DE2311527A1 - Verfahren zur rueckgewinnung brennbarer gase, insbesondere aus konvertern - Google Patents

Description

Die Priorität der französischen Patentanmeldung Hr.72.089Oi vom 9· März 1972 der Anmelderin wird beansprucht)

Gegenstand dieser Erfindung ist im allgemeinen ein Verfahren und Anlage zum Auffangen brennbarer Gase aus Hüttenöfen und insbesondere aus Konvertern, wie sie bei der Stahlerzeugung während der Behandlung der Schmelze mit Luft oder vorzugsweise mit praktisch reinem Sauerstoff entstehen. Bekanntlich geben derartige Ofen große Mengen staubbeladenen Kohlenmonoxids ab, das im allgemeinen durch eine über der Ofenmündung angeordnete Haube abgeführt wird. Dabei wird jedoch durch den Spalt, der zwischen der Haube und der Ofenmündung freigelassen werden muß, auch Luft angesaugt} daher verbrennt das Kohlenmonoxid in der Haube und

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der daran angeschlossenen Absaugleitung· Da die aus dem Ofen austretenden Gase bereits eine hohe Temperatur haben - ganz besonders bei Sauerstoff-Konvertern -, erzeugt diese Verbrennung außerordentlich hohe Temperaturen, die die Ofenmündung, Haube und Absaugleitung trotz der Wasserkühlung, mit der die letzteren ausgerüstet zu sein pflegen, rasch beschädigen.

Man hat unter anderem vorgeschlagen, diese Mängel dadurch zu be seitigen, daß man um den Einlaß der Haube herum eine oder mehrere Leitungen - vorzugsweise eine einzige Ringleitung - anbringt, welche die Luft vom Umfang der Ofenmündung absaugt oder absaugen. Biese Leitungen sind mit der Haube an einer Stelle verbunden, die im Abstand von ihrem Einlaß liegt.. Bei solchen Anordnungen verbrennt Kohlenmonoxid nur in dem Teil der Haube, der entfernt von der Ofenmündung liegt, sodaß in der Umgebung der letzteren keine extrem hohen Temperaturen mehr auftreten. Jedoch verlagern sich diese Temperaturen in die Haube selbst und in die Absaug leitung, die infolgedessen häufig ausgebessert werden müssen.

Hier setzt die Erfindung ein. Mit ihrer Hilfe werden die sehr hohen Wärmegrade überall in der ganzen Gasableitung unterdrückt. Erfindungsgemäß wird die in dec Hilfeleitung oder -leitungen angesaugte Luft mit den brennbaren Gasen zunächst in einer Brenn kammer gemisoht, die am Ende der Absaugleitung, entfernt von der Ofenmündung, angeordnet ist.

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In der Zeichnung ist»

Figur 1 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung einer erfindungsgemäBen Anlage!

Figur 2 eine Teilansicht der Absaugleitung von Fig.1 im Längsschnitt{

Figur 5 eine vergrößert gezeichnete Schnittansicht längs der Linie III - III in Fig. 2j

Figuren 4- und 5 Teilansiohten ähnlich der Fig. 1, die jedoch Varanten darstellen.

Auf Fig. i ist 1 ein um eine Achse 0 in herkömmlicher Weise schwenkbarer Konverter, der in drei verschiedene Stellungen schwenkbar ist, nämlich in eine vertikale Betriebsstellung (ausgezogene Linien), in eine Füllstellung la und in eine Abstichstellung 1b (beide gestrichelt gezeichnet). Während der senkrechten Stellung wird in die obere Mündung des Konverters wie üblich eine Lanze. 2 eingeführt, durch die Sauerstoff in das flüssige Metall geblasen wird. Bann entweicht aus der Kon— vertermündung eine große Menge staubbeladenen, brennbaren Koh*- lenmonoxids, das die bekannt hohe Temperatur hat und deshalb aufgefangen werden soll.

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Hierzu umfasst die herkömmliche Schutzhaube 3> die sich in der Sauerstoffblasstellung über der Konvertermündung befindet, das Einlaßende einer in geeigneter Weise wassergekühlten Absaugleitung 4·, deren anderes Ende in eine im Abstand vom Konverter angeordnete Brennkammer 5 mündet. Diese Kammer besteht vorzugsweise aus einem mit einem Dampfkessel beliebiger Art verbundenen Gasofen. Die vergleichsweise gekühlten Verbrennungsgase aus Kammer 5 gelangen in einen Staubabscheider 6 und werden durch ein Gebläse 8 durch eine Esse 7 ins Freie geleitet.

Das Einlaßende der Absaugleitung 4 ist von einer ringförmigen Wand 9 umgeben, die eine Ringleitung 10 abgrenzt, deren Mündung über der Konvertermündung liegt. Diese Leitung ist über eine Leitung 11 mit einem geeigneten Ventil 12 mit dem Auslaß des Gebläses 8 verbunden.

Die ringförmige Wand 9 ist ihrerseits von einer weiteren ringförmigen Wand 15 umgeben, die zusammen mit der Wand 9 eine weitere Hingleitung 14 abgrenzt, die über Ventile wie etwa 15 mit einer oberen Luftsammeikammer 16 verbunden ist„ Die letztere wiederum ist mit der Niederdruckseite eines Luftgebläses 18 verbunden, dessen Hochdruckseite durch eine Leitung 19 mit der Brennkammer 5 verbunden ist. Leitung 14, Kammer 16 und die Lei-

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tungen 17 und 19 bilden zusammen eine Zusatzluftleitung, durch, die Umgebungsluft in die Brennkammer gedrückt werden kann, um die durch die Gasleitung 14 zugeführten, brennbaren Gase zu verbrennen.

Über der Pullstellung la der Konvertermündung ist eine erste seitliche Zusatzhaube 20 angeordnet, die über Ventile wie etwa 21 mit der Luftsammeikammer 16 verbunden ist. Über der Abstichstellung Ib der Konvertermündung ist eine weitere seitliche Zusatzhaube 22 angeordnet, die über Ventile wie etwa 23 ebenfalls mit der Luftkammer 16 verbunden ist.

Befindet sich der Konverter in der senkrechten Stellung (Pig. 1) und wird durch die Lanze 2 Sauerstoff in das flüssige lie tall geblasen, so sind die Ventile 21, 23 geschlossen und die Ventile 15 geöffnet. Die staubbeladenen, brennbaren Gase werden in der Absaugleitung 4 aufgefangen und mit Hilfe des Gebläses 8 in die Brennkammer 5 gesaugt, während das Gebläse 18 Umgebungsluft in die Luftleitung 14- saugt und in die Kammer 5 drückt. Natürlich muß dabei das Gebläse 18 diejenige Luftmenge liefern, die zur vollständigen Verbrennung der aus dem Konverter austretenden Gase benötigt wird} das Gebläse 8 muß so eingestellt sein, daß es die gesamte, aus dem Konverter austretende Gasmenge abzusaugen vermag. Sind diese Bedingungen erfüllt, so findet in den Leitungen 10 und 14 praktisch überhaupt keine Verbrennung statt. Daher sind Haube 3 und. Absaugleitung 4 nicht

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der außerordentlich, hohen Temperatur ausgesetzt, die sich sonst aus der Verbrennung des vom Konverter erzeugten Kohlenmonoxids ergibt· Biese Verbrennung findet nur in der Brennkammer 5 statt, die in geeigneter Weise mit Vaeserrohren ausgekleidete, feuerfeste Wände umfassen kann und in die nur Gase gelangen, die durch den Wasserkühlmantel der Absaugleitung bereits etwas abgekühlt «orden sind.

Die aus der Brennkammer 5 austretenden, verbrannten Gase werden vorzugsweise weiter gekühlt, wie z.B.. durch im Staubabscheider 6 angeordnete Wassersprüher. Ein Teil der gekühlten und entstaubten Gase wird durch Leitung 11 und Ventil 12 abgezweigt und somit veranlasst, durch die Leitung zu strömen, an deren ▲uslaS diese Gase um die Mündung des Konverters und den Einlaß der Absaugleitung 4 herum einen Inertgas-Vorhang bilden, der das Eindringen brennbarer Gase in die Zusatzluftleitung vollständig verhindert. Die diesen Vorhang bildenden Gase werden zum Teil in der Absaugleitung 4 und zum Teil in der Leitung aufgefangen.

! Venn das Blasen mit Sauerstoff beendet ist, wird die Lanze 2 herausgezogen und der Konverter in die Stellung Ib (Abstich) gekippt. Die Ventile 15 werden geschlossen und die Ventile 23 geöffnet, sodaß die aus dem Konverter austretenden, ataub—

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beladenen Gase durch die zweite Zusatzhaube 22 zusammen mit Uingebungsluft aufgefangen und in die Brennkammer 5 gedruckt werden, in der sich vorzugsweise ein Zündbrenner befindet.

Dann wird der Konverter in die Füllstellung la_ gebracht, um eine neue Charge flüssigen Metalls aufzunehmen* Während dieses Vorganges sind die Ventile 23 geschlossen und die Ventile geöffnet, so dass die aus dem Konverter austretenden Gase
und Rauche durch die erste seitliche Haube 20 aufgefangen
werden.

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine besondere Anordnung der Absaugleitung 4, bei der die letztere in herkömmlicher Weise durch einen Wasserkühlmantel in einem ringförmigen Zwischenraum 25 gekühlt wird, der durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Wände 4a_ und 4b_ begrenzt wird und wobei das Kühlwasser tangential in diesen Zwischenraum eingeleitet wird, wie z.B. aus mehreren Düsen wie etwa 2k. Versuche zeigen,
dass die Drehbewegung der Wasserschicht eine wirksame Kühlung begünstigt, dass jedoch in der Praxis diese Bewegung längs der Leitung schnell verschwindet. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass an den Biegungen die Geschwindigkeit der Wassermasse unregelmässig ist, wodurch Wirbel erzeugt werden. Diese Tatsache wird in den Figuren 2 und 3 dadurch verhindert, dass die radiale Breite des ringförmigen Raums 25 mehr oder weniger umgekehrt proportional zum Krümmungsradius der Biegung vergrössert ist, Dadurch kann die Drehgeschwindigkeit praktisch konstant gehalten werden, so dass die Drehbewegung längs der gesamten Länge der Leitung bis zur Brennkammer erhalten bleibt. -8-

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Figur 4 zeigt eine Variante, bei der die durch die Leitungen 11 und 10 zurückgeführten, abgekühlten und entstaubten Gase nicht mehr zur Bildung eines Inertvorhanges benutzt werden, sondern durch Löcher 10a in das Einlaßende der Absaugleitung 4- geleitet werden, um an der Wand der letzteren eine vergleichsweise kühle Schutzschicht zu bilden, wobei das untere Ende der Leitung 10 verschlossen ist·

Figur 5 zeigt eine weitere Variante, bei der die zurückgeführten Gase durch Löcher 10b in die Luft einlaß leitung 1A- geleitet werden, wobei das untere Ende der Leitung 10 wieder verschlossen wird. Dieses Einleiten inerter Gase in die Zusatzluftleitung und in die Brennkammer 5 gestattet, einfach durch Betätigen von Ventil 12 die Menge Verbrennungsluft in der Kammer wählbar zu vermindern»

Die Anordnungen der Figuren 1, 4- und 5 können auch miteinander kombiniert werden, falls dies wünschenswert erscheint.

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Claims (11)

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Rückgewinnung brennbarer Gase aus Hüttenöfen, insbesondere aus Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase mit Hilfe einer Absaugleitung aufgefangen werden, deren Einlaß sich über der Ofenmündung befindet, während Luft aus dem diese Mündung und diesen Einlaß umgebenden Baum mit einer oder mehreren Zusatzleitungen abgesaugt wird, die um den Einlaß herum angeordnet ist bzw. sind, und die Luft aus diesen Zusatz leitungen anschließend mit den brennbaren Gasen vermischt wird, um sie in einer Brennkammer zu verbrennen, die am Ende der Absaugleitung und im Abstand von der Ofenmündung angeordnet ist·

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in die Zusatzleitungen eingesaugt und mit Hilfe eines besonderen Gebläses in die Brennkammer gedrückt wird.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der die Brennkammer verlassenden, verbrannten Gase zur Erzeugung eines Vorhanges um die Ofenmündung und den Einlaß der Absaugleitung herum benutzt wird, der die aus der Ofenmündung austretenden brennbaren Gase von der

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in die Zusatzleitungen eingesaugten Umgebungsluft trennt.

4.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der die Brennkammer verlassenden verbrannten Gase gekühlt und am Umfang des Einlasses der Absaugleitung in die letztere eingeleitet wird, um an der Wand der Absaugleitung eine Schutzschicht zu bilden.

5») Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der die Brennkammer verlassenden verbrannten Gase in die Zusatzleitungen zurückgeführt wird, um die dieser Kammer zugeführte Luftmenge zu begrenzen.

6.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der die Brennkammer verlassenden verbrannten Gase gekühlt und zur Brennkammer zurückgeleitet wird, um die in der letzteren herrschende Temperatur zu begrenzen.

7.) Anlage zum Auffangen brennbarer Gase aus Hüttenöfen, Insbesondere aus Konvertern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aus einer Absaugleitung besteht, deren Einlaßende über der Auetrittßmündung des Ofens ange-

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ordnet ist, ferner einer Brennkammer, in die das Auslassende der Absaugleitung einmündet, einer Zusatzluftleitung, deren Einlass die Form einer um el·»» Einiaßende der Absaugleitung herum angeordneten Ringleitung hat, wobei die Luftleitung ebenfalls in die Brennkammer einmündet, sowie Einrichtungen, mit denen die brennbaren Gase veranlaßt werden, durch die Absaugleitung in die Brennkammer zu strömen, und Einrichtungen zum Ansiaugen von Umgebungsluft in den Einlaß der Zusatzluftleitung und zum Befördern der angesaugten Luft in die Brennkammer.

8.) Anlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Bückströmleitung mit einem Single itungs-AuslaB zwischen dem Einlaß der Absaugleitung und dem Hin.j''«itungs-Einlaß der Zusatzluftleitung umfaßt, und diese Rückströmleitung verbrannte Gase aus der Brennkammer abzweigt, um einen ringförmigen Inertgas-Vorhang um die Auslaßmündung des Ofens und das Einladende der Absaugleitung herum zu erzeugen.

9.) Anlage nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß sie Einrichtungen umfaßt, mit denen gekühlte, verbrannte Gase aus der Brennkammer in das Einlaßende der Absaugleitung und gegen deren Wand geleitet werden.

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10.) Anlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der die Absaugleitung umgebende Kühlwassermantel, in den Wasser tangential eingeleitet wird, eine radiale Breite hat, die dem Krümmungsradius der Absaugleitung an deren Biegungen umgekehrt proportional ist.

11.) Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10» dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Zusatzhaube umfaßt, die sich über der Ofenmündung befindet, wenn sich der Ofen in der Abstichstellung befindet, und eine zweite Zusatzhaube, die sich über der Ofenmündung befindet, wenn sich der Ofen in der Füllstellung befindet, sowie diese erste und diese zweite Zusatzhaube und die Hingleitung, die den Einlaß der Zusatzluftleitung bildet, wahlweise mit der Zusatzluftleitung verbunden werden können.

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