DE19857306C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einblasen von festen Teilchen in einen Schachtofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einblasen von festen Teilchen in einen Schachtofen, insbesondere einen Hochofen, bei dem die festen Teilchen mittels eines gasförmigen Förderstromes in den Heißwindstrom der Windformen zugeführt werden.

Zum Betreiben von Hochöfen oder anderen vergleichbaren Schachtöfen ist es bekannt, Zusatzbrennstoffe über die Windformen dem metallurgischen Prozeß zuzuführen. Neben flüssigen Zusatzbrennstoffen, wie z. B. Heizöl, werden auch feste Energieträger über geeignete pneumatische Transporteinrichtungen dem Ofen zugeführt. Diese zumeist pulverförmigen Brennstoffe werden dabei durch Beaufschlagung mit einem Trägergas über Rohrleitungen von einem Vorrats­ behälter über Ausgabekammern und entsprechend ausgebildete Einblaslanzen dem Heißwindstrom zugesetzt und in das Ofeninnere befördert.

Ein Verfahren zum Zuführen eines pulverförmigen Brennstoffgemisches ist zum Beispiel in der Veröffentlichung gemäß DE 30 50 394 A1 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird das pulverförmige Brennstoffgemisch unmittelbar nach dem Austrag aus einer Ausgabekammer in jeder Rohrleitung mit einem Gasstrahl beaufschlagt, der entgegen dem Förderstrom gerichtet ist. Damit soll die Förderfähigkeit der im Fördergas eingelagerten Brennstoffteilchen gesichert werden.

Gemäß der Veröffentlichung WO 88/05149 ist es zur Vermeidung von Verstopfungen bei der Förderung von Zusatzstoffmengen weiterhin bekannt ein pressluftunterstütztes Injektorsystem unmittelbar vor der Zugabe des Zusatzstoffes in die Blasform anzuordnen.

Neben dem Einsatz von pulverförmigen Zusatzbrennstof­ fen in Form von Kohlen- oder Koksstäuben ist es bekannt, Plastegranulate oder Abprodukte aus der Altautoverwer­ tung, wie z. B. die Shredderleichtfraktion nach entsprechen­ der Aufbereitung als Zusatzbrennstoff in einem Hochofen einzusetzen. Diese Stoffe neigen jedoch stärker als normale pulverförmige Brennstoffe zu Verstopfungen in den Rohr­ leitungen und verursachen Störungen bei der Versorgung der einzelnen Einblaslanzen mit Zusatzbrennstoff. Diesem Zustand wird durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwin­ digkeit des Förderstromes begegnet. Trotz dieser Maßnah­ men sind Störungen beim Betrieb derartiger Anlagen nicht zu vermeiden. Durch die Erhöhung der Strömungsge­ schwindigkeit des Förderstromes tritt in den Rohrleitungen ein verstärkter Verschleiß auf, der zu einem erhöhten In­ standhaltungsaufwand für die Anlage führt. Weiterhin füh­ ren auftretende Verstopfungen im pneumatischen Transport­ system verstärkt zu Ausfällen an den Einblaslanzen, da eine Kühlung der Einblaslanzen durch den Förderstrom dann nicht mehr gegeben ist. Darüber hinaus hat eine instabile Versorgung der einzelnen Windformen mit Zusatzbrennstoff Auswirkungen auf einen kontinuierlichen Ablauf der me­ tallurgischen Prozesse im Hochofen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zu finden, mit denen Zusatzbrennstoffe in Form von festen Teilchen, wie z. B. Granulate aus der Altplaste­ aufbereitung, Stäube oder andere pulverförmige Stoffe und deren Gemische mittels eines gasförmigen Förderstromes so in den Heißwindstrom der Windformen eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, gefördert werden, daß unter Absenkung der bisher üblichen Druckbeaufschlagung des Fördersystems nach einer Ausgabekammer einer pneumati­ schen Transporteinrichtung Störungen bei der Versorgung des Ofens mit diesen Zusatzbrennstoffen vermieden, der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand für derartige Anla­ gen vermindert und günstigere Bedingungen für eine Ver­ brennung der festen Teilchen in der Schmelzzone des Ofens gewährleistet werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe entsprechend den Ansprüchen 1 bis 6 gelöst.

Die erfindungsgemäße Beaufschlagung des Förderstro­ mes mit einem gasförmigen Medium unmittelbar vor Ein­ tritt der festen Teilchen in eine Einblaslanze ermöglicht eine Auflockerung und Verwirbelung der festen Teilchen vor Eintritt in den Heißwindstrom einer Windform bei gleich­ zeitiger Erhöhung der Fließgeschwindigkeit des Förderstro­ mes. Die zusätzliche Einleitung eines gasförmigen Medi­ ums in Richtung der Einblaslanze mit einem Druck, der um ein mehrfaches über dem des Fördermediums in diesem Rohrabschnitt liegt, wird im vorgeordneten Teil der jeweili­ gen Rohrleitung eine Sogwirkung erzeugt, die die Gefahr von Verstopfungen in diesem bisher gefährdeten Rohrab­ schnitt erheblich vermindert. Die spiralförmige Einleitung des gasförmigen Mediums in den Förderstrom unmittelbar vor Eintritt in die Einblaslanze ermöglicht eine stabile Aus­ bildung des Förderstromes, wodurch ein Transport der fe­ sten Teilchen bis weit in die Schmelzzone des Ofens mög­ lich ist.

Durch die Beaufschlagung des Förderstromes mit einem zusätzlichen gasförmigen Medium vor einer Einblaslanze ist sichergestellt, daß bei einer auftretenden Verstopfung in den zu jeder Einblaslanze führenden Rohrleitung ein Verbrennen der Lanzen nicht mehr möglich ist, da die Kühlung der Ein­ blaslanze mit dem zusätzlichen gasförmigen Medium ge­ währleistet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazugehörende Vorrichtung sollen nachfolgend an einem Ausführungsbei­ spiel näher erläutert werden. In den dazugehörenden Zeich­ nungen zeigen

Fig. 1 Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 Draufsicht der Vorrichtung,

Fig. 3 Verbindung Rohrbogen mit Rohrabschnitt,

Fig. 4 Vorrichtung im eingebauten Zustand.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf das Einblasen von festen Teilchen, wie z. B. Plastegranulat oder aufberei­ tete Bestandteile aus der Shredderleichtfraktion, die im Rah­ men einer umweltgerechten Verwertung als Energieträger dem Hochofenprozeß über die Windformen 5 zugeführt werden. Die festen Teilchen werden dabei unter Druckbe­ aufschlagung von einem Vorratsbehälter über Rohrleitungen bis in den Bereich der Windformen 5 des Hochofens geför­ dert. Der übliche Druck am Anfang der Förderstrecke von 2,2-2,5 bar kann unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der dazugehörenden Vorrichtung auf 1,6-2,0 bar abgesenkt werden. In Abhängigkeit von der För­ derstrecke, die je nach Ofengröße und Anzahl der Vorratsbe­ hälter unterschiedlich sein kann, stellt sich am Ende der För­ derstrecke ein Druck von 0,2-0,5 bar ein. Die festen Teil­ chen werden über an den Windformen angeordnete Einblas­ lanzen 6 dem Heißwindstrom zugesetzt und so dem Ofenin­ neren zugeführt. Dazu ist unmittelbar vor einer Einblaslanze 6 die jeweilige Rohrleitung über ein Ventil 4 mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung verbunden. Die Vorrichtung ist zwischen Einblaslanze 6 und Ventil 4 angeordnet und zweckmäßigerweise mittels beidseitiger Schraubverbindun­ gen mit diesen verbunden. Sie besteht aus einem Rohrab­ schnitt 1 und einem mit dem Rohrabschnitt 1 festverbunde­ nen Rohrbogen 2, der unter einem Winkel von ca. 30° zur Symmetrieachse des Rohrabschnittes 1 angeordnet ist. Am Umfang des Rohrabschnittes 1 sind in vertikaler Ebene zur Symmetrieachse des Rohrabschnittes 1 zwei zueinander versetzt angeordnete Öffnungen angebracht, deren Größe dem Innendurchmesser des Rohrbogens 2 entspricht. Der Rohrabschnitt 1 und die beiden Enden des Rohrbogens 2 sind im Bereich der Öffnungen gasdicht, vorzugsweise durch eine Schweißverbindung wie aus Fig. 3 ersichtlich, miteinander verbunden. Der Rohrbogen 2 weist einen An­ schluß 3 für eine Druckluftleitung auf. Der Anschluß 3 ist am oberen Scheitelpunkt des Rohrbogens 2 angeordnet, wo­ bei die Verbindung so ausgebildet ist, daß Druckluft über den Anschluß 3 und dem Rohrbogen 2 in den Rohrabschnitt. 1 strömen kann. Die Druckluft wird mit ca. 5 bis 6 bar aus dem am Hochofen installierten Leitungsnetz entnommen und über ein nicht näher dargestelltes Rückschlagventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt. Durch die vor­ handene Druckdifferenz entsteht eine Sogwirkung in der Rohrleitung für die festen Teilchen, wodurch Ansatzbildun­ gen bzw. Verstopfungen im hinteren Abschnitt der Rohrlei­ tung vermieden werden. Die versetzte Anordnung der Rohr­ bogenenden am Rohrabschnitt 1 ist aus Fig. 1 ersichtlich. Sie bewirkt eine Auflockerung und Verwirbelung der festen Teilchen im Bereich hinter den Rohreinmündungen im Rohrabschnitt 1. Die Anordnung der Rohrbogenenden in ei­ nem Winkel von 80° zur Symmetrieachse des Rohrabschnit­ tes 1 erzeugt eine in Richtung der Lanze 6 gerichtete, spiral­ förmige Bewegung der festen Teilchen. Diese Ausgestal­ tung ist in Fig. 2 dargestellt. Der Innendurchmesser des Rohrabschnittes 1 ist gleich dem Innendurchmesser der nachgeordneten Einblaslanze 6, um negative Einwirkungen auf den Förderstrom zu vermeiden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Rohrabschnitt

2

Rohrbogen

3

Anschluß

4

Ventil

5

Windform

6

Einblaslanze

Claims (6)

1. Verfahren zum Einblasen von festen Teilchen in einen Schachtofen, insbe­ sondere einen Hochofen, bei dem die festen Teilchen mittels gasförmigen Förderstromes über Einblaslanzen in den Heißwindstrom der Windformen zugeführt werden, wobei der gasförmige Förderstrom unmittelbar vor Eintritt in eine Einblaslanze mit einem gasförmigen Medium beaufschlagt wird, dessen Druck an dieser Stelle über dem Druck des Förderstromes liegt dadurch gekennzeichnet dass das gasförmige Medium so eingeleitet wird, dass unter Erhöhung der Fließgeschwindigkeit die im Förderstrom eingelagerten festen Teilchen verwirbelt und in eine, in Richtung des Lanzenaustritts gerichtete, spiralförmige Bewegung versetzt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einblaslanze (6) vorgeordneter Rohrabschnitt (1) mindestens zwei gegenüberliegende und zueinander versetzt angeordnete Rohreinmündungen aufweist, die über einen Rohrbogen (2) miteinander verbunden sind und an dem ein Anschluß (3) für ein gasförmiges Medium angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Rohrbogen (2) in einem Winkel von 20° bis 40° zur Symmetrieachse des Rohrabschnittes (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrein­ mündungen im Rohrabschnitt (1) im gleichen Abstand zur Symmetrieachse des Rohrabschnittes (1) versetzt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohreinmündungen unter einem Winkel kleiner 90°, vorzugsweise zwischen 80° und 70° zur Symmetrieachse des Rohrabschnittes (1) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (1) den gleichen Innendurchmesser aufweist wie die Einblas­ lanze (6).