DE19622695A1 - Method for operating an oxygen-consuming shaft furnace and shaft furnace for carrying out the method - Google Patents

Method for operating an oxygen-consuming shaft furnace and shaft furnace for carrying out the method

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DE19622695A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sauerstoff-verzehrenden Schachtofens, insbesondere eines Kupolofens, zur Erzeugung von Metallen, insbesondere von Gußeisen, und Metallegierungen, bei dem der Ofenschacht mit einem entsprechenden Einsatz befüllt ist bzw. kontinuierlich oder diskontinuierlich befüllt und bodenseitig die Gußeisenschmelze entnommen wird, wobei dem Ofenschacht, insbesondere in seinem unteren Bereich ein Sauerstoff-enthaltendes Gasgemisch, insbesondere Luft - der sog. Wind -, zugeführt wird.The invention relates to a method for operating an oxygen-consuming Shaft furnace, in particular a cupola furnace, for the production of metals, especially of cast iron, and metal alloys, in which the furnace shaft with a corresponding insert is filled or continuously or discontinuously filled and the bottom of the cast iron melt is removed, the Oven shaft, in particular in its lower area containing oxygen Gas mixture, especially air - the so-called wind - is supplied.

Ferner betrifft die Erfindung einen Schachtofen, insbesondere einen Kupolofen zum Durchführen des o.g. Verfahrens.The invention further relates to a shaft furnace, in particular a cupola furnace Performing the above Procedure.

Aus der DE-OS 41 22 381 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens zur Erzeugung von Gußeisen bekannt. Bei dem darin beschriebenen Ver­ fahren wird dem Ofenschacht im unteren Bereich Wind, also Luft, und gegebenenfalls zusätzlich Sauerstoff, zugeführt. Die Zuführung von Wind in den Ofenschacht ist not­ wendig, da dadurch die Verbrennung des Kokssatzes ermöglicht wird.DE-OS 41 22 381 describes a generic method for operating a Cupola for the production of cast iron known. In the ver The furnace shaft in the lower area will be driven by wind, i.e. air, and if necessary additionally oxygen. The supply of wind to the furnace shaft is not necessary manoeuvrable, as this enables the coke set to be burned.

Die Zuführung des Windes erfolgt bei herkömmlichen Kupolöfen über große Gebläse. Bisweilen wird, wie bereits erwähnt, dem Wind auch Sauerstoff beigemischt oder die Koksverbrennung wird mittels Sauerstoffzuführung über Sauerstofflanzen intensiviert. Es wird jedoch stets ein Gebläse benötigt um den Wind der Verbrennung zuzuleiten. Derartige Luftgebläse sind jedoch vergleichsweise kostenintensiv.In conventional cupola furnaces, the wind is fed via large fans. Sometimes, as already mentioned, oxygen is added to the wind or the Coke combustion is intensified by supplying oxygen via oxygen lances. However, a fan is always required to direct the wind to the combustion. However, such air blowers are comparatively expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Sauer­ stoff-verzehrenden Schachtofens, insbesondere eines Kupolofens, sowie einen Schachtofen, insbesondere einen Kupolofen anzugeben, das bzw. der die genannten Nachteile vermeidet.The object of the present invention is a method for operating an acid material-consuming shaft furnace, in particular a cupola furnace, and a Shaft furnace, in particular to specify a cupola furnace, or the said Avoids disadvantages.

Dies wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch erreicht, daß die Zu­ führung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. Windes in den Ofenschacht mittels wenigstens einer Injektordüse erfolgt, wobei als Fördermedium Sauerstoff oder Sauerstoff im Gemisch mit anderen Gasen verwendet wird.This is achieved according to the inventive method in that the zu guiding the oxygen-containing gas mixture or wind into the furnace shaft  by means of at least one injector nozzle, oxygen or Oxygen mixed with other gases is used.

Durch die Zuführung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. des Windes in den Ofenschacht mittels wenigstens einer Injektordüse kann auf die bisher notwendigen (Luft)gebläse verzichtet werden. Vorallem dort, wo für andere Ver­ wendungszwecke bereits Sauerstoff-enthaltende Gasgemische oder (reiner) Sauerstoff benötigt werden und somit bereitgestellt werden müssen, kann eine Umrüstung auf das erfindungsgemäße Verfahren mit geringem Aufwand vorgenommen werden. Aber auch im Falle von Neuinvestitionen verringern sich die Kosten aufgrund des Wegfallens der Gebläsemotoren, der Gebläse selbst sowie der gesamten Windleitung, Windringleitung, Winddüsen, etc., erheblich.By supplying the oxygen-containing gas mixture or the wind in the furnace shaft by means of at least one injector nozzle can on the previous necessary (air) blowers can be dispensed with. Especially where other Ver already oxygen-containing gas mixtures or (pure) Oxygen is required and must therefore be made available Conversion to the method according to the invention with little effort be made. But they also decrease in the case of new investments Costs due to the elimination of the blower motors, the blowers themselves and the entire wind pipe, wind ring pipe, wind nozzles, etc., considerably.

Da in der Regel bzw. das Sauerstoff-enthaltende Gasgemisch der Sauerstoff mittels Tankanlagen bereitgestellt wird, erübrigen sich Pumpen bzw. Verdichter.As a rule, or the oxygen-containing gas mixture, the oxygen Tank systems is provided, pumps or compressors are unnecessary.

Vorteilhafterweise erfolgt die Zuführung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. des Windes in den Ofenschacht im Bereich der Windzone des Ofenschachts, da in diesem Bereich des Ofenschachts die eigentliche Verbrennung, zu deren Zweck die Zuführung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. des Windes geschieht, er­ folgt. Dadurch verbessert sich auch die Metallurgie des Schmelzprozesses. Die daraus resultierenden Einsparungen an C-, Si- und Mn-Trägermaterialien führen zu einer Senkung der Gattierungskosten.The oxygen-containing gas mixture is advantageously supplied or the wind in the furnace shaft in the area of the wind zone of the furnace shaft, there in this area of the furnace shaft the actual combustion, for the purpose of which Supply of the oxygen-containing gas mixture or the wind happens, he follows. This also improves the metallurgy of the melting process. The one from it resulting savings in C, Si and Mn carrier materials lead to a Reduction in class costs.

Das erfindungsgemäße Verfahren weiterbildend wird vorgeschlagen, daß das Fördermedium ein Gemisch aus Sauerstoff und Luft ist.The method according to the invention is proposed that the Pumped medium is a mixture of oxygen and air.

Über diese zusätzliche Zuführung von Luft über die Injektordüse(n) kann die Verbren­ nungstemperatur innerhalb des Ofenschachts geregelt, kontrolliert und, entsprechend den aktuellen Parametern Beschickungszusammensetzung, Verhältnis Gußeisen/ Schlacke, etc., variiert werden.With this additional supply of air via the injector nozzle (s), the combustion can temperature within the furnace shaft regulated, checked and, accordingly the current parameters of feed composition, cast iron / Slag, etc., can be varied.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, kann das Fördermedium einen Stickstoff-Anteil von 0 bis 80 Vol.-% aufweisen. According to a further advantageous embodiment of the invention Process, the pumped medium can have a nitrogen content of 0 to 80 vol .-% exhibit.  

Durch die Variierung des Stickstoffanteils läßt sich die Verbrennungstemperatur in einem großen Bereich und entsprechend der gewünschten Reaktion bzw. der Parameter einstellen.By varying the nitrogen content, the combustion temperature in a large range and according to the desired reaction or Set parameters.

Die von dem Fördermedium angesaugte Luftmenge beträgt gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, zwischen dem 0,1- und dem 10-fachen der Fördermediummenge.The amount of air sucked in by the pumped medium is according to another advantageous embodiment of the method according to the invention, between the 0.1- and 10 times the amount of fluid handled.

Zudem ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, wenn dem Schachtofen über die Injektordüse(n) weitere Gase, insbeson­ dere Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid zugeführt werden.In addition, it is according to a further embodiment of the method according to the invention advantageous if the shaft furnace via the injector nozzle (s) more gases, in particular whose carbon dioxide or carbon monoxide are supplied.

Wie bereits eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung ferner einen Schachtofen, insbe­ sondere einen Kupolofen, zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.As already mentioned at the beginning, the invention further relates to a shaft furnace, in particular in particular a cupola furnace for carrying out the method according to the invention.

Dieser zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, daß der Schachtofen wenig­ stens eine Injektordüse, die der Zuführung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. des Windes und gegebenenfalls weiterer Gase dient, aufweist.This is characterized according to the invention in that the shaft furnace little least an injector, the supply of the oxygen-containing gas mixture or the wind and possibly other gases.

Den erfindungsgemäßen Schachtofen weiterbildend wird vorgeschlagen, daß die Injek­ tordüse(n) im Bereich der Windzone des Ofenschachts angeordnet ist/sind.Further developing the shaft furnace according to the invention it is proposed that the injec gate nozzle (s) is / are arranged in the area of the wind zone of the furnace shaft.

Zusammenfassend seien nochmals die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Schachtofens dargestellt:In summary, the advantages of the method according to the invention are again and the shaft furnace according to the invention:

  • - Investitions- sowie Betriebskosteneinsparungen- Investment and operating cost savings
  • - Verzicht auf Gebläse, Gebläsemotoren, Windleitung, Windringleitung, Wind­ düsen, etc.- No blowers, blower motors, wind pipe, wind ring pipe, wind nozzles, etc.
  • - Regelungsmöglichkeit der Verbrennungstemperatur durch Variierung der Sauerstoff/Stickstoff-Zusammensetzung.- Possibility of regulating the combustion temperature by varying the Oxygen / nitrogen composition.

Claims (8)

1. Verfahren zum Betreiben eines Sauerstoff-verzehrenden Schachtofens, insbeson­ dere eines Kupolofens, zur Erzeugung von Metallen, insbesondere von Gußeisen, und Metallegierungen, bei dem der Ofenschacht mit einem entsprechenden Ein­ satz befüllt ist bzw. kontinuierlich oder diskontinuierlich befüllt und bodenseitig die Gußeisenschmelze entnommen wird, wobei dem Ofenschacht, insbesondere in seinem unteren Bereich ein Sauerstoff-enthaltendes Gasgemisch, insbesondere Luft - der sog. Wind -, zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu­ führung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches bzw. Windes in den Ofenschacht mittels wenigstens einer Injektordüse erfolgt, wobei als Fördermedium Sauerstoff oder Sauerstoff im Gemisch mit anderen Gasen verwendet wird.1. A method for operating an oxygen-consuming shaft furnace, in particular a cupola furnace, for the production of metals, in particular cast iron, and metal alloys, in which the furnace shaft is filled with a corresponding insert or is filled continuously or discontinuously and the cast iron melt is removed from the bottom is supplied to the furnace shaft, in particular in its lower region an oxygen-containing gas mixture, in particular air - the so-called wind -, characterized in that the oxygen-containing gas mixture or wind is guided into the furnace shaft by means of at least one Injector nozzle takes place, the medium used being oxygen or oxygen mixed with other gases. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches in den Ofenschacht im Bereich der Windzone des Ofenschachts erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the supply of the Oxygen-containing gas mixture in the furnace shaft in the area Wind zone of the furnace shaft takes place. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermedium ein Gemisch aus Sauerstoff und Luft ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Pumped medium is a mixture of oxygen and air. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermedium einen Stickstoff-Anteil von 0 bis 80 Vol.-% aufweist.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Pumped medium has a nitrogen content of 0 to 80 vol .-%. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Fördermedium angesaugte Luftmenge zwischen dem 0,1- und dem 10- fachen der Fördermediummenge beträgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the Air quantity sucked in by the pumped medium between 0.1 and 10 times the amount of fluid handled. 6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schachtofen über die Injektordüse(n) weitere Gase, insbesondere Kohlen­ dioxid oder Kohlenmonoxid zugeführt werden. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the shaft furnace via the injector nozzle (s) further gases, especially coal dioxide or carbon monoxide.   7. Schachtofen, insbesondere Kupolofen, zur Erzeugung von Gußeisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schachtofen wenigstens eine Injektordüse, die der Zu­ führung des Sauerstoff-enthaltenden Gasgemisches und gegebenenfalls weiterer Gase dient, aufweist.7. shaft furnace, in particular cupola furnace, for the production of cast iron, thereby characterized in that the shaft furnace has at least one injector nozzle that the Zu management of the oxygen-containing gas mixture and optionally further Serves gases. 8. Schachtofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Injektordüse(n) im Bereich der Windzone des Ofenschachts angeordnet ist/sind.8. shaft furnace according to claim 7, characterized in that the injector nozzle (s) is / are arranged in the area of the wind zone of the furnace shaft.
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