DE2756680A1

DE2756680A1 - Giessereianlage

Info

Publication number: DE2756680A1
Application number: DE19772756680
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Air Industrie SA
Current assignee: Air Industrie SA
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1977-12-20
Publication date: 1978-06-29
Also published as: FR2375562A1; JPS5380307A

Description

A 16 993

A 16 99^ 19· Dezember 1977 R/S

AIR ITiDUSTRIE 0674 7/ B

Gießereianlage .

Die Erfindung betrifft die Gießereianlagen mit wenigstens einem Kupolofen, welcher mit Sauerstoffträgergas (heißer Wind oder kalter Wind) gespeist wird.

Bekanntlich enthalten die au3 einem Kupolofen austretenden Ga3o (Gichtgase), Staub, insbesondere mit starkem Kieselerdegehalt, welcher gemäß den gültigen Bestimmungen keinesfalls in die Atmosphäre ausgeworfen werden kann. Es ist daher notwendig, Mitte] zur Entstaubung dieser Gichtgase vorzusehen.

Man hat bereits vorgeschlagen, eine Entstaubung der Gichtgase auf feuchtem Wege vorzunehmen, was anschließend zunächst eine Behandlung des Entetaubungswassers, hierauf eine Behandlung des erhaltenen Schlamms und schließlich einen Auswurf dieses Schlamms erfordert, was in den meisten Fällen eine zusätzliche Behandlung für Beine Handhabung erfordert.

Ferner ist vorgeschlagen worden, eine Entstaubung der Gichtgase auf trockenem Wege vorzunehmen, was einen Auswurf des gewonnenen Staubes in trockenem Zustand erfordert, und zwar im allgemeinen nach einer geeigneten Behandlung.

In beiden Fällen, Entstaubung auf feuchtem oder trockenen Wege, müssen Spezialmittel für die Behandlung dec Staubes vor seinem Auswurf, eine zusätzliche Handarbeit zur Anwendung dieser Mittel und in den meisten Fällen ein besonderer Transport des auszuwerfenden Materials vorgesehen werden.

Man hat dann vorgeschlagen, den gewonnenen Staub dadurch wieder zu benutzen, daß man ihn in den Kupolofen durch seine Einspritzung in die Düsen zur Speisung mit Sauerstoffträgergas ein

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führt (französische Patentschrift Nr. 1.031.398).

Diese Lösung besitzt jedoch Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Einspritzung des Staubes in die Düsen für heißen Wind.

Ein Kupolofen weist nämlich im allgemeinen mehrere Düsen für heißen Wind (4, 6, 8 oder sogar mehr) auf.

Die Menge des wiedereinzuspritzenden Staubes ist so klein, daß seino Einspritzung in eine einzige dieser Düsen erfolgt .

Nun hat aber die Wahl einer Düse für diese Einspritzung des Staubes eine Verzerrung in dem Arbeiten der Gesamtheit der Düsen für heißen Wind zur Folge, was für elnon guten Wirkungsgrad des Kupolofens schädlich ist.

Außerdem hat das Arbeiten der Vorrichtung zur Spei-3ung mit heißem Wind, d.h. der Gesamtheit der Düsen für heißen Wind, den Vorrang, da es die Produktion des Kupolofens bestimmt.

Wenn man außerdem einer oder mehreren Düsen für

heißen Wind der Speisevorrichtung eine Aufgabe bei der Einspritzung des Staubes zuerteilt, ist es offenbar möglich, daß das Arbeiten der Gesamtheit der Vorrichtung zur Speisung mit heißem Wind gestört wird, wenn man Maßnahmen zur Reparatur oder Wartung an der Stelle der Einspritzung des Staubes vornehmen muß.

Ferner würde die Einspritzung des Staubes an der Stelle der Düsen für heißen Wind diesen in eine stark oxydierende Zone bringen, in welcher Temperaturen herrschen, welche niedriger als die in der Schmelzzone des Kupolofens herrschenden Temperaturen sind. Dies hätte den Nachteil zur Folge, daß die Kieselerde in die Schlacke mitgenommen wird, ohne in Form von Silizium gewonnen zu werden.

Die Erfindung bezweckt, einen großen Teil dieser Nachteile zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Anlage weist wenigstens c^nen Kupolofen, Düsen zur Speisung des Kupolofens mit Sauerstoffträ^ergas und Mittel zur Trockenentstaubung der Gichtgase des Kupolofens auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem RUckgewinnungamittel zum Sammeln der Gesamtheit oder eines Teils des durch die Entstaubungsmittel aufgefangenen Staubes und über den Speisedüsen liegende Einspritzmittel zur Einspritzung der Gesamtheit oder eines

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Teila des von den Rückgewinnungsmitteln gesammelten Staubes in die Schmelzzone des Kupolofens oder unterhalb derselben aufweist.

Die Tatsache, den Staub an anderer Stelle als in

die Düsen für heißen Wind einzuspritzen, ermöglicht offenbar, diese Düsen für heißen Wind auf ihre einzige Aufgabe der Speisung des Kupolofens mit heißem Wind zu beschränken.

Man erhält also ein vollkommen symmetrisches Arbeiten dieser Düsen für heißen Wind.

Ferner kann die Vorrichtung zur Einspritzung des

ataubes ohne irgendeine Folge für die Vorrichtung zur Speisung dos Kupolofens mit heißem Wind repariert und/oder instandgehalten werden.

Außerdem kann dann offenbar die in dem Staub enthaltene Kieselerde infolge der Temperaturen und der reduzierenden Atmosphäre, welche in der Einspritzzone herrschen, reduziert werden.

Der Staub wird nämlich über den Düsen für heißen

Wind eingespritzijund zwar mit einer verhältnismäßig kleinen waagerechten Geschwindigkeit. Der Staub kann daher lotrecht in die ochmelzzone des Kupolofens mitgenommen werden, welche heißer und reduzierender und somit für die Gewinnung des Siliziums günstig ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Krfindung, und wenn die Anlage Mittel zur Verbrennung der Gichtgase aufweist, enthalten die Entstaubungsmittel eine erste, zwischen deu Kupolofen und den Verbrennungsmitteln angeordnete Vorrichtung zur Rückgewinnung des groben Staubes (Durchmesser über 100 Mikron) und eine zweite, strömungsabwärts von den Verbrennungsmitteln angeordnete Vorrichtung zur Rückgewinnung des feinen Staubes (Durchmesser unter 100 Mikron).

Gemäß einem konstruktiven Merkmal der Erfindung

umfassen die Rückgewinnungsmittel eine Fördervorrichtung, zweckman sig einen Schraubenförderer, und die Einspritzmittel umfassen οine α Gasströraungskreis, in welchen der durch die Rückgewinnung^ittel gesammelte Staub mit Hilfe eines oder mehrerer Venturirohre eingeführt wird. Vorzugsweise wird das in einem Strömungskreis strömende Gas vorgewärmt und kann durch Abzweigung eines Teils des den Kupolofen speisenden Sauerstoffträgergases erhalten werden.

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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert, deren einzige Abbildung ein Schema einer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Gießereianlage i3t.

Die dargestellte Anlage enthält einen Kupolofen 1, welcher mit Sauerntoffträgergas durch Speisemittel 2 gespeist wird. Dieses Sauerotoffträgergas wird durch heißen Wind gebi3.det, welcher in den Kupolofen durch eine gewisse Zahl von Düsen J5 eingeblasen wird, welche einen Verteilungsringkörper 4 mit der Basis des iCupol-ofens verbinden.

Dieser Verteilungsringkörper 4 ist seinerseits mit einer Quelle zur Lieferung von heißem Wind verbunden, welche weiter unten näher erläutert i3t.

ist

Der Kupolofen 1 /einerseits mit einer oder mehreren

Gießstellen 5 und andererseits mit einer oder mehreren Stellen f. zur Rückgewinnung der Schlacke verbunden.

Die Gichtgase des Kupolofens 1 enthalten Staub, .je 1 eher insbesondere Kieselerde (etwa 23 '/»), Eisenoxyd (etwa 28 />; , Aluminium (etwa 11 ^c/>) und Kohlenstoff (etwa 21 ·/<>) enthält.

Dieser Staub wird in im ganzen mit 7 bezeichneten Mitteln zur Trockenentstaubung aufgefangen.

E3 sind im ganzen mit 8 bezeichnete Rückgewinnung mittel zum Auffangen der Gesamtheit oder eines Teils dieses Staubes und im ganzen mit 9 bezeichnete Einspritzmittel zur Einspritzung der Gesamtheit oder eines Teils dieses Staubes unterhalb der Spoisedüsen 3 des Kupolofens 1 vorgesehen.

Der Kieselerdeanteil in dem Staub ermöglicht die Anreicherung des Gußeisens an Silizium. Wenn nämlich der in den Kupolofen eingeführte heiße Wind eine genügend hohe Temperatur hat, oder wenn dieser heiße Wind an Sauerstoff angereichert wird, kann die Kieselerde teilweise in der Schmelzzone des Kupolofens zu Silizium reduziert werden, d.h. diese Anreicherung des Gußeisens an SiIi*. iu.. erzeugen.

Ferner ist zu bemerken, daß dieser Staub Kohlenstoff enthält, wobei dieser zusätzliche, in den Kupolofen eingeführte Kohlenstoff die durch die Schmelzung des zurückgeleiteten Staubes verbrauchten Kalorien ausgleicht.

Beispielshalber ist nachstehend die Zusammensetzung

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und die Korngröße	dieses Staubes	angegeben.	23,3 %
Kieselerde	(SiO₂)		11,2 fo
Tonerde	(Al₂O₂)		27,7 %
Eisenoxyd	(Fe₂O₅)		20,7 io
Kohlenstoff	(C)		a r η/ IjD /O
Manganoxyd	(MnO)		3,3 %
Phocphoranhydrid	(P₂O₅)		2,6 "A
Kalkορat	(GaCO₅)		1 *
Kalziumoxyd	(CaO)		Kupolofen für
Durchmesser der	Teilchen	Kupolofen für	kalten Wind
(Mikron)		heißen Wind	44
über 100		35	40
zwischen 10 und	100	35	8
zwischen 1 und	10	20	8
kleiner als 1		10

Wenn die Anlage im ganzen mit 10 bezeichnete Verbrennungsmittel aufweist, können die Entstaubungsmittel 7 zweckmäßig eine zwischen dem Kupolofen 1 und den Verbrennungsmitteln 10 angeordnete Vorrichtung 11 zur Gewinnung des Staubes, dessen Durchmesser größer als 100 Mikron ist, und eine zweite, strömungsabwärts von den Verbiennungsmitteln 10 liegende Vorrichtung 12 zur Gewinnung des Staubes, dessen Durchmesser kleiner als 100 Mikron ist, aufweisen.

Die erste Vorrichtung 11 wird zweckmäßig durch einen Windsichter gebildet.

Die zweite Vorrichtung 12 wird zweckmäßig durch einen Beutelfilter gebildet.

Zwischen den Verbrennungsmitteln 10 und der zweiten Vorrichtung 12 ist ein Hauptwärmeaustauscher 15 zwischen der Sauerstoffträgerluft und den aus den Verbrennungsmitteln 10 entweichenden Gasen vorgesehen. Die kalte Säuerstofftragerluft wird durch einen Ventilator 14 geblasen und erwärmt sich in dem Hauptaustauscher 13, um der heiße Wind zu werden, welcher dem Verteilungsringkörper 4 durch eine Leitung 15 mit Wärmeschutz zugeführt wird.

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Die Rückgewinnungsmittel 8 Bind unterhalb des Windsichters 11 und unterhalb des Beutelfilters 12 angeordnet. Diese Rückgewinnungsmittel enthalten je wenigstens einen Förderer 16, vorzugsweise einen Schneckenförderer.

Die Einspritzmittel 9 umfassen einen Gaskreis 17, welcher sich in zwei Zweige 17a, 17b für den von dem Windsichter 11 aufgefangenen Staub bzw. den von dem Beutelfilter 12 aufgefangenen Staub teilt. Dieser Staub wird in diese beiden Kreise 17a und 17b mit Hilfe eines Venturirohrs 18a bei dem Kreis 17a und eines Venturirohrs 18b bei dem Kreis 17b eingeführt. Diese beiden Kreise 17a und 17b vereinigen sich wieder, um zu einem Einspritzer 19 zu führen, welcher unterhalb der Schmelzzone 1a des Kupolofens 1 mündet.

Der im wesentlichen die Einspritzmittel 9 bildende Gaskreis 17 enthält Vorwärmmittel, welche durch einen sekundären Wärmeaustauscher 20 zwischen dem Einspritzgas und den aus den Verbrennungsmitteln 10 entweichenden Gasen gebildet werden können, wobei dieser sekundäre Wärmeaustauscher 20 strömungsabwärts von deui Hauptwärmeaustauscher 13 angeordnet ist.

Der Gaskreis 17 kann von der Sauerstoffträgerluft vor ihrem Durchgang durch den Hauptwärmeaustauscher 13 abgezweigt werden, wobei ein Ventilator 21 die Einspritzluft bläst. Es ist zu bemerken, daß das Verhältnis zwischen den Sauerstoffträgerluftmenge und der Einspritzluftmenge größenordnungsmäßig 75 bis 50 betrügt.

Vor der zweiten Vorrichtung 12 der Entstaubungsmittel 7 ist ein Kühler 23 vorgesehen, welcher die Temperatur der aus den Verbrennungsmitteln 10 entweichenden Gase senkt, welche bereits durch die Austauscher 13 und 20 abgekühlt wurden. Dieser Kühler ermöglicht die Senkung der Temperatur dieser Gase, um sie mit der Ausbildung dieser zweiten Vorrichtung 12 verträglich zu machen.

Es kann ein Ventilator 22 zum Abziehen der entstaubte Gichtgase vorgesehen werden, d.h. nach ihrem Durchgang durch die zweite Vorrichtung 12 (Beutelfilter), wobei dieser Ventilator 22 die Gichtgase unmittelbar in die Atmosphäre auswirft.

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Claims

/ 7 b b 6 a Q P A ΐ B If T A N S P R Ü CHE

1. Gießereianlage mit wenigstens einem Kupolofen, I.iü3en zur Speisung des Kupolofens mit Saueratoffträgergas (insIesondore mit heißem Wind), und Mitteln zur Trockenentstaubung der Gichtgase den Kupolofens, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem Ruck,;ei/innungainittel (0), welche die Gesamtheit oder einen Teil des von den Iintstaubung3mitteln (7) aufgefangenen Staubes aaJiime-] ii, und oberhalb der Jpeiaedüaen (3) angeordnete Einspriuzmittel (9, 19) onthrilt, welche die Gesamtheit oder einen Teil des von den Riickgcwinnungiimitteln (8) aufgefangenen ataubes in die Schmelzzoni; (12) des Kupolofens (1) oder unterhalb derselben einspritzen.

2. Gießereianlage nach Anspruch 1 mit Mitteln zur Verbrennung der Gichtgase, dadurch gekonnzeichnet, daß die Entatrtubungnmlttel (7) eine erste, zwischen dem Kupolofen (i) und den Verbrennungomitteln (10) angeordnete Vorrichtung (II) zur Gewinnung des proben Staubes (üurchmeoser über 100 iiikron) und eine zweite, ströiaungoaufwärts von den Verbrennungsmitteln (10) an^JCK-J · netR Vorrichtung (12) zur Gewinnung des feinen Stauben (Durchrü, j-Her unter 100 Mikron) enthalten.

3. Gießereianlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dio Rüeicgewinnungsmittel (8) einen Förderer ' 1 6) enthalten.

4. Gießereianlage nach einem der Ansprüche 1 biu 5, dadurch gekennzeichnet, daß dio Einspritzmittel (9» 19) einen G an Ic cc iß (17) unifassen, in welchen der von den RUckgewinnungümitteli. (0) aufgefangene Staub mittels eines oder mehrerer Venturirohre (lör, 18b) eingeführt wird.

5. Gießereianlage mit Kupolofen mit heißeui Wind nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Einspritzkreis (17) strömende Gas vorgewärmt wird.

6. Gießereianlage mit Kupolofen mit kaltem Wind ^e :nriü Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Einspritzkreis (17) strömende Gas kalt ist.

7. Gießereianlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Einspritzkreis (17) strömende 0;vj von dem den Kupolofen (1) speisenden Sauerstoff trägergas abgezweigt ist.

8. Gießereianlage nach einem der Ansprüche 2 bis /,

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dadurch ,^.'kennzeichne b, daß dan don Kupolofen (i) apei'iendt Sauorcboffbrä.^orgafi in einem uauptuutrtauiicher ( Γ5) vorgewärmt, wird, uc eher von den au ο den Vurbrermungs:nit teln (K)) uuü tre bendeu Gasen durchs bromt wird.

9. Gießereianlage nach Anspruch 5 und β, dadurch Γ/;--kennzeichnet, daß das i'Jin3prltz#as in einem sekundären Aim uau.scho: (20) vorßeuannb \/ird, welcher strömungoabwärto von dein üauptuiiijcauacher (15) .on^eordneb int und von den aus den Veruronnun,";s;ii ί t ■ bein ( lü) au;; tre benden Gaaon durchströmt wird.

10. Gießereianlage nach einem der Ansprüche 1 hit; j, dadurch /;ekeniize j.chne b, daß der 3baub durch den iCupolofen (I) iüi:. einen hinapritzer (19) zurückgeführt wird, welcher unterhalb dur iJchmelzzoiu; (la) munde b.

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