DE3439272A1 - Apparatus for recovering the heat content of melted products - Google Patents

Apparatus for recovering the heat content of melted products

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Abstract

The invention relates to an apparatus for recovering the heat content of melted products, namely metals or slags, occurring in liquid form during melting processes under process pressure and drawn off from the process reactor by way of tapping orifices, the melted products being diverted into a reception chamber, being cooled in the reception chamber and thereafter being discharged from the reception chamber. To make such an apparatus more efficient, along with a simple construction, the reception chamber is closed, with the exception of the melted-product feed orifices and the discharge valve to be opened, and closed heat-resistant and pressure-resistant cooling elements project into the reception chamber. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Rückgewinnung des Device for the recovery of the

Wärmeinhaltes von Schmel zprodukten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Rückgewinnung des Warmeinhaltes der bei Schmelzprozessen, z.B. einem Hochofenprozeß, unter Prozeßdruck flüssig anfallenden und über Abstichöffnungen aus dem Prozeßreaktor abgezogenen Schmelzprodukte, nämlich Metalle oder Schlacken, wobei die Schmelzprodukte in eine Aufnahmekammer abgeleitet, in der Aufnahmekammer abgekühlt und danach aus der Aufnahmekammer ausgeschleust werden. Heat content of Schmel zprodukte The invention relates to a device for recovering the heat content of the melting processes, e.g. a blast furnace process, liquid produced under process pressure and via tapping openings melt products withdrawn from the process reactor, namely metals or slags, wherein the melted products are diverted into a receiving chamber, in the receiving chamber cooled and then discharged from the receiving chamber.

Bei den verschiedenen Metallgewinnungsprozessen werden die anfallenden Schmelzprodukte üblicherweise mit der Verflüssigungstemperatur abgezogen und später in zum Teil abgekühlten Zustand weiteren Verarbeitungsprozessen zugeführt. In den Schmelzprodukten stehen bei hoher Temperatur beträchtliche Energiemengen zur Verfügung, die ungenutzt entweichen.In the various metal extraction processes, the Melt products usually withdrawn at the liquefaction temperature and later supplied to further processing processes in a partially cooled state. In the Melt products have considerable amounts of energy available at high temperatures, which escape unused.

Zur Nutzung dieser Energie ist beispielsweise schon versucht worden, aus der mit etwa 1400 ec anfallenden heißen Hochofenschlacke Heißluft von ca.To use this energy, for example, attempts have already been made hot air of approx.

600 .C zu gewinnen. Es ist auch schon versucht worden, bei der Granulation der Schlacke mit Luft den Wärmeinhalt der dabei entstehenden heißen Luft und des Granulats in Wasserdampf umzusetzen. Aus der DE-PS 29 26 183 ist beispielsweise eine Anordnung zum Ausschleusen von Schlacke aus einem Vergasungsreaktor zur Vergasung von Kohle und dergleichen, unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur bekannt, bei welcher ein Kühlstab, welcher von einer vorgeschobenen Schlackeeintauchstellung in eine zurückgezogene Schlackeabwurfstellung verstellbar ist, als Rohr, z.B. Fieldrohr, ausgebildet und innen mit Wasser im offenen Kreislauf gekühlt ist und der entstehende Dampf als Reaktionsdampf, vorzugsweise unmittelbar, in den Reaktor abgegeben und/oder einem Fremdverbraucher zugeleitet wird.600 .C to win. Attempts have also been made with granulation the slag with air the heat content of the resulting hot air and the To convert granules into water vapor. From DE-PS 29 26 183 is for example an arrangement for discharging slag from a gasification reactor for gasification of coal and the like, known under increased pressure and temperature, in which a cooling rod, which from an advanced slag immersion position can be adjusted into a withdrawn slag discharge position, as a pipe, e.g. field pipe, formed and cooled inside with water in an open circuit and the resulting Steam as reaction steam, preferably released directly into the reactor and / or is forwarded to a third-party consumer.

Es ist auch bekannt, innerhalb eines Kohlereaktors die flüssige Schlacke in einem Schlackebad aufzufangen, über ein Wehr abfließen zu lassen und dabei zur Erzeugung von Reaktionsdampf und zur Granulierung der Schlacke mit Wasserstrahlen abzukühlen. Danach fällt das Gemisch aus granulierter Schlacke und Wasser in einen Kühlwasserbehälter. Es ist auch bekannt, die bei der Kohlevergasung anfallende flüssige Schlacke seitlich aus dem Reaktionsbehålter herauszuführen und zur Abkühlung und Granulierung in einen Wasserbadbehälter zu leiten, wobei der dabei entstehende Wasserdampf aus dem Wasserbadbehälter herausgeführt wird.It is also known that the liquid slag is inside a coal reactor to collect in a slag bath, to drain over a weir and thereby to Generation of reaction steam and for granulation of the slag with water jets to cool off. Then the mixture of granulated slag and water falls into one Cooling water tank. It is also known that the liquid resulting from coal gasification Lead out slag from the side of the reaction container and cool down and Direct granulation into a water bath container, with the resulting water vapor is led out of the water bath tank.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auf einfachere und wirkungsvollere Weise der Wärmeinhalt der Schmelzprodukte nutzbar gemacht werden kann.The object of the present invention is to provide a device of the initially mentioned so that the Heat content of the melt products can be made usable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die mit Schmeizprodukt-Zuführungsöffnungen und mindestens einem Ausschleusungsventil versehene Aufnahmekammer geschlossen ist und daß in die Aufnahmekammer hitzebeständige und druckfeste Kühlelemente hineinragen. Hierbei läßt sich der Wärmeinhalt der anfallenden flüssigen Schmelzprodukte optimal ausnutzen. Unter Ausnutzung der Eigenschaft von großräumigen Eisen- und Schlackenbädern ist eine gute Trennung derbeiden Schmelzprodukte möglich.According to the invention, this object is essentially achieved by that with melted product feed openings and at least one discharge valve provided receiving chamber is closed and that heat-resistant in the receiving chamber and pressure-resistant cooling elements protrude. Here, the heat content of the accruing Make optimal use of liquid melt products. Taking advantage of the property of large-scale iron and slag baths is a good separation of the two smelting products possible.

Auch eine weitere Bearbeitung und Reinigung des flüssigen Metalles kommt in Frage, wobei dann die Kühlung der Metalle unter Ausnutzung des hohen Wärmepotential nach der Erfindung möglich ist.Also further processing and cleaning of the liquid metal comes into question, in which case the cooling of the metals using the high heat potential is possible according to the invention.

Die Kühlelemente können beispielsweise an eine Dampftrommel angeschlossen und zur Erzeugung von hochgespanntem Dampf von Kühlwasser durchflossen sein.The cooling elements can be connected to a steam drum, for example and cooling water must flow through it to generate high-pressure steam.

Es ist aber stattdessen oder zusätzlich auch möglich, daß in den Kühlelementen eine endotherme Gasreaktion stattfindet, um so den Wärmeinhalt der Schmelzprodukte wirksam zu nutzen.But instead or in addition it is also possible that in the cooling elements an endothermic gas reaction takes place, so as to reduce the heat content of the melt products to use effectively.

Um den Transport der Schlacke in der Aufnahmekammer zu unterstützen, können die Wände der Aufnahmekammer und/oder die Kühlelemente oszillierend beweglich angeordnet sein.To support the transport of the slag in the receiving chamber, the walls of the receiving chamber and / or the cooling elements can be moved in an oscillating manner be arranged.

Es ist auch möglich, die Schmelzprodukte vor der Aufnahme in der Aufnahmekammer, z.B. durch endotherme Reaktion, insbesondere durch Kohlenstoffvergasung, vorzukühlen.It is also possible to place the melted products in the receiving chamber before they are taken up. e.g. precooling by endothermic reaction, in particular by carbon gasification.

Im Rahmen der Erfindung können in den Schmelzprodukten auch aschehaltige Kohlenstoffe vergast und die Rückstandsasche in die zu kühlenden Schmelzprodukte, zvg. in die zu kühlende Schlacke, eingebunden werden.In the context of the invention, ash-containing products can also be used in the melted products Carbons gasified and the residue ash in the melt products to be cooled, zvg. in the slag to be cooled.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines 'Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further goals, features, advantages and possible uses of the The present invention emerges from the following description of an exemplary embodiment based on the accompanying drawing. All of them are described and / or figurative Characteristics presented for themselves or in any meaningful combination the object of the present invention, also regardless of how they are summarized in the claims or their back-reference.

Die einzige Figur veranschaulicht schematisch eine die Erfindung aufweisende Vorrichtung am Beispiel des Hochofenprozesses.The single figure schematically illustrates one incorporating the invention Device using the example of the blast furnace process.

In dem Hochofengestell 1 sammelt sich unterhalb der Rast 2 des Prozeßreaktors 3 das geschmolzene Eisen und die Schlacke. Beide Produkte werden über Abstichöffnungen 4 und 5 abgezogen. Die Schlacke wird beispielsweise in eine Aufnahmekammer 6 abgeleitet. Die fließfähige Schlacke trifft dabei auf einen gekühlten Verteiler 7, der von einem Motor M angetrieben wird.In the blast furnace frame 1 collects below the detent 2 of the process reactor 3 the molten iron and the slag. Both products are made via tap openings 4 and 5 deducted. The slag is diverted into a receiving chamber 6, for example. The flowable slag meets a cooled distributor 7, which is from a Motor M is driven.

Der Verteiler 7 verteilt di Schlacke über Schmelzprodukt-ZufUhrungsöffnungen 12 der sonst geschlossenen Aufnahmekammer 6. Halb erstarrt gelangt die Schlacke so in der Aufnahmekammer 6 an Kühlelementen 8, in diesem Falle kleinstückig, vorbei und wird weiter abgekühlt. Die Kühlelemente 8 sind mit einer Dampftrommel 9 verbunden. Das Kühlwasser wird über eine Leitung 13 zugeführt, der in der Dampftrommel 9 abgeschiedene Hochdruckdampf über eine Leitung 10 Verbrauchern zugeführt. Auch der Verteiler 7 kann mit seinen Kühlflächen mit der Dampftrommel 9 verbunden sein. Die Wände 14 der Aufnahmekammer 6 und/oder die Kühlelemente 8 hält man in leichter oszillierender Bewegung, so daß der Transport der geformten Schlacke gesichert ist. Die Aufnahmekammer 6 läuft nach unten trichterförmig zu einem Ausschleusungsventil 11 zusammen.The distributor 7 distributes the slag via melt product feed openings 12 of the otherwise closed receiving chamber 6. The slag arrives half solidified so in the receiving chamber 6 of cooling elements 8, in this case in small pieces, past and is further cooled. The cooling elements 8 are connected to a steam drum 9. The cooling water is fed in via a line 13, which is separated in the steam drum 9 High-pressure steam supplied to consumers via a line 10. Also the distributor 7 can be connected to the steam drum 9 with its cooling surfaces. The walls 14 the receiving chamber 6 and / or the cooling elements 8 are kept in a slightly oscillating manner Movement, so that the transport of the formed slag is secured. The receiving chamber 6 converges downwards in a funnel shape to form a discharge valve 11.

Bei einem Hochofen fallen beispielsweise etwa 300 kg/t Roheisen an. Diese Schlacke hat eine Temperatur von ca. 1400 "C. In der Schlacke befinden sich etwa 6 % der gesamten Wärmebilanz des Hochofens. m z.B. 120 bar Dampf zu erzeugen, kann die Schlackentemperatur bis auf etwa 500 °C ausgenutzt werden.A blast furnace, for example, produces around 300 kg / t of pig iron. This slag has a temperature of approx. 1400 "C. There are in the slag about 6% of the total heat balance of the blast furnace. m e.g. to generate 120 bar steam, the slag temperature can be used up to around 500 ° C.

Niedrigere Temperaturen sind durch Speisewassererwarmung in Schlackenkühlrohren zu erreichen. Bis 500 °C Schlackenabkühlung können einschließlich Erstarrungszärme und Wärmeverluste etwa 0,5 t Dampf von 120 bar/t Schlacke gewonnen werden.Lower temperatures are achieved by heating the feed water in slag cooling pipes to reach. Slag cooling up to 500 ° C including solidification casings and heat losses about 0.5 t steam of 120 bar / t slag can be obtained.

Sind andere Formen der Schlacke gewünscht, kann die flüssige Schlacke in einzelne oder parallele Aufnahmekammern 6 zur Kühlung fließen.If other forms of slag are desired, the liquid slag can be used flow into individual or parallel receiving chambers 6 for cooling.

Diese Art der Abkühlung kann auch für die Herstellung von Roheisenmasseln bzw. auch fUr das Stranggußverfahren, beispielsweise unter Erzeugung von Hochdruckdampf genutzt werden.This type of cooling can also be used for the production of pig iron ingots or also for the continuous casting process, for example with the generation of high pressure steam be used.

Claims (6)

Vorrichtung zur Rückgewinnung des Wärmeinhaltes von Schmel zprodukten P atenta ns prUc he 1. Vorrichtung zur Rückgewinnung des Wärmeinhaltes der bei Schmeizprozessen, z.B. einem Hochofenprozeß, unter Prozeßdruck flüssig anfallende und über Abstichöffnungen aus dem Prozeßreaktor abgezogenen Schmelzprodukte, nåmlich Metalle oder Schlacken, wobei die Schmelzprodukte in eine Aufnahmekammer abgeleitet, in der Aufnahmekammer abgekühlt und danach aus der Aufnahmekammer ausgeschleust werden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schmeizprodukt-Zuführungsöffnungen (12) und mindestens einem Ausschleusungsventil (11) versehene Aufnahmekammer (6) geschlossen ist, und daß in die Aufnahmekammer (6) gegenüber den Schmelzprodukten geschlossene hitzebeständige und druckfeste Kühlelemente (8) hineinragen. Device for recovering the heat content of Schmel zprodukte P atenta ns prUc he 1. Device for the recovery of the heat content of the melting processes, e.g. a blast furnace process, liquid accumulating under process pressure and via tapping openings melt products withdrawn from the process reactor, namely metals or slags, wherein the melted products are diverted into a receiving chamber, in the receiving chamber cooled and then discharged from the receiving chamber, characterized in that that with melted product feed openings (12) and at least one discharge valve (11) provided receiving chamber (6) is closed, and that in the receiving chamber (6) Heat-resistant and pressure-resistant cooling elements that are closed to the melt products (8) protrude. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlelemente (8) an eine Dampftrommel (9) angeschlossen und zur Erzeugung von hochgespanntem Dampf von Kühlwasser (13) durchflossen sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cooling elements (8) connected to a steam drum (9) and used to generate high tension Steam of cooling water (13) have flowed through. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kühlelementen (8) endotherme Gasreaktionen stattfinden.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that endothermic gas reactions take place in the cooling elements (8). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (14) der Aufnahmekammer (6) und/oder die Kühlelemente (8) oszillierend beweglich angeordnet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the walls (14) of the receiving chamber (6) and / or the cooling elements (8) oscillate are movably arranged. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzprodukte vor der Aufnahme in der Aufnahmekammer (6) durch endotherme Reaktion, z.B. Kohlenwasserstoffvergasung, vorgekühlt werden.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the melt products before being received in the receiving chamber (6) by endothermic Reaction, e.g. hydrocarbon gasification, can be precooled. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schmelzprodukten aschehaltige Kohlenstoffe vergast und die Rückstandsasche in die zu kühlenden Schmelzprodukte, z.B. in die zu kühlende Schlacke, eingebunden werden.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that in the Melted products gasified carbon and the residue ash in the Melt products to be cooled, e.g. in the slag to be cooled, are integrated.
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