DE2934333A1 - Injection of carbonaceous fuel or oxygen into molten iron - using spring loaded valve; esp. for steel-making converters - Google Patents

Injection of carbonaceous fuel or oxygen into molten iron - using spring loaded valve; esp. for steel-making converters

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DE2934333A1 DE19792934333 DE2934333A DE2934333A1 DE 2934333 A1 DE2934333 A1 DE 2934333A1 DE 19792934333 DE19792934333 DE 19792934333 DE 2934333 A DE2934333 A DE 2934333A DE 2934333 A1 DE2934333 A1 DE 2934333A1
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Abstract

Below the surface of molten iron in a vessel, e.g. a converter, are tuyeres embedded in the refractory brickwork in the vessel. Either fuel suspended in a carrier gas, or oxygen, is fed to the same inlet channel leading to the tuyere, and esp. into an inner tuyere tube, which is concentrically surrounded by an outer tube fed with gas- or liq- hydrocarbons. The alternate feeding of the fuel in its carrier gas, or oxygen, is achieved using a valve with two seats. In one position of the valve, only oxygen flows to the tuyere inlet pipe; in the other position of the valve only the fuel in its carrier gas flows into the tuyere inlet pipe.. The method is esp. suited to the converter steel making described in DE 2838983, where coal or coke can be blown into the converter. Tuyere blockage by the solid fuel is avoided.

Description

"Verfahren zum Einleiten gemahlener, kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in eine Eisenschmelze" Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einleiten gemahlener, kohlenstoffhaltiger Brennstoffe, wie Kohle- und Kokspulver, die in einem Trägermedium suspendiert sind, in eine Eisenschmelze durch eine oder mehrere Düsen, die sich im feuerfesten Mauerwerk unterhalb der Eisenbadoberfläche in einem Behandlungsgefäß befinden. "Process for discharging ground, carbonaceous fuels into a molten iron "The invention relates to a method for introducing ground, carbonaceous fuels, such as coal and coke powder, in one Carrier medium are suspended in an iron melt through one or more nozzles, which are located in the refractory masonry below the iron bath surface in a treatment vessel are located.

Verfahren, die sich damit befassen, pulverisierte oder gekörnte Feststoffe mit einem Trägergas in eine Eisenschmelze einzuführen, gehören zum Stand der Technik. Diese Einblas-Verfahren verwenden zum Beispiel Lanzen, deren Austrittsöffnungen einmal bis nahe an die Badoberfläche geführt werden, so daß die Feststoffe mit dem Austrittsimpuls in die Schmelze gelange@, und zum anderen tauchen diese Zugabelanzen in das Eisenbad ein. Weiterhin sind Düsensysteme bekannt, die sich unterhalb der Badoberfläche im feuerfesten Mauerwerk befinden, durch die man der Schmelze in Trägergasen suspendierte Feststoffe zuführt.Processes that deal with powdered or granular solids Introducing a carrier gas into an iron melt belongs to the state of the art. These injection methods use, for example, lances, their outlet openings once up to close to the bath surface, so that the solids with the Exit impulse get into the melt @, and on the other hand these feed lances are immersed into the iron bath. Furthermore, nozzle systems are known that are located below the Bath surface are located in the refractory masonry, through which one of the melt in carrier gases supplies suspended solids.

Die deutsche Auslegeschrift 23 16 798 @@schreibt beispielsweise einh Verfahren und eine Vorrichtung zum @rischen von @aheisen, bei dem durch unterhalb der Badoberfläche angeordnete Düsen Sauerstoff und Feinkalk und durch weitere Düsen feste Kohlenstoffträger der Schmelze zugesetzt werden. Es kann auch eine Düse mit mehreren Öffnungen versehen sein, wobei jeweils eine Öffnung mit Trägergas und Kohlenstoff bzw. Feinerz und eine andere Öffnung mit Frischgas und Feinkalk beschickt wird.The German Auslegeschrift 23 16 798 @@ writes, for example, einh Method and device for @rischen @aheisen, in which by below Oxygen and fine lime nozzles arranged on the bath surface and through further nozzles solid carbon carriers are added to the melt. It can also have a nozzle several openings be provided, one opening each with carrier gas and carbon or fine ore and another opening is charged with fresh gas and fine lime.

Als Trägergas kommt insbesondere CO infrage, das u.a. aus den Abgas des Frischprozesses sta-it.A particularly suitable carrier gas is CO, which, among other things, comes from the exhaust gas of the fresh process sta-it.

Die deutsche Patentschrift 24 ol 540 befaßt sich damit eine- Verfahren zun Einschaelsen von Eisenschwamm. Auch bei dieses Verfahren werden die Reaktionspartner, nämlich Sauerstoff, staubförmiger Kohlenstoff und feinkörniger Eisenschwamm, unterhalb der Badoberfläche, beispielsweise durch eine Mantelgasdüse, der Schmelze zugeführt. Die Düse hat mehrere Zuführungskanäle, z.B.The German patent specification 24 ol 540 is concerned with a method for encasing of sponge iron. In this process, too, the reactants, namely oxygen, dusty carbon and fine-grained sponge iron, underneath the bath surface, for example through a jacket gas nozzle, fed to the melt. The nozzle has several feed channels, e.g.

strömen in inneren Sauerstoff, in nittleren Kohlenstoff und im äußeren Eisenschwamm. Kohlenstoff und Eisenschwamm sind dabei in eines geeigneten Trägergas suspendiert. Als Trägergas verwendet an tohlenaonowid.flow in inner oxygen, middle carbon and outer Sponge iron. Carbon and sponge iron are in a suitable carrier gas suspended. Used as carrier gas by tohlenaonowid.

Die deutsche Auslege-schrift 25 20 883 beschreibt ein Verfahren und einen Eisenbadreaktor zur kontinuierlichen Vergasung von Kohle. Die Reaktionspartner, vorzugsweise feinkörnige Kohle und Sauerstoff, werden durch Düsen unterhalb der Badoberfläche, die in der feuerfesten Ausmauerung angeordnet sind und damit gleichlaufend verschleißen, dem Eisenbad zugeführt. Als Fördergase für den Kohlenstoff keimen Inertgase, Stickstoff, CO2 und Wasserdampf infrage. Die Reaktionspartner können durch eine mehrkanalige Düse1 vorzugsweise aus konzentrischen Rohren, geleitet werden. Erstmals wird die Möglichkeit genannt, daß ein Mischen der Reaktionspartner Sauerstoff und Kohle bereits kurz vor der Düsennündung innerhalb der Düse erfolgen kann.The German interpretation 25 20 883 describes a method and an iron bath reactor for the continuous gasification of coal. The reactants, preferably fine-grained coal and oxygen, are fed through nozzles below the Bath surface, which are arranged in the refractory brick lining and thus run at the same time wear out, fed to the iron bath. Germinate as conveying gases for the carbon Inert gases, nitrogen, CO2 and water vapor are possible. The reactants can through a multi-channel nozzle 1, preferably made up of concentric tubes. For the first time the possibility is mentioned that a mixing of the reactants is oxygen and coal can be made inside the nozzle shortly before the nozzle is ignited.

Die deutsche Offenlegungsschrift 27 23 857 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stahlherstellung. Dabei wird festes, kohlenstoffhaltiges Material in die Schmelze unter die Oberfläche geleitet und ein oxydierendes Gas in das Gefäß eingeführt. Das kohlenstoffhaltige Material wird durch Blasrohre nittels eines Trägergases eingeblasen. Das Trägergas kann ein reduzierendes, oxydierendes oder inertea Gas sein. Bei diesen Verfahren wird der Sauerstoff norialerweise den metallurgischen Gefäß über eine wassergekühlte Lanze zugeführt. Es ist jedoch auch möglich, den Sauerstoff durch Blasrehrinjektion oder durch Injektion mittels einer eingetauchten Lanze zuzuführen. In der Anmeldungsbeschreibung heißt es dann wörtlich: tWenn Blasrohre zum Einspritzen von Sauerstoff und/oder festen, kohlenstoffformigen Materialien benutzt werden, dann können die Blasrohre aus zwei oder mehreren konzentrischen Rohren bestehen und eine kreisförmige Flüssigkeitsabschirmung besitzen, welche das Primäreinspritzrohr umgibt. Dieses Abschirmungsströmungsmittel kann ein inertes Gas oder eine Flüssigkeit, z.B. Kohlenwasserstoffgas oder eine Flüssigkeit, oder ein oxydierendes Gas oder eine Flüssigkeit sein, und das Strömungsmittel kann so gewählt werden, daß eine Abnutzung der Auskleidung und der Blasrohre so gering als möglich gehalten wird, um eine Blockierung der Blasrohre zu verhindern. Die Blasrohre können so aus ebildet sein, daß sie sowohl oxydierendes Gas als auch festes, kohlenstoffhaltiges Material zuführen können." Es heißt dann weiter in dem spezifischen Ausführungsbeispiel 1, daß 17 Minuten lang teilchenförmiger Graphit mit einer Rate von 3.5 kg/min eingeblasen wurde.The German Offenlegungsschrift 27 23 857 relates to a method and an apparatus for making steel. It becomes solid, carbonaceous Material passed into the melt under the surface and an oxidizing gas introduced into the vessel. The carbonaceous material is conveyed through blowpipes blown in a carrier gas. The carrier gas can be a reducing or oxidizing gas or inertea gas. In these procedures, the oxygen is normally the metallurgical Vessel supplied via a water-cooled lance. However, it is also possible to inject the oxygen by blow molding or by injection to be supplied by means of a submerged lance. In the application description means it then literally: tIf blowpipes for injecting oxygen and / or solid, carbonaceous materials are used, then the blowguns can consist of two or several concentric tubes and a circular liquid shield own, which surrounds the primary injection tube. This shield fluid can be an inert gas or a liquid, e.g. hydrocarbon gas or a Liquid, or an oxidizing gas or liquid, and the fluid can be chosen so that there is wear on the liner and blowpipes so is kept as low as possible in order to prevent blockage of the blowpipes. The blowpipes can be designed so that they are both oxidizing gas and Can supply solid, carbonaceous material. "It then goes on in the specific embodiment 1 that particulate graphite for 17 minutes was blown at a rate of 3.5 kg / min.

Die zum Einblasen von Kohlenstoff benutzten Blasrohre hatten einen kreisförmien Querschnitt und wurden wie folgt beschickt: Abschirmgas: Luft mit einer Rate von 7 m3/h; Trägergas: Argon mit einer Rate von 30 m3/h. Der Blasrohrkerndurchmesser betrug 7 mm mit einem Ringspalt von 1 mm.The blowpipes used to blow carbon in had one circular cross-section and were charged as follows: Shielding gas: air with a Rate of 7 m3 / h; Carrier gas: argon at a rate of 30 m3 / h. The blowpipe core diameter was 7 mm with an annular gap of 1 mm.

Den bekannten und beschriebenen Verfahren zum Einleiten kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in eine Eisenschmelze ist gemeinsam, daß diese gemahlenen Feststoffe einem Trägergas aufgeladen werden und insbesondere daß sie durch ein separates Düsenrohr der Schmelze zugeführt werden. Diese Zuführungskanäle sind im Querschnitt der Fördermenge angepaßt und demgemäß entsprechend klein, z.B. beträgt der genannte Blasrohrdurchmesser 7 mm. Mit dem sich verringernden Förderquerschnitt wächst jedoch die Gefahr von Verstopfungen. Hauptsächlich wenn bei hohen Beladungaraten von Feststoffen zum Trägergas aus wirtschaftlichen Gründen gemahlene Brennstoffe mit unterschiedlichen Korngrößen und Schwankungen in der Korngrößenverteilung zum Einsatz kopien, besteht die Gefahr von Pfropfenbildungen, die zu Verstopfungen in engen Förderleitungen führen.The known and described method for introducing carbonaceous Fuels in an iron melt have in common that these ground solids a carrier gas and in particular that they are charged through a separate nozzle tube be fed to the melt. These feed channels are in the cross section of the delivery rate adapted and accordingly small, e.g. the said blowpipe diameter 7 mm. However, with the decreasing cross-section of the conveying system, the risk of Constipation. Mainly when at high loading rates of Solids Fuels ground to the carrier gas for economic reasons with different Grain sizes and fluctuations in the grain size distribution for use copies exist the risk of plug formation, which can lead to blockages in narrow delivery lines to lead.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einleitungs-Verfahren besteht darin, die Zuführungskanäle in Perioden ohne Brennstoff-Förderung freizuhalten, z.B. beim Fertigfrischen einer Stahlschmelze1 wenn man den gewünschten niedrigen Endkohlenstoffgehalt einstellt. Während dieser Frischzeit strömt üblicherweise das Trägergas ohne Feststoffbeladung durch die Zuführungskanäle, um das Eindringen von Schmelze in die Düsen zu verhindern. Das Trägergas entzieht der Schmelze Wärme und kann sich weiterhin, je nach Gasart, ungünstig auf die Stahlzusannensetzung auswirken, z.B. durch erhöhte Stickstoffgehalte in der Fertigstahlanalyse.There is another disadvantage of the known induction method in keeping the supply channels free in periods without fuel delivery, e.g. when refining a steel melt1 if the desired low Adjusts final carbon content. During this fresh time, the usually flows Carrier gas without solids load through the supply channels to prevent the penetration of Prevent melt in the nozzles. The carrier gas removes heat and from the melt can furthermore have an unfavorable effect on the steel composition, depending on the type of gas, e.g. due to increased nitrogen content in finished steel analysis.

In der Betriebspraxis erweist es sich als besonders bedeutungsvoll, die Einleitungsdüsen für kohlenstoffhaltige Brennstoffe über lange Zeiträume, z.B. beim Betreiben eines Eisenbadreaktors zur Gaserzeugung über mehrere Monate und bei der Stahlerzeugung über eine Konverterreise von etwa 1000 Chargen, betriebssicher und störungsfrei zu betreiben, da sich jede Reparatur, z.B. beim Verstopfen einer Düse, als Verlust von Produktionszeit und damit wirtschaftlich sehr nachteilig auswirkt.In operational practice, it is particularly important to the injection nozzles for carbonaceous fuels over long periods of time, e.g. when operating an iron bath reactor to generate gas for several months and at steel production over a converter trip of around 1000 batches, operationally reliable and to operate trouble-free, since any repair, e.g. when a Nozzle, as a loss of production time and thus has a very disadvantageous economic effect.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einleiten gemahlener, kohlenstoffhaltiger Brennstoffes wie Kohle- und Kokspulver, in eine Eisenschmelze zu schaffen, das es erlaubt, über lange Zeiträune die betriebssichere, störungsfreie Zugabe von Brennstoffen unterhalb der Badoberfläche zu gewährleisten, Verstopfungen rechtzeitig entgegenzuwirken und somit auszuschließen, und schließlich das Freihalten der Brennstoffzufuhrkanäle in den Düsen während brennstoffförderfreien Betriebsperioden durch Prozeßreaktionsgase sicherzustellen.The present invention is accordingly based on the object Process for introducing ground, carbonaceous fuel such as coal and coke powder to create in an iron melt that allows it to run over a long period of time the reliable, trouble-free addition of fuels below the bath surface to ensure that blockages are counteracted in a timely manner and thus to exclude, and finally keeping the fuel supply channels free in the nozzles during fuel-free operating periods due to process reaction gases to ensure.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in einer oder in mehreren Düsen unterhalb der Eisenbadoberfläche der Einleitungskanal für den gemahlenen Brennstoff im Wechsel mit kohlenstoffhaltigen Brennstoff oder mit Sauerstoff durchstromt wird.The invention solves this problem in that in one or more Nozzles below the iron bath surface of the inlet channel for the ground fuel alternating with carbonaceous fuel or oxygen.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht die Betriebssicherheit der Einleitungsdüsen für gemahlene, kohlenstoffhaltige Brennstof unterhalb der Badoberfläche erheblich und macht sie praktisch sicher gegen Verstopfungen. Sobald sich Unregeliäßigkeiten beider Durchflußmenge der kohlenstoffhaltigen Brennstoffe zeigen, beispielsweise sich die Fördermenge verringert, wird kurzzeitig von der Brennstoff-Förderung auf Sauerstoff umgeschaltet und damit der Düsenkanal freigeblasen. Ansatzbildungen an der Düsenmündung, die häufig den Ausgangspunkt für Verstopfungen bilden, werden durch den Sauerstoffstrom abgebrannt.The use of the method according to the invention increases operational reliability of the injection nozzles for ground, carbonaceous fuel below the bath surface substantial and makes them practically safe against clogging. As soon as there are irregularities both show the flow rate of carbonaceous fuels, for example if the delivery rate is reduced, the fuel delivery will temporarily stop Oxygen switched over and thus the nozzle channel was blown free. Approach formations the nozzle orifice, which are often the starting point for blockages burned down by the flow of oxygen.

Um dieses Freiblasen der Düse zu erreichen, genügen Sauerstoffblasezeiten von 0.i bis ca. 2 Minuten. Es liegt selbstverständlich in Sinne der Erfindung, diese Sauerstoffblasezeiten beliebig zu variieren und insbesondere länger auszudehnen, bevor man die Zufuhr aus gemahlenen Brennstoff und Trägermedium erneut aufnimmt.To achieve this blowing out of the nozzle, oxygen blowing times are sufficient from 0.i to approx. 2 minutes. It goes without saying that this is within the meaning of the invention To vary oxygen bubble times as required and, in particular, to extend them longer, before resuming the supply of ground fuel and carrier medium.

Erfindungsgemäß kann der Wechsel von Brennstoff auf Sauerstoff mehrfach kurzzeitig hintereinander erfolgen. Diese Verfahrensweise ist dann besonders sinnvoll, wenn die Sauerstoffblasezeiten kurz sein sollen. Sobald nämlich nach einem kurzzeitigen Sauerstoffstoß von beispielsweise 10 sek die Brennstoff-Förderung wieder störungsfrei läuft, erübrigt sich eine weitere Sauerstoffzugabe. Andernfalls kann die kurzzeitige Sauerstoffzugabe entsprechend oft wiederholt werden. Die Umschaltung von Sauerstoffblasen auf die Suspensionsförderung, von beispielsweise Stickstoff und staubförmiger Kohle, erfolgt nahezu trägheitslos durch entsprechende Umschaltvorrichtungen, die in unmittelbarer Nähe der Düsenmontageflansche angeordnet sind, in jedem Fall direkt am Boden der Behandlungsgefäße, beispielsweise einem Eisenbadreaktor oder einem Konverter für die Stahlerzeugung.According to the invention, the change from fuel to oxygen can take place several times take place briefly one after the other. This procedure is particularly useful if when the oxygen bubble times are to be short. As soon as after a short time Oxygen surge of 10 seconds, for example, ensures that the fuel is delivered again without any problems running, there is no need to add any more oxygen. Otherwise, the short-term Addition of oxygen be repeated accordingly often. The switchover from oxygen bubbles to the delivery of the suspension, for example nitrogen and pulverulent coal, takes place almost without inertia by means of appropriate switching devices, which are arranged in the immediate vicinity of the nozzle mounting flanges, in any case directly at the bottom of the treatment vessels, for example an iron bath reactor or a converter for steelmaking.

Eine einfache Form der Einleitungsdüse für die Suspension aus gemahlenem, kohlenstoffhaltigem Brennstoff und einem Trägermedium einerseits sowie Sauerstoff andererseits, besteht aus zwei konzentrischen Rohren, wobei der Brennstoff und im Wechsel der Sauerstoff, durch das zentrale Rohr strömen. Der Ringspalt, gebildet aus dem Zentralrohr und dem zweiten konzentrischen Rohr, wird zum Schutz der Düse gegen vorzeitiges Zurückbrennen mit 0.5 bis 5 Gew-% gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, bezogen auf den Sauerstoff, beschickt. Diese Düse ist üblicherweise im feuerfesten Mauerwerk unterhalb der Badoberfläche eingebaut und brennt im wesentlichen gleichmäßig mit der Ausmauerung zurück.A simple form of the injection nozzle for the suspension of ground, carbon-containing fuel and a carrier medium on the one hand and oxygen on the other hand, consists of two concentric tubes, the fuel and im Change of oxygen, flow through the central tube. The annular gap, formed from the central tube and the second concentric tube, is used to protect the nozzle against premature burning back with 0.5 to 5% by weight of gaseous and / or liquid Hydrocarbons, based on the oxygen, charged. This nozzle is usually installed in the refractory masonry below the bath surface and essentially burns back evenly with the brick lining.

Gemäß der Erfindung ist die Gefahr von Düsenverstopfungen beim Einleiten kohlenstoffhaltiger, pulverisierter Brennstoffe in eine Eisenschmelze praktisch ausgeschlossen, und aus diesem Grund reicht die Installation des tatsächlich benötigten Blasquerschnittes zum Einleiten der Suspension aus, d.h. es erübrigt sich der zusätzliche Einbau weiterer Brennstoffeinleitungsdüsen aus Sicherheitsgründen. Beispielsweise hat es sichbei einem Konverter, der nach dem Sauerstoffdurchblasverfahren arbeitet, als völlig ausreichend erwiesen, von den zehn vorhandenen Sauerstoffeinleitiiingsdüsen im Konverterboden lediglich zwei Düsen für die Zugabe von gemahlener Kohle bzw. Koks umzurüsten. Durch diese beiden Düsen werden einer Eisenschmelze von ca. 65 t innerhalb von 10 min ca. 2000 kg Kohlestaub zugeführt. Als Trägermedium kommt dabei beispielsweise Stickstoff zur Anwendung, und die Beladungsrate beträgt etwa t g eg Kohlestaub/Nm3 Stickstoff. Die Brennstoffzugabe dient zur Erhöhung der Wärmebilanz, um die Schrottschmelzkapazität bei der Stahlerzeugung heraufzuusetzen.According to the invention, there is a risk of nozzle clogging when introducing carbonaceous, powdered fuels in a molten iron handy excluded, and for this reason the installation of what is actually required is sufficient Blowing cross-section for introducing the suspension, i.e. the additional one is unnecessary Installation of further fuel injection nozzles for safety reasons. For example Has it turned out to be a converter that works according to the oxygen blow-through process? proved to be completely sufficient, of the ten existing oxygen inlet nozzles Only two nozzles in the converter base for adding ground coal or Retrofitting coke. An iron melt of approx. 65 t supplied approx. 2000 kg of coal dust within 10 minutes. Comes as a carrier medium included for example nitrogen to use, and the loading rate is about t g eg coal dust / Nm3 nitrogen. The fuel addition serves to increase the heat balance to increase the scrap melting capacity in steelmaking.

Nach den vorbekannten Verfahren zum Einleiten von gemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in eine Eisenschmelze sind in den genannten zehn Sauerstoffeinleitungsdüsen in jeder Düse im Zentrum Zuführungsrohre von 10 mm lichter Weite als Förderkanal für die Brennstoff-Trägergas-Suspension angebracht. Die Sauerstoffeinleitungsdüsen selbst sind wie üblich aus zwei konzentrischen Rohren aufgebaut, bei denen das innere Rohr mit einem lichten Durchmesser von 24 mm der Zufuhr von Sauerstoff bzw. von Sauerstoff und Kalkstaub dient. Die Anordnung der Brennstoffzuführungskanäle in dem Sauerstoffrohr erweist sich aus mehreren Grtinden als nachteilig. Der Einbau und die Versorgung der zehn Brennstoffeinleitungsrohre ist verfahrenstechnisch aufwendig, jedoch bei dieser Breniistoffeinleitungsmethode erforderlich, um bei Sturungen an einzelnen Zuführungskanälen, z. B. Verstopfungen, einen ausreichenden Pörderquerschnitt für die kohlenstoffhaltigen Brennstoffe betriebsfähig zu halten. Verstopfungen an einzelnen Brennstoffeinleitungskanälen traten fast bei jeder Charge auf. Weiterhin zeigt es sich als besonders ungünstig, diese Kanäle mit Trägergas freihalten zu müssen, wenn die Brennstoff-Förderung gegen Frischende eingestellt wird. Der zur Brennstoff-Förderung benutzte Stickstoff führte zu unerwünscht hohen Stickstoffgehalten in der Stahlschmelze. Andere Trägergase, beispielsweise Argon oder Methan, sind im Vergleich zum Stickstoff teuer und erfordern außerdem kostenintensive Installationen für ein neues Medium an der Konverteranlage. Stickstoff steht üblicherweise an einem Sauerstoffdurchblaskonverter zur Verfügung. Darüber hinaus führt das Trägergasblasen ohne Brennstoffbeladung zu einer Verschlechterung der Wärmebilanz bei der Stahlerzeugung. Die Wärme zum Aufheizen des Trägergases geht als Energie für das Schrottaufschmelzen verloren.According to the previously known method for introducing ground, carbonaceous Fuels in an iron melt are in the aforementioned ten oxygen inlet nozzles In the center of each nozzle, feed pipes with a clearance of 10 mm as a conveying channel attached for the fuel-carrier gas suspension. The oxygen supply nozzles themselves are made up of two concentric tubes, as usual, with the inner Tube with a clear diameter of 24 mm for the supply of oxygen or of Oxygen and lime dust is used. The arrangement of the fuel supply channels in the oxygen tube proves to be disadvantageous for several reasons. The installation and the supply of the ten fuel supply pipes is technically complex, However, this fuel discharge method is necessary to prevent disruption individual feed channels, e.g. B. blockages, a sufficient cross-section of the conveyor to keep them operational for the carbonaceous fuels. Constipation individual fuel inlet channels occurred in almost every batch. Farther it turns out to be particularly unfavorable to keep these channels free with carrier gas must if the fuel supply is stopped towards the end of the freshness. The for Nitrogen used for fuel extraction resulted in undesirably high nitrogen contents in the steel melt. Other carrier gases such as argon or methane are expensive compared to nitrogen and also require costly installations for a new medium on the converter system. Nitrogen is usually on one Oxygen blow-through converter available. In addition, this leads to carrier gas bubbles without fuel loading leads to a deterioration in the heat balance in steel production. The heat for heating up the carrier gas is used as energy for melting the scrap lost.

Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt es zum Beispiel, die Betriebssicherheit eines Eisenbadreaktors zur kontinuierlichen Vergasung von Kohle, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift 25 20 883 beschrieben ist, weiter zu steigern. In einem solchen Eisenbadreaktor werden große Kohlemengen zu Gas, im wesentlichen bestehend aus CO und H2, umgesetzt. Die Zugabe der Reaktionspartner Kohlestaub und Sauerstoff erfolgt normalerweise durch Düsen aus mehreren konzentrischen Rohren, die unterhalb der Eisenbadoberfläche angeordnet sind. Vorzugsweise strömt durch das zentrale Rohr die Suspension aus gemahlener Kohle und einem Fördergas, beispielsweise CH4, durch den Ringspalt um das Zentralrohr Sauerstoff und durch einen weiteren Ringspalt das Düsenschutzmedium, beispielsweise Erdgas. Normalerweise arbeiten diese Düsen störungsfrei, jedoch treten gelegentlich Ansätze an der Düsenmündung des Zentralrohres auf, die eine Verringerung der Kohlestaubfördermenge nach sich ziehen. Da der Eisenbadreaktor aber möglichst gleichmäßige Gaserzeugungsratenaufweisen soll, ist eine schnelle Beseitigung derartiger Störungen in der Kohleförderung besonders wichtig. Der erfindungsgemäße Wechsel von Kohlestaub zum Sauerstoff im Brennstoffeinleitungskanal der Düse, erlaubt es bereits nach relativ kurzer Zeit, z.B. im Regelfall von weniger als 1 min, die übliche Kohleförderung wieder aufzunehmen.The method according to the invention allows, for example, operational safety an iron bath reactor for the continuous gasification of coal, as it is in the German Offenlegungsschrift 25 20 883 is described to increase further. In such a Iron bath reactors turn large amounts of coal into gas, essentially consisting of CO and H2, implemented. The reactants coal dust and oxygen are added usually through nozzles made up of several concentric tubes running below the Iron bath surface are arranged. Preferably it flows through the central tube the suspension of ground coal and a conveying gas, for example CH4, through the annular gap around the central tube and oxygen through another annular gap Nozzle protection medium, for example natural gas. Normally these nozzles work properly, however, approaches occasionally occur at the nozzle mouth of the central tube that result in a reduction in the amount of coal dust conveyed. Because the iron bath reactor but should have gas generation rates as uniform as possible, is a fast one Eliminating such disruptions in coal production is particularly important. The inventive Change from coal dust to oxygen in the fuel inlet channel of the nozzle, allowed after a relatively short time, e.g. usually less than 1 minute, the to resume normal coal production.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung besteht darin, es mit dem Verfahren zur Wärmezufuhr bei der Stahlerzeugung im Konverter, beschrieben in der bislang nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 28 38 983.5, zu kombinieren. Die genatinte Patentanmeldung bezieht sich darauf, bei der Stahlerzeugung im Konverter der Schmelze durch kohlenstoffhaltige Brennstoffe Wärme zuzuführen und insbesondere diese Brennstoffe mit einem zuvor nicht erreichbaren, hohen wärmetechnischen Wirkungsgrad in der Schmelze zu nutzen und somit das wirtschaftliche Aufschmelzen fester EisenträgerX beispielsweise Schrott, erheblich zu steigern bis hin zur Stahlerzeugung ohne flüssiges Roheisen. Bei diesem Verfahren wird der Sauerstoff zum Frischen der Schmelze und zum Verbrennen der Brennstoffe gleichzeitig als auf die Bad oberfläche gerichtete Gasstrahlen und unterhalb der Badoberfläche in den Konverter eingeleitet. Als kohlenstoffhaltige Brennstoffe kommen insbesendere Koks, Braunkohlenkoks, Graphit, Kohle verschiedener Qualitäten und Mischungen davon zum Einsatz.A particularly advantageous application of the invention consists in it describes the process for supplying heat to steelmaking in the converter in the previously unpublished German patent application P 28 38 983.5, too combine. The patented patent application relates to steelmaking to supply heat to the melt in the converter by means of carbon-containing fuels and in particular these fuels with a previously unattainable, high thermal engineering To use efficiency in the melt and thus the economical melting solid iron supportX for example scrap, considerable to increase up to steel production without liquid pig iron. In this process, the Oxygen to freshen the melt and burn the fuel at the same time than gas jets directed at the bath surface and below the bath surface initiated into the converter. As carbonaceous fuels there are particularly good ones Coke, brown coal coke, graphite, coal of various grades and mixtures thereof for use.

Diese kohlenstoffenthaltenden Brennstoffe werden bevorzugt in pulverisierter Form unterhalb der Badoberfläche in die Eisenschmelze des Konverters, zusammen mit einem Trägergas, eingeleitet. Als Trägergase haben sich Stickstoff, CO, CH4 bzw. Erdgas und Inertgase, beispielsweise Argon, bewährt. Die Zufuhr der Suspension aus kohlenstoffhaltigen Brennstoffen und einem Trägergas kann gemäß der genannten deutschen Patentanmeldung auch über eine oder mehrere Sauerstoffeinleitungsdüsen in einem Sauerstoffdurchblaskonverter erfolgen, wobei das Sauerstoffeinleitungsrohr einzelner Düsen mit der Suspension aus Brennstoff und Trägergas anstelle von Sauerstoff betrieben wird.These carbonaceous fuels are preferably pulverized Form below the bath surface in the molten iron of the converter, along with a carrier gas. The carrier gases are nitrogen, CO, CH4 or Natural gas and inert gases, such as argon, have proven their worth. Feeding the suspension off carbonaceous fuels and a carrier gas can according to the said German Patent application also for one or more oxygen inlet nozzles in one Oxygen blow-through converter takes place, the oxygen inlet pipe being individual Nozzles operated with the suspension of fuel and carrier gas instead of oxygen will.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung überwindet nunmehr die bislang noch bestehenden Nachteile bei der bekannten Zufuhr von gemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen in eine Eisen-oder Stahlschmelze, wie sie auch dem sonst sehr vorteilhaften Prozeß der Wärmezufuhr nach der deutschen Patentanmeldung P 28 38 983.5 anhaften.The method of the present invention now overcomes the hitherto existing disadvantages with the known supply of ground, carbonaceous Fuels in an iron or steel melt, as they are otherwise very advantageous Adhere to the process of heat supply according to German patent application P 28 38 983.5.

Neben den bereits dargelegten Vorzügen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ergänzend noch auf einen weiteren Vorteil gerade bei der Anwendung zur Stahlerzeugung hinzuweisen. Durch den Einsatz der Sauerstoffeinleitungsrohre einer oder mehrere Düsen beim Sauerstoffdurchblasverfahren zur Zufuhr von gemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen während der Brennstoffeinleitungsperiode und dem anschließenden Wechsel auf Sauerstoff im Brennstoffzuführungskanal, steht für die Fertigfrischphase, d. h. der Periode ohne Brennstoffeinleitung, ein entsprechend höherer Blasquerschnitt für den Sauerstoff zur Verfügung. Dadurch verkürzt sich diese Frischphase, und daraus wiederum resultiert eine verringerte Gesamtfrischzeit, die einen Gewinn für die Stahlproduktion bedeutet.In addition to the advantages of the method according to the invention already set out is in addition to another advantage, especially when used for steel production to point out. By using the oxygen inlet pipes one or more Nozzles in the oxygen blow-through process for the supply of ground, carbonaceous Fuels during the fuel injection period and subsequent changeover for oxygen in the fuel supply channel, stands for the finished freshness phase, d. H. the period without fuel introduction, a correspondingly higher blowing cross-section for the oxygen available. This shortens this fresh phase, and from it in turn, a reduced total refresh time results, which is a gain for the Steel production means.

Die Erfindung wird nun anhand eines nicht einschränkenden Beispiels für die Stahl produktion mit erhöhtem Schrottsatz näher erläutert.The invention will now be described by way of a non-limiting example for steel production with an increased scrap rate.

In einen 60 t-Sauerstoffdurchblaskonverter, der mit 10 Düsen im Konverterboden und einer Düse in der oberen Konverterwand zum Sauerstoffaufblasen ausgerüstet ist, werden 30 t Schrott handelsüblicher Qualität und 44 t Roheisen mit einer Zusammensetzung von 4.2 % Kohlenstoff, 0.6 % Silizium, 0.8 % Mangan, 0.3 % Phosphor, 0.03 % Schwefel und einer Temperatur von 1250°C chargiert. Zwei der genannten Bodendüsen verfügen über Einrichtunyen, um das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden. Mit Frischbeginn werden ca. 10 000 Nm3/h Sauerstoff durch acht Bodendüsen und etwa die gleiche Menge Sauerstoff durch die Aufblasdüse im Konverterhut der Schmelze zugeführt. Gleichzeitig werden über zwei Bodendüsen 200 kg/min Kokspulver zusammen mit 16 Nm3/min Stickstoff in die Schmelze geleitet. Nach ca. 10 min sind der Schmelze auf diese Weise ca. 2000 kg Koks zugegeben, und die beiden Brennstoffeinleitungsdüsen werden auf Sauerstoff umgeschaltet. Nach ca. 15 min Blasezeit ist der Frischvorgang beendet, und nach einem anschließenden Korrekturblasen von ca.In a 60 t oxygen blow-through converter with 10 nozzles in the converter base and a nozzle in the upper converter wall for inflating oxygen, 30 t of scrap of commercial quality and 44 t of pig iron with one composition are produced of 4.2% carbon, 0.6% silicon, 0.8% manganese, 0.3% phosphorus, 0.03% sulfur and a temperature of 1250 ° C. Two of the mentioned floor nozzles have about Einrichtunyen in order to apply the method according to the invention. With a fresh start 10 000 Nm3 / h of oxygen are delivered through eight floor nozzles and about the same amount Oxygen is supplied to the melt through the inflation nozzle in the converter hat. Simultaneously 200 kg / min of coke powder together with 16 Nm3 / min of nitrogen are fed through two bottom nozzles passed into the melt. After approx. 10 minutes, the melt is approx. 2000 kg of coke are added and the two fuel injection nozzles are switched to oxygen switched. After about 15 minutes of blowing time, the freshening process is over, and after a subsequent correction blowing of approx.

2 min wird die Stahlschmelze mit einer Zusammensetzung von ca.The steel melt with a composition of approx.

0.02 % Kohlenstoff, 0.1 % Mangan, 0.025 % Phosphor, 0.02 % Schwefel und einer Temperatur von 16700C abgestochen. Die Gesamtchargenfolgezeit beträgt ca. 40 min. Insgesamt hat man der Schmelze 4600 Nm3 Sauerstoff, 100 Nm3 Propan zum Düsenschutz, 150 1 Öl zum zweiminütigen Schrottvorwärmen und 2000 kg Koks zugeführt.0.02% carbon, 0.1% manganese, 0.025% phosphorus, 0.02% sulfur and a temperature of 16700C. The total batch follow-up time is Approx. 40 min.A total of 4600 Nm3 of oxygen and 100 Nm3 of propane are added to the melt Nozzle protection, 150 l of oil for two-minute scrap preheating and 2000 kg of coke supplied.

Das Abstichgewicht der fertigen Charge beträgt 64 t.The tap weight of the finished batch is 64 t.

Beliebige Abwandlungen dieses Beispiels, insbesondere die Zufuhr der gemahlenen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffe betreffend, stellen erfindungsgemäße Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der Erfindung dar. Beispielsweise hat man bei einer Reihe von Chargen im Sauerstoffdurchblaskonverter die Brennstoffzufuhr kurzzeitig unterbrochen und Sauerstoff durch den Brennstoffeinleitungskanal geblasen.Any modifications of this example, in particular the supply of the Milled, carbonaceous fuels related, represent the invention Embodiments of the method according to the invention. For example, one has at a series of batches in the oxygen fan-through converter, the fuel supply for a short time interrupted and oxygen blown through the fuel inlet duct.

Es liegt im Sinne der Erfindung, ihr wesentliches Merkmal, nämlich den Wechsel von Brennstoff zum Sauerstoff und umgekehrt im gleichen Düsenkanal, auch auf andere Prozesse, die in eine Eisenschmelze kohlenstoffhaltige Brennstoffe einleiten, anzuwenden.It is within the meaning of the invention, its essential feature, namely the change from fuel to oxygen and vice versa in the same nozzle channel, also on other processes that in a molten iron carbonaceous fuels initiate to apply.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE 1) Vrfuiireii zum Einleiten gemahlener, kulilenstoffhalti -ger Brennstoffe, wie Kohle- und Kokspulver, die in einem Trägermedium suspendiert sind, in eine Eisenschmelze durch eine oder mehrere Düsen, die sich im feuerfesten Mauerwerk unterhalb der Eisenbadoberfläche in einem Behandlungsgefäß befinden, dadurch gekennzeichnet, daß in der genannten Düse der Einleitungskanal fiir den Brennstoff im Wechsel mit kohlenstoffhalt i ijem Brennstoff oder mit Sauerstoff und umgekehrt durchströmt wird.PATENT CLAIMS 1) Vrfuiireii for introducing ground, Kulilenstoffhalti -ger fuels, such as coal and coke powder, suspended in a carrier medium are, in an iron melt through one or more nozzles, which are located in the refractory Masonry are located below the iron bath surface in a treatment vessel, thereby characterized in that the inlet duct for the fuel in said nozzle alternating with carbon-based fuel or with oxygen and vice versa is flowed through. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Behandlungsperiode der Eisenschmelze ein-oder mehrmals von tjemahlenem Brennstoff auf Sauerstoff und umgekehrt gewechselt wird.2) Method according to claim 1, characterized in that during a treatment period of the molten iron one or more times of the ground fuel is switched to oxygen and vice versa. 3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eiijleitungskanal für den Brennstoff und den Sauerstoff von gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen ummantelt wird.3) Method according to claims 1 and 2, characterized in that that the discharge duct for the fuel and oxygen from gaseous and / or liquid hydrocarbons. 4) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Einleitungskanal für den Brennstoff und den Sauerstoff bei einer Düse aus konzentrischen Rohren das zentrale Rohr benutzt wird.4) Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that as an inlet channel for the fuel and the oxygen a nozzle made of concentric tubes, the central tube is used. 5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der Gesamtzahl der Püseii, die unterhalb der Eisenbadoberfläche in einem Behandlungsgefäß, beispielsweise Eisenbadreaktor für die Gaserzeugung oder Sauerstoffdurchblaskonverter für die Stahlherstellung, angeordnet sind, als Einleitungsdüsen für kohlenstoffhaltige Brennstoffe herangezogen wird.5) Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized that only a part of the total number of Püseii, which is below the iron bath surface in a treatment vessel, for example iron bath reactor for gas generation or Oxygen blow-through converters for steel production, are arranged as inlet nozzles is used for carbonaceous fuels. 6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als gemahlene, kohlenstoffhaltige Brennstoffe Kohle verschiedener Qualität, Graphit, Braunkohlenkoks, Koks ulld Koksgrus sowie Mischungen davon eingesetzt werden.-6) Method according to one or more of claims 1 to 5, characterized characterized that as ground, carbonaceous fuels coal of various Quality, graphite, brown coal coke, coke ulld coke breeze and mixtures thereof are used will.-
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