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Die Erfindung betrifft einen Schachtofen, insbesondere Kupolofen, mit einem Abzug zum Absaugen von Gichtgas aus dem Schachtofen, mit ein oder mehreren in den Schachtofen mündenden Gichtgasbrennern und mit einer den Abzug und den oder die Gichtgasbrenner verbindenden Gichtgasleitung. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Schmelzen von Einsatzgut in einem Schachtofen, wobei zeitweise zumindest ein Teil der Gichtgase aus dem Schachtofen abgezogen, mittels eines sauerstoffhaltigen Gases nach dem Strahlpumpenprinzip in einen Gichtgasbrenner gesaugt und gemeinsam mit dem sauerstoffhaltigen Gas über den Gichtgasbrenner wieder in den Schachtofen eingebracht wird.
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In einem Kupolofen wird ein Einsatz, der meist aus Roheisen, Gussbruch, Stahlschrott und sonstigen Ferrolegierungen besteht, aufgeschmolzen. Als Brennstoff wird im Kupolofen in der Regel Gießereikoks eingesetzt, der durch Umsetzung mit Sauerstoff verbrannt wird und dabei die zum Schmelzen des Eisensatzes notwendigen Energiemengen freisetzt.
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Ursprünglich wurde der Koks mit Luft als Oxidationsmittel verbrannt. Mittlerweile gehört jedoch der Einsatz von mit Sauerstoff angereicherter Luft beim Schmelzen im Kupolofen zum technischen Standard. Der Vorteil gegenüber der Verwendung von Luft liegt darin, dass höhere Verbrennungstemperaturen erzeugt werden können und der Schmelzprozess schneller abläuft.
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Aus der
EP 0 762 068 A1 ist ein Verfahren zur Zuführung von Verbrennungsluft in einen Kupolofen bekannt, bei dem Sauerstoff in den Kupolofen eingedüst wird und der dabei entstehende Unterdruck ausgenutzt wird, um weitere Verbrennungsluft in den Kupolofen zu saugen.
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Bei der Verbrennungsreaktion des Sauerstoffes und der Luft mit dem Koks entstehen im Kupolofen Gichtgase, die sich im Wesentlichen aus CO2, CO, H2O und N2 zusammensetzen. Bedingt durch die bei der Koksumsetzung im Schacht herrschenden temperatur- und konzentrationsabhängigen Reaktionsgleichgewichte verlässt ca. 25% der eingesetzten Energie den Kupolofen in Form vom CO.
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Bei der sogenannten Untergichtabsaugung werden die Gichtgase über einen Ringspalt am Ofen abgezogen, in einer Brennkammer nachverbrannt und dann einem Rekuperator zur Wärmerückgewinnung zugeführt. Die gewonnene Wärme wird zur Vorwärmung der dem Kupolofen zugeführten Verbrennungsluft genutzt (Heißwindbetrieb des Kupolofens).
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Bei einer Obergichtabsaugung werden die Gichtgase dagegenoberhalb der Begichtungsöffnung für den kalten Kupolofeneinsatz abgezogen. Hierbei wird ständig Falschluft erfasst, wodurch das Gichtgas verdünnt und eine thermische Nutzung unwirtschaftlich wird.
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Die beim Kupol- bzw. Schachtofenbetrieb anfallenden Gichtgasmengen sind sehr hoch und die gesetzlichen Anforderungen an die Reinheit von Abgasen steigen ständig, wodurch spezielle und kostenintensive Verfahren zur Reinigung des als Abgas an die Umgebung abgegebenen Gichtgases notwendig werden.
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In der
EP 0 614 060 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens beschrieben, bei dem ein Teil des Gichtgases aus dem Kupolofen abgezogen und an anderer Stelle dem Kupolofen über einen Gichtgasbrenner gemeinsam mit Sauerstoff wieder zugeführt wird. Das im Gichtgas enthaltene CO wird dann im Kupolofen mit dem Sauerstoff zu CO
2 nachverbrannt, wobei Energie frei wird. Die Abgasmenge des Ofens wird dadurch deutlich reduziert.
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Beim Abschalten, bei Störungen oder bei Ausfall des dem Kupolofen über den Gichtgasbrenner zugeführten Gichtgases oder Sauerstoffs besteht die Gefahr, dass die im Kupolofen befindliche Schlacke durch den im Kupolofen herrschenden Druck in den Gichtgasbrenner gedrückt wird.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens und einen entsprechenden Schachtofen zu entwickeln, wobei der Rücklauf von Schlacke in den Gichtgasbrenner verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Schachtofen, insbesondere Kupolofen, gelöst, der einen Abzug zum Absaugen von Gichtgas aus dem Schachtofen, einen oder mehrere in den Schachtofen mündende Gichtgasbrenner und eine den Abzug und den oder die Gichtgasbrenner verbindende Gichtgasleitung aufweist, und der dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Spülleitung vorgesehen ist, welche in die Gichtgasleitung mündet und mit einem Gebläse versehen ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schmelzen von Einsatzgut in einem Schachtofen, bei dem zeitweise zumindest ein Teil der Gichtgase aus dem Schachtofen abgezogen, mittels eines sauerstoffhaltigen Gases nach dem Strahlpumpenprinzip in einen Gichtgasbrenner gesaugt und gemeinsam mit dem sauerstoffhaltigen Gas über den Gichtgasbrenner wieder in den Schachtofen eingebracht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Gasstrom über den Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingeleitet wird, wenn der Gichtgasstrom und/oder der Strom an sauerstoffhaltigem Gas und/oder der oder die über den Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebrachten Gasströme kleiner oder gleich einem Mindestwert sind.
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Der erfindungsgemäße Schachtofen besitzt einen Abzug zum Absaugen von Gichtgas. Ein Teil des Gichtgases wird zumindest zeitweise aus dem Schachtofen abgezogen, über eine Gichtgasleitung einem Gichtgasbrenner zugeführt und wieder in den Schachtofen eingeleitet. Der aus dem Gichtgasbrenner aus- und in den Schachtofen eintretende Gasstrom verhindert, dass durch den im Schachtofen herrschenden Druck Schlacke in den Gichtgasbrenner gedrückt wird.
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Wird der aus dem Gichtgasbrenner austretende Gasstrom reduziert, so sinkt auch der entsprechende Druck im Gichtgasbrenner und bei Uterschreiten eines Mindestwertes besteht die Gefahr, dass Schlacke aus dem Schachtofen in den Gichtgasbrenner eindringt. Erfindungsgemäß wird daher, wenn der dem Gichtgasbrenner zugeführte Gichtgasstrom und/oder der Strom an sauerstoffhaltigem Gas und/oder der oder die aus dem Gichtgasbrenner austretenden Gasströme kleiner oder gleich einem Mindestwert sind, ein Spülgasstrom durch den Gichtgasbrenner in den Schachtofen geleitet. Die Mindestwerte für den dem Gichtgasbrenner zugeführten Gichtgasstrom, den oder die aus dem Gichtgasbrenner austretenden Gasströme und den Strom an sauerstoffhaltigem Gas können entweder alle genauso groß sein oder aber auch unterschiedliche Werte besitzen.
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Der erfindungsgemäße Schachtofen ist hierzu mit einer Spülgasleitung versehen, die in die Gichtgasleitung mündet und mit einem Gebläse versehen ist. Der Begriff Gebläse soll fremdangetriebene Vorrichtungen aller Art zur Förderung und zum Verdichten eines Gases umfassen, insbesondere Ventilatoren, Lüfter und Verdichter zum Fördern und Verdichten von Gasvolumenströmen, die zwischen Ansaug- und Druckseite ein Druckverhältnis zwischen 1 und 1,1 erzielen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind der oder die Gichtgasbrenner mit einer Zuleitung für ein Oxidationsmittel versehen. Dem Gichtgasbrenner wird über diese Zuleitung ein Strom an sauerstoffhaltigem Gas als Oxidationsmittel zugeführt. Das Oxidationsmittel und das Gichtgas werden entweder in dem Gichtgasbrenner gemischt und als Gemisch in den Schachtofen eingespeist oder als separate Ströme dem Schachtofen zugeführt und in dem Schachtofen zur Reaktion gebracht.
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In eine Variante dient der Strom an sauerstoffhaltigem Gas auch zum Ansaugen des Gichtgases über die Gichtgasleitung. Die Zuleitung für das Oxidationsmittel ist dabei mit einer Treibdüse zur Beschleunigung des Oxidationsmittels und zum Ansaugen von Gichtgas über die Gichtgasleitung versehen. Das sauerstoffhaltige Gas bzw. der Sauerstoff wird in einer Treibdüse beschleunigt. Nach dem Bernoulli-Prinzip (Bernoulli-Effekt) wird dieser Geschwindigkeitsanstieg von einem Abfall des statischen Drucks begleitet. Die kinetische Energie des strömenden Gases bewirkt einen Unterdruck, der genutzt wird, um die Gichtgase nach dem Strahlpumpenprinzip anzusaugen. Die Gichtgase werden dann mit dem sauerstoffhaltigen Gas gemischt und in den Ofen eingeblasen.
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Bei dieser Ausführungsform ist es günstig, den Spülgasstrom dann durch den Gichtgasbrenner zu leiten, wenn der dem Gichtgasbrenner zugeführte Strom an sauerstoffhaltigem Gas einen Mindestwert unterschreitet, da als Folge auch der angesaugte Gichtgasstrom abnehmen wird und die Gefahr des Eindringens von Schlacke aus dem Schachtofen in den Gichtgasbrenner besteht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das aus dem Schachtofen abgezogene Gichtgas mit einem sauerstoffhaltigen Gas angesaugt, dessen Sauerstoffanteil mehr als 80%, bevorzugt mehr als 90%, besonders bevorzugt mehr als 95% beträgt. Ganz besonders bevorzugt wird technisch reiner Sauerstoff eingesetzt.
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Als Spülgas wird bevorzugt Luft eingesetzt. Die Zuführung von Spülgas beginnt, wenn der Gichtgasstrom und/oder der Strom an sauerstoffhaltigem Gas und/oder der oder die über den Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebrachten Gasströme kleiner oder gleich einem Mindestwert sind. Insbesondere erfolgt die Spülung der Gichtgasleitung und des oder der Gichtgasbrenner mit dem Spülgas, wenn einer der genannten Ströme, nämlich der Gichtgasstrom und/oder der Strom an sauerstoffhaltigem Gas und/oder der oder die über den Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebrachten Gasströme, unterbrochen sind.
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Um zu Beginn der Spülgaszuführung definierte Bedingungen in der Gichtgasleitung und im Gichtgasbrenner zu haben und um ungewünschte Zündungen in der Gichtgasleitung zu verhindern, ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Inertgaszuleitung vorgesehen, welche die Gichtgasleitung mit einer Inertgasquelle verbindet. Die Inertgaszuleitung kann entweder direkt in die Gichtgaszuleitung oder in die Spülgaszuleitung münden.
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Wenn der Gichtgasstrom und/oder der Strom an sauerstoffhaltigem Gas und/oder der oder die über den Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebrachten Gasströme kleiner oder gleich einem Mindestwert sind, wird zunächst Inertgas über die Inertgaszuleitung zugeführt und die Gichtgasleitung und der oder die Gichtgasbrenner werden mit dem Inertgas gespült. Erst danach wird über die Spülgaszuführung Luft zum weiteren Spülen der Gichtgasleitung und des Gichtgasbrenners und zur Aufrechterhaltung des Drucks im Gichtgasbrenner zugeführt.
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Über den oder die Gichtgasbrenner werden das Gichtgas und Sauerstoff bzw. ein sauerstoffhaltiges Gas in den Schachtofen eingebracht. In einer Ausführungsform werden zwischen 10 vol-% und 30 vol-% der Gichtgase aus dem Schachtofen abgezogen und über den oder die Gichtgasbrenner wieder zurückgeführt.
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Aufgrund der gerichteten Strömung kommen das Gichtgas und der Sauerstoff und/oder deren Reaktionsprodukte mit der dem Gichtgasbrenner gegenüberliegenden Wand des Schachtofens in Kontakt und können diese bei einer dauerhaften Beaufschlagung beschädigen.
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In einer weiteren Ausführungsform sind daher mindestens zwei Gichtgasbrenner vorgesehen, wobei abwechselnd über jeweils mindestens einen Gichtgasbrenner eine geringere Menge Gichtgas als über den oder die anderen Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebracht wird. Die Gichtgasbrenner werden abwechselnd mit geringem Gasdurchsatz und mit hohem Gasdurchsatz betrieben.
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Von Vorteil ist immer mindestens einer der Gichtgasbrenner ausgeschaltet, das heißt es wird kein Gichtgas über diesen Gichtgasbrenner in den Schachtofen geleitet. Beispielsweise werden drei Gichtgasbrenner eingesetzt, von denen der erste Gichtgasbrenner ausgeschaltet ist, während über die anderen beiden Gichtgasbrenner Gichtgas und Sauerstoff dem Schachtofen zugeführt werden. Nach einer bestimmten Taktzeit wird der zweite Gichtgasbrenner ausgeschaltet, d. h. die Gaszuleitungen zu dem zweiten Gichtgasbrenner werden geschlossen, und der erste Gichtgasbrenner wird zugeschaltet. Schließlich wird im dritten Takt der dritte Gichtgasbrenner ausgeschaltet und das Gichtgas über den ersten und den zweiten Gichtgasbrenner in den Schachtofen eingebracht. Diese Taktabfolge wird dann kontinuierlich wiederholt.
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Von Vorteil werden die Gichtgase im oberen Teil des Schachtofens, bevorzugt im oberen Drittel des Ofens, abgesaugt, in dem im Hinblick auf das Oxidations- bzw. Reduktionsverhalten im Wesentlichen chemisch neutrale Reaktionsbedingungen vorliegen. Ist der Schachtofen, insbesondere der Kupolofen, mit einer Untergichtabsaugung ausgerüstet, so wird das rückgeführte Gichtgas oder ein Teil des rückgeführten Gichtgases im Bereich der Untergichtabsaugung abgezogen. Vorzugsweise ist die Gichtgasleitung an die Untergichtabsaugung angeschlossen.
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In einer anderen Ausführungsform ist mindestens eine Winddüse vorgesehen, die mit einer Treibgaszuleitung für ein Treibgas und mit einer Treibdüse zur Beschleunigung des Treibgases sowie mit einer Zuleitung für Verbrennungsluft versehen ist. Damit kann dem Schachtofen zusätzliche Verbrennungsluft durch Ansaugen mittels des Treibgases nach dem Strahlpumpenprinzip zugeführt werden. Vorzugsweise wird als Treibgas ebenfalls ein sauerstoffhaltiges Gas, insbesondere mit einem Sauerstoffgehalt von mehr als 80%, bevorzugt mehr als 90%, besonders bevorzugt mehr als 95%, eingesetzt.
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Vorzugsweise wird die dem Kupolofen, oder allgemein dem Schachtofen, zugeführte Verbrennungsluft vorgewärmt, d. h. der Kupolofen wird im Heißwindbetrieb gefahren. Hierzu wird der Teil der nicht in den Kupolofen zurückgeführten Gichtgase in eine Brennkammer geleitet, in der das enthaltene Kohlenmonoxid vollständig verbrannt wird. Häufig wird hierzu in der Brennkammer ein Erdgasbrenner als Stützbrenner eingesetzt.
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Die CO-freien Gichtgase verlassen die Brennkammer und werden durch einen Rekuperator geführt, um deren Wärmeenergie zurückzugewinnen. Die Verbrennungsluft für den Ofen wird im Gegenstrom zu den Gichtgasen durch den Rekuperator geleitet, dabei auf beispielsweise 500°C vorgewärmt und als Heißwind dem Ofen zugeführt.
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Von Vorteil sind der oder die Gichtgasbrenner mit einer Wasserkühlung ausgestattet. Für die Winddüsen hat sich dagegen gezeigt, dass eine Wasserkühlung nicht notwendig ist. Diese werden daher von Vorteil ohne Wasserkühlung betrieben.
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Die Erfindung bezieht sich auf alle Arten von Schachtöfen, ist aber ganz besonders für Kupolöfen geeignet. Als Brennstoff für den Schachtofen kommen beispielsweise Koks oder Koksersatzstoffe, wie Koksruß bzw. gepresster Koksruß mit oder ohne Bindemittel, zum Einsatz.
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Im Hinblick auf das zu schmelzende Einsatzgut ist die Erfindung im Wesentlichen für alle Arten von Einsatzgut geeignet, insbesondere für Kupolöfen zum Schmelzen von eisenmetallischen Werkstoffen oder Öfen zur Herstellung von Gusseisen oder zur Herstellung von mineralischen Schmelzen und Glasschmelzen.
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Die Erfindung erlaubt eine sehr flexible Fahrweise des Schachtofens. Insbesondere kann der Schachtofen auf folgende Arten betrieben werden:
- • Gichtfahrweise
- • Spülfahrweise
- • Windfahrweise
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Bei der Gichtfahrweise wird, wie oben beschrieben, ein Teil des Gichtgases aus dem Schachtofen abgezogen und mit einem sauerstoffhaltigen Gas über den oder die Gichtgasbrenner wieder in den Schachtofen zurückgeführt. Es hat sich gezeigt, dass dabei die dem Schachtofen zugeführte Windmenge um bis zu 70% reduziert werden kann im vergleich zu einer Fahrweise ohne Gichtgasrückführung.
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Die Spülfahrweise wird bei Störungen, nach dem Abschalten oder bei Ausfall eines Gichtgasbrenners oder des sauerstoffhaltigen Gasstroms zum Gichtgasbrenner angewandt. In diesem Betriebsmodus wird mittels des Gebläses Spülluft durch die Gichtgasleitung und den Gichtgasbrenner geführt, um diese vor dem Rücklauf von Schlacke aus dem Schachtofen zu schützen. In dieser Betriebsart kann jederzeit der Strom an sauerstoffhaltigem Gas zu dem oder den Gichtgasbrennern zugeschaltet werden.
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Schließlich ist es auch möglich, den Schachtofen in der Betriebsart ”Windfahrweise” zu betreiben. Steht in bestimmten Betriebszuständen, beispielsweise beim Herunterfahren, d. h. beim geregelten klangsamen Abschalten, des Schachtofens oder nach Störungen kein energiereiches Gichtgas zur Verfügung, so wird der Schachtofen vorzugsweise auf Windfahrweise umgestellt. In diesem Betriebsmodus wird ein teil des Ofenwindes mittels des sauerstoffhaltigen Gasstroms aus dem Windring angesaugt und über den oder die Gichtgasbrenner in den Schachtofen geführt.
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Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigen
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1 schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kupolofen und
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2 eine schematische Darstellung der Anschlüsse an den Gichtgasbrennern.
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Der in der 1 schematisch dargestellte Kupolofen 1 besitzt eine Untergichtabsaugung 2. Die über die Untergichtabsaugung 2 abgezogenen Gichtgase werden in bekannter Weise einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkammer zugeführt und dort nachverbrannt. Die resultierenden heißen Verbrennungsgase werden in einem Rekuperator zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für den Kupolofen 1 verwendet.
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Im Rekuperator wird die Verbrennungsluft von Umgebungstemperatur auf über 500°C angewärmt, in den den Kupolofen 1 ringförmig umfassende Windring 5 eingespeist, um anschließend in den Kupolofen 1 geleitet zu werden (Heißwindbetrieb).
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Im unteren Teil des Schachtes 1 sind mehrere Winddüsen 6 angebracht. Den Winddüsen 6 wird über Leitung 25 technisch reiner Sauerstoff zugeführt und in einer Treibdüse 7 beschleunigt. Der dabei auftretende Unterdruck saugt einen Teil der vorgewärmten Verbrennungsluft über die Saugleitung 8 aus dem Windring 5 an. Weitere Verbrennungsluft strömt in herkömmlicherweise über die Luftleitung 9 zur Winddüse 6. Die gesamte Verbrennungsluft wird gemeinsam mit dem Sauerstoff in den Kupolofen 1 eingedüst.
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Von der Untergichtabsaugung 2 des Kupolofens 1 zweigt eine Gichtgasleitung 11 ab, die in einem oder mehreren Gichtgasbrennern 12 endet. Dem Gichtgasbrenner 12 wird gasförmiger Sauerstoff mit einer technischen Reinheit von mindestens 95% über eine Zuleitung für ein Oxidationsmittel, im Folgenden als die Sauerstoffzuführung 14 bezeichnet, mit Ventil 15 zugeführt und in einer Treibdüse 13 beschleunigt. Bei der Beschleunigung des Sauerstoffs werden nach dem Strahlpumpenprinzip über die Gichtgasleitung 11 Gichtgase aus der Untergichtabsaugung 2 des Kupolofens 1 abgezogen und in den Gichtgasbrenner 12 eingesaugt. Im Gichtgasbrenner 12 vermischen sich die Gichtgase mit dem Sauerstoff und werden gemeinsam in den Kupolofen 1 eingedüst. Im Kupolofen 1 findet eine Nachverbrennung des in den Gichtgasen noch enthaltenen CO zu CO2 statt.
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Die Gichtgasleitung 11 ist mit einem Absperrventil 16 versehen, mit dem die Strömungsverbindung zwischen der Untergichtabsaugung 2 und der Treibdüse 13 unterbrochen werden kann. Stromabwärts des Absperrventils 16 münden in die Gichtgasleitung 11 eine mit einem Ventil 18 versehene Verbindungsleitung 17 zum Windring 5 und eine Spülgasleitung 19, die mit einem Gebläse 20 versehen ist und mit einem Ventil 21 geöffnet oder geschlossen werden kann. Schließlich ist eine Inertisierungsleitung 22 mit einem Ventil 23 vorgesehen, welche ebenfalls in die Gichtgasleitung 11 mündet.
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Beim Abschalten eines Gichtgasbrenners 12 werden die Sauerstoffzuführung 14 zur Treibdüse 13 und die Gichtgasleitung 11 mittels der Ventile 15, 16 geschlossen. Ebenso ist die Verbindungsleitung 17 zwischen dem Windring 5 und der Gichtgasleitung 11 mittels des Ventils 18 geschlossen. Nach dem Schließen der Ventile 15, 16, 18 wird zunächst die Inertisierungsleitung 22 mittels des Ventils 23 geöffnet.
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Die Inertisierungsleitung 22 ist mit einem Stickstoffbehälter 24 verbunden, in dem gasförmiger Stickstoff mit einem Druck von beispielsweise zwischen 10 und 15 bar gespeichert ist. Der Stickstoffbehälter 24 hat zum Beispiel ein Volumen von 2 bis 3 m3. Nach Öffnen des Ventils 23 strömt sehr schnell Stickstoff aus dem Stickstoffbehälter 24 in die Gichtgasleitung 11, die Treibdüse 13 und über den Gichtgasbrenner 12 in den Kupolofen 1. Der Stickstoffstrom wird beispielsweise für 10 bis 15 Sekunden aufrechterhalten, um die Gichtgasleitung 11, die Treibdüse 13 und den Gichtgasbrenner 12 zu inertisieren.
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Dann wird das Ventil 23 geschlossen und das Ventil 21 in der Spülgasleitung 19 geöffnet. Das Gebläse 20 fördert Luft über die Gichtgasleitung 11, die Treibdüse 13 und den Gichtgasbrenner 12 in den Kupolofen 1 und erzeugt im Gichtgasbrenner 12 einen Gasdruck, der verhindert, dass Schlacke aus dem Kupolofen 1 in den Gichtgasbrenner 12 eindringt.
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Zum Wiederanfahren eines abgeschalteten Gichtgasbrenners 12 werden Ventil 21 geschlossen und Ventil 23 geöffnet, so dass die in der Gichtgasleitung 11, der Treibdüse 13 und dem Gichtgasbrenner 12 vorhandene Luft in den Kupolofen 1 gedrängt wird. Dann wird die Inertisierungsleitung 22 wieder geschlossen und die Ventile 15 und 16 geöffnet.
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2 zeigt schematisch die Anordnung der Winddüsen 6 und der Gichtgasbrenner 12, 12a, 12b, 12c am Kupolofen. In diesem Beispiel sind drei Gichtgasbrenner 12a, 12b, 12c vorgesehen, die abwechselnd mit den Winddüsen 6 gleichmäßig um den Umfang des Kupolofens 1 verteilt sind. Die Gichtgasbrenner 12a, 12b, 12c sind mit einer in den Figuren nicht gezeigten Wasserkühlung versehen.
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Die Gichtgasbrenner 12a, 12b, 12c werden getaktet betrieben. Im ersten Takt wird das aus der Untergichtabsaugung abgezogene Gichtgas über die Gichtgasbrenner 12a und 12b in den Kupolofen 1 zurückgeführt. Der Gichtgasbrenner 12c ist außer Betrieb, d. h. die Ventile 15c, 16c sind geschlossen, um die Sauerstoffzuführung 14c und die Verbindung der Gichtgasleitung 11c zur Untergichtabsaugung 2 zu unterbrechen. Ventil 19c ist geöffnet und Spülluft wird mittels des Gebläses 20c in die Gichtgasleitung 11c und durch den Gichtgasbrenner 12c geleitet.
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Nach einer bestimmten Taktzeit wird der Gichtgasbrenner 12a ausgeschaltet und das Gichtgas wird über die Gichtgasbrenner 12b und 12c dem Kupolofen 1 zugeführt. Bei drei Gichtgasbrennern 12a, 12b, 12c wird die Taktzeit vorzugsweise zu 30 Minuten bis 2 Stunden, beispielsweise zu 1 Stunde, gewählt.
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Beim Abschalten des Gichtgasbrenners 12a werden zunächst die Ventile 15a, 16a geschlossen und Ventil 23a geöffnet. Der Gichtgasbrenner 12a wird dann mit gasförmigem Stickstoff für beispielsweise 12 Sekunden gespült. Anschließend wird die Spülleitung 22a geschlossen und Ventil 21a in der Spülleitung 19a geöffnet, um den Gichtgasbrenner 12a mit Luft zu spülen.
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Entsprechend wird beim Zuschalten des Gichtgasbrenners 12c zunächst die Spülleitung 19c geschlossen und das Ventil 23c in der Inertisierungsleitung 22c geöffnet. Die Gichtgasleitung 11c und der Gichtgasbrenner 12c werden mit Stickstoff durchströmt, um definierte Bedingungen herzustellen. Nach 10 bsi 15 Sekunden können dann die Ventile 15c und 16c geöffnet werden, um mittels des über Sauerstoffleitung 14c zugeführten Sauerstoff Gichtgas aus der Untergichtabsaugung 2 abzusaugen.
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Im dritten Takt wird schließlich Gichtgasbrenner 12b abgeschaltet und das Gichtgas über die Gichtgasbrenner 12a, 12c zugeführt. Die beschriebenen Takte werden dann zyklisch wiederholt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0762068 A1 [0004]
- EP 0614060 A1 [0009]
