DE2912004A1

DE2912004A1 - Cooling system for electric arc furnaces - has combined water cooling system for exhaust gas duct and melting zone

Info

Publication number: DE2912004A1
Application number: DE19792912004
Authority: DE
Inventors: Winfried Gelsing
Original assignee: Oschatz GmbH
Current assignee: Oschatz GmbH
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2912004B2

Abstract

An electric arc furnace for the prodn. of steel employs a water cooling system that serves for both the furnace and the exhaust gas outlet duct. The electric arc furnace (1) has an outher sheath that contains a network of cooling tubes (4). The top of the furnace also has a cooling tube bank (5). Exhaust gases generated during the prodn. process are passed through a duct (6,7) to a dust separator. Water is pumped (15) over a common supply line (8) to branch pipes that connect with the exhaust cooling pipes (10, 11, 13) and also to the furnace cooling system. Return flow is passed (14) to a heat exchange for the generation of steam.

Description

Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen Cooling system for an electric arc furnace

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen insbesondere zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott, dessen Abgase über eine Ofendeckelöffnung und eine daran anschliessende Abgasleitung in ein Entstaubungsaggregat absaugbar sind -wobei der Elektrolichtbogenofen zumindest im Bereich seines Mantels eine Kühlauskleidung aufweist sowie die Abgasleitung im Anschluß an die Ofendeckelöffnung als Abgaskühlkamin ausgeführt ist und die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogenofens sowie der Abgaskühlkamin von einem im Kreislauf geführten Kühlmittel durchströmt sind.The invention relates to a cooling system for an electric arc furnace especially for melting steel from scrap, its exhaust gases through a furnace lid opening and an adjoining exhaust pipe can be sucked into a dedusting unit The electric arc furnace has a cooling lining, at least in the area of its jacket as well as the exhaust line following the furnace lid opening as an exhaust gas cooling chimney is carried out and the cooling lining of the electric arc furnace and the exhaust gas cooling chimney are flowed through by a circulating coolant.

Bei aus der Praxis bekannten Kühlanlagen der genannten Art sind für die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogenofens und den Abgaskühlkamin voneinander unabhängige Kühlmittelkreisläufe verwirklicht, wobei die vom Kühlmittel in der Kühlauskleidung bzw. im Abgaskühlkamin aufgenommene Wärme dem Kühlmittel vor dessen Rückführung beispielsweise in Kühltürmen wieder entzogen, d. h. nicht anderweitig verwertet wird. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die im Zuge des Erschmelzens von Stahl aus Schrott an die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogenofens einerseits, an den Abgaskühlkamin andererseits abgegebene Wärme zeitlich extremen Schwankungen unterworfen ist bzw. in Intervallen und nicht über die Zeit gleichmäßig anfällt.In known from practice cooling systems of the type mentioned are for the cooling liner of the electric arc furnace and the exhaust chimney from each other Realized independent coolant circuits, with the coolant in the cooling lining or heat absorbed in the exhaust gas cooling chimney to the coolant before it is returned withdrawn for example in cooling towers, d. H. not otherwise used will. The reason for this is to be seen in the fact that in the course of the melting of Steel from scrap to the cooling lining of the electric arc furnace on the one hand, On the other hand, heat given off to the exhaust gas cooling chimney has extreme fluctuations over time is subject to or occurs at intervals and not evenly over time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kühlanlage der eingangs genannten Art die vom Kühlmittel aufgenommene Wärme für eine zeitlich gleichmäßige Dampferzeugung auszunutzen.The invention is based on the object in a cooling system type mentioned the heat absorbed by the coolant for a uniform over time To take advantage of steam generation.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kühlauskleidung und der Abgaskühlkamin in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf angeordnet sind, dessen der Kühlauskleidung und dem Abgaskühlkamin gemeinsamer Kühlmittelleitungsstrang ein Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung aufweist.This object is achieved according to the invention in that the cooling lining and the exhaust gas cooling stack in parallel in a single coolant circuit are arranged, of which the cooling lining and the exhaust gas cooling chimney are common to the coolant line branch has a heat utilization unit for steam generation.

Die Erfindung nutzt hierbei die überraschende Tatsache, daß die an die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogenofens abgegebene Wärme und die an den Abgaskühlkamin abgegebene Wärme zeitlich gleichsam auf Lücke anfallen, d. h. die Wärmespitzen aus dem Abgaskühlkamin in die Wärmesenken aus der Kühlauskleidung fallen, so daß die Summe dieser beiden Wärmen auf einem hohen Niveau mit wesentlich geringeren zeitlichen Schwankungen liegt und eine gleichmäßige Dampferzeugung zuläßt.The invention uses the surprising fact that the the cooling lining of the electric arc furnace and the heat given off to the exhaust gas cooling stack the heat given off occurs temporally, as it were, on a gap, d. H. the heat peaks off the exhaust chimney fall into the heat sinks from the cooling liner, so that the Sum of these two warmths at a high level with much less time Fluctuations lies and one allows uniform steam generation.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So besteht das Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung vorzugsweise aus einer Dampfkesseltrommel oder einem Speicher einer Druckwasseranlage. Ein besonders gleichmäßiger Wärmeanfall ergibt sich im Wärmeausnutzungsaggregat, wenn wie nach bevorzugter Ausführungsform die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogenofens aus einem Kühlmantel sowie aus einer Ofendeckelkühlauskleidung besteht und der Kühlmantel sowie die Ofendeckelkühlauskleidung parallel geschaltet sind. Das gleiche gilt für die weiterhin bevorzugte Ausführungsform, bei der der Abgaskühlkamin aus zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten, parallel geschalteten Kühlabschnitten besteht, insbesondere wenn die Rühlabschnitte vom Kühlmittel gegenläufig durchströmt sind und dabei das Kühlmittel den einander abgewandten Enden der Rühlabschnitte zugeführt wird.For the further development there are several within the scope of the invention Options. So there is preferably the heat utilization unit for steam generation from a steam boiler drum or a storage tank of a pressurized water system. A special one uniform heat accumulation results in the heat utilization unit, if as after preferred embodiment, the cooling lining of the electric arc furnace from one Cooling jacket as well as a furnace cover cooling lining and the cooling jacket and the furnace lid cooling lining are connected in parallel. The same applies the further preferred embodiment in which the exhaust gas cooling chimney consists of two in Cooling sections arranged in parallel and arranged one behind the other in the direction of exhaust gas flow exists, especially when the coolant flows through the cooling sections in opposite directions are and the coolant is the opposite ends of the cooling sections is fed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott und Fig. 2 in einer graphischen Darstellung die vom Gegenstand der g. 1 in der Zeit abgegebene Wärme.In the following the invention is explained with reference to a drawing; They show: FIG. 1 schematically a cooling system for an electric arc furnace for Melting of steel from scrap and FIG. 2 in a graphic representation the from the subject of g. 1 heat given off in time.

In Fig. 1 erkennt man zunächst den Elektrolichtbogenofen 1 zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott. Die gebildeten Abgase sind über eine Ofendeckelöffnung 2 und eine daran anschließende Abgasleitung 3 in ein nicht dargestelltes Entstaubungsaggregat abs b aug ar.In Fig. 1 you can initially see the electric arc furnace 1 for melting of steel from scrap. The exhaust gases formed are via a furnace lid opening 2 and an adjoining exhaust pipe 3 in a dedusting unit (not shown) abs b aug ar.

Zur Kühlanlage gehört eine aus Rohren aufgebaute Kühlauskleidung 4, 5, die aus einem Kühlmantel 4 im Bereich des Ofenmantels und einer davon getrennten Ofendeckelkühlauskleidung 5 besteht, und die im Anschluß an die Ofendeckelöffnung 2 als Abgaskühlkamin 6, 7 ausgeführte Abgasleitung 3. Auch der Abgaskühlkamin 6, 7 ist aus Rohren aufgebaut; er besteht aus zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Kühlabschnitten 6 und 7.The cooling system includes a cooling lining 4 made up of pipes, 5, which consist of a cooling jacket 4 in the area of the furnace jacket and a separate one therefrom Oven lid cooling lining 5 consists, and the connection to the oven lid opening 2 as exhaust gas cooling chimney 6, 7 designed exhaust pipe 3. Also the exhaust gas cooling chimney 6, 7 is made up of pipes; it consists of two one behind the other in the exhaust gas flow direction arranged cooling sections 6 and 7.

Der Kühlmantel 4, die Ofendeckelkühlauskleidung 5 und jeder der beiden Kühlabschnitte 6 bzw. 7 des Abgaskühlkamins 6, 7 sind in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf angeordnet, dessen der Kühlauskleidung 4, 5 und dem Abgaskühlkamin 6, 7 gemeinsamer Kühlmittelleitungsstrang 8 ein Wärmeausnutzungsaggregat 9 für Dampferzeugung in Form einer Dampfkesseltrommel oder eines Speichers einer Druckwasseranlage aufweist. Im einzelnen ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß das Kühlmittel vom Kühlmittelleitungsstrang 8 zum einen Teil über Zweigleitungen 10, 11 den beiden parallel geschalteten Kühlabschnitten 6 und 7 des Abgaskühlkamins 6, 7 an deren einander abgewandten Enden zugeführt wird, so daß die beiden Kühlabschnitte 6 und 7, von denen der unmittelbar an die Ofendeckelöffnung 2 anschließende 6 kürzer ist als der nachfolgende 7, vom Kühlmittel gegenläufig durchströmt sind. über zwei weitere Zweigleitungen 12 und 13 werden der Kühlmantel 4 und die hierzu parallel geschaltete Ofendeckelkühlauskleidung 5 mit Kühlmittel versorgt. Die Auslässe des Kühlmantels 4, der Ofendeckelkühlauskleidung 5 sowie der beiden Kühlabschnitte 6 und 7 des Abgaskühlkamins 6, 7 sind über je eine Abführungsleitung 14 mit dem Wärmeausnutzungsaggregat 9 verbunden. Von diesem aus erfolgt die Rückführung des Kühlmittels über den mit einer Pumpe 15 und einem Kühlmittelergänzungsanschluß 16 versehenen gemeinsamen Kühlmittelleitungsstrang 8.The cooling jacket 4, the furnace lid cooling liner 5, and each of the two Cooling sections 6 and 7 of the exhaust gas cooling chimney 6, 7 are connected in parallel in one arranged single coolant circuit, the cooling liner 4, 5 and the Exhaust gas cooling chimney 6, 7 common coolant conduit 8 a heat utilization unit 9 for steam generation in the form of a steam boiler drum or a memory Has pressurized water system. In detail, the arrangement is made in such a way that that the coolant from the coolant line harness 8 on the one hand via branch lines 10, 11 the two parallel-connected cooling sections 6 and 7 of the exhaust gas cooling chimney 6, 7 is fed at their ends facing away from each other, so that the two cooling sections 6 and 7, of which the 6 directly adjoining the furnace lid opening 2 is shorter is than the following 7, are traversed by the coolant in opposite directions. over two further branch lines 12 and 13 are the cooling jacket 4 and parallel thereto switched furnace lid cooling lining 5 is supplied with coolant. The outlets of the Cooling jacket 4, the furnace lid cooling lining 5 and the two cooling sections 6 and 7 of the exhaust gas cooling chimney 6, 7 are each connected to the heat utilization unit via a discharge line 14 9 connected. From here, the coolant is returned via the with a pump 15 and a coolant supplement connection 16 provided common Coolant line harness 8th.

In Fig. 2 ist die beim Erschmelzen von Stahl aus Schrott jeweils abgegebene Wärme Q in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt.In Fig. 2 is the given when melting steel from scrap in each case Heat Q shown as a function of time t.

Die Zeitabschnitte a, b und c kennzeichnen das aufeinanderfolgende Einschmelzen von drei Schrottkörben. Mit d, e und f sind die Sauerstofffrischperiode, die Feinperiode und die Abstichzeit bezeichnet. Die ausgezogene Kurve I zeigt die im Abgaskühlkamin 6, 7 anfallende Wärme, die am Beginn des Einschmelzens eines Schrottkorbes auftauchende Wärmespitze rührt von ölrückständen im Schrott her, die sofort verdampfen und zum erheblichen Teil im Bereich des Abgaskühlkamins 6, 7 verbrennen. Die gestrichelte Kurve II zeigt den Wärmeanfall am Kühlmantel 4. Praktisch dieselbe Kurve gilt für den Wärmeanfall an der Ofendeckelkühlauskleidung 5; die geringere Kühlfläche wird durch den höheren Wärmestrahlungsanteil aus der Schmelze mehr oder weniger kompensiert. Die strichpunktierten Kurven III und IV zeigen die insgesamt anfallende Wärme, und zwar Kurve III den Wärmeanfall aus Abgaskühlkamin 6, 7 plus Kühlmantel 4 (I + II) und Kurve IV den Wärmeanfall aus Abgaskühlkamin 6, 7 plus Kühlmantel 4 plus Ofendeckelkühlauskleidung 5 (I + 2II).The time periods a, b and c mark the successive one Melting down three scrap baskets. With d, e and f are the oxygen refresh period, denotes the fine period and the tapping time. The solid curve I shows the in the exhaust gas cooling chimney 6, 7 heat generated at the beginning of the melting of a scrap basket Emerging heat spikes are caused by oil residues in the scrap, which evaporate immediately and burn to a considerable extent in the area of the exhaust gas cooling chimney 6, 7. The dashed Curve II shows the heat build-up on the cooling jacket 4. Practically the same curve applies to the heat build-up on the furnace lid cooling liner 5; the smaller the cooling surface will be more or less compensated for by the higher proportion of heat radiation from the melt. The dash-dotted curves III and IV show the total heat produced, and Curve III shows the heat accumulation from the exhaust gas cooling chimney 6, 7 plus cooling jacket 4 (I + II) and curve IV the heat accumulation from exhaust gas cooling chimney 6, 7 plus cooling jacket 4 plus furnace lid cooling lining 5 (I + 2II).

Aus einer vergleichenden Betrachtung sämtlicher Kurven ergibt sich unmittelbar, daß die Wärme aus dem Abgaskühlkamin 6, 7 (Kurve I) einerseits und die Wärme aus der Kühlauskleidung 4, 5 des Elektrolichtbogenofens 1 (Kurve II) aufgrund des impuls artigen Wärmeanfalles jeweils für sich praktisch nicht nutzbar sind, daß die kombinierten Wärmen (Kurven III und IV) aber einen in den Spitzen und Senken erheblich vergleichmäßigten Wärmeanfall ergeben, der in der Praxis sehr gut für die Dampferzeugung ausgenutzt werden kann.A comparative consideration of all curves results immediately that the heat from the exhaust gas cooling chimney 6, 7 (curve I) on the one hand and the heat from the cooling lining 4, 5 of the electric arc furnace 1 (curve II) of the impulse-like heat accumulation are practically unusable in themselves, that the combined warming (curves III and IV) but one in the peaks and valleys result in considerably more even heat accumulation, which in practice is very good for the steam generation can be exploited.

Claims

Claims: 1. Cooling system for an electric arc furnace in particular for melting steel from scrap, its exhaust gases through a furnace lid opening and an adjoining exhaust pipe that can be sucked into a dedusting unit - the electric arc furnace at least in the region of its jacket one Has cooling liner and the exhaust pipe connected to the furnace lid opening is designed as an exhaust gas cooling chimney and the cooling lining of the electric arc furnace and a circulating coolant flows through the exhaust gas cooling chimney are given that the cooling lining (4, 5) and the exhaust gas cooling chimney (6, 7) connected in parallel in a single coolant circuit (8, 10-14) are arranged, of which the cooling lining (4,5) and the exhaust gas cooling chimney (6, 7) common coolant line (8) a heat utilization unit (9) for steam generation.

2. Cooling system according to claim 1, characterized in that the heat utilization unit (9) for steam generation from a steam boiler drum or a storage tank of a pressurized water system consists.

3. Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling lining (4, 5) of the electric arc furnace from a cooling jacket (4) and consists of a furnace lid cooling lining (5) and the cooling jacket (4) and the Oven lid cooling lining (5) are connected in parallel.

4. Cooling system according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the exhaust gas cooling chimney (6,7) consists of two arranged one behind the other in the exhaust gas flow direction, there is parallel cooling sections (6 and 7).

5. Cooling system according to claim 4, characterized in that the cooling sections (6 and 7) are flowed through by the coolant in opposite directions, the coolant being the opposite ends of the cooling sections (6 and 7) is supplied.