DE1284435B

DE1284435B - Verfahren und Vorrichtung zum Absaugen von Konverterabgasen

Info

Publication number: DE1284435B
Application number: DED36936A
Authority: DE
Inventors: Herrmann; Dr-Ing Curt
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1961-09-01
Filing date: 1961-09-01
Publication date: 1968-12-05

Description

Beim Konverterbetrieb mit Sauerstoffaufblasung erhöht sich das Volumen der Konverterabgase bei der Nachverbrennung auf das Mehrfache und die dadurch entstehende sehr beachtliche Abgasmenge muß in einer entsprechend groß ausgelegten Reinigungs- und Entstaubungsanlage behandelt werden. Um die Verbrennung zu verhindern, hat man auf den Konverter eine dicht abschließende wassergekühlte Haube aufgesetzt und ein inertes Gas, insbesondere Stickstoff, in anderen Fällen auch Wasserdampf oder Kohlendioxyd, zum Abdichten und/oder Kühlen oder zu sonstigen Zwecken eingeführt.
Durch plötzlich auftretende Gasbildungsspitzen im Konverter, wie sie z. B. durch Siedeverzug, bei der Erzzugabe und bei der Schlackenreaktion erfahrungsgemäß entstehen, können Stichflammen auftreten, welche die gesamte Anlage gefährden, so daß eine völlige Abschließung des Raumes oberhalb des Konverters nicht ratsam erscheint. Bei vollständig abgeschlossenem Abzug können auch die Gase beim Austreten aus dem Konverter nicht beobachtet werden, was aber zur überwachung des Blasvorganges erwünscht ist. Bei Schaumbildung im Konverter kann der Schaum bei völlig abgeschlossenem Abzug nicht austreten, was zu Betriebsstörungen führen kann.
Um bei elektrischen und ähnlichen öfen mit einer möglichst kleinen Entstaubungsanlage auszukommen, hat man oberhalb des Ofens in einem gewissen Abstand eine Doppelabzugshaube- angebracht. Nur die innere Haube ist mit einer Reinigungsanlage verbunden, während die äußere Haube, durch welche eine größere Luftmenge hindurchgesetzt wird als durch die innere, direkt in den Kamin abgesaugt. Um die beim Sauerstoffblasen bekannte starke Rotfärbung der Abgase zu verhindern und die Falschluftmenge zu verringern, ist es auch bekannt, den Konverterabgasen höchstens so viel Sauerstoff in Form von Falschluft zuzusetzen, als zur Verbrennung des in den Abgasen enthaltenen Kohlenmonoxydes theoretisch nötig ist.
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Absaugen der Konverterabgase aus, bei dem der Zutritt von freiem Sauerstoff zu dem gegenüber der ringförmigen Randzone getrennt in einer besonderen, unter Freilassung eines Abstandes an die Konvertermündung angeschlossenen Kaminrohrleitung abgeführten Kern des Abgasstromes verhindert wird. Sie beruht auf dem Gedanken, daß im Bereich der Konvertermündung an -der Wandung des Außenrohres der etwa 20 bis 30 "/o der Abgase enthaltenden Randzone brennbares Gas zugeführt und entzündet wird, die Abgase der Randzone verbrannt werden und dadurch eine Abschließung der Abgaskernzone gegenüber der Außenluft herbeigeführt wird. Da zum Beginn des Sauerstoffblasens ein Zündverzug des Sauerstoffstrahles bis zum Einsetzen der Badoxydation eintreten kann, ein Zündverzug, der durch Schlackenkrusten, Schrotteinsatz u. dgl. vera anlaßt sein kann, so muß kurzzeitig mit dem Auftreten von freiem Sauerstoff an der Konvertermündung gerechnet werden. Dadurch, daß gemäß der Erfindung ein brennbares Gas an der Konvertermündung zugeführt wird, kann nur noch Abgas in das Zentralrohr eintreten und dadurch wird die Bildung eines explosiven Gemisches von Sauerstoff und CO-Gasen im inneren Abgasrohr vermieden.
Zwischen Konvertermündung und Unterkante der Kaminrohrleitung bleibt genügend Raum, um die Abgasflamme zu beobachten. Durch diesen Raum können auch Stichflammen entweichen und bei Schaumbildung findet der entstehende Schaum einen Weg nach außen.
Gegenüber der bisher meist üblichen vollständigen Verbrennung der Abgase entstehen bei dem neuen Verfahren nur etwa halb so viel Abgase und die Reinigungsanlage kann entsprechend kleiner ausfallen. Die Herstellungskosten werden entsprechend vermindert. Auch die Betriebskosten sind wegen der geringeren Energiekosten vermindert.
Zur Ausführung des Verfahrens dient ein aus zwei konzentrischen Absaugrohren gebildeter bekannter Abzug, in welchem der Kein der Abgase und der äußere ringförmige Teil des Abgasstromes getrennt abgesaugt werden, wobei das als Trennwand dienende Rohr an seinem Unterende mit einer Wasserkühlung ausgerüstet ist. Dieser Teil besteht aus Kupfer.
Durch den unvermeidlichen Abbrand während einer Ofenreise ändert sich der Durchmesser bzw. Querschnitt des Konvertermundes, und dadurch könnte allmählich eine Änderung der Aufteilung der Randzone und des Kernes des Abgasstromes hervorgerufen werden. Um das zu vermeiden und um überhaupt die Menge regeln zu können, wird nach der weiteren Erfindung der Konverterkamin oder ein Teil davon heb- und senkbar eingerichtet. Zweckmäßig werden beide konzentrischen Rohre gemeinsam gehoben und gesenkt. Es ist aber auch möglich, lediglich beispielsweise das äußere Rohr heb- und senkbar anzuordnen. Die Verbindung des beweglichen Teiles mit den übrigen Rohrleitungen geschieht durch entsprechend bewegliche oder elastische Zwischenteile oder durch elastische Ausbildung und Unterstützung der Rohrleitungen.
In der Zeichnung ist schematisch die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. An Hand der Zeichnung werden die cl Merkmale der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Anlage ohne Reiniger; F i g. 2 gibt das Unterende der Kaminrohre wieder-, F i g. 3 zeigt eine Dichtung.-Der Sauerstoffkonverter 1, Tiegel oder Ofen, wird von der Lanze 2 mit Sauerstoff versorgt. Oberhalb des Konvertermundes 3 ist das zentrale Kaminrohr 4 und ein ihn umgebendes äußeres Rohr 5 angeordnet. Durch das innere Rohr 4 wird der Kern des Abgasstromes abgeführt. Im Zwischenraum 6 zwischen den beiden konzentrischen Kaminrohren wird die Randzone abgeleitet und gelangt in die Rohrleitung 7. Zur Regelung und Anpassung sind die unteren Enden der beiden Kaminrohre 4 und 5 heb- und senkbar angeordnet, z. B. mit Hilfe der bei 10 angedeuteten hydraulischen Hubzylinder. Zwischen dem Innenrohr 4 und dem oberen Kaminrohr 8 ist eine aufblasbare Dichtung 9 einoebaut. Zwischen den Rohren 5 und 7 besteht eine elastische Verbindung 11.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist der untere Teil des Rohres 4 hohl ausgebildet. Ihm wird das Kühlwasser durch das Innenrohr 12 zugeführt und bis zur Spitze 13 geleitet. Es fließt durch das Außenrohr 14 wieder ab. Außerdem ist eine Stickstoffleitung 15 vorhanden, die beispielsweise auch als Mantel um das Wasserzuflußrohr gelegt sein kann und bei 16 in den C Innenraum mündet. Eine Gasleitung 17 für ein brennbares Gas kann ebenfalls am Unterende der Kaminrohre befestigt werden.
Um ein Entweichen von brennbaren Gasen aus dem Innenrohr 4 an der übergangsstelle 20 zu verhindern, ist die aufblasbare Dichtung 9 vorgesehen. Sie besteht aus einem Gummischlauch mit Wärmeschutz 21 und dem äußeren Widerlager 22 sowie dem Regelventil 23, welches, wie bei 24 angedeutet, elektromagnetisch betätigt wird. Im Ruhezustand wird dem Gummischlauch 21 über das Ventil 23 dauernd Preßluft, gegebenenfalls auch Stickstoff oder flüssige Kühlmedien, unter Druck zugeführt, so daß er sich gut dichtend gegen das Widerlager 22 einerseits und die Außenwand des Rohres 8 legt. Soll nun das untere Kaminrohr gehoben und gesenkt werden, so wird unmittelbar mit der Einschaltung des Hebebockes 10 im Hub- oder Senksinn das Ventil 23 magnetisch geöffnet, derart, daß der überdruck aus dem Schlauch 21 ins Freie entweichen kann. Die Senkrechtbewegung der Rohre 4 und 5 kann dann ohne Widerstand an der Dichtung erfolgen. Selbständig mit der Stillsetzung des Hebebockes 10 wird das Ventil 23 wieder auf Füllung geschaltet. Die Schlauchdichtung 21 erhält Druck und legt sich wieder dichtend an die Teile 22 und 8 an.
Die Erfindung kann in mannigfaltiger Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise kann die Aufteilung des Abgasstromes in drei unterschiedliche Zonen vorgenommen werden, die einer unterschiedlichen Behandlung unterzogen werden. Ferner kann die Hubvorrichtung statt aus einem oder mehreren hydraulischen Hebeböcken auch aus sonstigen, mit Seilen, Ketten, Spindeln od. dgl. arbeitenden Winden bestehen. Statt den Kamin oder sein Unterende heb-und senkbar zu machen, kann man auch den Konverter um einen gewissen Betrag heben und senken. Die Schlauchdichtung, die für das Innenrohr vorgesehen ist, kann in ähnlicher Weise auch für das Außenrohr benutzt werden. Die dargestellte Ausführung, wonach die Randzone alsbald seitwärts abgeführt wird, hat den besonderen Vorteil, daß nicht zwei ineinanderliegende Dichtungen benutzt zu werden brauchen, daß vielmehr die übergangsstelle und Dichtungsstelle sichtbar und gut zugänglich sind.
Der heb- und senkbare Teil des Kamins kann mit einem Gewichtsausgleich versehen sein, um an Hubarbeit zu sparen. Dieser Gewichtsausgleich kann auch durch entsprechende federnde Mittel, etwa hochgespannte Luft, ersetzt werden.
Wird der Konverter, Tiegel oder Frischofen von der Oberseite her beschickt, so können die Beschickungsrohre in das Kamininnenrohr münden. Zweckmäßig werden dann die Zuführungsrohre zwischen Kamin und Trichter bzw. Zwischenbunker durch elastische Verbindungen beweglich gemacht.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Absaugen der Abgase von Konvertern, bei welchem der Zutritt von freiem Sauerstoff zu dem gegenüber der ringförmigen Randzone getrennt in einer besonderen, unter C Freilassung eines Abstandes an die Konvertermündung angeschlossenen Kaminrohrleitung abgeführten Kein des Konverterabgasstromes verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Konvertermündung (3) an der Wandung des Außenrohres (5) der etwa 20 bis 3011/o der Abgase enthaltenden Randzone brennbares Gas (bei 17) zugeführt und entzündet wird, die Abgase der Randzone verbrannt werden und dadurch eine Abschließung der Kernzone gegenüber der Außenluft herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung des Mengenverhältnisses zwischen Kernzone und Randzone durch Veränderung des Abstandes zwischen Konvertermund und Kaminunterende vorgenommen wird. 3. Vorrichtung an einem Konverterkamin zum Absaugen der Abgase gemäß Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus zwei konzentrischen Absaugerohren zur getrennten Absaugung des Kernes und der ringförmigen Randzone des Abgasstromes, wobei das innere, die Trennwand bildende Rohr an seinem Unterende mit einer Wasserkühlung ausgerüstet ist, gekennzeichnet durch eine Zuleitung (17) zur Zuführung eines brennbaren Gases in den ringförmigen Bereich der unteren öffnung des äußeren Absaugerohres (5). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterende des inneren Absaugrohres (4) aus einem Kupfermantel besteht. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Absaugrohr (4) an seinem Unterende mit einer ringförmigen Zuführleitung (15) versehen ist, die dem an sich bekannten Einblasen von Stickstoff dient. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der untere Teil eines oder beider Absaugerohre (4, 5) heb- und senkbar ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdichtung des unteren, heb- und senkbaren Rohrteiles gegenüber dem feststehenden oberen Teil des Kaminrohres eine aufblasbare Schlauchdichtung (21) dient. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Steuervorrichtung für die Betätigung des Ventils (23) der Schlauchdichtung (21) und einer Luft- bzw. Gasquelle das Aufblasen und Entlasten der Schlauchdichtung (21) selbsttätig in Abhängigkeit von der Steuerung der Hubvorrichtung zum Heben und Senken der Absaugerohre erfolgt. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaminrohr (5) zur Abführung der Gase in die ringförmige Randzone unmittelbar oberhalb seiner dem Konverter zu-ewandten Mündung seitwärts abgebogen ist, während das innere Rohr steil aufwärts geführt ist und daß die Verbindung zwischen beweglichem und ortsfestem Teil oberhalb der seitlichen Abführung des Außenrohres angebracht ist.