DE1583316B2

DE1583316B2 - Verfahren zum abziehen unverbrannter abgase von einem konverter, der von oben mit sauerstoff beblasen wird

Info

Publication number: DE1583316B2
Application number: DE1967Y0001137
Authority: DE
Inventors: Takeshi; Maehara Shigeru; Tokio; Morita Shigeaki Kitakyushu; Nishiwaki Minoru Sakai Osaka; Igarashi Isoji; Tagiri Koichi Kitakyushu; Narita Susumu Sakai Osaka; Kato (Japan)
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries, Ltd, Kobe; Nippon Steel Corp, Tokio; (Japan)
Priority date: 1966-01-17
Filing date: 1967-01-17
Publication date: 1977-11-17
Also published as: FR1509333A; US3494763A; DE1583316A1; BE692728A; AT284895B; GB1174113A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von unverbrannten Abgasen, eines Sauerstoff-Aufblaskonverters mit Gasfanghaube und Saugzuggebläse, wobei die Absaugung der CO-reichen Abgase unter iu Druckregelung in einen Speicher während der Mittelphase des Frischvorganges erfolgt.

Beim Betrieb von Sauerstoff-Aufblaskonvertern wird nach dem Einkippen des Roheisens mittels einer Lanze von oben Sauerstoff auf das schmelzflüssige Eisen r> geblasen. Die dabei entstehenden Abgase werden in einer Gasfanghaube aufgefangen, gekühlt und durch einen Kamin abgelassen oder zur CO-Gewinnung gesammelt. Der Druck in dieser Gasfanghaube wird dabei auf einen gewünschten Wert eingeregelt. -to

Eine gewisse Zeit nach dem Beginn des Blasens erfolgt nun eine Zündung, die eine Druckwelle zur Folge hat, durch die die Druckregelung instabil wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Zündungsstoß in wirksamer Weise abzufan- 4~> gen und insbesondere vom Saugzuggebläse fernzuhalten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu Beginn der Blasperiode angehobene Haube erst nach erfolgter Zündung und bis zum Frischende dichtend aufgesetzt ^r> <> wird, und daß der Druck innerhalb der Kühleinrichtung des Gewinnungssystems auf einen leichten Unterdruck im Bereich von —1 bis —10 mm Wassersäule durch Regelung der Abgasstromgeschwindigkeit im Gewinnungssystem bis zum Ende des Frischvorganges » geregelt wird.

Aus der britischen Patentschrift 10 06 436 ist ein Verfahren bekannt, bei dem bei einem Sauerstoff-Aufblaskonverter unverbrannte Abgase in einer Gasfanghaube gesammelt werden. Während der ersten und w> letzten Sekunden wird dabei Luft in die Gasfanghaube eingesaugt, um durch gesteuerte Verbrennung von CO zu CO:> Gaspolster aus einem nicht zündfähigen Gemisch zu bilden, durch welche die an CO-reichen Abgase von der Luft getrennt werden. Während der h^r> Gewinnung dieser CO-haltigen Gase wird der Druck in der Gasfanghaube auf Atmosphärendruck eingeregelt. Bei Verwendung von Dichtmanschetten werden diese nur zu Beginn und Ende jeder Operation für wenige Sekunden angehoben.

in der Literaturstelle »Revue de Metallurgie«, März 1960, S. 207 bis 215 werden das C. A. F. L- und das IRSlD-Verfahren beschrieben. Bei beiden Verfahren wird ein Konverter mit einer darüber unbeweglich angeordneten Gasfanghaube verwendet, die über eine verschiebbare Manschette mit der Konvertermündung verbunden werden kann. Beim CAFL-Verfahren wird die Konvertermündung durch die Manschette und zusätzliche Einblasung von Dampf zwischen der Manschette und ihrem Sitz abgedichtet und ein Unterdruck von annähernd Null in der Abfanghaube angestrebt, während beim IRSID-Verfahren ohne Abdichtung zwischen Konvertermündung und Abfanghaube gearbeitet wird. Bei diesem letzteren Verfahren soll am unteren Rand der Haube ein Druck von 0 mm H)O eingestellt werden, was einem Druck von +1 bis + 2 mm an der Meßstelle entspricht, die 1 m über dem unteren Rand liegt. Die hier beschriebene Versuchsanlage hatte undichte Stellen und verfügte nicht über eine genügend präzise Druckregelung, was für das Ziel der angestellten Untersuchungen, nämlich die Staubbeseitigung, auch nicht erforderlich war.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von unverbrannten Abgasen wird in einem Sauerstoff-Aufblaskonverter durchgeführt, an dessen Oberteil eine senkrecht bewegliche Gasfanghaube derart angebracht ist, daß der Konverter und das Gas-Rückgewinnungssystem praktisch einen einheitlichen Körper bilden, wenn diese Haube abgesenkt wird. Die Abgase werden in unverbranntem Zustand mittels eines in dem Rückgewinnungssystem angebrachten Saugzuggebläses abgezogen. Zu Beginn des Sauerstoff-Aufblasens wird ein notwendiger Zwischenraum zum Kippen des Konverters zwischen dem Konverter und dem Gas-Rückgewinnungssystems gehalten. Das Absenken der beweglichen Haube erfolgt, nachdem die Zündung beim Sauerstoff-Aufblasen festgestellt wurde, und gleichzeitig wird der Druck innerhalb der Kühleinrichtung des Rückgewinnungssystems auf einen leichten Unterdruck im Bereich von —1 bis —10 mm WS durch Regelung eines Abgasstromes im Rückgewinnungssystem mittels eines Gasstromreglers eingestellt, um dadurch Außenluft durch einen Spalt, der sich unvermeidbar an einem Teil des Haubenaufbaus auf dem Oberteil des Konverters bildet, einzuleiten, wodurch das Ausströmen von Abgas verhindert wird.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert. Die Figur stellt eine schematische Ansicht dar, die ein gesamtes Rückgewinnungssystem eines unverbrannten Abgases von einem Konverter zeigt, in den von oben Sauerstoff geblasen wird. Dieser Sauerstoff wird durch eine Sauerstofflanze 1 in den Konverter 2 eingeblasen, wodurch das schmelzflüssige Roheisen gefrischt wird. Das erzeugte Abgas wird zu einem Gasbehälter 14 geleitet oder zu einem Kamin 15 durch eine bewegliche Gasfanghaube 3, ein Abzugsrohr 4, eine Gas-Kühleinrichtung 6, einen Staubabscheider 7, eine Drosselklappe 8 zur Regelung einer Gasstromgeschwindigkeit, einen Durchfiußmesser 11, ein Abzugsgebläse 12 und ein Dreiwegeventil 13. 9 ist eine Vorrichtung zur Regelung eines Druckes innerhalb der Gas-Kühleinrichtung, 10 ist eine Druckeinsteileinrichtung und 16 ist eine Einrichtung zum Einblasen von Stickstoff zur Verdünnung des Abgases. Die bewegliche Gasfanghaube 3 bildet einen Abschluß, wenn der Haubenaufbau auf dem Oberteil des

Konverters abgesenkt ist. Das heißt, die senkrecht bewegliche Gasfanghaube 3 ist an dem Abzugsrohr 4 angebracht, das am unteren Ende der Gas-Kühleinrichtung angeordnet ist, und das untere Ende der beweglichen Gasfanghaube 3 kann derart dicht auf dem Oberteil des Konverters angeordnet werden, daß praktisch die Verbindung des Gases auf der Innenseite, das von dem Konverter erzeugt wird, mit der Umgebungsluft unterbrochen wird. Wenn die bewegliche Gasfanghaube 3 auf den Konverteroberteil abgesenkt wird, so daß das ganze Gewicht der Haube auf dem Konverteroberteil lastet, wird die untere Abschirmfläche der beweglichen Gasfanghaube in enge Berührung mit der Oberfläche des Konverteroberteils gebracht und dadurch ein im wesentlichen abgeschlossener, erwünschter Zustand sichergestellt. Jedoch spritzt während des Aufblasverfahrens Grundmetall und Schlacke hoch und bleibt am Oberteil des Konverters hängen, wodurch oftmals ein Spalt zwischen dem unteren Ende der beweglichen Haube und dem Konverteroberteil gebildet wird. Es ist deshalb erwünscht, das anhaftende Metall und die Schlacke einer jeden Beschickung zu entfernen, um den erwünschten abgeschlossenen Zustand zu gewährleisten. Jedoch bleibt oft unvermeidbar wegen mechanischer Gründe ein schmaler Spalt offen, selbst wenn das anhaftende Metall und die Schlacke entfernt werden. Deshalb kann lediglich ein im wesentlichen abgeschlossener Zustand sichergestellt werden, bei dem die Bildung eines schmalen Spaltes unvermeidlich ist, selbst wenn die bewegliche Haube völlig auf den Konverteroberteil abgesenkt wird.

Beim Betrieb eines Sauerstoff-Aufblaskonverters wird der Konverter entsprechend den verschiedenen Verfahrensstufen gekippt, wobei der Konverter mit schmelzflüssigen Roheisen beschickt und entleert wird. Der notwendige Zwischenraum zum Kippen des Konverters ändert sich entsprechend der Kapazität des Konverters, jedoch sind gewöhnlich 400 bis 700 mm erforderlich. Die senkrecht bewegliche Haube wird angehoben und von der Höhe oberhalb des Konverter-Oberteils im Bereich von 400 bis 700 mm bis herab zu 0 mm abgesenkt und umgekehrt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.-

Das Sauerstoffaufblasen wird bei einem Zustand eingeleitet, bei dem die bewegliche Haube auf den obengenannten Abstand vom Oberteil des Konverters angehoben ist.

30 Sekunden bis zu einer Minute und 30 Sekunden nach dem Beginn des Sauerstoffaufblasens reagiert der Kohlenstoff-Gehalt des schmelzflüssigen Roheisens heftig mit dem eingeblasenen Sauerstoff und dadurch tritt eine Entzündung des Sauerstoffs ein. Diese Zündung wird von einer Detonation begleitet, die einen Staudruck erzeugt, der die Druckregelvorrichtung innerhalb der Gas-Kühleinrichtung unstabil machen würde, wenn der Staudruck direkt auf das Rückgewinnungssystem übertragen würde, was das Ausströmen unverbrannten Abgases nach außen zur Folge hätte. Dies ist vom Standpunkt der Sicherheit des Gas-Rückgewinnungssystems nicht erwünscht.

Demzufolge wird der Staudruck, der von der Explosionszündung herrührt, unter Verwendung des Zwischenraums zwischen der beweglichen Haube und dem Konverteroberteil in die Außeniuft abgelassen. Das heißt, bis die Zündung eintritt, wird das Sauerstoffaufblasen mit einem Zwischenraum zwischen der bewegli

ίο

chen Haube und dem Konverteroberteil ausgeführt. Die bewegliche Haube wird erst abgesenkt, um einen im wesentlichen abgeschlossenen Zustand zu bilden, nachdem die sichtbare Zündung festgestellt wurde. Auf diese Weise kann der Staudruck aufgrund der Zündung von der Vorrichtung zur Druckregelung innerhalb der Gas-Kühleinrichtung abgewendet und der stabile Betrieb sichergestellt werden.

Mit dem Absenken der beweglichen Haube wird der Druck innerhalb der Gas-Kühleinrichtung auf einen leichten Unterdruck im Bereich von -1 bis -10 mm WS, vorzugsweise von —3 bis —8 mm WS durch den folgenden Mechanismus eingeregelt.

Ein innerhalb der Gas-Kühleinrichtung vorhandener Druck wird durch einen Druckmesser (nicht gezeigt) gemessen. Der gemessene Wert wird mit dem vorbestimmten Druckwert verglichen, der durch die Druckeinstelleinrichtung 10 eingestellt ist. Der Druckregler 9 betätigt die Gasstromregelklappe 8 entsprechend der Abweichung des gemessenen Druckwerts vom Einstellwert. Durch Steuerung dieser Klappe 8 kann der erwünschte Druck in der Gas-Kühleinrichtung aufrechterhalten werden.

In der vorliegenden Anmeldung wurde eine Drosselklappe als Beispiel eines Gasstrom-Geschwindigkeitsreglers gezeigt. Jedoch kann es auch ein Venturi-Scrubber bzw. ein Venturirohr sein.

Das Sauerstoffaufblasen wird bis zum Ende in dem obengenannten abgeschlossenen Zustand weitergeführt, während der Druck in der Gas-Kühleinrichtung auf einem leichten Unterdruck gehalten wird.

Die durch den unvermeidlichen Spalt noch eintretende Luft verbrennt in der Nähe dieses Spaltbereichs innerhalb der Haube zu CO2, das vollkommen verhindert, daß Abgas und Staub in die Außenluft ausströmt. Auf diese Weise kann die saubere Umgebungsluft in der Werkshalle sichergestellt werden.

Da trotz des leichten Unterdrucks nur wenig Luft angesaugt wird, ist die Bildung von CO2 sehr gering. Deshalb kann wertvolles Abgas mit einem geringen Gehalt an CO2 und N2 zurückgewonnen werden. Die Ausrüstung zur Rückgewinnung des Abgases kann in kleinen Abmessungen hergestellt werden, da nur wertvolles Gas gesammelt werden kann.

Bei diesem Betrieb des Konverters ist es auch zweckmäßig, das Rückgewinnungssystem von Restluft mit einem inerten Gas zu reinigen, z. B. vor Beginn des Sauerstoffaufblasens mit Stickstoff, um eine zufällige Explosionsgefahr zu verhindern.

„ . . .
Beispiel

Das Aufblasen wurde in einem Konverter mit einer Kapazität von ca. 130 Tonnen unter den folgenden Betriebsbedingungen ausgeführt:

'' Menge des schmelzflüssigen
Roheisens

Gesamtbeschickung
Menge des ausgegossenen
Stahls

Zusammensetzung des
schmelzflüssigen Roheisens

Aufblaszeit

Menge des eingeblasenen

Sauerstoffs

Reinheit des Sauerstoffs.

114 Tonnen/Charge
156 Tonnen/Charge

130,5 Tonnen/Charge

C 4,2%; Si 0,67%;
Mn 0,85%; P 0,125%
und S 0,028%
25 Minuten

17 000NmVStunde

(konstant)

99,9%

Bei diesem Beispiel wurde der Druck in der Gas-Kühleinrichtung auf —4 mm WS eingestellt. Die Ergebnisse aus dem Vorgang des Sauerstoffaufblasens,

während eine automatische Druckregelung auf der Grundlage des obigen Einstellwertes durchgeführt wurde, sind in der folgenden Tabelle gezeigt.

Tabelle

Zeit nach	Raum	Abgas-	Druck in	Gasanalyse (%)	H2	CO₂	N2	O2	Bemerkungen
Beginn des	zwischen	strom-	der Kühl				79	21
O2-Aufblasens	Haube und	geschwin-	einrich				20	80
	Konverter	digkeit	tung		0,8	15	71,2	10
	mündung				0,8	15	57,7	4,5
(Minuten)	(mm)	(NmVSt.)	(mm WS)	CO	0,7	16,5	50,1	0,7
0	700	20 520	0		1,0	18,4	54,0	0	N2 Reinigung
0,30	500	15 120	0		1.8	19,6	34,4	0,3	beginnt 1 Minute
1	400	42 100	0	12	1,1	23,3	5,9	0,1	vor dem Cte-Auf-
1,30	200	33 000	0	22	1,0	21,3	4,2	0,2	blasen
2	0	30 100	-3	24	1,1	17,2	3,3	0,4
3	0	30 860	-3	£6,6	1,1	13,4	3,7	0,3
5 ·	0	22 750	-3	43,9	1,3	18,3	7,2	0,3	02-Zündung
7	0	31 030	-4	69,6	0,9	12,4	5,1	0,2	1 Minute nach
9	0	39 170	-4	73,3	0,9	11,3	5,1	0	dem Ch-Auf-
11	0	44 280	-4	78,0	0,9	9,4	4,7	0	blasen
13	0	53 800	-4	81,5	0,9	7,6	28,5	0,2	N2- Verdünnung
15	0	54 600	-5	72,9	0,9	8,8	75,4	0	5 Minuten nach
17	0	42 140	-5	81,4		Hierzu 1 Blatt Zeichnungen			Beginn des O2-Auf-
19	0	36 930	-3	82,7				blasens abge
21	0	36 700	-3	85,7				brochen
23	400	46 940	-3	62,8
25	400	36 830	-3	14,9

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von unverbrannten Abgasen, eines Sauerstoff-Aufblaskonverters mit Gasfanghaube und Saugzuggebläse, wobei die Absaugung der CO-reichen Abgase unter Druckregelung in einen Speicher während der Mittelphase des Frischvorganges erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Beginn der Blasenperiode angehobene Haube erst nach erfolgter Zündung und bis zum Frischende dichtend aufgesetzt wird und daß der Druck innerhalb der Kühleinrichtung des Gewinnungssystems auf einen leichten Unterdruck im Bereich von — 1 bis — 10 mm Wassersäule durch Regelung der Abgasstromgeschwindigkeit im Gewinnungssystems bis zum Ende des Frischvorganges geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn des Sauerstoffblasens ein inertes Gas in das Rückgewinnungssystem eingeblasen wird.

Kl