DE1458814B - Verfahren zur Kühlung und Entstaubung der Abgase metallurgischer Frischprozesse und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Ver fahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung und Entstaubung der Abgase metallurgischer Frischprozesse, insbesondere der Abgase von Sauerstoffaufblas-Konvertern, bei denen die Abgase zur in einem Vorwärmschacht erfolgenden Vorwärmung von dem zu frischenden Metallbad zuzusetzenden Zuschlagstoffen, vorzugsweise Schrott, dienen, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, mit oder ohne Sekundärluftzugabe die Abgase von metallurgischen Frischprozessen zur Vorwärmung der Zuschlagstoffe, zur Reduktion von Eisenerz, zum Brennen von Kalk oder zur Sinterung von Eisenerz oder Rohmagnesit zu verwenden. Weiter wurde vorgeschlagen, die Abgase in Kesseln mit oder ohne Konvektionsflächen abzukühlen. Auch ist es bekannt, die Abgastemperatur nach der Strahlungskühlfläche durch einen Steinregenerator oder durch Wassereinspritzung abzusenken. Γη allen Fällen sind die Abgasmengen sehr groß, so daß erhebliche Kosten für die Entstaubung der Abgase entstehen.

Zur Verringerung der Abgasmengen sind Verfahren bekannt, bei denen mit Luftmangel oder auch mit Luftausschluß gearbeitet wird.

Bekannt ist auch ein Verfahren, bei dem mit Hilfe der entstehenden Abgase eines metallurgischen Frischprozesses Schrott vorgewärmt wird. Hierbei sind die den Schrott enthaltenden Vorwärmkammern so gelegen, daß die entstehenden Abgase unmittelbar auf den Schrott auftreffen. Der Schrott wird durch die Abgase mit einer Temperatur von etwa 1800° C an der Oberfläche so stark erwärmt, daß er schmilzt. Die Zwischenräume zwischen den Schrottstücken verschließen sich daher, und der unter der Oberfläche lagernde Schrott kann nicht mehr aufgewärmt werden. Durch das Aufschmelzen des Schrotts an der Oberfläche wird darüber hinaus der Wärmeübergang beim anschließenden Schmelzen im Stahlofen schlecht, so daß hierfür lange Schmelzzeiten benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das den Einsatz größerer Mengen billiger Zuschlagstoffe, insbesondere Schrott, sowie eine bessere Ausnutzung der Abgaswärme als bisher ermöglicht und damit die Wirtschaftlichkeit metallurgischer Frischprozesse wesentlich verbessert. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Abgase in einem Kühlschlot vorgekühlt und erst danach über die sich in dem Vorwärmschacht befindenden Zuschlagstoffe in der Richtung geleitet werden, in der diese aus dem Vorwärmschacht abgezogen werden.

Bei dem neuen Verfahren wird infolge der Vorkühlung des Abgases ein Schmelzen der Zuschlagstoffe verhindert. Durch die Führung der Abgase durch die Zuschlagstoffe in im wesentlichen von oben nach unten weisender Richtung wird der untere Teil der Zuschlagstoffe im Vorwärmschacht weniger stark erhitzt und behält damit eine größere Tragfähigkeit, so daß eine höhere Übereinanderschichtung möglich ist. Ferner werden dadurch die mechanisch stark beanspruchten Teile des Entleerungsverschlusses des Vorwärmschachtes weniger erwärmt. Die erfindungsgemäße Hintereinanderschaltung von Kühlschlot und Vorwärmschacht bedingt, daß die Abgase so wirksam gekühlt werden, daß das anderenfalls beispielsweise notwendige, die Abgasmenge erhöhende Einleiten von Wasserdampf unterbleiben kann. Zudem erfolgt eine wirksame Vorreinigung der Abgase.

Nachfolgend wird das Verfahren nach der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels der neuen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, das in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum Teil im Schnitt und

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird mit Hilfe einer Blaslanze 1 auf ein Roheisenbad in einem Konverter 2 Sauerstoff aufgeblasen. Die bei der Reaktion des Sauerstoffs mit den Begleitelementen des Roheisens entstehenden Konverterabgase werden mittels einer Gasfanghaube 3 aufgefangen, die mit einer nicht dargestellten Einrichtung zur Vermeidung von Primärlufteinfall ausgestattet sein kann.

Im Kühlschlot 4 (F i g. 2), der sich an die Gasfanghaube 3 anschließt und als Strahlungsheizfläche eines Dampferzeugers ausgebildet ist, erfolgt die Abkühlung der Abgase auf etwa 1000° C. Die Abgase, die je nach Menge und gewünschter Endtemperatur des vorzuwärmenden Schrotts unter Luftausschluß, Luftmangel, maximalem CO,-Gehalt oder Luftüberschuß abgezogen werden, gelangen danach durch die Eintrittsöffnung 4' in den mit feuerfestem Material ausgekleideten, ungekühlten Vorwärmschacht 5, der unterhalb der Einfüllöffnung 6 für den vorzuwärmenden Schrott gegen Verschleiß gepanzert ist und den sie erfindungsgemäß von oben nach unten durchströmen.

An Stelle der feuerfesten Ausmauerung des oberen Schachtteils 5' kann dieser Teil zweckmäßigerweise als Strahlungskühlfläche ausgebildet werden.

Um einen vorzeitigen Verschleiß des mit einem Panzer ausgekleideten unteren Schachtteils 5" zu verhindern, wird dieser gekühlt.

Der Vorwärmschacht 5 weist nach unten hin eine konische Erweiterung auf, die mit einem hydraulisch betätigten Verschluß 7 ausgerüstet ist. Der Verschluß 7, der mit Vorteil als Schurre ausgebildet ist, wird mit Hilfe eines Antriebes 8 um den Drehpunkt 9 verschwenkt. Die Lagerung des Verschlusses 7 im Drehpunkt 9 sowie der Antrieb 8 sind starr miteinander verbunden, haben jedoch keine direkte Verbindung zum Vorwärmschacht 5. Dehnungen des Vorwärmschachtes 5, die sich durch die starke mechanische und thermische Belastung ergeben, beeinträchtigen daher nicht die Wirkung des Verschlusses 7. Wird der Verschluß 7 als Wassertasse ausgebildet, so ist ein gasdichter Abschluß des Vorwärmschachtes 5 zu erreichen.

Hat der von den Abgasen durchströmte Schrott im Vorwärmschacht 5 die gewünschte Temperatur erreicht, so wird der Konverter 2 unter den Vorwärmschacht 5 geschwenkt (strichpunktierte Darstellung) und durch Öffnen des Verschlusses 17 (strichpunktierte Darstellung) der vorgewärmte Schrott unmittelbar in den Konverter 2 eingefüllt. Nach Beendigung des Füllvorganges wird der Verschluß 7 hochgeschwenkt und der Vorwärmschacht 5 über die Einfüllöffnung 6 mit neuem Schrott gefüllt.

Über die Leitung 10 werden die gekühlten und durch den Schrott vorgereinigten Abgase einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Entstaubungsanlage 11 zugeführt, hinter der ein regelbares Saugzuggebläse 12, ein Kamin 13 und eine Gasfackel 14 an-

geordnet sind. Selbstverständlich können auch nach anderen Verfahren arbeitende Entstaubungsanlagen, z. B. Trocken-Elektrofilter, zur Reinigung der Abgase verwendet werden.

Die Einfüllöffnung 6 für den vorzuwärmenden Schrott im Vorwärmschacht 5 kann mit Mitteln versehen sein, die eine gesteuerte oder ungesteuerte Zugabe von Sekundärluft, eine Einleitung von Zusatzbrennstoff oder von Kühlmitteln ermöglichen.

Durch Anwendung des neuen Verfahrens sowie der neuen Vorrichtung bei Sauerstoffaufblas-Konvertern kann bei gleich großem Stahlabstichgewicht der Roheiseneinsatz vermindert werden, während der Schrottzusatz erheblich gesteigert werden kann. Ein verminderter Roheiseneinsatz und niedrige Abgastemperaturen ergeben aber bei erheblich größerem Wärmegewinn auch bei vollständiger Verbrennung der Abgase eine gleich große (oder sogar eine kleinere) Gasmenge wie diejenige, die sich bei einem sogenannten Gasbetrieb, d. h. bei Luftausschluß oder Luftmangel, und Wassereinspritzung hinter den Strahlungskühlflächen ergibt.

Wird nach dem neuen Verfahren an Stelle des Schrotts vorgewärmtes oder kaltes Erz verwendet, so steigt bei gleich großem Stahlabstichgewicht der Roheiseneinsatz. In Verbindung mit einer geeigneten Entstaubungsanlage kann dann die Luftüberschußzahl so weit abgesenkt werden, z.B. auf η = 0, bis die Abgasmenge bei Verwendung von Erz gleich der Abgasmenge bei Verwendung von Schrott wird.

Zwischenstufen zwischen der reinen Verwendung von Erz bzw. Schrott sind z. B. in der Weise möglich, daß die Zugabe von Erz durch Schrottvorwärmung gesteigert wird, wodurch der Sauerstoffverbrauch erniedrigt wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kühlung und Entstaubung der Abgase metallurgischer Frischprozesse, insbesondere der Abgase von Sauerstoffaufblas-Konvertern, bei denen die Abgase zur in einem Vorwärmschacht erfolgenden Vorwärmung von dem zu frischenden Metallbad zuzusetzenden Zuschlagstoffen, vorzugsweise Schrott, dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase in einem Kühlschlot vorgekühlt und erst danach über die sich in dem Vorwärmschacht befindenden Zuschlagstoffe in der Richtung geleitet werden, in der diese aus dem Vorwärmschacht abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Abgase bei Verwendung von Schrott als Zuschlagstoff mit Verbrennung und bei Verwendung von Erz als Zuschlagstoff ohne Verbrennung oder mit einer geringen Teilverbrennung der Abgase durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe aus dem Vorwärmschacht unmittelbar in das Frischgefäß abgezogen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (7) des Vorwärmschachts (S) als Schurre ausgebildet ist, die mit einem Antrieb (8) und einer Lagerung (9) versehen ist, die keine starre Verbindung zum Vorwärmschacht (5) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (7) den Vorwärmschacht (5) gasdicht abdichtet, z. B. mit Hilfe einer Wassertasse.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung (6) für die Zuschlagstoffe am Vorwärmschacht (5) mit Mitteln zur Zuführung von Sekundärluft, Zusatzbrennstoff oder Kühlmitteln versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen