DE102007027038A1 - Method for feeding gases, vapors, dusts, or atomized liquids to vertical smelting furnace entails partial flow or entire flow of combustion blast air being mixed with technical oxygen to form combustible jet - Google Patents

Method for feeding gases, vapors, dusts, or atomized liquids to vertical smelting furnace entails partial flow or entire flow of combustion blast air being mixed with technical oxygen to form combustible jet Download PDF

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Abstract

The method for feeding gases, vapors, dusts, atomized liquids, or combinations of these substances, entails a partial flow or entire flow of the combustion blast air of a vertical furnace being mixed with technical oxygen to form a jet of combustible medium. Increasing oxygen contents are established from the edge to the core of the jet of combustible medium, a lower fluidic pressure loss is realized, and higher entry speeds of the jet of combustible medium into the charge stock are realized. An independent claim is included for an arrangement of injection nozzle systems on the tuyere stock for combustion blast air supply via the blast air nozzles of a vertical smelting furnace.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme und ihre Anordnung am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen eines Schacht-Schmelz-Ofens zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien. Wesentlich bei wärmetechnischen Abläufen sind neben der Mischgeschwindigkeit von Brennstoff (Gas) und von Verbrennungsmittel (Luft) die Sauerstoffkonzentration im Verbrennungsmittel und die Wärmeübertragung auf das Wärmegut. Die technische Ausgestaltung von Gaszuführungssystemen ist somit von der Art und den Anteilen der miteinander zu mischenden Gase, von der Führung der Stoffströme, von ihren kinetischen Energien, von ihren Stoffstromquerschnitten und Berührungsflächen, vom Drall und von der Eintrittsgeschwindigkeit des Mischproduktes in den Ofen bzw. in seine Füllung (Schüttung) abhängig ( W.Heiligenstädt, Wärmetechnische Rechnungen für Industrieöfen, 3. Auflage, 1951, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf, S. 100–102 ).The invention relates to a method for supplying gases, vapors, dusts, nebulised liquids or any combination of these materials on Treibdüsensysteme and their arrangement on the nozzle for combustion wind supply through the tuyeres of a shaft-melting furnace for melting metallic and / or mineral feedstocks inorganic and / or organic adjunct materials. In addition to the mixing speed of fuel (gas) and of combustion agent (air), the oxygen concentration in the combustion medium and the heat transfer to the thermal material are essential in thermal engineering processes. The technical design of gas supply systems is thus on the nature and proportions of the gases to be mixed with each other, of the leadership of the material flows, their kinetic energies, their material flow cross-sections and contact surfaces, the swirl and the rate of entry of the mixed product in the furnace or in its filling (bedding) dependent ( W.Heiligenstädt, thermal engineering calculations for industrial furnaces, 3rd edition, 1951, Verlag Stahleisen mbH, Dusseldorf, pp. 100-102 ).

Speziell im Schacht-Schmelz-Ofen, bspw. im koksgefeuerten Kupolofen, sind für die primären wärmetechnischen Umsatzreaktionen des festen Brennstoffes Koks und/oder anderer Brennstoffe vom Rand- bis zum Kernbereich der sich über den Ofenquerschnitt und die Schachthöhe ausdehnenden Schmelz- und Überhitzungszone in der Schüttung neben der lokalen Sauerstoffkonzentration, d. h der Mischgeschwindigkeit unterschiedlicher Verbrennungsmittel wie z. B. Sauerstoff und Luft im Gaszuführungssystem, hohe Ausström- oder Eintrittsgeschwindigkeiten, große Eindringtiefen und der Eindringdruck des Verbrennungsmittels entscheidend.specially in the shaft melting furnace, for example in the coke-fired cupola, are for the primary thermal conversion reactions of the solid fuel coke and / or other fuels from the to the core area of the furnace cross section and the shaft height expanding melting and overheating zone in the bed next to the local oxygen concentration, d. h the mixing speed of different combustion agents such as As oxygen and air in the gas supply system, high Outflow or entry speeds, large Penetration depths and the penetration pressure of the combustion agent crucial.

Aus dem Stand der Technik ist durch DE 20 2005 002 821 ein Schacht-Schmelz-Ofen mit Treibdüsensystem zum Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten sowie von beliebigen Kombinationen dieser Materialien bekannt, der den notwendigen Planungs- und Materialaufwand und Kostenaufwand für die im verfahrenstechnisch nötigem Maß notwendigen Anpassungen an die vorhandene Anlagentechnik unter realen Produktionsbedingungen 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. Die eingesetzten Treibdüsensysteme an diesem Schacht-Schmelz-Ofen sind nicht kompakt ausgebildet und bestehen im wesentlichen aus je einem Gasstrahlmischer mit Saugseite, Anschlussflanschen, Treibdüse, Mischdüse sowie Ausströmrohr. Sie werden über Verbindungselemente am Flansch der in die Schmelz- und Überhitzungszone ragenden Winddüsen und mit dem Windring des Schacht-Schmelz-Ofens verbunden. Zusätzlich kann eine Lanze zum Einbringen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien integriert werden.From the prior art is through DE 20 2005 002 821 a shaft melting furnace with Treibdüsensystem for supplying gases, vapors, dusts or liquids as well as any combination of these materials known, the necessary planning and material costs and cost of necessary procedural necessary degree of adaptations to existing systems engineering under real production conditions minimized and, in addition to the use of oxygen, compressed air, air from a hot wind generating plant or air from the ambient atmosphere alternatively allows the partial supply of other gases, vapors, dusts, liquids or any combination of these materials. The blowing nozzle systems used in this shaft melting furnace are not compact and consist essentially of a gas jet mixer with suction side, connecting flanges, motive nozzle, mixing nozzle and exhaust pipe. They are connected by fasteners on the flange of the tuyeres projecting into the melting and overheating zone and with the windmill of the shaft melting furnace. In addition, a lance can be integrated for the introduction of gases, vapors, dusts, liquids or any combination of these materials.

Nachteilig ist, dass das Treibdüsensystem inclusive Mischdüse außerhalb des Düsenstockes zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüse angebracht ist und deshalb entweder ein Ausströmrohr in die Winddüsen des Kupolofens eingeschoben werden oder die Winddüse selbst als Ausströmrohr fungieren muss. Verfahrenstechnisch negativ ist, dass daraus abhängig von der Geschwindigkeit des aus der Mischdüse des Treibdüsensystems austretenden Verbrennungsmittelstrahlgemisches und abhängig vom Durchmesser und der Länge des Ausströmrohres bis zu seiner Austrittsöffnung strömungstechnisch bedingte Druckverluste resultieren, die die gewünschten hohen Ausströmgeschwindigkeiten vermindern.adversely is that the blowing nozzle system including mixing nozzle outside of the nozzle for combustion wind power over the tuyere is attached and therefore either an exhaust pipe be pushed into the tuyeres of the cupola or the tuyere itself act as a discharge pipe got to. Technically negative is that dependent on it from the velocity of the emerging from the mixing nozzle of the blowing nozzle system Combustor jet mixture and depending on the diameter and the length of the exhaust pipe up to its Outlet opening fluidically caused pressure losses result in the desired high outflow velocities Reduce.

Nach DE 20 2007 002 799 ist ein Treibdüsensystem zum Einbringen von Verbrennungswind und/oder Sauerstoff in einen Schacht-Schmelz-Ofen zum Schmelzen von mineralischen und/oder metallischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien bekannt, das den notwendigen Planungs-, Material- und Kostenaufwand für die Installation minimiert und, welches die Vorteile des Einblasens eines Teilstromes des Verbrennungswindes (Injektorwindmenge) mit deutlich höheren Sauerstoffkonzentrationen (ca. 35–40%) mit einer gegenüber dem verbleibenden Gebläsewind bedeutend höheren Geschwindigkeit durch impulsförmige Gaseinleitung verbindet.To DE 20 2007 002 799 a propellant nozzle system for introducing combustion and / or oxygen into a shaft melting furnace for melting mineral and / or metallic feedstocks with inorganic and / or organic accompanying materials is known, which minimizes the planning, material and cost required for the installation and, which combines the advantages of blowing a partial stream of the combustion wind (injector wind amount) with significantly higher oxygen concentrations (about 35-40%) with a compared to the remaining fan wind significantly higher speed by pulsed gas introduction.

Das Treibdüsensystem besteht im wesentlichen aus einem Treibdüsenrohr, welches einerseits auf der Seite zur Mischdüse mit der Treibdüse konzentrisch verbunden ist und an dem gleichmäßig um den Umfang verteilt und mit diesem fest verbunden Stabilisierungselemente angeordnet sind, die ihrerseits fest mit der Mischdüse im Bereich ihres Einlaufkonus verbunden sind und bis zum Ende des Treibdüsenrohres, d. h. bis zur Aufnahmeeinrichtung für die Anordnung am Düsenstock des Schacht-Schmelz-Ofens reichen. Der Außendurchmesser des Einlaufkonus der Mischdüse des Treibdüsensystems ist so groß, dass sich mit dem lichten Durchmesser der vorhandenen Winddüse des Schacht-Schmelz-Ofens ein Ringspalt ergibt. Zwischen dem Austrittsdurchmesser der Mischdüse und der Winddüsenmündung verbleibt ein Düsenüberstand, der durch die Länge des Treibdüsenrohres bestimmt wird. Alternativ zu dieser Ausführung kann die Treibdüse konzentrisch mit einem separaten Rohr mit Bund verbunden sein. Dieses kann in das stabilisierte Treibdüsenrohr, welches eine Aufnahme für den Bund des separaten Rohres hat und welches zur Seite zur Mischdüse hin fest mit Stabilisierungselementen und mit der Mischdüse im Bereich des Einlaufkonus verbunden ist, eingeschoben werden.The propulsion nozzle system consists essentially of a propellant nozzle tube, which is concentrically connected on the one hand on the side to the mixing nozzle with the drive nozzle and distributed evenly around the circumference and fixedly connected to this stabilization elements, which in turn firmly connected to the mixing nozzle in the region of its inlet cone are and to the end of the propellant nozzle tube, that is, to the receiving device for the arrangement on the nozzle of the shaft-melting furnace rich. The outer diameter of the inlet cone of the mixing nozzle of the driving nozzle system is so large that results in an annular gap with the clear diameter of the existing wind nozzle of the shaft-melting furnace. Between the outlet diameter of the mixing nozzle and the tuyere mouth remains a nozzle projection, which is determined by the length of the driving nozzle tube. As an alternative to this embodiment, the Drive nozzle concentrically connected to a separate pipe with collar. This can be in the stabilized propellant nozzle tube, which has a receptacle for the collar of the separate tube and which is connected to the side towards the mixing nozzle out firmly with stabilizing elements and with the mixing nozzle in the region of the inlet cone inserted.

Durch dieses Treibdüsensystem wird technisch einfach ein ein Teilstrom des Verbrennungswindes (Injektorwindmenge) mit einer deutlich höheren Sauerstoffkonzentration versehen, der gegenüber dem verbleibenden Gebläsewind durch kurze Druckstöße mit bedeutend höheren Geschwindigkeiten in das Koksbett geblasen wird. Die Geschwindigkeiten können über größere Strecken aufrechterhalten werden und fallen ausgehend vom Austrittspunkt nicht mehr so schnell ab. Das Einwirken von Sauerstoff mit technischer Konzentration auf tiefere Bereiche der Schüttung in der Schmelz- und Überhitzungszone wird verhindert.By This blowing nozzle system becomes technically easy Partial flow of the combustion wind (injector wind amount) with a clear provided higher oxygen concentration, compared to the remaining blower wind through short pressure surges at significantly higher speeds into the coke bed is blown. The speeds can over longer distances are maintained and fall starting from the exit point not so fast. The action of oxygen with technical focus on deeper areas the bed in the melting and overheating zone is prevented.

Bei einer ebenfalls möglichen gleichmäßigen Belastung des Treibdüsensystems mit einem Treibgas konstanten Druckes, wird eine gleichmäßige Zufuhr eines Teilstromes des Verbrennungs windes (Injektorwindmenge) mit einer deutlich höheren Sauerstoffkonzentration erzeugt und gegenüber dem verbleibenden Gebläsewind mit höheren Geschwindigkeiten in das Koksbett eingeblasen. Die Betriebsweise des Treibdüsensystems kann technisch einfach zwischen der Beaufschlagung mit konstantem Druck oder der Beaufschlagung mit Druckimpulsen geändert werden, wodurch die Flexibilität des Schacht-Schmelz-Ofens verbessert wird.at an equally possible uniform load the blowing nozzle system with a propellant gas constant pressure, becomes a uniform supply of a partial flow the combustion wind (injector wind amount) with a much higher Oxygen concentration generated and compared to the remaining Blower wind at higher speeds in the Injected coke bed. The operation of the blowing nozzle system can be technically easy between the application of constant Pressure or the application of pressure pulses changed which increases the flexibility of the shaft melting furnace is improved.

Nachteilig ist, dass nur ein Teilstrom des Verbrennungswindes (Injektorwindmenge) durch die Kombination von Treibdüse mit Mischdüse mit Sauerstoff vermischt wird und mit höheren Austrittsgeschwindigkeiten in die Schüttung eintreten kann. Die gewünschten hohen Eintrittsgeschwindigkeiten, großen Eindringtiefen und der Eindringdruck des Verbrennungsmittels werden also nur für einen Teilstrom des Verbrennungsmittels realisierbar.adversely is that only a partial stream of the combustion wind (injector wind amount) through the combination of motive nozzle with mixing nozzle is mixed with oxygen and with higher exit velocities can enter the bed. The desired high entry speeds, large penetration depths and the penetration pressure of the combustion agent are therefore only for a partial flow of the combustion agent feasible.

Das Problem der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme und ihre Anordnung am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen eines Schacht-Schmelz-Ofen zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien zu finden, bei dem strömungstechnisch minimierte Druckverluste realisierbar sind, wahlweise die gesamte Verbrennungswindmenge oder ein Teilstrom des Verbrennungswindes (Injektorwindmenge) mit Sauerstoff angereichert wird und dann mit höheren Austrittsgeschwindigkeiten als Verbrennungsmittelstrahlgemisch in die Schüttung eintritt.The Problem of the invention is therefore to provide a method for the feeding of gases, vapors, dusts, atomised liquids or any combinations of these materials about blowing nozzle systems and their arrangement on the nozzle for combustion wind supply over the tuyeres of a shaft melting furnace for melting of metallic and / or mineral feedstocks with inorganic and / or to find organic accompanying materials in which fluidic Minimized pressure losses can be realized, optionally the entire Combustion wind amount or a partial stream of the combustion wind (injector wind amount) is enriched with oxygen and then with higher exit velocities enters the bed as Verbrennungsmittelstrahlgemisch.

Zur Lösung des vorhandenen Problems wird das Treibdüsensystem ohne Ausströmrohr so in die Winddüsen des Schacht-Schmelz-Ofens eingeschoben, dass abhängig von den gewollten Eintrittsgeschwindigkeiten, großen Eindringtiefen und dem Eindringdruck des Verbrennungsmittels zwischen der Austrittsöffnung (Düsenmund) der Winddüse im Ofenschacht und dem Gasaustritt aus der konischen Mischdüse ein Düsenüberstand zwischen 5 und 350 mm realisiert wird, wobei der Einlaufdurchmesser der konischen Mischdüse abhängig davon, ob die gesamte Verbrennungswindmenge oder ein Teilstrom des Verbrennungswindes (Injektorwindmenge) mit Sauerstoff vermischt werden soll, gleich oder kleiner der lichten Weite der. Winddüse ist.to The solution to the existing problem becomes the propellant nozzle system without exhaust pipe so into the tuyeres of the shaft melting furnace inserted that depending on the desired entry speeds, large penetration depths and the penetration pressure of the combustion agent between the outlet opening (nozzle mouth) of Wind nozzle in the furnace shaft and the gas outlet from the conical mixing nozzle realized a nozzle projection between 5 and 350 mm is, wherein the inlet diameter of the conical mixing nozzle depending on whether the total amount of combustion wind or a partial stream of the combustion wind (injector wind amount) with oxygen should be mixed, equal to or smaller than the clear width of the. Wind nozzle is.

Vorteilhafterweise werden dadurch die strömungstechnischen Druckverluste minimiert, die Austrittsgeschwindigkeit des Verbrennungsmittelstrahlgemisches aus der Winddüse in den Ofenschacht steigt, und es entsteht ein Verbrennungsmittelstrahlgemisch, welches strömungstechnisch bedingt vom Randbereich zum Kern des Verbrennungsmittelgemischstrahles zunehmende Geschwindigkeiten und Sauerstoffgehalte aufweist.advantageously, This minimizes the fluidic pressure losses, the exit velocity of the Verbrennungsmittelstrahlgemisches from the tuyere rises into the furnace shaft, and it arises a combustion agent jet mixture, which fluidically conditionally from the edge region to the core of the Verbrennungsmittelgemischstrahles has increasing rates and oxygen levels.

Gleichzeitig wird vorteilhafterweise verhindert, dass technisch reiner Sauerstoff auf Schüttungsbereiche des Ofenschachtes einwirkt.simultaneously is advantageously prevented that technically pure oxygen acts on bulk areas of the furnace shaft.

Weiter vorteilhaft ist, dass durch die Wahl des Einlaufdurchmessers der konischen Mischdüse gleich oder geringfügig kleiner der lichten Weite der Winddüse des Schacht-Schmelz-Ofens quasi die Gesamtmenge des Verbrennungswindes mit Sauerstoff vermischt werden kann.Further It is advantageous that by choosing the inlet diameter of the conical mixing nozzle equal or slightly smaller the clear width of the tuyere of the shaft melting furnace virtually the total amount of combustion wind mixed with oxygen can be.

Wenn prozesstechnisch erforderlich, kann aber durch den Austausch der Mischdüse durch eine Mischdüse mit einem Einlaufdurchmesser kleiner der lichten Weite der Winddüse auch ein Ringspalt zwischen Winddüse und Mischdüse realisiert werden, wodurch der Verbrennungsmittelgemischstrahl von einem Mantel von nicht mit Sauerstoff angereichertem reaktionsträgerem Verbrennungsmittel umgeben wird. Dies führt dann vorteilhafterweise zu geringeren Verbrennungstemperaturen im Randbereich des Schacht-Schmelz-Ofens, was eine geringere thermische Belastung des Feuerfestmaterials bedingt.If technically necessary, but can by exchanging the Mixing nozzle through a mixing nozzle with an inlet diameter smaller the clear width of the wind nozzle also an annular gap be realized between the wind nozzle and the mixing nozzle, whereby the mixed media jet of a mantle of not with Oxygen-enriched, inert combustion agent is surrounded. This then advantageously leads to lower combustion temperatures in the edge area of the shaft melting furnace, resulting in lower thermal Contamination of the refractory material conditionally.

Die Ausströmgeschwindigkeit aus der Mischdüse kann weiter durch eine spezielle Ausführungsform der Mischdüse, bspw. als Lavaldüse, erhöht werden.The Outflow velocity from the mixing nozzle can further through a special embodiment of the mixing nozzle, For example, as a Laval nozzle, be increased.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll am Beispiel des Zuführens von Heißwind und technischem Sauerstoff näher beschrieben werden.The inventive method should am Example of supplying hot blast and technical oxygen will be described in more detail.

Das Treibdüsensystem wird in den vorhandenen Düsenstock einer wassergekühlten Cu-Düse so eingeführt, dass zwischen Düsenmund der Cu-Düse und dem Gasaustritt aus der konischen Mischdüse ein Düsenüberstand von 100 mm entsteht. Der Einlaufdurchmesser der konischen Mischdüse ist 77,3 mm, und zwischen der Innenwand der Cu-Düse und dem Einlaufdurchmesser der Mischdüse entsteht ein Ringspalt von 61,4 mm.The Treibdüsensystem is in the existing nozzle a water-cooled copper nozzle so introduced that between the nozzle mouth of the Cu nozzle and the gas outlet from the conical mixing nozzle a nozzle projection of 100 mm is created. The inlet diameter of the conical mixing nozzle is 77.3 mm, and between the inner wall of the Cu nozzle and The inlet diameter of the mixing nozzle creates an annular gap of 61.4 mm.

Die Sauerstofftreibdüse wird mit 120 Nm3/h Sauerstoff (10 bar υ ..; 30°C) beaufschlagt und saugt von ca. 2000 Nm3/h Heißwind (0,03 bar υ .., 520°C) 345 Nm3/h in die Mischdüse.The oxygen friction nozzle is charged with 120 Nm 3 / h oxygen (10 bar υ ..; 30 ° C) and sucks from about 2000 Nm 3 / h hot blast (0.03 bar υ .., 520 ° C) 345 Nm 3 / h into the mixing nozzle.

Das hier erzeugte Verbrennungsmittelstrahlgemisch tritt aus der Mischdüse mit einem Gasaustrittsdurchmesser von 38,5 mm mit 258 m/s aus. Da dieser Austrittspunkt nur 100 mm vor dem Düsenmund der wassergekühlten Cu-Düse liegt, ist der Druckverlust minimal und die Einströmgeschwindigkeit des Verbrennungsmittelgemisches liegt nur wenig unter 258 m/s.The Combustor beam mixture produced here exits the mixing nozzle with a gas outlet diameter of 38.5 mm with 258 m / s. Because of this Exit point only 100 mm in front of the nozzle mouth of the water-cooled Cu nozzle is located, the pressure loss is minimal and the inflow velocity of the combustion mixture is only slightly below 258 m / s.

Die verbleibenden 1655 Nm3/h Heißwind werden über den Ringspalt auf eine Geschwindigkeit von nur 48 m/s gebracht, so dass aus dem Mündungsstück der wassergekühlten Cu-Düse ein von einem Mantel von Verbrennungsluft geringerer Geschwindigkeit umhüllter Mischgasstrom sehr hoher Geschwindigkeit in die Schüttung eintritt.The remaining 1655 Nm 3 / h hot blast are brought over the annular gap to a speed of only 48 m / s, so that from the mouthpiece of the water-cooled Cu nozzle enters a mixed with a jacket of combustion air lower speed mixed gas flow of very high velocity in the bed ,

Dieser Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit erreicht tiefere Schüttungsbereiche und der Verbrennungswindstrom geringerer Geschwindigkeit versorgt randnähere Bereiche der Schüttung, wodurch einerseits die Hochtemperaturzone in tiefere Schüttungsbereiche verlagert und andererseits die thermische Belastung der Randbereiche des Ofens verringert werden.This Gas flow at high speed reaches deeper bedding areas and the lower rate of combustion wind power is supplied marginal areas of the bed, which on the one hand the high temperature zone shifts into deeper bedding areas and on the other hand, the thermal stress of the edge regions of the furnace be reduced.

Die Randgängigkeit des Ofens wird zugunsten eines größeren schmelzwirksamen Ofenquerschnittes verringert.The Randgängigkeit of the furnace is in favor of a larger one reduced melt effective oven cross-section.

Wegen der höheren Geschwindigkeiten und der vom Rand zum Kern des Verbrennungsmittelstrahlgemisches zunehmenden Sauerstoffgehalte werden die Umsatzreaktionen verstärkt und die Gasbelastung der Schüttsäule sinkt speziell im schwerer durchgasbaren Schüttungskern (vergleichbar dem „toten Mann" bei Hochöfen) durch den lokal reduzierten Stickstoffgehalt ab; in diesem Bereich wird eine bessere Durchgasung der Schüttung erreicht.Because of the higher speeds and from the edge to the core the Verbrennungsmittelstrahlgemisches increasing oxygen levels the sales reactions intensified and the gas pollution of the Schüttsäule sinks especially in heavier gas Lining core (comparable to the "dead man" in blast furnaces) by the locally reduced nitrogen content from; in this area will be better gasification of the bed reached.

Vorteilhafterweise kann darüber hinaus der normalerweise durch die Lage der Windformen am Kupolofen vergleichsweise kalte, durch die Spezifik der Chargierung schwerer durchgasbare Kernbereich der Schüttung durch eine gepulste oder wahlweise kontinuierliche Sauerstoffzufuhr höheren Druckes mit Sauerstoff oder alternativ mit einer Mischung aus Verbrennungsmittel und weiteren Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten versorgt werden.advantageously, In addition, which is usually due to the location of the Wind forms at the cupola comparatively cold, by the specifics of Charging heavy gas-permeable core area of the bed by a pulsed or optionally continuous oxygen supply higher pressure with oxygen or alternatively with one Mixture of combustion agent and other gases, vapors, Dust or liquids are supplied.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 202005002821 [0003] DE 202005002821 [0003]
  • - DE 202007002799 [0005] - DE 202007002799 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - W.Heiligenstädt, Wärmetechnische Rechnungen für Industrieöfen, 3. Auflage, 1951, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf, S. 100–102 [0001] - W.Heiligenstädt, thermal engineering calculations for industrial furnaces, 3rd edition, 1951, Verlag Stahleisen mbH, Dusseldorf, pp. 100-102 [0001]

Claims (10)

Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme, die am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen eines Schacht-Schmelz-Ofens zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien' angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass • ein Teilstrom oder • der Gesamtstrom des Verbrennungswindes mit technischem Sauerstoff zu einem Verbrennungsmittelgemischstrahl vermischt wird, • vom Rand zum Kern des Verbrennungsmittelgemischstrahles zunehmende Sauerstoffgehalte eingestellt werden, • ein geringerer strömungstechnischer Druckverlust realisiert wird, • höhere Eintrittsgeschwindigkeiten des Verbrennungsmittelgemischstrahles in die Schüttung realisiert werden.Method for supplying gases, vapors, dusts, atomized liquids or any combination of these materials via blowing nozzle systems, which at the nozzle for combustion wind supply through the tuyeres of a shaft-melting furnace for melting metallic and / or mineral feedstocks with inorganic and / or organic Accompanying materials' are attached, characterized in that • a partial stream or • the total flow of combustion wind is mixed with technical oxygen to a Verbrennungsmittelgemischstrahl, • are set from the edge to the core of Verbrennungsmittelgemischstrahles increasing oxygen levels, • a lower fluidic pressure loss is realized, • higher entrance velocities the Verbrennungsmittelgemischstrahles be implemented in the bed. Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Gase, Dämpfe, Stäube, vernebelte Flüssigkeiten oder beliebige Kombinationen dieser Materialien mit Sauerstoff und/oder Verbrennungswind zu einem Verbrennungsmittelstrahlgemisch vermischt werden.Method for feeding Gases, vapors, dusts, atomised liquids or any combination of these materials via blowing nozzle systems according to claim 1, characterized in that further gases, vapors, Dusts, atomised liquids or any Combinations of these materials with oxygen and / or combustion wind be mixed to a Verbrennungsmittelstrahlgemisch. Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Rand zum Kern des Verbrennungsmittelstrahlgemisches zunehmende Sauerstoffgehalt die Materialien der Schüttung besser umsetzt und die Gasbelastung der Schüttsäule sinkt.Method for feeding Gases, vapors, dusts, atomised liquids or any combination of these materials via blowing nozzle systems according to claim 1 and 2, characterized in that the edge to the core of the Verbrennungsmittelstrahlgemisches increasing oxygen content the materials of the bed better converts and the gas load the pouring column sinks. Verfahren für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien über Treibdüsensysteme nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine gepulste oder wahlweise kontinuierliche Sauerstoffzufuhr höheren Druckes mit Sauerstoff oder alternativ einer Mischung aus Verbrennungsmittel und weiteren Gasen, Dämpfen, Stäuben oder Flüssigkeiten die Ausdehnung der Schmelz- und Überhitzungszone nach oben unterstützt wirdMethod for feeding Gases, vapors, dusts, atomised liquids or any combination of these materials via blowing nozzle systems according to claim 1 to 3, characterized in that by a pulsed or optionally continuous oxygen delivery higher Pressure with oxygen or alternatively a mixture of combustion agent and other gases, vapors, dusts or liquids the expansion of the melting and overheating zone upwards is supported Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen eines Schacht-Schmelz-Ofen zum Schmelzen von metallischen und/oder mineralischen Einsatzstoffen mit anorganischen und/oder organischen Begleitmaterialien für das Zuführen von Gasen, Dämpfen, Stäuben, vernebelten Flüssigkeiten oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass • das Treibdüsensystem ohne Ausströmrohr in die Winddüsen des Schacht-Schmelz-Ofens eingeschoben wird, • dass zwischen der Austrittsöffnung der Winddüse im Ofenschacht und dem Gasaustritt aus der konischen Mischdüse des Treibdüsensystems ein Düsenüberstand realisiert wird und • dass der Einlaufdurchmesser der konischen Mischdüse gleich oder kleiner der lichten Weite der Winddüse ist.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles a shaft melting furnace for melting metallic and / or mineral feedstocks with inorganic and / or organic Accompanying materials for the supply of gases, Steaming, dusts, nebulised liquids or any combination of these materials according to claim 1 to 4, characterized in that • the blowing nozzle system without discharge pipe into the tuyeres of the shaft melting furnace is inserted, • that between the outlet opening the tuyere in the furnace shaft and the gas outlet from the conical mixing nozzle of the driving nozzle system Nozzle overhang is realized and • that the inlet diameter of the conical mixing nozzle is equal or is less the clear width of the tuyere. Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenüberstand zwischen 5 mm und 350 mm eingestellt ist.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles according to claim 5, characterized in that the nozzle projection between 5 mm and 350 mm. Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenüberstand auf 100 mm eingestellt ist.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles according to claim 6, characterized in that the nozzle projection is set to 100 mm. Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen nach Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einlaufdurchmesser der Mischdüse kleiner der lichten Weite der Winddüse nur ein Teilstrom des Verbrennungswindes mit technischem Sauerstoff vermischt und mit hohen Austrittsgeschwindigkeiten versehen wird.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles according to claims 5 to 7, characterized in that at an inlet diameter of the mixing nozzle smaller the clear Width of the tuyere only a partial stream of the combustion wind mixed with technical oxygen and with high exit velocities is provided. Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen nach Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einlaufdurchmesser der Mischdüse gleich oder 1 mm kleiner der lichten Weite der Winddüse quasi der Gesamtstrom des Verbrennungswindes mit technischem Sauerstoff vermischt und mit hohen Austrittsgeschwindigkeiten versehen wird.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles according to claims 5 to 8, characterized in that at an inlet diameter of the mixing nozzle is equal to or 1 mm smaller the clear width of the tuyere quasi the total current the combustion wind mixed with technical oxygen and provided with high exit velocities. Anordnung von Treibdüsensystemen am Düsenstock zur Verbrennungswindversorgung über die Winddüsen nach Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischdüse als Rohrdüse oder als Lavaldüse oder als Venturirohr oder als Unterschalldiffusor oder als Überschalldiffusor ausgebildet ist.Arrangement of blowing nozzle systems on the nozzle for combustion wind supply via the wind nozzles according to claims 5 to 9, characterized in that the Mixing nozzle as pipe nozzle or as Laval nozzle or as a Venturi tube or as a subsonic diffuser or as a supersonic diffuser is trained.
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