DE1102977B

DE1102977B - Verfahren zum Betrieb eines fuer das Schrottumschmelzen bestimmten Schachtofens mit einem oder mehreren im Unterteil des Ofens angebrachten Brennern und Ofen zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1102977B
Application number: DEG20218A
Authority: DE
Inventors: Zsigmond De Galocsy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-07-31
Filing date: 1956-07-31
Publication date: 1961-03-23

Description

Verfahren zum Betrieb eines für das Schrottumschmelzen bestimmten Schachtofens mit einem oder mehreren im Unterteil des Ofens angebrachten Brennern und Ofen zur Durchführung dieses Verfahrens Es ist bekannt, zur Verkürzung der Chargendauer in Siemens-Martin-Öfen einen Teil des Schrottes in flüssiger Form einzubringen. Die Umschmelzung des Schrottes erfolgt hierzu in Flammöfen oder in mit Koks betriebenen Heißwind-Kupol-Öfen. Derartige Ofen haben nur einen sehr niedrigen wärmetechnischen Wirkungsgrad. Bekanntlich wird sowohl im Flammofen als auch im basischen Heißwind-Kupol-Ofen nur 15 bis 25% der eingesetzten Wärmemenge nutzbar gemacht. - Grundsätzlich ist es allerdings bekannt, Schmelzöfen mit einem oder mehreren im Unterteil des Ofens angebrachten Brennern für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff zu betreiben und vorgewärmte Luft als Verbrennungsmittel zu verwenden, wobei die entstehenden heißen Verbrennungsgase mit ihrer Entstehungstemperatur in den Ofen eingeblasen werden. Derartige Maßnahmen hat man bisher bei Kupol-Öfen zur Raffination von Grauguß, Stahlguß und Metallguß durchgeführt. Auch ist es bei Kupol-Öfen bekannt, deren unteren Teil mit einem ringförmigen Raum zur Raffination der Schmelze zu umbauen, der so angeordnet ist, daß die Flamme ihre metallurgische Aufgabe der Veredlung von Schmelzen erfüllen kann. Die Probleme des Umschmelzens von Schrott im Schachtofen sind durch diese bekannten Maßnahmen nicht berührt worden. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Betrieb eines Schachtofens anzugeben, nach dem Schrott in einem Schachtofen so geschmolzen werden kann, daß der wärmetechnische Wirkungsgrad beim Schmelzen gegenüber dem in bisher bekannten Flammöfen bzw. Heißwind-Kupol-Ofen erhöht wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines für das Schrottumschmelzen bestimmten Schachtofens mit einem oder mehreren im Unterteil des Ofens angebrachten Brennern für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und vorgewärmte Luft als Verbrennungsmittel, wobei die entstehenden heißen Verbrennungsgase mit ihrer Entstehungstemperatur in den Ofen eingeblasen werden. Die Erfindung besteht darin, den gegebenenfalls vorgewärmten Brennstoff zunächst mit Unterschuß an vorgewärmter Luft unvollkommen zu verbrennen und alsdann die zur vollständigen Verbrennung notwendige vorgewärmte Zweitluft getrennt hinter dem Brenner in die heißen Verbrennungsgase einzublasen.
Bei der Verwendung von Armgas, wie Gichtgas oder Generatorgas, ist es für das Verfahren nach der Erfindung besonders vorteilhaft, derartige Gase vor dem Eintritt in die Brenner vorzuwärmen.
Das Verfahren nach der Erfindung ist nicht allein auf die Verwendung von Gasen beschränkt, sondern kann auch für feste und/oder flüssige Brennstoffe An-Wendung finden oder aber auch gemeinsam mit diesen ausgeführt werden.
Bei allen genannten festen oder flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen entsteht jedoch in der Regel bei einer vollkommenen Verbrennung, die nach der Erfindung angestrebt werden soll, eine Temperatur, die so hoch ist, daß sie zu einer Zerstörung der Brenner führen würde. Dies gilt insbesondere für die Verwendung vorerhitzter Luft.
Um aber den wärmetechnischen Wirkungsgrad, wie er von der Erfindung angestrebt wird, zu sichern, muß unter allen Umständen im Brenner mit Luftunterschuß gearbeitet werden. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, in mehreren Verbrennungsstufen zu arbeiten, indem im Brenner zunächst nur eine unvollkommene Verbrennung stattfindet und dann erst im Ofen selbst eine Zweitluftmenge zu den Rauchgasen gemischt wird. Auf diese Weise findet im Ofen vor den Düsen die Nachverbrennung der noch urverbrannten Bestandteile statt. Durch diese Maßnahme kann also erreicht werden, daß bei Temperaturen im Brenner, die unter 1500° C bleiben, für den Schmelzvorgang im Ofen selbst der volle wärmetechnische Wirkungsgrad der Gesamtverbrennung gesichert bleibt.
Für die Verwendung fester Brennstoffe sieht die Erfindung eine Brennertemperatur vor, die über dem Aschenschmelzpunkt liegt. Bei Einhaltung dieser Bedingung kann die flüssige Schlacke direkt in den Ofen geblasen werden. Braunkohlenstaub ist wegen seiner basischen Asche und wegen seiner Schwefelarmut für diese Maßnahme der Erfindung besonders vorteilhaft. In allen Fällen ist aber die feuerfeste Brennerauskleidung immer der Aschenzusammensetzung anzupassen.
Die Umschmelzung von Stahlschrott erfordert erfahrungsgemäß wegen des hohen Schmelzpunktes des Stahles entsprechend hohe Schmelztemperaturen. Diese hohen Temperaturen können leicht zur Zerstörung des Ofenfutters führen. Um auch für diesen Fall einen hohen wärmetechnischen Wirkungsgrad zu erhalten -ohne das Ofenfutter zu zerstören - wird nach einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung in den unteren Teil des Ofens entweder durch den Brenner selbst oder aber durch getrennt angebrachte Düsen Kohlenstoff eingeblasen in Form von Koks-, Holzkohle- oder Kohlenstaub. Durch diesen Kohlenstoff soll zunächst eine leichte Aufkohlung des Stahls erreicht werden, die dann zu einer Schmelzpunkt-Erniedrigung führt. Nach Aufkohlung des Stahlschrottes kann das Verfahren nach der Erfindung dann mit einem vollen wärmetechnischen Wirkungsgrad durchgeführt und die Temperatur so gesteuert werden, daß eine Beschädigung des Ofenfutters vermieden werden kann.
Für die Nachverbrennung der noch unverbrannten Anteile aus den Brennern mit der Zweitluft ist es zweckmäßig, `nenn die vollständige Nachverbrennung in einem freien Raum vor den Brennerdüsen und zwischen diesen und dem eigentlichen Schachtofen erfolgt. In einem solchen Raum kann dann eine innige Mischung der Zweitluft "mit den Rauchgasen erfolgen. Dieser freie Raum kann beliebig gestaltet werden.
Es ist schließlich möglich, um die Leistung des Verfahrens zu steigern, in höher liegenden Zone, am Schachtofen weitere Brenner-Reihen anzuordnen. Zweckmäßigerweise erfolgt die Aufstellung des Gasschachtofens innerhalb der SM-Ofenanlage. Für diesen Fall kann die Wind- bzw. Gasvorwärmung durch die heißen Abgase des S.l\I-Ofens hinter den Regeneratoren besorgt werden.
In den Fig.l bis 3 werden Ausführungsbeispiele für die Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Schachtofen mit den Brennern; Fig. 2 zeigt eine weitere spezielle Ausführungsform; Fig.3 zeigt einen Schnitt der Fig.1 in Richtung .-1-A.
Der in Fig. 1 dargestellte Schachtofen 1 besitzt Brenner 2, durch die ein bei 3 der Brennerdüse 2 zugeführtes Brennmittel sowie bei 4 zugeführte Erstluft zur Verbrennung in den Schachtofen 1 eingeführt werden. Die Zuführung von Zweitluft zur Nachverbrennung der noch unverbrannten Anteile aus Brennerdüsen 2 erfolgt außerhalb der Brenner 2, wie durch die Pfeile 5 angedeutet wird. Erfindungsgemäß findet die Nachverbrennung unter Beimischung der Zweitluft in einem Ring 6 statt, der sich vor den Brennerdüsen 2 und zwischen diesen. und der Schrottschüttung befindet.
Fig.2 zeigt eine weitere spezielle Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schachtofensla, bei welchem in den unteren Teil des Ofens durch besondere Düsen 7 Kohlenstoff in Form von Koks-, Heizkohle- oder Kohlenstaub eingeführt wird.
Fig. 3 ist mit den entsprechenden Bezugszeichen der Fig.1 versehen und ohne weitere Erläuterung verständlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Betrieb eines für das Schrottumschmelzen bestimmten Schachtofens mit einem oder mehreren im Unterteil des Ofens angebrachten Brenner(n) für festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoff und vorgewärmte Luft als Verbrennungsmittel, wobei die entstehenden heißen Verbrennungsgase mit ihrer Entstehungstemperatur in den Ofen eingeblasen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gegebenenfalls vorgewärmte Brennstoff zunächst mit Unterschuß an vorgewärmter Luft unvollkommen verbrannt wird, und alsdann die zur vollständigen Verbrennung notwendige vorgewärmte Zweitluft getrennt hinter dem Brenner in die heißen Verbrennungsgase eingeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Unterteil des Ofens noch zusätzlich fester Kohlenstoff in Form von Koks-, Holzkohle- oder Kohlenstaub eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorwärmung der Luft und/oder des gasförmigen Brennstoffes die heißen Abgase eines SM-Ofens hinter den Regeneratoren ausgenutzt werden.
4. Ofen zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Brennermündung durch entsprechende bauliche Anordnung zum Zwecke der Sicherung der vollständigen Nachverbrennung des Unverbrannten ein freier Verbrennungsraum vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 477 241, 611 120, 346 473, 347 710; Zeitschrift »Gießereitechnik«, Heft 12 vom Dezember 1955, S. 241 und 242.