmelz- und Überhitzungszone vergleichmäßigt, die Schmelz- und Überhitzungszone speziell im Schüttungskern wird vergrößert und das Schmelzergebnis wird verbessert.
  • Vorteilhaft ist weiter, dass durch die Einstellung der Stoffvolumenströme zueinander das Verfahren besser geregelt werden kann und somit flexibler wird.
  • 1
    Schacht-Schmelz-Ofen
    2
    Windring
    3
    Treibdüse
    4
    Kopf des Treibdüsensystems
    5
    Mischdüse
    6
    Rohrverbindungselemente
    7
    Rohrbogen
    8
    Zuführungslanze
    9
    Düsenstock
    10
    wassergekühlte Windform
    11
    Schmelz- und Überhitzungszone
    12
    Windleitung
    13
    Verbindungsstück
    14
    Ausströmrohr

Claims (5)

  1. Treibdüsensystem für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien im Schacht-Schmelz-Ofen durch Injektor- und Pulsationseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass • der Kopf des Treibdüsensystems (4), in den eine Treibdüse (3) ragt, über ein Verbindungsstück (13) direkt mit dem Windring (2) verbunden ist, • koaxial an dem Kopf des Treibdüsensystems (4) sich die Mischdüse (5) anschließt, • weiterführend über Rohrverbindungselemente (6) die Verbindung mit dem Rohrbogen (7) erfolgt, der die Verbindung mit dem Düsenstock (9) herstellt, • der Düsenstock (9) mit dem Ausströmrohr (14) verbunden ist, welches zentrisch in die wassergekühlte Windform (10) führt, die in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) des Schacht-Schmelz-Ofens (1) ragt, • am Rohrbogen (7) eine weitere Zuführungslanze (8) installiert ist, die zentrisch und koaxial in das Ausströmrohr (14) ragt und mit einer externen Druckversorgung für Gase, Dämpfe, Stäube oder Flüssigkeiten sowie beliebige Kombinationen dieser Materialien verbunden ist, • der Windring (2) und der Düsenstock (9) mit der Windleitung (12) verbunden sind, in der weitere Elemente wie Kompensatoren, Klappen, Rohrverbindungselemente installiert sind.
  2. Treibdüsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrverbindungselemente (6) als Rohre und/oder Kompensatoren und/oder Schlauchverbindungen ausgeführt sind.
  3. Treibdüsensystem nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Mischdüse (5) und Rohrbogen (7) oder Düsenstock (9) direkt realisiert wird.
  4. Verfahren für das mehrfach gestaffelte Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien im Schacht-Schmelz-Ofen durch Injektor- und Pulsationseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass • der Windring (2) des Schacht-Schmelz-Ofens (1) mit Heiß- oder Kaltwind beaufschlagt wird und über die Windleitung (12) Heiß- oder Kaltwind in den Düsenstock (9) einströmt und von dort über den Ringspalt zwischen wassergekühlter Windform (10) und Ausströmrohr (14) in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) gelangt, • die Geschwindigkeit dimensionierungsabhängig von der Windleitung (12) und des Ringspaltes vergleichsweise klein ist und vor allem die Umsetzung der Schüttung im Randbereich der Schmelz- und Überhitzungszone zum Ofenmantel des Schacht-Schmelz-Ofen (1) bewirkt, • gleichzeitig durch die Versorgung der Treibdüse (3) mit technischem Sauerstoff höheren Druckes durch die Injektorwirkung eine weitere Menge Heiß- oder Kaltwind aus dem Windring (2) angesaugt wird, in der Mischdüse (5) mit dem Sauerstoff optimal vermischt und abhängig von der Dimensionierung des Ausströmrohres (14) mit höheren Geschwindigkeiten von bis zu 200 m/s über den Ringspalt zwischen dem Ausströmrohr(14) und der Zuführungslanze (8) in die Schmelz- und Überhitzungszone (11) eingedüst wird, • dieses Gasgemisch tiefer in die Schüttung eindringt und wegen der höheren Sauerstoffkonzentration die Materialien der Schüttung besser umsetzt, • die Gasbelastung der Schüttsäule in diesem Bereich durch den reduzierten Stickstoffgehalt bereits absinkt und in diesem Bereich eine bessere Durchgasung der Schüttung ermöglicht, • der durch die Lage der Windformen am Kupolofen vergleichsweise kalte, durch die Spezifik der Chargierung schwerer durchgasbare Kernbereich der Schüttung durch eine gepulste und/oder kontinuierliche Sauerstoffzufuhr höheren Druckes über die Zuführungslanze (8) mit Sauerstoff oder alternativ mit einer Mischung aus Verbrennungsmittel und weiteren Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten versorgt wird, • durch den Einsatz von technischem Sauerstoff die Gasbelastung der Schüttung bei gleichzeitiger Intensivierung der Verbrennungsreaktionen minimiert wird und die Aufheizung schneller und leichter erfolgt, • die Ausdehnung der Schmelz- und Überhitzungszone nach oben unterstützt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte einzeln oder in Zweierkombinationen betrieben werden, indem das Ofenpersonal jeweils ein oder zwei Verfahrenschritte drosselt oder abstellt.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007027038A1 (de) * 2007-06-08 2008-12-18 Mallon, Joachim, Dipl.-Phys. Verfahren zur Sauerstoffinjektion
WO2010060770A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-03 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Düse zum eindüsen von sauerstoffhaltigem gas in ein roheisenaggregat mit injektoreinsatzröhre
CN102878797A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 林德股份公司 竖炉及其操作方法
WO2012025321A3 (de) * 2010-08-25 2013-04-25 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren zur erhöhung der eindringtiefe eines sauerstoffstrahles
RU2523368C1 (ru) * 2013-01-24 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Воздушная фурма доменной печи
EP2635718A4 (de) * 2010-11-04 2015-10-21 Outotec Oyj Verfahren zur steuerung des wärmehaushalts eines suspensionsschmelzofens und suspensionsschmelzofen

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007027038B4 (de) * 2007-06-08 2013-07-18 Joachim Mallon Verfahren zur Sauerstoffinjektion
DE102007027038A1 (de) * 2007-06-08 2008-12-18 Mallon, Joachim, Dipl.-Phys. Verfahren zur Sauerstoffinjektion
WO2010060770A1 (de) * 2008-11-28 2010-06-03 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co Düse zum eindüsen von sauerstoffhaltigem gas in ein roheisenaggregat mit injektoreinsatzröhre
JP2012510566A (ja) * 2008-11-28 2012-05-10 シーメンス・ファオアーイー・メタルズ・テクノロジーズ・ゲーエムベーハー 注入器挿入パイプを有する銑鉄装置に酸素を含有するガスを注入するためのノズル
US8540931B2 (en) 2008-11-28 2013-09-24 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Nozzle for injecting gas containing oxygen into a pig iron device having an injector insertion pipe
AU2011295333B2 (en) * 2010-08-25 2015-05-28 Primetals Technologies Austria GmbH Method for increasing the penetration depth of an oxygen stream
WO2012025321A3 (de) * 2010-08-25 2013-04-25 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Verfahren zur erhöhung der eindringtiefe eines sauerstoffstrahles
US8808422B2 (en) 2010-08-25 2014-08-19 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Method for increasing the penetration depth of an oxygen stream
EP2635718A4 (de) * 2010-11-04 2015-10-21 Outotec Oyj Verfahren zur steuerung des wärmehaushalts eines suspensionsschmelzofens und suspensionsschmelzofen
US9347710B2 (en) 2010-11-04 2016-05-24 Outotec Oyj Method for controlling thermal balance of a suspension smelting furnace and suspension smelting furnace
CN102878797A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 林德股份公司 竖炉及其操作方法
CN102878797B (zh) * 2011-07-14 2017-07-14 林德股份公司 竖炉及其操作方法
EP2546366B1 (de) * 2011-07-14 2018-01-24 Linde Aktiengesellschaft Schachtofen und Verfahren zum Betreiben desselben
RU2523368C1 (ru) * 2013-01-24 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") Воздушная фурма доменной печи

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