DK167510B1 - Fremgangsmaade ved forvarmning af skrot - Google Patents

Description

DK 167510 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde ved forvarmning af skrot, der skal chargeres i en smelteovn, især en elektrisk lysbueovn, idet skrottet forvarmes ved hjælp af en cirkulerende gas, som ved hjælp af en varmeveks-5 ler opvarmes af afgangsgasserne fra smelteovnen.

Det er af flere årsager ønskeligt at forvarme skrot.

Den vigtigste grund kan ofte være, at skrotttet skal være tørt, når det chargeres, eftersom vand på skrottet vil resultere i en eksplosiv udvikling af gas.

10 Det er selvfølgelig fordelagtigt at udnytte en del af energien i afgangsgasserne til forvarmningen for at reducere energiforbruget. Forvarmningen af skrottet har også en positiv indvirkning på elektrodeafslidningen og på udbytte og produktivitet.

15 Der er flere forskellige kendte fremgangsmåder til forvarmning af skrot, af hvilke nogle er beskrevet i US-A-4.559.629. Det er formålet med opfindelsen at anvise en fremgangsmåde ved forvarmning af skrot, ved hvilken uønskede stoffer, som fordamper under forvarmningen af skrottet, 20 ødelægges, inden de slippes ud i atmosfæren, og ved hvilken der med små investeringer kan opnås en god energiøkonomi.

Dette opnås ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen udtages til 25 stadighed en lille del af den cirkulerende gas, som opvarmes af aftræksgassen fra smelteovnen, hvorved mængden af brændbart og giftigt indhold i cirkulationsgassen med beskedne energi- og investeringsomkostninger holdes på et forsvarligt niveau. Den udtagne del af gassen uskadeliggøres ved en ef-30 terbrænding ved en så høj temperatur, at uskadeliggørelsen bliver effektiv, og således at aftræksgasserne fra efter-brændingen kan nyttiggøres til opivarmningsformål.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere med henvisning til tegningen, som er et principdiagram for 35 strømningsvejen for afgangsgasserne fra en elektrisk smelteovn.

Fra den elektriske smelteovn 11 transporteres afgangsgasserne til en efterbrænder 12 og gennem et afgangsrør 2 DK ι67ο ιΟ Bl 13 til en ventilator og en filtreringsenhed 14. En ventil 15 i røret 13 er normalt lukket og afgangsgasserne føres i stedet gennem en ledning 16, som er parallelkoblet med ventilen 15. Ledningen 16 indbefatter det primære kredsløb i en var-5 meveksler 17.

Tre skrotforvarmningselevatorer 18, 19 og 20 er parallelkoblet i det sekundære kredsløb af varmeveksleren 17 ved hjælp af et indgangsrør 22 til varmeveksleren og et afgangsrør 21 fra varmeveksleren, således at der dannes et 10 lukket forvarmningskredsløb 17 - 22. På tegningen er elevatoren 20 i drift, medens elevatorerne 18,19 er afbrudt. I elevatoren 20 er der et skrotbur 51. I det lukkede forvarmningskredsløb 17 - 22 er der en ventilator 23.

En ledningsafgrening 24 fra ledningen 21 fører til en 15 brænder 25 og afgangsgasserne fra brænderen 25 føres til hovedledningen 13 oven for varmeveksleren 17.

En ledning 26 af grenet fra ledningen 16 fører til en brænder 27, hvis afgangsledning 28 fører til ledningen 21. Brænderen 27 er således parallelkoblet med elevatorerne 18 -20 20. Alternativt kan de to ledninger 26,28 begge være koblet til ledningen 21.

I systemet er der to ledninger 29,30 med ventiler 31,32 og der er også ventiler 33 - 49 og en flammeioniseringsdetektor 50 til gasanalyse.

25 Under normal drift er ventilerne i systemet i de vi ste stillinger. Afgangsgasserne fra ovnen 11 suges gennem efterbrænderen 17, ledningen 16 og filteret og ventilatoren 14. Ventilatoren 23 cirkulerer gas gennem ledningerne 29, ledningerne 22, varmeveksleren 17, ledningen 21 og elevato-30 ren 20.

Afgangsstrømmen fra ovnen 11 gennem det primære 3 kredsløb 16 af varmeveksleren 17 kan være 80.000 Nm /h, temperaturen opstrøms i forhold til varmeveksleren 17 kan være 600 - 800°c og nedstrøms i forhold til varmeveksleren 17 kan 35 den være 150 - 250°C. Den sekundære strømning gennem varme-veksleren 17 kan også være 80.000 Nm /h og gassen fra varmeveksleren i ledningen 21 kan være ca. 500°C. Strømningen 3 gennem ledningen 24 kan være 2.000 Nm /h og ved hjælp af en DK 167510 B1 3 tilførsel af brændstof, fx gas, til brænderen 25 kan temperaturen i afgangsgasserne fra brænderen 25 være 1200°c. strømningen gennem brænderne 25 er normalt mellem 1% og 10% af strømningen gennem skrottet og fortrinsvis mellem 2 og 5% 5 af denne. Gassen, som udstødes gennem ledningen 24, erstattes delvis gennem lækageluft, der er uundgåelig specielt i elevatorerne 18 - 20 og delvis ved hjælp af luft, som suges ind gennem ventilen 41. Der må således udføres en regulering, som sikrer, at der vedligeholdes et undertryk i eleva-10 torerne 18-20 og at trykket i ledningen 13 er mindre end ledningen 24.

. 3

Strømmen gennem ledningen 26 kan være 10.000 Nm /h, og ved hjælp af en tilførsel af brændstof, fx gas, til brænderen 27, kan temperaturen i afgangsledningen 28 være 650°C.

15 Ved hjælp af flammeioniseringsdektoren 50 registreres det totale indhold af kulbrinter. Indholdet må ikke være så højt, at gassen bliver eksplosiv. Kulbrinterne brændes i brænderen 27 ved en passende temperatur, normalt mellem 500°C og 800°C fx 650°C, og strømningen gennem brænderen 27 20 kan reguleres ved hjælp af ventilen 43. Strømningen gennem ledningen 26 er normalt mellem 10% og 20% af strømningen gennem skrottet. Desto højere olieindholdet er i skrottet, desto højere skal gennemstrømningen være. Detektoren 50 er indrettet til at regulere ventilen 43.

25 Klorobenzener uskadeliggøres ikke ved de relativt la ve temperaturer i brænderen 27, men temperaturen i brænderen 25 skal være således, at de dekomponeres heri. Temperaturen i brænderen 25 skal derfor overskride 900°C, fortrinsvis skal den overstige 1100°C, den kan fx være ca. 1200°C.

30 Strømningen gennem brænderen 25 reguleres ved hjælp af ventilen 42. Sædvanligvis er der ikke behov for yderligere luft til brænderne 25,27, men oxygenen i erstatningsluften, der suges ind i forvarmningskredsløbet 17 - 22 som beskrevet vil være tilstrækkelig til forbrændingen.

35 Som det forstås af beskrivelsen ovenfor sker der en forbrænding i brænderen 27 ved relativt lav temperatur og forholdsvis lille gennemstrømning, og afgangsgasserne returneres til det lukkede kredsløb 17 - 22. Der sker også en 4

Ulv IU/a iU Bl forbrænding i brænderen 25 ved en væsentligt højere temperatur og en mindre gennemstrømning og afgangsgasserne transporteres ud af det lukkede kredsløb 17 - 22. Mindre end 10% eller endda mindre end 5% af gennemstrømningen, som cirkule-5 res gennem elevatorerne 18 -20 transporteres ud af det lukkede kredsløb.

Eftersom gennemstrømningen og temperaturen i brænderne 25,27 kan reguleres, sker der en styret og effektiv de-komponering af gasformige produkter fra opvarmningen af 10 skrottet ved et relativt lille energiforbrug. Eftersom afgangsgasserne fra den elektriske lysbueovn ikke passerer gennem skrottet, afsættes der ikke støv på skrottet, og afgivelsen af støv vil være betydningsløs selv når ovnen chargeres .

15 Opfindelsen er ikke begrænset til de ovenfor beskrev ne eksempler, men der kan foretages modifikationer inden for kravenes rammer. Fx kan brænderen 27 udelades, hvis gennemstrømningen gennem brænderen forøges til 15 - 30%, fx 20 - 25%. Dette medfører imidlertid en forøgelse af energifor-2 0 bruget.

Claims (6)

1. Fremgangsmåde ved forvarmning af skrot, der skal 5 chargeres i en smelteovn, især i en elektrisk lysbueovn (11), idet skrottet forvarmes ved hjælp af en cirkulerende gas, som ved hjælp af en varmeveksler (17) opvarmes af afgangsgasserne fra smelteovnen, kendetegnet ved, at en mindre del af den cirkule-10 rende gas kontinuerligt fjernes, brændes og erstattes af en ren gas, fortrinsvis luft.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den fjernede gas brændes med et tilskud af brændsel ved en temperatur, der overskrider 15 1100°C.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den afbrændte gas nyttiggøres i varmeveksleren.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 20 1-3, kendetegnet ved, at en anden del af den cir kulerende gas kontinuerligt udtages og brændes med et tilskud af brændstof, og at afgangsgassen føres tilbage til den cirkulerende gas.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, 25 kendetegnet ved, at den nævnte anden del af den cirkulerende gas brændes ved en temperatur mellem 500°C og 800°C.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-5, kendetegnet ved, at der vedligeholdes et un- 30 dertryk i den transportbeholder (20), som indeholder det skrot, der skal forvarmes. 35