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Patentanmeldung "Einrichtung und Verfahren zum Absaugen- und Reinigen
der Abgase von metallurgischen Öfen, insbesondere von Elektroöfen" Anmelder: Rheinstahl
AG Es ist bekannt, die Abgase von Elektroöfen durch ein Loch im Deckel, bei Lichtbogenöfen
durch ein viertes Deckelloch abzusaugen und einer Entstaubungsanlage zuzuführen;
vgl. z.B.
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DBP 1 222 089 und 1 217 415. Man ist damit zwar in der Lage, die Hauptmenge
der Abgase, nämlich die, welche in der Einschmelz-, Blas- und Feinungsperiode entstehen,
abzuführen, jedoch nicht die Abgase, die z.B. beim Abstechen des Ofens oder beim
Beschicken entweichen. Für die Absaugung beim Abstechen sind bereits Sondereinrichtungen
(Absaugeschirme) vorgeschlagen worden, welche die Abstichrinne und die Pfanne während
des Abstechens bedecken und welche an das Absaugerohr der Ofenabsaugung angeschlossen
werden.
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Größere Schwierigkeiten bereitet das Absaugen der aus den undichten
Stellen des Ofens, z.B. den Elektrodenöffnungen, den Türöffnungen und den Ritzen
zwischen Ofengefäß und Deckel und vor allem der aus dem Ofengefäß während des Beschickens
entweichenden Abgase, die nach den heutigen Anforderungen der Luftreinhaltung ebenfalls
aufgefangen werden müssen. Es ist bekannt, zu diesem Zwecke mit einer größeren Anzahl
von Einzelabsaugevorrichtungen, z.B. einer Elektrodenabsaugung, einer Türabsaugung
usw. zu arbeiten; diese Einrichtungen stellen jedoch eine weitgehende Behinderung
des Ofenbetriebes und der Ofenbeobachtung dar.
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Es ist auch schon eine unmittelbar über dem Oben angeordnete Absaugehaube
vorgeschlagen worden, die den Gesamtumfang derselben
bedeckt; doch
wird dadurch das von oben her erfolgende Beschicken des Ofens stark behindert; vgl.
schweizerische Patentschrift 198 255. Um diese Behinderung zu vermeiden und auch
die beim Beschicken entweichenden Ofengase absaugen zu können, ist auch schon der
Vorschlag gemacht worden, derartige Absaugehauben oberhalb der Bahn des Beschickungskranes
anzuordnen, (OS 2 100 015).
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Derartige mit Absaugehauben arbeitende Absaugeanlagen benötigen sehr
große Absaugeventilatoren und große Filter. Sie müssen für die maximal entstehende
Abgasmenge ausgelegt werden und saugen dazu noch eine große Menge Falschluft an,
und zwar vergleichsweise etwa die fünf- bis zehnfache Menge der Abgase, die bei
der direkten Absaugung durch das Deckelloch des Ofens abzuführen ist.
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Diese Anlagen erfordern daher einerseits sehr hohe Investitionskosten
der Absauge- und der Filteranlage und andererseits sehr hohe Betriebskosten. Sie
arbeiten außerdem sehr unwirtschaftlich, da sie nur während der Blasperiode, in
der die maximale Rauchgasmenge anfällt, voll ausgenutzt werden. Nachteilig ist dabei
ferner, daß in der Periode der geringeren Gasentwicklung infolge der großen Falschluftmenge
in der Ventilator- und Entstaubungsanlage Taupunktsunterschreitungen auftreten können,
die gegebenen falls eine zusätzliche Beheizung dieser Teile notwendig machen kann.
Auch ist der Wärmeverlust in der Schmelzhalle sehr beachtlich, so daß die Hallenluft
wieder zusätzlich aufgeheizt werden muß. Schließlich tritt auch noch der Nachteil
auf, daß ein großer Teil der groben Staubbestandteile bereits über der Ofenanlage
aus dem Absaugestrom ausfällt, was zu einer unzumutbar hohen Arbeitsplatzbelästigung
und zu einer sehr großen Verschmutzung der Ofenteile führt. Ein anderer Nachteil
besteht darin, daß es angesichts der großen abzusaugenden Gas- und Luftmengen praktisch
gar nicht in wirtschaftlicher Weise möglich ist,
noch unerwünschte
gasförmige Bestandteile wie Fluor oder Schwefel aus den Abgasen zu entfernen.
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Um diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere die Wirtschaftlichkeit
zu erhöhen, ist gemäß der OS 2 100 015 bereits eine kombinierte Einrichtung bestehend
aus einer Ofenabsaugung und einer Haubenabsaugung vorgeschlagen worden, bei der
in der Zeit einer starken Rauchentwicklung z.B. beim Einschmelzen direkt aus dem
Ofen abgesaugt wird und bei der zum Absaugen in Zeiten einer weniger großen Rauchentwicklung,
und zwar zur Erfassung der aus den Undichtigkeitsstellen des Ofens austretenden
und beim Bes-chicken und Abstechen entstehenden Abgase außerdem noch eine über der
Kranbahn befindliche Absaugehaube angeordnet ist, wobei beide. Absaugeeinrichtungen
abgesehen evtl. von kleinen Überschneidungen wechselweise betrieben werden und an
demselben Absaugeventilator und dieselbe Entstaubungsanlage angeschlossen sind.
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Entsprechend weiteren Forderungen des Umweltschutzes sind inzwischen
durch die OS 2 313 660 geschlossene Hauben (Zellen) bekannt geworden, die den Ofen
bis zum Boden hin vollständig umgeben und neben der restlosen Erfassung sämtliche
Abgase infolge Auskleidung mit schalldämmenden Stoffen auch den insbesondere bei
den heutigen Hochleistungsöfen beim Einschmelzen von Schrott auftretenden Lärm abschirmen.
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Ein anderer noch nicht veröffentlichter Vorschlag geht dahin, in eine
solche Haube auch einen Teil der im Ofenbereich befindlichen Kranbahn mit einzubeziehen.
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Bei derartigen vollkommen geschlossenen Absaugehauben (Zellen) treten
weitere Probleme insofern auf, als auch der Teil der im Ofen insbesondere beim Einschmelzen
und Sauers-toffbasen (Entkohlen) entstehenden großen Wärmemenge, die sonst durch
Abstrahlung
an die Umgebung abgegeben wird, nunmehr durch die in
die Haube hereinströmende Falschluft mit abgeführt werden muß. Dies macht die Auslegung
der Absaugung und Entstaubung auch nach dem Gesichtspunkt einer erhöhten Wärmeabfuhr
notwendig. Hinzu kommt der weitere Nachteil, daß innerhalb der Haube eine konzentrierte
Verschmutzung eintritt.
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Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden und eine Einrichtung
und ein Verfahren zum Absaugen und Reinigen der Abgase von metallurgischen Öfen,
insbesondere von Elektroöfen geschaffen werden, welches auch bei bis zum Boden geschlossenen
Hauben zu niedrigen Investitions- und Betriebskosten führt und wobei auch eine Nachbehandlung
der Abgase nach Austritt aus dem Filter zur Auswaschung unerwünschter gasförmiger
Bestandteile in wirtschaftlicher Weise möglich ist. Die Erfindung geht dabei von
einer Absaugeanlage aus, bei der die Abgase teils direkt durch das vierte Deckelloch
aus dem Ofen und teils mittels einer über dem Ofen befindlichen Haube abgesaugt
werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei Anordnung einer den Ofen vollständig
umgebenden, mit schalldämmenden Stoffen ausgekleideten Absaugehaube die Absaugung
beider Einrichtungen durch getrennte Absaugeventilatoren über getrennte Entstaubungseinrichtungen
(Filter) erfolgt, wobei die direkt aus dem Ofen abgesaugten Abgase über einen Zwischenkühler
geleitet werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Abkühlung der Abgase im Zwischenkühler
vorteilhafterweise auf eine Temperatur von ca. 1300C, so daß ein normales Textilfilter
für die Entstaubung in Anwendung kommen kann.
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Weiter besteht die Erfindung darin, daß der Ventilator für die Direktabsaugung
auf die Absaugeleitung der Haube umschaltbar ist, so daß beide Ventilatoren aus
der Haube absaugen können.
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Erfindungsgemäß ist ferner hinter dem Filter für die Direktabsaugung
ein Wäscher für die Entfernung unerwünschter gasförmiger Bestandteile wie z.B. Fluor,
Schwefel, Chlor oder dgl. aus dem Abgas angeordnet.
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Ein Verfahren zum Betrieb dieser Absaugevorrichtungen besteht erfindungsgemäß
darin, daß beide Absaugevorrichtungen derart betrieben werden, daß während des Einschmelzens,
Blasens und Feinens eine Absaugung direkt aus dem Ofen und gleichzeitig eine Absaugung
aus der Haube erfolgt und daß während des Beschickens und des Abstechens die Absaugung
aus der Haube allein erfolgt, wobei der Ventilator für die Direktabsaugung auf die
Absaugeleitung der Haube umgeschaltet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Absaugeeinrichtung ergeben sich erheblich
niedrigere (etwa 40%) Betriebskosten als bei reiner Haubenabsaugung, da die Absaugemenge
der Haube, bestehend aus Abluft und Falschluft, die auch den Ofen außen zu kühlen
hat, klein gehalten werden kann, weil die im Ofen entstehende Wärme weitgehend durch
die Direktabsaugung abgeführt wird. Die in die Haube unten eintretende Falschluft
genügt, um die vom Ofen einfallende Wärmemenge aus der Haube abzuführen. Der Abgaskühler
(Zwischenkühler), der an die Direktabsaugung angeschlossen ist, führt einen wesentlichen
Teil der Gesamtwärmemenge ab, so daß die Gesamtanlage entsprechend klein gehalten
werden kann, was zu niedrigen Investitionskosten führt.
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Da auch die über dem Durchschnitt liegende, im Ofen entstehende Wärmemenge,
d.h. Spitzenwerte, wie sie beim Blasen und beim Einschmelzen von ölhaltigem Schrott
auftreten, über den Zwischenkühler abgeführt wird, braucht die Gesamtanlage auch
bei Anwendung einer geschlossenen Haube nur für den Normalbetrieb, d.h.
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den Betrieb ohne Spitzenwerte ausgelegt zu werden, während eine
Anlage
ohne Direktabsaugung und Kühler für die Spitzenwerte ausgelegt werden müßte.
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In einer Studie, welche die Investitions- und Betriebskosten für die
Entstaubungsanlage für drei 140-t-Elektroöfen betraf, wurde ermittelt, daß sich
bei der Ausführung gemäß der Erfindung (Direktabsaugeanlage mit Kühlung auf 1300C)
gegenüber einer Ausführung ohne Kühler die Investitionskosten wie 6 : 7,3 und die
Betriebskosten bei einer angenommenen Laufzeit von z.B. 10 Jahren wie 13 : 24 verhalten.
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Erst durch die Erfindung ist es möglich, der weitergehenden Forderung
nach Reinhaltung der Luft durch Entfernung der schädlichen Gase wie Fluor, Schwefel
oder dgl. aus den entstaubten Abgasen in wirtschaftlicher Weise Rechnung zu tragen,
da die Abgasmengen und die Abgastemperaturen im Verhältnis zu denen bei eiuer alleinigen
Haubenabsaugung klein sind, was zu niedrigen Investitions- und Betriebskosten bei
der Gasauswaschung führt.
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Ferner sei noch auf den Vorteil hingewiesen, daß das Vorhandensein
zweier getrennter Filter im Falle der Erfindung auch die Aufrechterhaltung eines
Notbetriebes bei Wartungsarbeiten an der Filteranlage ermöglicht, so daß in diesem
Falle keine ungereinigten Abgase ins Freie gelangen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
welches weitere Einzelheiten derselben zeigt: Sie zeigt einen Elektroofen mit seinen
Entstaubungseinrichtungen, wobei dieselben zwecks besseren Verständnisses der Wirkungsweise
z.Teil aus der Ofenhalle herausgezogen sind.
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1 ist der kippbare Lichtbogenofen, dessen Deckel 2 abnehmbar ist und
der die drei Elektroden trägt. Im Deckel befindet sich ein
viertes
Loch für den Absaugestutzen 3 der Direktabsaugung, der mit der Regeleinrichtung
4 versehen ist. An den Absaugestutzen 3 schließt sich die Rohrleitung 5 an, die
im vorderen Teil wassergekühlt ist und zum Zwischenkühler 6 führt, in dem die direkt
0 aus dem Ofen abgesaugten Gase auf ca. 130 C heruntergekühlt werden. Vom Kühler
führt eine Leitung 7 zum Absaugeventilator 8 der die Gase über den Kühler 6 aus
dem Ofen 1 ansaugt und zum Filteer 9 (Tuchfilter) fördert. Von dort gelangen die
Gase über die Leitung 10 in den Wäscher 11, wo durch einen Waschprozeß z.B. mit
Kalkmilch die unerwünschten gasförmigen Stoffe wie Fluor und/oder Schwefel oder
auch Chlor aus den Gasen herausgewaschen werden, bevor diese durch den Kamin 12
ins Freie strömen.
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Über dem Lichtbogenofen 1 ist eine diesen bis zum Boden hin umgebende,
geschlossene Absaugehaube 13 angeordnet, die mit schallschluckenden Stoffen ausgekleidet
ist und oben Abzugsöffnungen 14 aufweist. 15 ist der Beschickungskran, der entsprechend
einer älteren Anmeldung unter Verschiebung eines Wandelementes 16 in die Absaugehaube
13 hineinfährt.
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Von der Absaugeöffnung 14 der Haube führt eine Rohrleitung 17 zum
Absaugeventilator 18, der die Abgase zum Filter 19 (Tuchfilter) fördert, aus dem
sie ins Freie abströmen.
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Zwischen den Leitungen 7 und 17 ist ein Bypass 20 mit einer Absperrklappe
21 angeordnet, der es ermöglicht, daß der Ventilator 8 nach Öffnen der Absperrklappe
21 und Schließen einer weiteren Absper-rklappe 22 in der Leitung 7 in Zeiten, in
denen d-ie Direktabsaugung ausgeschaltet ist, also beim Abstechen und Beschicken
des Elektroofens, wobei viel Abgas in die Haube einströmt, zur Unterstützung des
Ventilators 18 über die Leitung 20 (in Richtung des gestrichelten Pfeiles) ebenfalls
aus der Haube 13 absaugt.
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In Zeiten des Einschmelzens, Blasens und Feinens, in denen die Direktabsaugung
in Betrieb ist, ist die Absperrklappe 21 geschlossen und die Absperrklappe 22 geöffnet,
so daß beide Absaugesysteme unabhängig voneinander arbeiten.
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ansprüche: