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Verfahren zum Betriebe von gasbeheizten, mit Regeneratoren versehenen
metallurgischen Schmelzöfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betriebe von
gasbeheizten, mit Regeneratoren versehenen metallurgischen Schmelzöfen. Bei diesen
z. B. als- Siemens-Martin-Öfen betriebenen Schmelzöfen wird der ganze Ofengang stark
beeinflußt durch die Höhe der Ver-, hrennungs- bzw. Abgastemperatur, und zwar sowohl
wenn die Abgase durch die Esse als auch durch Saugzug abgesaugt werden, um noch
unter einem Äbhitzkessel verwertet zu werden.
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Die Ofentemperatur im Schmelzraum wird wesentlich durch den Grad der
Vorerhitzung bestimmt, den Gase und Luft in den Regeneratoren erhalten haben. Ist
nun das Gitterwerk in den Regeneratoren, die von den Abgasen durchströmt werden,
infolge niedriger Abgastemperaturen nicht hoch genug erhitzt, wie dies z. B. nach
längerem Ofengang mit heißer, kurzer Flainnie oder bei vorübergehend falscher Einstellung
des Gas-Luft-Geinisclies oder durch eine Betriebsstörung o. dgl. geschehen kann,
dann werden nach dem Umschalten des Ofens Frischgase und Frischluft in den abgekühlten
Kammern nicht ausreichend vorerhitzt. Die Folge davon ist eine ungenügende Temperatur
im Schmelzraum und eine längere Dauer des Stahlfrisch.ens. Die bekannte Tatsache
der sehr schwerfälligen Regelbarkeit einer regenerativ betriebenen Ofenanlage tritt
ganz besonders nach einem Ofenstillstand in Erscheinung. Dann braucht die Wiedererhitzung
des Ofens mit dem Gitterwerk vor und hinter dein Schmelzraum eine außerordentlich
lange Zeit, insbesondere dann, wenn die verwendeten Gase einen geringen Heizwert
haben.
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Die Erfindung ist nun bestimmt, diese Nachteile zu vermeiden, und
bezweckt im besonderen, eine hohe Anpassungsfähigkeit solcher Regenerativöfen an
die jeweiligen Betriebsbedingungen und eine leichte Regelbarkeit zu erreichen. Dies
geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß die Temperatur der Regeneratorkammern
durch eine zusätzliche Heizung geregelt wird. Diese zusätzliche Heizung kann z.
B. eine Koks-, Generator-, Hochofen- oder Mischgasheizung sein.
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Es ist schon früher einmal vorgeschlagen worden, bei einem mit Regeneratoren
versehenen Dampfkessel die auf Abgas geschalteten Kammern durch die gleichzeitige
Zuführung von Frischgas und die Verbrennung desselben aufzuheizen; doch stammt dieser
Vorschlag einerseits aus einer Zeit, in der wärmewirtschaftliche Überlegungen kaum
berücksichtigt
wurden, und andererseits bezog er -'sic]3", auf einen
Dampfkessel, der Dampf von niedrigeren Temperaturen lieferte. Die Abgase waren also
durch den Kessel bereits so:tet ge. kühlt, daß sie die Kammern nicht r!l r 2 kungsvoll
beheizen konnten, so daß eine sätzliche Beheizung derselben notwendig @@r.
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Bei metallurgischen Schmelzöfen aber ist die Temperatur der Abgase
sehr viel höher und jedenfalls ausreichend hoch, um die auf Abgas geschalteten Kammern
wieder stark anzuheizen. Es muß sogar zunächst widersinnig erscheinen, in den auf
die Abgase geschalteten Regeneratorräumen Frischgas zu verbrennen, dessen Wärmeinhalt
nur teilweise für die Aufheizung des Gitterwerks verwendet wird, während ein beträchtlicher
Teil dieses Wärmeinhaltes nur die Temperatur der in die Esse abströmenden Abgase
erhöht. ' Die nur wärmewirtschaftliche Betrachtung, nach welcher nur eine möglichst
niedrige Abgastemperatur wünschenswert erscheinen muß, trägt aber den Betriebsverhältnissen
nicht Rechnung, denn wenn z. B. aus besonderen Gründen das Gitterwerk in den Regeneratoren
kalt wurde, dann dauert die 1'Wiederaufheizung von Gitterwerk und Ofen sehr lange,
d. h. das Schmelzverfahren wird außerordentlich verlangsamt, die Ofenleistung damit
stark herabgedrückt, und das bedeutet gleichzeitig sehr hohe Wärmeverluste auf lange
Zeit.
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Weiterhin ist aber der betriebstechnische Erfolg der Zusatzheizung
ausschlaggebend, der darin besteht, daß die Regelbarkeit des Ofens außerordentlich
verbessert wird, so daß man den Ofengang dem metallurgischen Verhältnissen bzw.
der jeweils zu erschmelzenden Charge genau anpassen kann.
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Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß man durch die zusätzliche
Heizung des Gitterwerkes von der Güte des Heizgases unabhängig wird. Man kann z.
B. beim Verfahren- gemäß der Erfindung Hochofengas in viel größeren Mengen als bisher
verwenden, da in den Kammern die Zersetzungstemperaturen der schweren Kohlenwasserstoffe
erreicht werden und dadurch der Wärmeeffekt dieser Gase verbessert wird.
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Die Brenner für die zusätzliche Erhitzung werden zweckmäßig an den
Kammern so angeordnet, daß das gesamte Gitterwerk von den Flammen beaufschlagt wird,
so daß die sog. töten Räume beschränkt oder sogar ganz vermieden werden und dadurch
der Wirkungsgrad der Kammer erheblich gesteigert wird.
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-Wird eine im Verlauf des Ofenbetriebes ,exkaltete Kammer gemäß der
Erfindung zu-@4tzlich beheizt, dann wird nach dem Umealten die Verbrennungstemperatur
des vor-,iiwärmenden Gases und der Luft rasch an den tes£@vert herangebracht. Dadurch
wird auch die Temperatur der Abgase wieder gesteigert, so daß die anderen, ebenfalls
erkalteten Kammern wieder höher erhitzt werden. Infolgedessen kann die zusätzliche
Beheizung der Kammern entsprechend schwächer gehalten bzw. ganz abgestellt werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß durch die
erhöhte Temperatur und die erhöhte Gasmenge in den Abgaskammern der Abfluß des Abgases
aus dein Ofenherd etwas gestaut wird. Dadurch tritt weniger Falschluft in den Herdraum
ein, so daß man während des Frischens weniger Roheisen zuzusetzen braucht.
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Die Erprobung der Erfindung im Betriebe hat überraschende Vorteile
gezeigt: Der Gesamtwärmeverbrauch für die Tonne Rohstahl betrug früher
1 179 490 WE im Jahresdurchschnitt. Er wurde trotz ungünstiger Bedingungen
für die Einführung der Erfindung auf etwa i ooo ooo WE einschließlich .des Wärmeverbrauchs
der Zusatzbrenner und - unter Berücksichtigung der aus der erhöhten Abhitzewiedergewonnenen
Wärmemenge - auf etwa 930 000 WE herabgesetzt.
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Gleichzeitig ging der koheisenverbrarich bei einem Gesamteinsatz von
66 ooo kg von i2 5oo kg auf i i ooo kg zurück, und der Kalkverbrauch verringerte
sich von 351o kg auf 3foo kg.