DE3733999A1

DE3733999A1 - Blowing coal dust into a cupola furnace

Info

Publication number: DE3733999A1
Application number: DE19873733999
Authority: DE
Inventors: Robert Doat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-03-30

Abstract

According to the invention, the blowing of coal dust into cupola furnaces is improved by means of the fact that the blowing-in is performed above the tuyères using a forgotten technology.

Description

Die Erfindung betrifft das Einblasen von Kohlenstaub in den Kupol ofen.The invention relates to the blowing of coal dust into the cupola oven.

Bereits in den zwanziger und dreißiger Jahren dieses Jahrhunderts wurde die Überlegung geboren, im Kupolofen einen Teil des Kokses durch Kohle zu ersetzen. Die ersten Bemühungen in diese Richtung werden auf die Firma Babcock in Oberhausen zurückgeführt. Seinerzeit bestanden große Schwierigkeiten bei der Koksbeschaffung. Deshalb wurden bei Babcock Versuche unternommen, Brennstaubzusatzfeuerungen, wie sie von anderen Öfen bekannt waren, auf Kupolöfen anzuwenden. Diese Versuche schienen insofern aussichtsreich, als man mit der Beheizung von Industrieöfen und Dampfkesselanlagen die besten Erfah rungen bezüglich Brennstoffausnutzung, Bedienung, Betriebssicherheit und Verschleiß gemacht hatte. Dabei ging man davon aus, daß jeg licher Brennstoff Verwendung finden könne, wie er in den angespro chenen Staubzusatzfeuerungen Anwendung fand. Dazu gehörte Steinkohle und Braunkohle. Die Wirkungsweise der Kohlenstaubzusatzfeuerung wurde wie folgt beschrieben:Already in the twenties and thirties of this century the idea was born, in the cupola part of the coke to be replaced by coal. The first efforts in this direction are traced back to the Babcock company in Oberhausen. At that time there was great difficulty in obtaining coke. That's why attempts were made at Babcock to add additional fuel as they were known from other furnaces to apply to cupola furnaces. These attempts seemed promising insofar as the Heating of industrial furnaces and steam boiler systems the best experience with regard to fuel utilization, operation, operational safety and had worn out. It was assumed that everyone Licher fuel can be used as it is in the addressed Additional dust furnaces were used. This included hard coal and lignite. The mode of operation of additional coal dust combustion was described as follows:

Ein Teil des Brennstoffes, rd. 12% oder 0,8-1% bezogen auf den Eiseneinsatz, wird in Form von Kohlenstaub eingeblasen, so daß die durch die Ascheverbrennung bewirkte örtliche sehr starke Wärmeent wicklung der Schmelzzone unmittelbar zugute kommt. Der feine Staub verbrennt zwischen den Koksstücken wegen seiner außerordentlich großen reaktionsfähigen Oberfläche sehr schnell und entwickelt hier eine große Wärmemenge, die der durch die normale Koksverbrennung in der gleichen Zone entwickelten Wärme zuzuzählen ist.Part of the fuel, approx. 12% or 0.8-1% based on the Iron insert is blown in in the form of coal dust, so that the local very strong heat caused by the ashes combustion winding zone directly benefits. The fine dust burns between the pieces of coke because of its extraordinary large responsive surface very quickly and developed here a large amount of heat that is caused by the normal coke burning in developed heat can be counted in the same zone.

Die durch die Kohlenstaubverbrennung bewirkte Konzentration an Wärme kann auch zur Steigerung der Temperatur und damit zu einem schnelle ren Schmelzen der Eisensätze genutzt werden. The concentration of heat caused by the combustion of coal dust can also be used to increase the temperature and thus to a quick melting of the iron sets can be used.

Bei weiteren Versuchen wurde der Kohlenstaub oberhalb der Winddüsen eingeblasen. Der Abstand zwischen der Einblasdüsenmitte und der Winddüsenmitte in Längsrichtung des Ofens betrug 170 mm.In further experiments, the coal dust was above the wind vents blown in. The distance between the center of the injector and the The center of the wind nozzle in the longitudinal direction of the furnace was 170 mm.

Die Auswirkungen auf den Ofengang wurden wie folgt dargestellt:The effects on the furnace operation were shown as follows:

Neben den Temperaturvorteilen und der erzielbaren Mehrleistung wurde ein höherer thermischer Wirkungsgrad erwartet. Bei einer Brennstaub zuführung von etwa 1% wurde eine Reduzierung des Kokssatzes von 11% auf 7% möglich.In addition to the temperature advantages and the achievable additional performance higher thermal efficiency expected. With a burning dust supply of about 1% was a reduction in the coke rate of 11% to 7% possible.

Eigentümlicherweise hat sich diese Technologie nicht durchgesetzt. In jüngerer Zeit wurden zwar die Überlegungen zur Kohlenstaubzufüh rung wieder aufgegriffen, jedoch standen diese Überlegungen jeweils im Zusammenhang mit einer Einblasung des Kohlenstaubs durch die Winddüsen hindurch. Im Falle der Einblasung mit Kaltwind waren die Ergebnisse ohnehin negativ. Bei Heißwind waren die Ergebnisse so, daß eine Investition für die Kohleeinblasung für Kupolofenbetreiber keinen wirtschaftlichen Vorteil versprach, es sei denn, es wurde mit Sauerstoff eingeblasen.Strangely, this technology has not become established. In recent times, the considerations for the coal dust supply tion was taken up again, but these considerations stood in each case in connection with the blowing of the coal dust through the Wind vents through. In the case of cold wind blowing, they were Results negative anyway. In hot wind the results were like that an investment in coal injection for cupola furnace operators promised no economic advantage unless it was with Blown in oxygen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kupolofenbetrieb wirt schaftlicher zu gestalten. Dabei hat sich die Erfindung mit den bisherigen Schwächen der Kohleeinblasung auseinandergesetzt. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der mit dem Wind in den Kupolofen getragene Sauerstoff sich von den Düsen nach oben hin ausbreitet und der Kohlenstaub diesem Weg des Sauerstoffes zunächst nicht folgt. Vielmehr wird der Kohlenstaub infolge seiner Massen trägheit in Ofenbereiche ohne ausreichendes Sauerstoffangebot getra gen. Dort kommt es lediglich zu einer CO-Bildung. Angestrebt ist jedoch eine vollständige Verbrennung des Kohlenstaubes, da dieser die notwendige Wärme im Verlauf der Verbrennung abgeben soll. Das kann der Kohlenstaub nur im Bereich ausreichenden Sauerstoffange botes. Dieses Sauerstoffangebot befindet sich oberhalb der Winddüsen und wird bei der oben erläuterten bekannten Kohlenstaubeinblasung 170 mm oberhalb der Winddüsen voll in Anspruch genommen. The invention has for its object to host the cupola furnace to design more economically. The invention has with the weaknesses of the coal injection. The Invention is based on the knowledge that the wind in the Cupola furnace carried oxygen from the nozzles upwards spreads and the coal dust this way of oxygen initially does not follow. Rather, the coal dust is due to its masses Inertia in furnace areas without sufficient oxygen supply gen. There is only CO formation. The aim is however, a complete combustion of the coal dust as this should give off the necessary heat during the combustion. The can the coal dust only in the area of sufficient oxygen botes. This oxygen supply is located above the wind vents and is in the known coal dust injection explained above 170 mm above the wind vents.

Gleichwohl ist der bekannte Vorschlag vollständig in Vergessenheit geraten. Das ist umso erstaunlicher, als in Abständen von Jahren immer wieder Untersuchungen über die Gasverteilung bzw. die Gaszu sammensetzung über der Kupolofenlänge veröffentlicht werden. Im Rahmen dieser Veröffentlichung ist jeweils erkennbar, wo das aus reichende Sauerstoffangebot für die Verbrennung des Kohlenstaubes im Kupolofen bereitsteht.Nevertheless, the known proposal is completely forgotten devices. This is all the more astonishing than at intervals of years repeated studies on gas distribution and gas supply composition over the cupola length will be published. in the Within the scope of this publication, it is recognizable where that comes from sufficient oxygen supply for the combustion of coal dust in the Cupola is ready.

Nach der Erfindung wird eine in Vergessenheit geratene Technologie, nämlich die Kohlenstaubeindüsung oberhalb der Winddüsen wieder auf genommen. Der Abstand zwischen den Winddüsen und den Einblasdüsen für den Kohlenstaub beträgt 8-80 mm.According to the invention, a forgotten technology, namely the coal dust injection above the wind nozzles again taken. The distance between the wind nozzles and the blowing nozzles for the coal dust is 8-80 mm.

In Anwendung der Erfindung zeigt sich neben den oben erwähnten Vorteilen auch eine geringere Auswaschung von ausgefutterten Kupol öfen. Die geringere Erosion wird darauf zurückgeführt, daß im Schmelzbereich weniger FEO anfällt.In the application of the invention, in addition to those mentioned above Advantages also less leaching of lined cupolas ovens. The lower erosion is attributed to the fact that in Melting range less FEO arises.

Claims

Injection of coal dust in a cupola furnace, characterized in that the injection points are arranged 8 to 80 mm above the wind nozzles.