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Die Erfindung richtet sich auf einen Blaskonverter umfassend eine zugeordnete und in dem Blaskonverter, vorzugsweise axial, verschiebbare kombinierte Blas- und Brennerlanze mit kombinierter Sauerstoffaufblas-, vorzugsweise Inertgas- und Brennerfunktion, die einen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas oder Inertgas beaufschlagbaren Gasströmungskanal und einen mit insbesondere gasförmigem und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigem Brennstoff beaufschlagbaren Strömungskanal aufweist, wobei der Blaskonverter beim Betrieb der Sauerstoffaufblasfunktion im Wesentlichen unter atmosphärischem Umgebungsluftdruck steht.
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Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines Blaskonverters beim Blasen unter im Wesentlichen atmosphärischem Umgebungsluftdruck und beim Beheizen des Blaskonverters.
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Zum Behandeln von Metall- und insbesondere Roheisenschmelzen durch Aufblasen von Sauerstoff oder Inertgas auf die Oberfläche einer in einem Konverter oder Tiegel befindlichen Schmelze sind neben den Vakuumbehandlungsverfahren insbesondere die bei atmosphärischem Umgebungsdruck durchgeführten Sauerstoff(auf)- und Inertgasblasverfahren bekannt. Bei diesen Verfahren wird beim sogenannten Frischen durch das Aufblasen von Sauerstoff auf die Badoberfläche in der Schmelze befindlicher Kohlenstoff in die gasförmige Phase überführt. Insbesondere finden die Sauerstoff(auf)- und Inertgasblasverfahren beim Frischen zur Stahlerzeugung durch Umwandlung von kohlenstoffreichem Roheisen in kohlenstoffarmen Stahl Verwendung. Bekannt ist das sogenannte Linz-Donawitz-Verfahren, häufig als LD-Verfahren oder im Englischen als BOP (Basic Oxigen Process) bezeichnet. Ebenso ist als Sauerstoff(auf)blasverfahren der sogenannten Argon-Sauerstoff-Entkohlungsprozess, im Englischen AOD (Argon Oxigen Decarburization) bekannt. Bei all diesen Blasverfahren wird in einem Blaskonverter befindliche Metallschmelze, insbesondere ein kohlenstoffreiches Roheisenbad beim Frischen von oben mit einem aus einer in den Blaskonverter eingefahrenen Blaslanze austretenden Sauerstoffstrahl und/oder anschließendem/kombiniertem O2-Inertgas beaufschlagt. Nach dem Frischen wird dann die erzeugte Stahlschmelze gegebenenfalls mit Inertgas beaufschlagt und dann aus dem Blaskonverter ausgegossen, bevor dann die nächste Roheisenschmelze wieder eingefüllt und ein erneutes Blasen durchgeführt wird. Um zwischen zwei solchen Vorgängen den Blaskonverter nicht zu sehr auskühlen zu lassen, was die Feuerfestausmauerung des Konverters stark beansprucht, ist es wünschenswert, Maßnahmen zu ergreifen, die es ermöglichen, die Feuerfestausmauerung zwischen der Aufnahme zweier Schmelzen ausreichend temperiert zu halten.
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Weiterhin ist es auch dann notwendig, die Feuerfestausmauerung mit Wärme zu beaufschlagen, wenn ein Blaskonverter neu mit Feuerfestmaterial zugestellt, d.h. neu mit frischem Feuerfestmaterial ausgekleidet worden ist. Hier ist es dann notwendig, die Zustellung, d.h. das Feuerfestmaterial, vor erstmaliger Inbetriebnahme oder erneuter Inbetriebnahme des Blaskonverters ausreichend zu trocknen. Herkömmlicherweise geschieht dies dadurch, dass ein kohlenstoffhaltiges Material wie Holz oder Koks auf dem Konverterboden angeordnet und dann mit Hilfe einer eingestellten Sauerstoffmenge aus der Sauerstofflanze verbrannt wird. Durch die Einstellung oder Steuerung der Sauerstoff-Durchflussmenge durch die Lanze wird eine bestimmte Aufheizgeschwindigkeit der feuerfesten Auskleidung erzielt.
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Auch ist es üblich geworden, einen gesonderten Gas-Sauerstoff-Brenner zu verwenden, der von oben in das Innere des Konverters gehängt wird oder herausgefahren wird und durch Zündung einer Brennerflamme für die ausreichende Temperierung der neu zugestellten Feuerfestauskleidung sorgt.
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Zudem ist es aus der Praxis bekannt, Blaskonverter entweder über Kohle/Holzkohle und Sauerstoffaufblasen in ihrer jeweiligen Arbeitsposition (zwischen zwei Frischvorgängen) vorzuheizen, was insbesondere bei dem BOP-Verfahren Anwendung findet, oder sowohl in der Wartungsposition als auch in der Arbeitsposition zwischen zwei Frischvorgängen mit einem zu der Blaslanze separat vorhandenen Gasbrenner zu trocknen oder zu beheizen, was insbesondere beim AOD-Verfahren Anwendung findet.
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Ein Blaskonverter mit einer in dem Blaskonverter axial verschiebbaren, kombinierten Blas- und Brennerlanze mit kombinierter Sauerstoffaufblas- und Brennerfunktion ist aus der
DE 603 03 802 T2 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Blaskonverter eine Lösung zu schaffen, die verkürzte Neben- und Bedienzeiten beim Betrieb des Blaskonverters und eine Vereinfachung beim Trocknen und/oder Heizen eines neu zugestellten Konverters ermöglicht, ohne dabei den metallurgischen Bearbeitungsprozess, insbesondere den Blasvorgang und vorzugsweise den Frischvorgang, zu komplizieren.
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Bei einem Blaskonverter der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der kombinierten Blas- und Brennerlanze eine Betriebsmodussteuereinrichtung zugeordnet ist, die zumindest einen Betriebsmodus „Blasen“ und einen Betriebsmodus „Beheizen“ derart steuert, dass im Betriebsmodus „Blasen“ die Sauerstoffaufblasfunktion und/oder Inertgasfunktion der kombinierten Blas- und Brennerlanze aktiviert ist, in welcher der Gasströmungskanal mit dem sauerstoffhaltigen und/oder Inertgas haltigen Gas beaufschlagt ist, und dass im Betriebsmodus „Beheizen“ die Brennerfunktion der kombinierten Blas- und Brennerlanze aktiviert ist, in welcher der Strömungskanal mit dem insbesondere gasförmigen und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigen Gas derart beaufschlagt ist, dass eine Heiz- oder Brennerflamme aus der kombinierten Blas- und Brennerlanze austritt.
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Ebenso wird die vorstehende Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Blaskonverters beim Blasen und beim Beheizen des Blaskonverters unter atmosphärischem Umgebungsluftdruck oder Unterdruck, wobei der Blaskonverter eine in dem Blaskonverter, vorzugsweise axial, verschiebbare kombinierte Blas- und Brennerlanze mit kombinierter Sauerstoffaufblas-, Inertgas- und Brennerfunktion aufweist, die beim Blasen in ihrer Sauerstoffaufblasfunktion und/oder Inertgasfunktion in einer Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas und/oder ein Inertgas, der/das in einem Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas und/oder Inertgas führenden Gasströmungskanal der Blas- und Brennerlanze zugeführt wird, ausblasenden Weise und die beim Beheizen des Blaskonverters in ihrer Brennerfunktion unter Zuführung von insbesondere gasförmigem und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigem Brennstoff durch einen Strömungskanal der Blas- und Brennerlanze in einer eine austretende Heiz- oder Brennerflamme ausbildenden Weise betrieben wird.
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Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, den Blaskonverter mit einer kombinierten Blas- und Brennerlanze mit kombinierter Sauerstoffaufblas-, Inertgas- und Brennerfunktion auszustatten, die es ermöglicht, bei der Durchführung des Blasens in üblicher und gewünschter Weise Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas und/oder Inertgas aus der Lanze auszublasen, und die es zum anderen beim Vorgang des Beheizens ermöglicht, an ihrer Mündungsseite eine Brennerflamme zu erzeugen, mit welcher die Feuerfestausmauerung ausreichend erwärmt und so im Falle der Neuzustellung getrocknet bzw. zwischen zwei Blasvorgängen oder bei einem Stillstand ausreichend beheizt und warmgehalten werden kann.
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Bei den Blasvorgängen handelt es sich vorzugsweise um einen Frischvorgang (im Weiteren auch als „Frischen“ bezeichnet) mit dem Aufblasen von Sauerstoff oder sauerstoffhaltigem Gas auf eine Metallschmelzbadoberfläche. Der Konverter ist vorzugsweise ein Aufblas- und/oder bodenblasender Konverter, wie er insbesondere bei der Herstellung von Stahl, aber auch bei der Herstellung von Ferrolegierungen, verwendet wird.
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Durch die Verwendung einer kombinierten Blas- und Brennerlanze mit zumindest kombinierter Sauerstoffaufblas- und Brennerfunktion ist es möglich, mit lediglich einer Lanze beispielsweise sowohl das Frischen einer Metallschmelze als auch das Beheizen eines leeren (Sauerstoffauf)Blaskonverters bzw. dessen Feuerfestausmauerung durchzuführen. Dies ermöglicht es im Vergleich zum bisher üblichen Stand der Technik beim Betrieb eines (Sauerstoffauf)Blaskonverters die Neben- und Bedienzeiten zu verkürzen. Es muss kein Lanzenwechsel mehr erfolgen von einer (Sauerstoffauf)Blaslanze zu einer Brennerlanze. Zudem wird die Aufheizung nach einer Neuzustellung des (Sauerstoffauf)Blaskonverters mit Feuerfestmaterial insofern vereinfacht, als hier keine in den (Sauerstoffauf)Blaskonverter eingebrachte Kohle oder Holzkohle mehr verbrannt werden muss, oder dass andererseits ein separater Gasbrenner bereitgestellt werden muss, was einen verringerten Aufwand an bereitzuhaltender Betriebsausstattung mit sich bringt.
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Um insbesondere die Betriebsprozesse „Blasen“ und „Beheizen“ getrennt durchführen zu können, sieht die Erfindung in Ausgestaltung vor, dass im Betriebsmodus „Blasen“ der Gasströmungskanal mit einer Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges Gas und/oder Inertgas zuführenden Leitung und im Betriebsmodus „Beheizen“ der Strömungskanal mit einer insbesondere gasförmigen und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff zuführenden Leitung verbunden und/oder verbindbar ist. Beim Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass der Gasströmungskanal beim Blasen mit einer Sauerstoff oder sauerstoffhaltiges und/oder inertgashaltiges Gas zuführenden Leitung und der Strömungskanal beim Beheizen des Sauerstoffaufblaskonverters mit einer insbesondere gasförmigen und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff zuführenden Leitung verbunden wird.
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Um den Betrieb der kombinierten Blas- und Brennerlanze zu vereinfachen ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass die kombinierte Blas- und Brennerlanze in den Blaskonverter ein- und aus diesem ausfahrbar sowie in dem Blaskonverter verfahrbar angeordnet und ausgebildet ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird dies dadurch erreicht, dass die kombinierte Blas- und Brennerlanze in den Blaskonverter ein- und aus diesem ausgefahren und beim Frischen und/oder Beheizen in diesem verfahren wird.
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Da die kombinierte Blas- und Brennerlanze nun zusätzlich mit einer Brennerfunktion ausgestattet ist, ist es schließlich besonders zweckmäßig, dass die kombinierte Blas- und Brennerlanze einen zugeordneten, insbesondere einen integrierten, Zündbrenner aufweist, sowie dass die Heiz- oder Brennerflamme mittels eines zugeordneten, vorzugsweise in die kombinierte Blas- und Brennerlanze integrierten Zündbrenners gezündet wird. Dies sieht die Erfindung in Ausgestaltung schließlich auch vor.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der einzigen Figur beispielhaft näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen Sauerstoffaufblaskonverter 1 als Beispiel für einen Blaskonverter mit zugeordneter kombinierter Blas- und Brennerlanze 2 mit kombinierter Sauerstoffaufblas- und Brennerfunktion. Bei dem Sauerstoffaufblaskonverter 1 handelt es sich um einen Konverter herkömmlicher Art in Form eines kippbaren, oben offenen Behälters oder Tiegels. Die Innenflächen des Sauerstoffaufblaskonverters 1 sind mit einer feuerfesten Auskleidung 3 versehen. Die Blas- und Brennerlanze 2 ist in üblicher Weise derart angeordnet, dass sie in den Sauerstoffaufblaskonverter 1 ein- und aus diesem ausfahrbar sowie in dem Sauerstoffaufblaskonverter 1 verfahrbar ist. Die kombinierte Blas- und Brennerlanze 2 ist zudem derart ausgebildet und angeordnet, dass sie auch in einer gegenüber der Darstellung in der einzigen Figur um bis zu ca. 90 Grad gedrehten Stellung des Sauerstoffaufblaskonverters 1 in diesen ein- und ausfahrbar sowie in diesem verschiebbar ist. Hierdurch ist es möglich, die kombinierte Blas- und Brennerlanze 2 nicht nur in der in der Figur dargestellten vertikalen Position, bei welcher insbesondere der Frischvorgang durchgeführt wird, sondern auch in einer dazu geneigten, beispielsweise waagerechten Position während der Durchführung eines Beheizvorganges zu betreiben. Die Blas- und Brennerlanze 2 umfasst einen mündungsseitig in der Blas- und Brennerlanze endenden Gasströmungskanal 4 und einen Strömungskanal 5 auf. Der Gasströmungskanal 4 ist durch Anschluss an eine nicht näher dargestellte Sauerstoff- oder sauerstoffhaltiges Gas zuführende Leitung mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas beaufschlagbar. Der Strömungskanal 5 ist durch Anschluss an eine nicht dargestellte, einen insbesondere gasförmigen und insbesondere kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff zuführenden Leitung mit dem insbesondere gasförmigen und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff beaufschlagbar.
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Der Gasströmungskanal 4 und der Strömungskanal 5 sind als getrennt voneinander Medien führende Kanäle ausgebildet, so dass Sauerstoff und sauerstoffhaltiges Gas einerseits und der insbesondere gasförmige und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltige Brennstoff andererseits separat in der Blas- und Brennerlanze 2 gefördert und geführt werden können.
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Die kombinierte Blas- und Brennerlanze 2 wird mittels einer nicht näher dargestellten Betriebsmodussteuereinrichtung so gesteuert, dass beim Betriebsvorgang des Frischens ein Betriebsmodus „Frischen“ eingestellt wird, bei welchem die Sauerstoffaufblasfunktion der kombinierten Blas- und Brennerlanze 2 aktiviert ist. In diesem Betriebsmodus „Frischen“ wird der Gasströmungskanal 4 mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas beaufschlagt und tritt aus der Mündung der Blas- und Brennerlanze 2 ein sauerstoffhaltiger Gasstrom aus, mit dem eine in dem Sauerstoffaufblaskonverter dann befindliche Metallschmelze durch Aufblasen von oben metallurgisch behandelt, d.h. insbesondere entkohlt wird. Der Vorgang oder Betriebsmodus des „Frischens“ stellt den eigentlichen Betrieb des Blaskonverters dar, der üblicherweise unter der Einwirkung von atmosphärischem Umgebungsluftdruck durchgeführt wird, aber auch unter einem anliegenden Vakuum durchführbar ist.
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Weiterhin lässt sich mit der Betriebsmodussteuereinrichtung der kombinierten Blas- und Brennerlanze 2 ein Betriebsmodus „Beheizen“ ansteuern, steuern und einstellen, bei welchem dann die Brennerfunktion der kombinierten Blas- und Brennerlanze 2 aktiviert ist, in welcher der Strömungskanal 5 mit dem insbesondere gasförmigen und vorzugsweise kohlenwasserstoffhaltigen Gas und unter Zumischung einer ausweichenden Verbrennungssauerstoffmenge, die ebenfalls durch den Gasströmungskanal 4 oder einen weiteren Leitungskanal innerhalb der Blas- und Brennerlanze 2 bereitgestellt wird, derart beaufschlagt ist, dass eine Heiz- oder Brennerflamme 6 aus der Blas- und Brennerlanze 2 austritt. In der einzigen Figur ist dieser Zustand der kombinierten Blas- und Brennerlanze 2 im Betriebsmodus „Beheizen“ dargestellt. Dieser Betriebsmodus „Beheizen“, bei welchem eine Heiz- oder Brennerflamme 6 aus der kombinierten Blas- und Brennerlanze 2 austritt, wird insbesondere dann eingestellt, wenn sich der Sauerstoffaufblaskonverter 1 zwischen zwei Frischvorgängen in einer Warteposition oder aber in einer Stillstandsposition befindet, um die Feuerfestausmauerung auf einem gewünschten Temperaturniveau zu halten. Ebenso wird dieser Betriebsmodus „Beheizen“ dann eingestellt, wenn die Feuerfestausmauerung, beispielsweise nach einer Neuzustellung, getrocknet und/oder langsam aufgewärmt werden soll. Der Sauerstoffaufblaskonverter 1 wird sowohl beim Frischen als auch beim Beheizen unter atmosphärischem Umgebungsluftdruck auch in seinem die Schmelze aufnehmenden Innenraum betrieben. Zur Zündung der Heiz- oder Brennerflamme 6 kann die Blas- und Brennerlanze 2 mit einem nicht näher dargestellten integrierten Zündbrenner ausgestattet sein. Ebenso ist es aber auch möglich, dem Sauerstoffaufblaskonverter 1 separat einen Zündbrenner zuzuordnen, an welchem die Heiz- oder Brennerflamme 6 gezündet werden kann.
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In nicht dargestellter Weise kann die Blas- und Brennerlanze 2 auch zusätzlich noch eine Inertgasfunktion aufweisen oder umfassen. In diesem Fall ist vorgesehen, dass durch den Strömungskanal 5 und/oder den Gasströmungskanal 4 und/oder einen weiteren innerhalb der Blas- und Brennerlanze 2 ausgebildeten Kanal Inertgas oder ein inertgashaltiges Gas, gewünschtenfalls in Mischung mit Sauerstoff, geführt und ausgeblasen wird.
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Der Blaskonverter 1 ist vorzugsweise deckel- und/oder haubenfrei ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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