DE2005220A1

DE2005220A1 - Metallurgical furnace flue gas removal plant

Info

Publication number: DE2005220A1
Application number: DE19702005220
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: WEISSHEIMER V
Current assignee: WEISSHEIMER V
Priority date: 1970-02-05
Filing date: 1970-02-05
Publication date: 1971-08-19

Abstract

Drawing off, afterburning and cooling of hot flue gases from steel crucible type melting furnace is performed so that no excessive heat is generated in the pipe and ancillary plant used. The gases are diluted with cold air introduced peripherally into the pipe carrying the gases. The gases are burnt with this air in a section of pipework provided with cooling air passed over fins on the outside of the pipe. An outer pipe is provided for the air passed along the pipe, the air being drawn through by a suction fan.

Description

Verfahren und Vorrichtung eines Absaugnachbrenrohr für heiße Gase, mit Luftkühlung und Luftüberschußregelung zur Nachverbrennung.Method and device of an exhaust afterburning pipe for hot gases, with air cooling and excess air control for post-combustion.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Absaugung heißer Gase aus Schmelzöfen. Die Erfindung eigent sich beschders für Schmelzöfen die unter dem technologischen Begriff "Öfen für Herdstahlerzeugung" bekannt sind.The invention relates to a method and a device for suction hot gases from melting furnaces. The invention is proper for melting furnaces which are known under the technological term "ovens for hearth steel production".

Elektroöfen, Herdstahlögen entwickeln beim Schmelzvorgang heiße Abgase, deren Temperatur zwischen 1100 C° bis 1900 C°, jeweils nach dem angewandten Schmelzverfahren liegen. Diese Heißgase aus CO, CO2, mit Anteilen aus N2, H2, reißen durch den starken thermodynamischen Antrieb im Ofen, - Kaminzug -feine Eisenoxydteilchen mit sich, die als brauner Rauch bekannt sind. Dieses Abgas hat durch den hohen Gehalt an CO, 50 bis 85 % Anteile, stickige und toxische Wirkung; außerdem stellt der ausgeworfene Eisenoxydstaub eine erhebliche Belästigung dar. Die Beseitigung und Neutralisierung dieser Ofengase wird im Gesetz zur Reinhaltung der Luft gefordert.Electric furnaces, steel hearths develop hot exhaust gases during the melting process, their temperature between 1100 ° C and 1900 ° C, depending on the melting process used lie. These hot gases from CO, CO2, with parts of N2, H2, tear through the strong thermodynamic drive in the furnace - chimney draft - fine iron oxide particles with it, known as brown smoke. Due to the high CO content, this exhaust gas has 50 to 85% proportions, stuffy and toxic effect; in addition, the ejected Iron oxide dust is a considerable nuisance. The elimination and neutralization These furnace gases are required in the law for keeping the air clean.

Nach den bisher bekannten Verfahren werden diese Gass über Rohrleitungen von Ventilatoren abgesaugt, mit Mischluft verbrannt, oder nach dem Wasch- oder Filterprozeß nachwerbrannt, abgefackelt. Die sichers Dauerfunktion scheiterte bis jetzt an den thermischen Schwierigkeiten in der Absaugleitung. Fie Flammtemperaturen des Gases liegen zwischen 1600 C° und 2100 C°. Der Schmelzpunkt des Stahles und der von keramischen Ausmauerungen wird in allen Fällen überschritten. Wasserkühlung der Rohre hat sich durch die starke Inkrustierung und Ablagerung in den Rohren und durch die sehr hohen Kühlskosten nicht durchgesetzt.According to the previously known method, this gas is supplied via pipelines Extracted by fans, burned with mixed air, or after the washing or filtering process re-burned, flared. The secure permanent function has failed until now because of the thermal difficulties in the suction line. Fie flame temperatures of the gas are between 1600 C ° and 2100 C °. The melting point of steel and that of ceramic Lining is exceeded in all cases. Water cooling of the pipes has turned due to the strong incrustation and deposits in the pipes and the very high Cooling costs not enforced.

Stahlrohrleitungen ohne Intensivkühlung brennen in kurzer Zeit durch. Eine Neuentwicklung zur sicheren @eißgasführung ist dringend geboten.Steel pipelines without intensive cooling burn through in a short time. A new development for safe hot gas management is urgently required.

Mit dieser Erfindung wird ein Verfahren vorgestellt, das in einem Rohr die Heißgass über einen Ventilator absaugt, wobei das Aubgaserohr so ausgebildet ist. daß es gleichzeitig als Nachbrenner dient, dadurch gekennzeichnet, daß es mit dem Heißgas jeweils so viel Frischluft ansaugt, daß eine restlose Verbrennung des CO-Gases in C02 erreicht wird. Gleichzeltig wird, von einer Kegelklappe gesteuert, so viel zusätziche Frischluft in das "Absaugenachbfrennrohr" gesaugt, daß sich ein Kühlender Frischluftmantel zwischen Heißgasstom und Rohrinnenwand bildet. Diese Rohrinnenkühlung bewirkt, daß in den Berührungszonen die Gastemperatur unter den Schmelzpunkt des Stahles abgesankt wird. Zur weiteren Kühlung ist das Absaugnachbrenrohr mit einer wirksamen Luftkühlung versehen, dargestellt in der Figur 3. Diese Luftkühlung besteht aus auf die Außenwand des Absaugenachbrennrohres aufgeschweißte Kühlrippen, einem Mantelrohr, dem Ventilator (11) und dem Zwischenrohr (12). Der V.ntilator saugt durch die Eühlkanäle, dargestellt im Schnittbild Figur 3 mit großer Geschwindigkeit und relativ großer Pressung, 200 bis 400 mm WS, kühle Frischluft an. Die kühlende Frischluft nimmt dabei die Abstrahlwärme von Außenrohr und Kühlrippen auf, der Ventilator befördert die Kühlluft ohne Belästigung über das Dach. Die Menge der Kühlluft wird je nach Betriebszustand von der Regelklappe, Figur 2 (3) durch Zu- oder Abarücken vom Flansch (4) und durch Veränderung der Drehzahlen des Motors am Ventilator erreicht.With this invention, a method is presented that in a Tube that sucks off hot gas via a fan, the exhaust gas tube being designed in this way is. that it also serves as an afterburner, characterized in that it has to the Hot gas each draws in so much fresh air that a complete Combustion of the CO gas in C02 is achieved. At the same time, from a cone valve controlled, as much additional fresh air is sucked into the "exhaust pipe", that a cooling fresh air jacket is formed between the hot gas stream and the inner wall of the pipe. This internal pipe cooling causes the gas temperature in the contact zones below the melting point of the steel is lowered. The exhaust afterburning pipe is used for further cooling provided with an effective air cooling, shown in Figure 3. This air cooling consists of cooling fins welded onto the outer wall of the exhaust afterburning tube, a jacket pipe, the fan (11) and the intermediate pipe (12). The ventilator sucks through the cooling ducts, shown in the sectional view in FIG. 3, at great speed and relatively high pressure, 200 to 400 mm WS, cool fresh air. The cooling one Fresh air absorbs the radiant heat from the outer pipe and cooling fins, the fan conveys the cooling air over the roof without any nuisance. The amount of cooling air will depending on the operating status of the control flap, Figure 2 (3) by moving it closed or off from the flange (4) and by changing the speed of the motor on the fan.

Zur schieren Steuerung der Nachverbrennung und Rohrinnenkühlung befindet sich auf einem dem Ofenkrümmer, Figur 2 (6) eine Regelklappe, welche durch Verschiebung in der Längsachse (15) einen Luftüberschuß im Verhältnis zum Heißgas von 1:1 bis 1:4, o zuläßt. Durch die besondere Form dieser Regelklappe (5) wird zweierlei erreicht: Einmal die Veränderung des Luftüberschusses zum Gas, zweitens eine differente Beschleunigung der Gase. Die mit geingem Widerstand angesaugte Frischluft hat eine größere Beschleunigung als die ait abgesaugten Hoißgase. Zwichen der ringförmig eingesaugten Frischluft, differenter Beschleunigung zum Heißgas, bildet sich in den Berührungszonen eine labile Granzschicht aus, die eine die Länge der Nachbrennstrecke überdeckende Wirkung hat,daß sich Külluft und Zusatzluft zur Nachverbrennung nicht spontan vermischen. Durch diese Strömungsführung bleibt der kühlende Luftmantel in Innenrohr länger wirksam. Durch die Luftkühlungs des Innenrohres und der Rohrmantels, der Abstrahlflächen mit Kühlrippen. wird eine so intensive Kühlung erreicht, daß die für eine solche Anlage notwendig Sichorheit und Standzeit !dr lange Betriebezeiten erhalten bleibt.For sheer control of the afterburning and internal pipe cooling is located on one of the furnace bends, Figure 2 (6), a control flap, which by displacement in the longitudinal axis (15) an excess of air in relation to the hot gas of 1: 1 to 1: 4, o admits. The special shape of this control flap (5) achieves two things: On the one hand the change in the excess air to the gas, on the other hand a different acceleration of the gases. The fresh air sucked in with little resistance has a greater acceleration than the ait sucked Hoissgase. Between the ring-shaped fresh air sucked in, different acceleration to the hot gas, one forms in the contact zones unstable granular layer, which has an effect that covers the length of the afterburning path has that cooling air and additional air for afterburning do not mix spontaneously. Due to this flow guidance, the cooling air jacket in the inner pipe remains longer effective. Due to the air cooling of the inner tube and the tube jacket, the radiation surfaces with cooling fins. so intensive cooling is achieved that the for such System necessary security and service life! So that long operating times are maintained.

Die Erfindung und das Verfahren werden anhand der anliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erklärt.The invention and the method are illustrated with reference to the accompanying drawings explained using an exemplary embodiment.

Es stellen dar: Figur 1 Schmelzofen mit Offenkrümmer; ------- Absaugenachbrennrohr mit Kühleinrichtun und Rohrstück zum Anschluß des Külventilators.The figures show: FIG. 1 melting furnace with open elbow; ------- Extraction afterburn pipe with cooling device and pipe section for connecting the cooling fan.

In der Darstellung wird von der Voraussetzung ausgegangen, daß ein Gaswäscher oder Filter mit entsprechendem Ventilator nachgeschaltet ist. The representation assumes that a Gas scrubber or filter with a corresponding fan is connected downstream.

Figur 2 stellt einen Ausschnitt aus Figur 1 dar, in dem ein Rohrteilstuck das Ofenkrumers gezeigt wild mit der Regelklappe (5) für die Rohrinnenkühlung und die Luftüberschußregelung im Absaugenachbrennrohr; desgleichen in dem Flansch4)und der Regelklappe (3), die Regelung der Außenrohrkunlung darstellend.Figure 2 shows a section from Figure 1, in which a pipe part the furnace head shown wildly with the control flap (5) for the internal pipe cooling and the excess air control in the exhaust afterburning tube; likewise in the flange4) and the control flap (3), showing the control of the outer pipe connection.

Figur 3 zeigt das Schnittbild des Absaugenachbrennrohres nach Pos.A - A mit dem Rohr, den Kühlrippen, Kühlmantel.Figure 3 shows the sectional view of the exhaust afterburning pipe according to item A. - A with the pipe, the cooling fins, cooling jacket.

Der Ofenkrümmer (6) ist aus hi-tzebeständigem Stahl, in Schweiß- oder Gußausführung hergestellt. Er besteht aus einem starkwandigen Rohr in der feuerberührten Zone, einem Hohlraum für die Wasserkühlung und einem Rohrmantel mit-Anschlüssen für Zu- und Abfluß.The furnace elbow (6) is made of high-temperature steel, in welding or Cast execution made. It consists of a thick-walled pipe in the fire-contact Zone, a cavity for water cooling and a pipe jacket with connections for inflow and outflow.

Die Regelklappe (5) ist ein Stahlgußstück aus hitzebeständigem Stahl, das lose auf dem Bund des Ofenkrümmers verschoben werden kann.The control flap (5) is a cast steel piece made of heat-resistant steel, which can be moved loosely on the collar of the furnace elbow.

Das Absaugenachbrennrohr (8) besteht aus dem Rohrteil in stehender oder liegender Ausführung, wobei sich die Zahl der Bogen oder geraden Rohrteile nur nach den örtlichen Platzverhältnissen ausrichtet.The exhaust afterburning tube (8) consists of the tube part in an upright position or horizontal version, with the number of bends or straight pipe sections Aligns only according to the local space conditions.

Die Kühlrippen, Figur 2, werden auf die Rohraußenwand auigeschweißt. Ihre Anzahl richtet sich nach der Wärmeübergangszahl und der abzuführenden Wärmemenge. Der Kühlmantel hat nur den Zweck der exakten Kühlluftführung.The cooling fins, FIG. 2, are welded onto the outer wall of the pipe. Their number depends on the heat transfer coefficient and the amount of heat to be dissipated. The only purpose of the cooling jacket is to precisely guide the cooling air.

Der Kühlluftventilator hat die Aufgabe, das benötigte Kühlluftvolumen mit der nötigen Pressung durch die Kühlzonen, dargestellt in Figur 2, zwischen Außenwand des Innenrohres, Kühlrippen und Man telrohr durchzuführen.The task of the cooling air fan is to provide the required cooling air volume with the necessary pressure through the cooling zones, shown in Figure 2, between the outer wall of the inner pipe, cooling fins and jacket pipe.

Der Kühlventilator (11) ist Bestandteil der Gesamtregelung.The cooling fan (11) is part of the overall control.

Durch Veränderung des Ventilatorschaufelrades - Drehzahlverändeung - wird die Veränderung mit einem drehzahl steuerbaren Motor erreicht.By changing the fan impeller - changing the speed - The change is achieved with a speed controllable motor.

Claims

P A T E N T - A N S P R Ü C H E 1. Procedure for extraction, post-combustion, Cooling of hot furnace gases from melting furnaces for steel and metals.

2. The method according to claim (1) characterized in that with a Pipe is sucked off, post-burned and cooled; further characterized by that an adjustable air volume and flow device in each case as much Frisohluft is sucked off with the hot gas that overheating of the pipeline is avoided.

3. The method according to claim (1) and (2), characterized in that the air linkage by adjusting the control flaps thus changing the Axiströmwinkel causes the fresh air at different speeds is introduced to the hot gas and the fresh air introduced in this way a cooling and insulating jacket of low-temperature gas around the exhausted hot gas.

4e method according to claim (1-3), characterized in that the so Fresh air introduced always has an adequate excess of air in the exhaust afterburning tube brings, since a total combustion of the CO gas components to CO2 is achieved and a toxic or explosive hazard is eliminated.

5. The method according to claim (1-4), characterized in that fresh air is used for combined internal and external pipe cooling with simultaneous post-combustion of the gas and exhaust gas cooling in one tube.

6. The method according to claim (1-3) characterized in that by Movable @ e @ el flaps in the zone that comes into contact with fire. Excess air for internal cooling and afterburning, can be controlled together with the cooling air volume.