DE102012017066A1 - Shaft furnace i.e. cupola furnace, for melting e.g. raw material, has outlet for combustion gases and arranged above feeding aperture, and oxygen supply and ignition device arranged below aperture during functional alignment of furnace - Google Patents

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Abstract

The furnace (1) has a shaft (10) in which raw material is melted. A feeding aperture (12) feeds the material to the shaft. A wind system (15) provides combustion air. An over-top outlet (13) is provided for combustion gases, where the material is fed upwardly into the shaft through the aperture during functional alignment of the furnace. The outlet is arranged above the aperture, and an oxygen supply and ignition device (14) is arranged below the aperture during functional alignment of the furnace. The ignition device has a burner i.e. oxygen burner. An independent claim is also included for a method for operating a shaft furnace.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schachtofen und ein Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens. Zur Nachverbrennung von im Schacht befindlichem Kohlenmonoxid wird dabei an einer Position zwischen der Beschickungsöffnung des Schachtofens und oberhalb einer maximalen oder aktuellen Füllhöhe Sauerstoff zugeführt und gezündet.The invention relates to a shaft furnace and a method for operating a shaft furnace. For the afterburning of coal monoxide located in the shaft, oxygen is supplied and ignited at a position between the feed opening of the shaft furnace and above a maximum or actual filling level.

Schachtöfen, insbesondere Kupolöfen, werden dazu verwendet, Einsatzgut wie beispielsweise Roheisen, Gussbruch, Stahlschrott oder sonstige Legierungen zu schmelzen. Zumeist wird dabei im Herd eines Schachtes des jeweiligen Schachtofens zunächst der Koks gezündet; beispielsweise kann dazu der Koks mit Hilfe eines Gasbrenners zum Glühen gebracht werden. Anschließend kann durch eine am oberen Ende des Schachtes befindliche Beschickungsöffnung das Schmelzgut zusammen mit Koks und Zuschlagsstoffen in den Schacht auf die brennende Glut eingebracht werden. Dabei wird Luft, die vorzugsweise zuvor mit Sauerstoff angereichert wurde, über Winddüsen oberhalb des Herdes in den Schacht zugeführt (in die Schmelzzone zugeführt). Aus der EP 0 762 068 A1 und der DE 10 2008 048 779 A1 ist insbesondere bekannt, ein Fördermittel einzusetzen, dessen Zufuhr einen Unterdruck erzeugt und so ein Ansaugen der für die Verbrennung benötigten Luft aus dem Windsystem des Ofens. bewirkt (Treibdüsen-Injektionsverfahren(TDI) bzw. High Efficiency Furnace(HEF)-Verfahren mit Windsystem (HEF-W)). Alternativ kann Gichtgas aus der Untergicht abgesaugt werden (sogenanntes HEF-G-Verfahren).Shaft furnaces, in particular cupola furnaces, are used to melt feedstock such as pig iron, cast iron, steel scrap or other alloys. In most cases, the coke is ignited in the hearth of a shaft of the respective shaft furnace; For example, the coke can be made to glow by means of a gas burner. Subsequently, the melted material can be introduced into the shaft together with coke and additives in the shaft to the burning embers by a feed opening located at the upper end of the shaft. In this case, air, which was preferably previously enriched with oxygen, supplied via tuyeres above the hearth in the shaft (fed into the molten zone). From the EP 0 762 068 A1 and the DE 10 2008 048 779 A1 is particularly known to use a conveyor, the supply of which generates a negative pressure and thus sucking the air required for the combustion of the wind system of the furnace. effects (Treibdüsen injection method (TDI) or High Efficiency Furnace (HEF) method with wind system (HEF-W)). Alternatively, top gas can be sucked out of the bottom layer (so-called HEF-G process).

Bei der Verbrennung der Brennstoffe entstehen Verbrennungsgase, die auch als ”Gichtgase” bezeichnet werden und die insbesondere giftiges Kohlenmonoxid enthalten. Damit möglichst wenig dieser Gase in die Umwelt gelangt, werden die Gichtgase abgezogen und gereinigt. Bei der sogenannten ”Untergichtabsaugung” werden die Gichtgase unterhalb, bei der ”Obergichtabsaugung” oberhalb der Beschickungsöffnung des Schachtofens abgezogen. Auch Kombinationen beider Technologien sind bekannt.Combustion of fuels produces combustion gases, also referred to as "gassing gases," which in particular contain toxic carbon monoxide. So that as little as possible of these gases gets into the environment, the gassing gases are withdrawn and cleaned. In the so-called "lower-gas extraction", the top gases are taken off below, and in the "top-gas extraction" above the feed opening of the shaft furnace. Also combinations of both technologies are known.

Die Druckschrift DE 10 2008 048 779 A1 offenbart ein Verfahren und einen Schachtofen, bei denen ein Teil der abgezogenen Gase zusammen mit zusätzlichem Sauerstoff in den Schachtofen zurückgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Koksersparnis von bis zu 25% erreicht werden.The publication DE 10 2008 048 779 A1 discloses a method and shaft furnace in which a portion of the withdrawn gases are returned to the shaft furnace along with additional oxygen. In this way, a coke saving of up to 25% can be achieved.

Bei einer derartigen Gichtgasrückführung wird auch ein Teil der Verbrennungsluft aus dem Windsystem des Ofens angesogen. Durch den erhöhten technischen Sauerstoffanteil bei dieser Ofenfahrweise kann auf einen erheblichen Anteil des Ofenwindes verzichtet werden, somit verringert sich die Gichtgasmenge insgesamt und der Kohlenmonoxidanteil im Gichtgas steigt an (geringere Gasmenge, höhere Kohlenmonoxid-Konzentration).With such a top gas recirculation, a part of the combustion air from the wind system of the furnace is sucked. Due to the increased technical oxygen content in this Ofenfahrweise can be dispensed with a significant proportion of furnace wind, thus reducing the total amount of blast furnace gas and the carbon monoxide in the top gas increases (lower gas volume, higher carbon monoxide concentration).

Bei Untergichtabsaugung wird ein Teil der hochenergetischen Gichtgase durch neu entwickelte Systeme (Top-Gas-Brenner) an Einsatzmaterial geführt. Somit kann ein Teil der eingesetzten Primärenergie reduziert werden, in den meisten Fällen der eingesetzte Giessereikoks.In the case of undergassing, part of the high-energy storm gases are fed to newly-developed systems (top gas burners). Thus, part of the primary energy used can be reduced, in most cases the foundry coke used.

Der Teil der Gichtgase, der nicht über eine Obergicht abgesaugt wird, gelangt über die sogenannte Untergichtabsaugung zu diversen Gasreinigungssystemen, zur Gichtgasnachverbrennung und kann in den meisten Fällen als Energienutzung für diverse Wärme(Energie-)-rückgewinnungen genutzt werden. Das kann in Form der Nutzung für die Erwärmung des Heißwindes oder für interne oder externe Heißzwecke verwendet werden (Brauchwasser, Verstromung).The part of the top gas, which is not extracted by a top layer, passes through the so - called bottom suction to various gas purification systems, to the top gas afterburning and can be used in most cases as energy for various heat (energy) - recoveries. This can be used in the form of use for heating the hot blast or for internal or external hot purposes (industrial water, electricity).

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Technologie bereitzustellen, schädliche Schachtofenemissionen zu verringern, die über die Obergicht abgesaugt werden, insbesondere die des Kohlenmonoxides und u. a. die des Benzoles. Damit soll insbesondere eine Geruchsreduzierung im Anlagenumfeld erreicht werden.The present invention has an object to provide a technology to reduce harmful shaft furnace emissions, which are sucked through the top layer, in particular those of carbon monoxide and u. a. those of benzene. This is intended in particular to achieve an odor reduction in the plant environment.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß werden ein Schachtofen und ein Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgeschlagen.According to the invention, a shaft furnace and a method for operating a shaft furnace according to the independent patent claims are proposed.

Der erfindungsgemäße Schachtofen umfasst einen Schacht, in dem metallisches Material geschmolzen werden kann. Der Schachtofen umfasst eine Beschickungsöffnung (auch Begichtungs- oder Chargieröffnung genannt), durch die das Material bei funktionsgemäßer Ausrichtung von oben in den Schacht eingebracht werden kann. In der genannten Ausrichtung weist der Schachtofen oberhalb der Beschickungsöffnung mindestens einen Abzug für Verbrennungsgase (insbesondere Gichtgas) auf. Der erfindungsgemäße Schachtofen umfasst ferner eine bei funktionsgemäßer Schachtofenausrichtung unterhalb der Beschickungsöffnung angeordnete Vorrichtung zur Zufuhr von (vorzugsweise technischem) Sauerstoff und zum Zünden. Letztere ist vorteilhafterweise dazu eingerichtet, mit dem zugeführten Sauerstoff angereichertes Gichtgas zu entzünden. Die Vorrichtung kann zusätzlich auch einen Öl- oder Gasbrenner oder einen Sauerstoff-Brenner aufweisen.The shaft furnace according to the invention comprises a shaft in which metallic material can be melted. The shaft furnace comprises a feed opening (also called the charging or charging opening), through which the material can be introduced from the top into the shaft when it is properly aligned. In the stated orientation, the shaft furnace above the feed opening at least one outlet for combustion gases (in particular blast furnace gas). The shaft furnace according to the invention further comprises a device for supplying (preferably technical) oxygen and for ignition, which is arranged below the feed opening when the shaft furnace is in the proper position. The latter is advantageously designed to ignite with the supplied oxygen enriched blast furnace gas. The device may additionally comprise an oil or gas burner or an oxygen burner.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens umfasst ein Schmelzen von Einsatzgut in dem Schachtofen. Der Schachtofen weist dabei eine Beschickungsöffnung sowie oberhalb der Beschickungsöffnung mindestens einen Abzug für Verbrennungsgase auf. Unterhalb der Beschickungsöffnung wird erfindungsgemäß Gichtgas im Schachtofen durch Zuführen von (vorzugsweise technischem) Sauerstoff angereichert und entzündet.The method according to the invention for operating a shaft furnace comprises melting feedstock in the shaft furnace. The shaft furnace has a feed opening and above the feed opening at least one trigger for combustion gases. Below the feed opening, top gas is enriched in the shaft furnace by supplying (preferably technical) oxygen and ignited according to the invention.

Durch die erfindungsgemäße Zufuhr von Sauerstoff oberhalb der Materialsäule und unterhalb der Beschickungsöffnung kann mittels einer Zündquelle das hochenergetische Gichtgas gezündet und sodann der Anteil u. a. von Kohlenmonoxid fast vollständig nachverbrannt werden. Die heißen aufsteigenden Abgase werden an der Beschickungsöffnung mit der eintretenden Falschluft vermischt und abgekühlt und gelangen so über den Abgaskühler und den Filter zum Kamin. Die CO-Konzentration am Abgaskamin von Anlagen mit u. a. Obergichtabsaugungen kann so um ein Vielfaches reduziert werden.By supplying oxygen according to the invention above the column of material and below the feed opening, the high-energy blast furnace gas can be ignited by means of an ignition source and then the proportion u. a. almost completely burned by carbon monoxide. The hot rising exhaust gases are mixed at the feed opening with the incoming secondary air and cooled and thus pass through the exhaust gas cooler and the filter to the chimney. The CO concentration at the exhaust stack of systems with u. a. Obergichtabsaugungen can be reduced so many times.

Die Tatsache, dass der Sauerstoff unterhalb der Beschickungsöffnung zur Zündung des Gichtgases zugeführt wird, führt zu einer ”natürlichen” Nachverbrennung der brennbaren Bestandteile des Gichtgases. Eine Verbrennung der Gichtgase nach der Vermischung mit Falschluft hinter der Begichtungsöffnung wäre aufgrund des Verdünnungseffektes nicht mehr möglich.The fact that the oxygen is supplied below the feed opening for igniting the top gas leads to a "natural" afterburning of the combustible constituents of the top gas. Combustion of the gassing gases after mixing with false air behind the discharge opening would no longer be possible due to the dilution effect.

Bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung offenbart.Preferred embodiments are disclosed in the subclaims, the present description and the drawing.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf alle Arten von Schachtöfen, ist aber besonders für Kupolöfen geeignet. Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Schachtofen für ein Schmelzen von Gusseisen, Mineralwolle, Kupfer, Blei und/oder Aluminium eingerichtet.The present invention relates to all types of shaft furnaces, but is particularly suitable for cupola furnaces. The shaft furnace according to the invention is preferably designed for melting cast iron, mineral wool, copper, lead and / or aluminum.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zur Sauerstoffzufuhr und zum Zünden einen Gasbrenner (z. B. einen Propan- oder Erdgasbrenner) oder einen Gas-Brenner oder Gas-Sauerstoff-Brenner. Vorzugsweise ist der Brenner eingerichtet, während eines Schmelzvorgangs in regelmäßigen Zeitabständen zu zünden oder kontinuierlich zu brennen.In a preferred embodiment, the device for supplying oxygen and for igniting comprises a gas burner (eg a propane or natural gas burner) or a gas burner or gas-oxygen burner. Preferably, the burner is arranged to ignite during a melting process at regular intervals or to burn continuously.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Entzünden des angereicherten Gichtgases durch einen entsprechenden Brenner.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the ignition of the enriched top gas is ignited by a corresponding burner.

Ein derartiger Brenner erlaubt eine einfache Steuerung der Zündung und/oder Verbrennung, beispielsweise durch Steuerung einer Brenngaszufuhr für den Brenner. Der Brenner dient vorzugsweise lediglich zum Anstoßen der Verbrennungsreaktion. Dies kann durch ein kontinuierliches Verbrennen oder durch ein wiederholtes, vorzugsweise periodisches Zünden von separat zugeführtem Brenngas erfolgen, beispielsweise in unmittelbarer Nähe der Position, an der der Sauerstoff dem Schacht zugeführt wird. Nach dem Entzünden des Gichtgases mittels Sauerstoff brennt das Gichtgas mit dem Kohlenmonoxid also vorzugsweise allein, d. h. ohne zusätzliche Energiezufuhr weiter. Das Zündgas des Brenners kann seinerseits Sauerstoff sein.Such a burner allows a simple control of the ignition and / or combustion, for example by controlling a fuel gas supply to the burner. The burner is preferably used only to initiate the combustion reaction. This can be done by a continuous burning or by a repeated, preferably periodic ignition of separately supplied fuel gas, for example in the immediate vicinity of the position at which the oxygen is supplied to the shaft. After igniting the top gas by means of oxygen, the top gas burns with the carbon monoxide so preferably alone, d. H. without additional energy supply. The ignition gas of the burner can in turn be oxygen.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Schachtofens, bei der die Vorrichtung zur Sauerstoffzufuhr und zum Zünden bei der funktionsgemäßen Ausrichtung des Schachtofens in der oberen Hälfte, im oberen Drittel oder im oberen Viertel des Schachtes oder oberhalb einer für einen Schmelzbetrieb vorgesehenen maximalen Füllhöhe des Schachtes angeordnet ist. Eine maximale Füllhöhe kann insbesondere durch einen Hersteller des Schachtofens vorgegeben sein und/oder eine Höhe des Schachtes markieren, bis zu der dieser bei einem Schmelzprozess (sinnvollerweise, d. h. ohne Beeinträchtigung des Schmelzprozesses oder Gefährdung der Schachtofenumgebung) beschickt werden kann. Insbesondere kann eine maximale Füllhöhe durch die Gesamthöhe und/oder Form des Schachtes und/oder (z. B. resultierende) Luft- oder Materialströmungen im Schacht bestimmt sein.Particularly preferred is an embodiment of the shaft furnace, wherein the device for oxygen supply and ignition in the proper orientation of the shaft furnace in the upper half, in the upper third or in the upper quarter of the shaft or above a provided for a melting operation maximum filling height of the shaft is arranged , A maximum filling height can be specified in particular by a manufacturer of the shaft furnace and / or mark a height of the shaft, up to which it can be charged during a melting process (meaningfully, that is without impairing the melting process or endangering the shaft furnace environment). In particular, a maximum fill level may be determined by the overall height and / or shape of the shaft and / or (eg, resulting) air or material flows in the shaft.

Entsprechend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, bei dem die Sauerstoffzufuhr und die Zündung des Gichtgases mittels des Sauerstoffs oberhalb eines Füllstandes im Schacht erfolgt. Der Füllstand ist dabei die aktuelle Füllhöhe des Schachtes mit Einsatz- und/oder Brennmaterial; sie liegt vorzugsweise höchstens bei drei Vierteln der Gesamthöhe des Schachtes, oder höchstens bei zwei Dritteln oder höchstens bei der Hälfte der Gesamthöhe des Schachtes, oder bei einer vorgegebenen maximalen Füllhöhe des Schachtes, bis zu der der Schacht befüllt werden kann, ohne dass Nachteile beim Betreiben des Schachtofens zu erwarten sind.Accordingly, an embodiment of the method according to the invention is advantageous in which the oxygen supply and the ignition of the top gas is effected by means of the oxygen above a level in the shaft. The level is the current level of the shaft with feed and / or fuel; it is preferably at most three quarters of the total height of the shaft, or at most two thirds or at most half the total height of the shaft, or at a given maximum filling height of the shaft, to which the shaft can be filled, without any disadvantages in operation of the shaft furnace are to be expected.

Da die Zufuhr von Sauerstoff bei diesen Ausführungsformen oberhalb des Füllstandes des Schachtofens erfolgt, wird durch die Verbrennung keine metallurgische Arbeit geleistet, so dass sich die metallurgischen Eigenschaften des Schachtofeneinsatzes nicht verändern.Since the supply of oxygen in these embodiments takes place above the filling level of the shaft furnace, no metallurgical work is performed by the combustion, so that the metallurgical properties of the shaft furnace insert do not change.

Kurze FigurenbeschreibungShort description of the figures

1A zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schachtofens mit einer Kombination aus Obergicht- und Untergichtabsaugung. 1A schematically shows an embodiment of the shaft furnace according to the invention with a combination of Obergicht- and Untergichtabsaugung.

1B zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schachtofens mit einer Obergichtabsaugung. 1B schematically shows an embodiment of the shaft furnace according to the invention with a Obergichtabsaugung.

Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1A ist beispielhaft ein Schachtofen 1 gezeigt, der einen Schacht 10 aufweist, in dem Einsatzmaterial (beispielsweise Gusseisen, Mineralwolle, Kupfer, Blei und/oder Aluminium) geschmolzen werden kann. Das Einsatzmaterial kann zusammen mit Brennmaterial (z. B. Koks) durch eine Beschickungsöffnung 12 in den Schacht eingebracht werden. Geschmolzenes Material kann an einem nicht dargestellten Abfluss entnommen werden.In 1A is an example of a shaft furnace 1 shown a manhole 10 in which feedstock (eg, cast iron, mineral wool, copper, lead, and / or aluminum) can be melted. The feed may be co-fired with fuel (eg, coke) through a feed port 12 be introduced into the shaft. Molten material can be taken from a drain, not shown.

Der dargestellte Schachtofen 1 umfasst eine Düse 18 und ein Windsystem 15 zur Bereitstellung von Verbrennungsluft. Das Windsystem umfasst eine Zuleitung 17 zu einem Ventilator und ist Teil einer Treibdüsen-Injektionsvorrichtung 16. Über die Düse 18 kann ein Teilstrom der Verbrennungsluft im Windsystem 15 in den Schacht eingetragen werden kann. Vorzugsweise wird dieses Einsaugen durch Zufügen eines Fördermittels verstärkt.The illustrated shaft furnace 1 includes a nozzle 18 and a wind system 15 to provide combustion air. The wind system includes a supply line 17 to a fan and is part of a motive nozzle injection device 16 , About the nozzle 18 can be a partial flow of combustion air in the wind system 15 can be entered in the shaft. Preferably, this suction is enhanced by adding a conveyor.

Oberhalb der Beschickungsöffnung 12 weist der dargestellte Schachtofen einen Abzug 13 für Gichtgase auf; bei dieser Positionierung spricht man von einem Obergichtabzug. Durch den Abzug 13 abgezogenes Gichtgas kann einer nicht gezeigten Brennkammer zugeführt und dort nachverbrannt werden. Die freiwerdende Hitze kann beispielsweise zur Erwärmung von dem Schachtofen zuzuführendem Gas (z. B. Luft oder Sauerstoff) genutzt werden.Above the feed opening 12 the shaft furnace shown has a trigger 13 for gassing gases on; In this positioning one speaks of a Obergichtabzug. Through the deduction 13 withdrawn top gas can be supplied to a combustion chamber, not shown, and burned there. The released heat can be used, for example, for heating gas (eg air or oxygen) to be supplied by the shaft furnace.

Ein Teil des durch den Abzug 13 abgezogenen Gichtgases kann jedoch über eine nicht dargestellte Rückführungsleitung dem Schacht erneut zugeführt werden. Dabei wird das Gichtgas vorzugsweise mit Hilfe einer Vorrichtung mit Sauerstoff vermischt.Part of the deduction 13 withdrawn overhead gas, however, can be fed to the shaft again via a return line, not shown. In this case, the top gas is preferably mixed by means of a device with oxygen.

Der gezeigte Schachtofen 1 kann für das Schmelzen von Einsatzmaterial bis zu einer maximalen Füllhöhe befüllt werden. Diese maximale Füllhöhe, die in der 1 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist, kann eine vom Hersteller des Schachtofens angegebene und/oder markierte Begrenzung sein, die sich z. B. aus der Form des Schachtes ergeben kann. Im Gebrauch des Schachtofens liegt dessen Füllstand also unterhalb oder maximal auf gleicher Höhe wie die maximale Füllhöhe.The shaft furnace shown 1 can be filled to melt feedstock up to a maximum fill level. This maximum fill level in the 1 shown schematically and with the reference numeral 11 may be specified by the manufacturer of the shaft furnace and / or marked boundary, the z. B. can result from the shape of the shaft. In the use of the shaft furnace whose level is therefore below or at most at the same height as the maximum level.

Zwischen der maximalen Füllhöhe 11 und der Beschickungsöffung 12 weist der Schachtofen 1 eine Vorrichtung 14 zur Sauerstoffzufuhr und Zündung auf. Mit ihr kann das Gichtgas mit Sauerstoff angereichtert und alsdann entzündet werden. Die Vorrichtung umfasst eine Sauerstoffeindüsung und eine Zündeinrichtung, vorzugsweise einen Öl- oder Gas-Brenner (z. B. einen Erdgas-Brenner), zweckmäßigerweise mit Verbrennungsluftzufuhr, oder einen Sauerstoff-Brenner. Mit der Zündeinrichtung kann das Gichtgas (hier insbesondere der Kohlenmonoxidanteil) zusammen mit dem zugeführten Sauerstoff gezündet werden und verbrennt dann im Wesentlichen selbständig. Mit anderen Worten wird das aus dem Schacht ausströmende Gichtgas mit Sauerstoff angereichert und mit dem Brenner entzündet. Dadurch wird insbesondere der Kohlenmonoxidanteil signifikant reduziert und es ergeben sich die weiteren oben geschilderten Vorteile.Between the maximum fill level 11 and the loading opening 12 points the shaft furnace 1 a device 14 for oxygenation and ignition. With it, the blast furnace gas can be enriched with oxygen and then ignited. The apparatus comprises an oxygen injection and an ignition device, preferably an oil or gas burner (eg a natural gas burner), expediently with combustion air supply, or an oxygen burner. With the ignition device, the blast furnace gas (in particular the carbon monoxide component) can be ignited together with the supplied oxygen and then burns essentially independently. In other words, the top gas flowing out of the shaft is enriched with oxygen and ignited with the burner. As a result, in particular, the carbon monoxide component is significantly reduced and there are the other advantages described above.

In 1B ist eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt; für Merkmale, die den in 1A gezeigten entsprechen, werden dabei dieselben Bezugszeichen verwendet.In 1B an alternative embodiment of the present invention is shown; for features that are in the 1A the same reference numerals are used.

In 1B ist ein Schachtofen 1' gezeigt, der eine Kombination aus Ober- und Untergichtabzug aufweist: Oberhalb der Beschickungsöffnung 12 ist ein Obergichtabzug 13 angeordnet, unterhalb der genannten Öffnung weist der Schachtofen 1' einen Untergichtabzug 19 auf. Der Schacht 10 weist zudem eine Gichtgas-Rückführungsleitung 20 auf.In 1B is a shaft furnace 1' shown, which has a combination of upper and Untergichtabzug: Above the feed opening 12 is a Obergichtabzug 13 arranged, below said opening, the shaft furnace 1' an undergauge hood 19 on. The shaft 10 also has a top gas recirculation line 20 on.

Zwischen der maximalen Füllhöhe 11 und der Beschickungsöffnung 12 befindet sich die Vorrichtung 14 zur Sauerstoffzufuhr und zur Zündung von Gichtgas mit Hilfe des Sauerstoffs, wie sie bereits mit Bezug zu 1A beschrieben wurde.Between the maximum fill level 11 and the loading opening 12 is the device 14 for the supply of oxygen and the ignition of blast furnace gas with the help of oxygen, as already related to 1A has been described.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Schachtofenshaft furnace
1010
Schachtshaft
1111
maximale Füllhöhemaximum filling height
1212
Beschickungsöffnungloading port
1313
ObergichtabzugUpper gout deduction
1414
Vorrichtung zur Sauerstoffzufuhr und zum ZündenApparatus for supplying oxygen and for igniting
1515
Windsystemwind system
1616
Treibdüsen-InjektionsvorrichtungPropellant jet injection device
1717
Zuleitung zu VentilatorSupply to fan
1818
Düse zum Eintragen eines Teilstroms der VerbrennungsluftNozzle for introducing a partial flow of the combustion air
1919
UntergichtabzugFrom gout deduction
2020
Gichtgas-RückführungsleitungBlast furnace gas recirculation line

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0762068 A1 [0002] EP 0762068 A1 [0002]
  • DE 102008048779 A1 [0002, 0004] DE 102008048779 A1 [0002, 0004]

Claims (10)

Schachtofen (1, 1'), der aufweist: einen Schacht (10), in dem metallisches Material geschmolzen werden kann; eine Beschickungsöffnung (12), durch die das Material in den Schacht eingebracht werden kann; und mindestens einen Abzug (13) für Verbrennungsgase; wobei bei einer funktionsgemäßen Ausrichtung des Schachtofens das Material durch die Beschickungsöffnung von oben in den Schacht eingebracht werden kann und der mindestens eine Abzug oberhalb der Beschickungsöffnung angeordnet ist; gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (14) zur Sauerstoffzufuhr und zum Zünden, die bei der funktionsgemäßen Ausrichtung des Schachtofens unterhalb der Beschickungsöffnung (12) angeordnet ist.Shaft furnace ( 1 . 1' ), comprising: a shaft ( 10 ), in which metallic material can be melted; a loading opening ( 12 ), through which the material can be introduced into the shaft; and at least one deduction ( 13 ) for combustion gases; wherein, in a proper orientation of the shaft furnace, the material can be introduced through the feed opening from above into the shaft and the at least one trigger is arranged above the feed opening; characterized by a device ( 14 ) for the supply of oxygen and for ignition, which in the proper orientation of the shaft furnace below the feed opening ( 12 ) is arranged. Schachtofen gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur Sauerstoffzufuhr und zum Zünden einen Brenner, vorzugsweise einen Sauerstoffbrenner umfasst, wobei der Brenner vorzugsweise eingerichtet ist, während eines Schmelzvorgangs in regelmäßigen Abständen zu zünden oder kontinuierlich zu brennen.Shaft furnace according to claim 1, wherein the device for supplying oxygen and for igniting comprises a burner, preferably an oxygen burner, wherein the burner is preferably arranged to ignite during a melting process at regular intervals or to burn continuously. Schachtofen gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Vorrichtung (14) zur Sauerstoffzufuhr und zum Zünden bei der funktionsgemäßen Ausrichtung des Schachtofens in der oberen Hälfte, im oberen Drittel oder im oberen Viertel des Schachtes (10) oder oberhalb einer für einen Schmelzbetrieb vorgesehenen maximalen Füllhöhe (11) des Schachtes angeordnet ist.Shaft furnace according to one of claims 1 or 2, wherein the device ( 14 ) for the oxygen supply and for ignition in the proper orientation of the shaft furnace in the upper half, in the upper third or in the upper quarter of the shaft ( 10 ) or above a maximum fill level intended for a melt operation ( 11 ) of the shaft is arranged. Schachtofen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, der Düsen (18) zur Zuführung von Umgebungsluft aufweist und eingerichtet ist, für die Verbrennung erforderliche Luft, vorzugsweise zusammen mit einem Fördermittel, durch die Düsen aus der Umgebung des Schachtofens einzusaugen.Shaft furnace according to one of claims 1 to 3, the nozzles ( 18 ) for supplying ambient air and is adapted to suck in air required for the combustion, preferably together with a conveying means, through the nozzles from the vicinity of the shaft furnace. Schachtofen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der zudem eine Vorrichtung (16) zur Rückführung von Gichtgas in den Schacht umfasst, wobei das Gichtgas vorzugsweise mit Gas gemischt wird, das einen Sauerstoffgehalt von mehr als 80%, noch bevorzugter mehr als 90% aufweist.Shaft furnace according to one of claims 1 to 4, further comprising a device ( 16 ) for recirculating blast furnace gas into the pit, wherein the blast furnace gas is preferably mixed with gas having an oxygen content of more than 80%, more preferably more than 90%. Verfahren zum Betreiben eines Schachtofens (1), das ein Schmelzen von Einsatzgut in einem Schacht (10) des Schachtofens umfasst, wobei der Schachtofen eine Beschickungsöffnung (12) und oberhalb der Beschickungsöffnung mindestens einen Abzug (13) für Verbrennungsgase aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: Anreichern von Gichtgas im Schachtofen durch Zuführen von Sauerstoff unterhalb der Beschickungsöffnung; und Entzünden des angereicherten Gichtgases.Method for operating a shaft furnace ( 1 ), which is a melting of feed in a shaft ( 10 ) of the shaft furnace, wherein the shaft furnace has a feed opening ( 12 ) and above the feed opening at least one trigger ( 13 ) for combustion gases, characterized in that the method comprises: enriching blast furnace gas in the shaft furnace by supplying oxygen below the charging port; and igniting the enriched blast furnace gas. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Entzünden mit einem Brenner, vorzugsweise einem Sauerstoffbrenner erfolgt, wobei der Brenner vorzugsweise eingerichtet ist, während eines Schmelzvorgangs in regelmäßigen Abständen zu zünden oder kontinuierlich zu brennen.A method according to claim 6, wherein the ignition is carried out with a burner, preferably an oxygen burner, wherein the burner is preferably adapted to ignite during a melting process at regular intervals or to burn continuously. Verfahren gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei das Zuführen des Sauerstoffs und das und Entzünden oberhalb eines Füllstandes des Schachtes erfolgt.A method according to claim 6 or 7, wherein the feeding of the oxygen and the igniting and above a level of the shaft takes place. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, das zudem ein Einsaugen von Umgebungsluft in den Schacht umfasst, wobei die Umgebungsluft vorzugsweise mit einem Fördermittel gemischt wird.A method according to any one of claims 6 to 8, further comprising sucking ambient air into the well, wherein the ambient air is preferably mixed with a conveyor. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, das ein Rückführen von Gichtgas in den Schacht umfasst, wobei das Gichtgas vorzugsweise mit Gas gemischt wird, das einen Sauerstoffgehalt von mehr als 80%, noch bevorzugter mehr als 90% aufweist.A method according to any one of claims 6 to 9, comprising recirculating top gas into the well, the blast gas preferably being mixed with gas having an oxygen content of greater than 80%, more preferably greater than 90%.
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CN106766901A (en) * 2016-12-19 2017-05-31 郑州釜鼎热能技术有限公司 A kind of aluminium melting furnace of utilization smoke backflow low-oxygen high-temperature combustion

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DE102008048779A1 (en) 2008-09-24 2010-03-25 Linde Ag Method for melting burden material in shaft furnace i.e. cupola furnace, involves mixing part of furnace gas with oxygenic gases and further introducing into shaft furnace, and supplying additional preheated combustion air to shaft furnace

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