EP0504700A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/18—Arrangements of dust collectors
Definitions
- the invention relates to a method for operating a cupola furnace for producing cast iron, in which the furnace shaft of the cupola furnace is filled with a corresponding insert or is constantly refilled; whereby wind (e.g. air) is fed to the furnace shaft in the lower region and an exhaust gas (blast furnace gas) enriched with dust particles is discharged in the upper shaft region and this exhaust gas and / or another corresponding exhaust gas from the region adjacent to the kupolofen, in particular from the foundry, a dedusting device is subjected.
- wind e.g. air
- an exhaust gas blast furnace gas
- a large number of cupola furnaces or shaft furnaces are known today, but in each variant there is a supply of wind to the furnace and also the discharge of the top gases (combustion exhaust gases and other contaminants) is to be ensured.
- the blast furnace gas or combustion exhaust gas to be discharged must be subjected to filtering and dedusting before it can be released into the atmosphere.
- the filter dusts obtained in this way are waste and must be disposed of (separately), their removal and removal being additional work processes when operating cupola furnaces.
- this object is achieved in that the dust obtained during the dedusting of the blast furnace gas or other, adjacent dust as slag-forming material is fed back or introduced into the cupola furnace or adjacent thereto via the wind supply.
- the filtered dust is collected and appropriately metered and fed to the furnace wind and thus introduced into the cupola furnace.
- the collection can take place, for example, with the aid of a collecting container to which the dusts are fed.
- the filter dust is then fed out of this container, for example with a metering device, to the furnace wind pipes and is thus fed into the cupola furnace with the aid of the furnace wind.
- the filtered dust is also collected and transported on with an independent pneumatic conveying system with a separate conveying gas.
- the feed line to the cupola furnace is also conveniently located in the area of the wind supply. This gives the possibility of introducing the dusts into the cupola furnace independently of the furnace wind and possibly also at a point different from the furnace wind supply.
- This independent, pneumatic dust supply is carried out inexpensively and advantageously with air, but it can also - depending on the need in individual cases - be carried out with oxygen, oxygen-enriched air or, especially in the case of explosive dusts, also with inert gases.
- the filter dusts in question which serve to form slag, can also be used to introduce other dusts serving other purposes into the cupola furnace.
- these are, for example, a higher carbon content in the resulting cast iron-causing carbon-containing dusts (see DE-OS 38 11 166) or dusts which simply serve as fuel, such as e.g. Coal dust (see e.g. DE-OS 36 03 078).
- This also results in the possibly advantageous possibility within the scope of the present invention, in addition to the filter dusts, also other dusts which form slag or also contain combustible components, such as e.g. shredded carbon filters to be placed in the cupola furnace and thus used for a useful application.
- pure oxygen is also introduced into the cupola furnace at the same time as the dust input and adjacent thereto.
- the iron temperature which decreases with a larger amount of dust supply, can be kept at a suitable, higher level. This is brought about by the combustion-promoting effect of the oxygen, which brings about the complete combustion of the existing fuel or also the combustion of additionally supplied fuel.
- the amount of filter dust which is produced when the top gas emerging from the cupola furnace is filtered, together with the quantity which is added from the neighboring foundry, is sufficient to cause slag formation in the cupola furnace which is adequate for the addition of pebbles.
- the amount of dust obtained from the various exhaust gas filter systems is fed to a collecting container which is connected to the wind supply via a metering device. With this metering device, for example a metering screw, an amount of about 150 kg per hour is also introduced into the furnace wind supply and thus introduced into the cupola furnace with the furnace wind. In this way, a suitable amount of slag is produced in the cupola furnace, but the addition of separate slag formers is now no longer necessary. Iron production is maintained in the same quantity and quality. With the present invention, disadvantageous conditions in the operation of cupola furnaces are thus improved in a mutually combined and advantageous manner, the conventionally supplied slag formers being saved and waste dust which is produced anyway being used to advantage.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens zum Erzeugen von Gußeisen, bei dem der Ofenschacht des Kupolofens mit einem entsprechenden Einsatz gefüllt ist bzw. ständig nachgefüllt wird, wobei dem Ofenschacht im unteren Bereich Wind, z.B. Luft zugeführt und im oberen Schachtbereich ein mit Staubteilchen angereichtertes Abgas (Gichtgas) abgeführt wird und dieses Abgas und/oder auch ein sonstiges, entsprechendes Abgas aus dem kupolofenbenachbarten Bereich, insbesondere aus der Gießerei, einer Entstaubung unterzogen wird. Erfindungsgemäß werden die bei der Entstaubung gewonnenen Stäube, die ansonsten einer Entsorgung zuzuführen wären, als schlackebildender Stoff über die Windzufuhr oder benachbart dazu in den Kupolofen zurück- bzw. eingeführt.
Description
- Die Erfindung bertrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens zum Erzeugen von Gußeisen, bei dem der Ofenschacht des Kupolofens mit einem entsprechenden Einsatz gefüllt ist bzw. ständig nachgefüllt wird; wobei dem Ofenschacht im unteren Bereich Wind (z.B. Luft) zugeführt und im oberen Schachtbereich ein mit Staubteilchen angereichtertes Abgas (Gichtgas) abgeführt wird und dieses Abgas und/oder auch ein sonstiges, entsprechendes Abgas aus dem kupolofenbenachbarten Bereich, insbesondere aus der Gießerei, einer Entstaubung unterzogen wird.
- Es sind heute eine Vielzahl von Kupolöfen oder Schachtöfen bekannt, wobei jedoch in jeder Variante eine Windzufuhr zum Ofen erfolgt und ebenso für die Ableitung der Gichtgase (Verbrennungsabgase und andere Verunreinigungen) zu sorgen ist. Das abzuführende Gichtgas oder Verbrennungsabgas muß, bevor es in die Atmosphäre entlassen werden kann, einer Filterung und Entstaubung unterzogen werden. Die so erhaltenen Filterstäube sind Abfall und sind einer (gesonderten) Entsorgung zuzuführen, wobei deren Entnahme und Abtransport zusätzliche Arbeitsabläufe beim Betrieb von Kupolöfen darstellen.
- Ein anderer Gesichtspunkt bei Kupolöfen und heutigen Betriebsweisen besteht darin, daß, aufgrund des Einsatzes immmer reinerer Basismaterialien bei der Beschickung von Kupolöfen ein immer geringer werdender Anteil von Schlacke zustande kommt. Dies geht soweit, daß sogar das aus metallurgischen Gründen notwendige Verhältnis von Schlacke zu Eisen unterschritten wird. Zur Gewährleistung eines optimalen Eisen zu Schlacke Verhältnisses - ausreichende Schlackemenge - wird deshalb bereits die Zugabe von zusätzlichen, schlackebildenden Elementen, wie beispielsweise Kieselsteinen praktiziert. Dies bedeutet jedoch den Einsatz eines zusätzlichen Arbeitsstoffes sowie wiederum die Ausführung eines zusätzlichen Arbeitsschrittes.
- Aus diesen Nachteilen heraus ergeben sich also Verbesserungswünsche beim Betrieb von Kupolöfen, die sich einerseits insbesondere auf die Entsorgung des beim Filtern des Gichtgases entstehenden Staubes und auch anderer, benachbart anfallender Filterstäube beziehen und andererseits den Mangel an Schlacke betreffen. Die Aufgabenstellung der Erfindung besteht nun darin, für eine Verbesserung dieser Umstände zu sorgen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß der bei der Entstaubung des Gichtgases gewonnene Staub oder auch sonstiger, benachbart anfallender Staub als schlackebildender Stoff über die Windzufuhr oder benachbart dazu in den Kupolofen zurück- bzw. eingeführt wird.
- Mit dieser Vorgehensweise können die oben angesprochenen Nachteile in gegenseitig kombinierter und vorteilhafter Weise überwunden werden. Die Erkenntnis, den aus dem Gichtgas anfallenden Filterstaub als schlackebildenes Material anzuwenden stellt dabei den Kern der Erfindung dar. Die erfindungsgemäße Möglichkeit ergibt sich, weil besagter Filterstaub bevorzugt aus SiO₂, also Quarzmaterial besteht, welches ein zur Schlackebildung geeignetes Material darstellt. Gleiches gilt für die "2. Sorte Staub", die erfindugsgemäß zur Anwendung kommt, nämlich der Filter- und auch Abfallstaub aus benachbart zu Kupolöfen angeordneten Betriebsbereichen, wie beispielsweise und insbesondere Gießereien. Bei vielen dort ablaufenden Arbeitsgängen ist heute die Absaugung von verunreinigter Luft aus dem Arbeitsbereich aus Gesundheits- und Umweltgründen Pflicht, wobei wiederum entsprechende Filterstäube anfallen. Insbesondere bei Gießereien handelt es sich dabei abermals überwiegend um Quarzmaterial - sowohl bei den Filterstäuben als auch bei sonstigen staubartigem Abfallstoffen, z.B. verbrauchtem Formsand.
- In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird der abgefilterte Staub gesammelt und geeignet dosiert dem Ofenwind zugeführt und so in den Kupolofen eingebracht. Das Sammeln kann beispielsweise mit Hilfe eines Sammelbehälters erfolgen, dem die Stäube zugeführt werden. Aus diesem Behälter heraus wird der Filterstaub dann beispielsweise mit einer Dosiereinrichtung der Ofenwindleitungen zugeführt und so mit Hilfe des Ofenwinds in den Kupolofen eingetragen.
- In einer anderen vorteilhaften Variante der Erfindung wird der abgefilterte Staub ebenfalls gesammelt und aber mit einer eigenständigen pneumatischen Förderanlage mit einem gesonderten Fördergas weitertransportiert. Die Zuleitung in den Kupolofen erfolgt dabei in günstiger Weise auch im Bereich der Windzufuhr. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Stäube unabhängig vom Ofenwind und gegebenenfalls auch an etwas von der Ofenwindzufuhr abweichender Stelle in den Kupolofen einuzuleiten. Diese eigenständige, pneumatische Staubzufuhr wird kostengünstig und vorteilhaft mit Luft ausgeführt, sie kann jedoch auch - je nach der Notwendigkeit im Einzelfall - mit Sauerstoff, sauerstoffangereicherter Luft oder, insbesondere bei explosiblen Stäuben, auch mit Inertgasen erfolgen.
- Grundsätzlich können mit den in Rede stehenden Filterstäuben, die ja der Bildung von Schlacke dienen, auch weitere, anderen Zwecken dienenden Stäube in den Kupolofen eingeführt werden. Dies sind beispielsweise einen höheren Kohlenstoffgehalt des sich ergebenden Gußeisens bewirkende kohlenstoffhaltige Stäube (siehe DE-OS 38 11 166) oder einfach als Brennmaterial dienende Stäube, wie z.B. Kohlenstaub (siehe z.B. DE-OS 36 03 078). Hiermit ergibt sich im Rahmen vorliegender Erfindung auch die unter Umständen vorteilhafte Möglichkeit, neben den Filterstäuben auch andere schlackebildende oder auch brennbare Anteile enthaltende Abfallstäube, wie z.B. zerkleinerte Kohlefilter, in den Kupolofen zusätzlich einzubringen und diese somit einer nützlichen Anwendung zuzuführen.
- Mit Vorteil wird gleichzeitig zum Staubeintrag und benachbart dazu zusätzlich reiner Sauerstoff in den Kupolofen eingeführt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die bei größerer Staubmengenzufuhr sich absenkende Eisentemperatur auf einem geeigneten, höheren Niveau gehalten werden kann. Dies wird durch die verbrennungsfördernde Wirkung des Sauerstoffs bewirkt, die die vollständige Verbrennung vorhandenen oder auch die Verbrennung zusätzlich zugeführten Brennstoffs bewerkstelligt.
- In vorteilhaften Varianten der vorliegenden Erfindung werden etwa zwischen 30 und 400 kg Filterstaub pro Stunde in einen Kupolofen eingebracht, wobei dies im wesentlichen von der Zusammensetzung des Einsatzes und dem daraus sich ergebenden Schlackebedarf und der Kupolofengröße abhängt.
- Im folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft näher erläutert werden:
In eine Kupolofenanlage mittlerer Großenordnung (Ofendurchmesser 90 cm) wird in der vorbekannten Betriebsweise ein Einsatz von 520 kg, bestehend aus 450 kg Eisenmaterial, 54 kg Satzkoks und 16 kg Kalksteine eingebracht. Ebenso erfolgt bei konventioneller Betriebsweise die Zugabe von schlackebildenden Materialien, z.B. von Kieselsteinen, in der Größenordnung von etwa 25 kg pro Einsatz, also von etwa 150 kg pro Stunde. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist eine solche, gesonderte Zugabe von schlackebildenden Materialien nicht mehr erforderlich. Die Menge an Filterstaub, die bei der Filterung des aus dem Kupolofen austretenden Gichtgases anfällt zusammen mit der Menge, die aus der benachbarten Gießerei hinzukommt, ist ausreichend, um eine der Kieselsteinzugabe adequate Schlackebildung im Kupolofen zu bewirken. Die aus den verschiedenen Abgasfilterungsanlagen gewonnene Staubmenge wird einem Sammelbehälter zugeführt, der mit der Windzufuhr über eine Dosiereinrichtung in Verbindung steht. Mit dieser Dosiereinrichtung z.B. einer Dosierschnecke, wird stündlich eine Menge von ebenfalls etwa 150 kg in die Ofenwindzufuhr eingeleitet und so mit dem Ofenwind in den Kupolofen eingebracht. Auf diese Weise entsteht im Kupolofen eine geeigente Schlackemenge, wobei aber die Zugabe gesonderter Schlackebildner jetzt enfällt. Die Eisenproduktion wird dabei in gleicher Menge und Qualität aufrechterhalten. Mit der vorliegenden Erfindung werden also nachteilige Verhältnisse beim Betrieb von Kupolöfen in gegenseitig kombinierter und vorteilhafter Weise verbessert, wobei die konventionell zugeführten Schlackebildner eingespart und ohnehin anfallende Abfallstäube nutzbringend angewendet werden.
Claims (9)
- Verfahren zum Betreiben eines Kupolofens zum Erzeugen von Gußeisen, bei dem der Ofenschacht des Kupolofens mit einem entsprechenden Einsatz gefüllt ist bzw. ständig nachgefüllt wird,
wobei dem Ofenschacht im unteren Bereich Wind, z.B. Luft zugeführt und im oberen Schachtbereich ein mit Staubteilchen angereichtertes Abgas (Gichtgas) abgeführt wird
und dieses Abgas und/oder auch ein sonstiges, entsprechendes Abgas aus dem kupolofenbenachbarten Bereich, insbesondere aus der Gießerei, einer Entstaubung unterzogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bei der Entstaubung dieser Abgase gewonnene Staub als schlackebildender Stoff über die Windzufuhr oder benachbart dazu in den Kupolofen zurück- bzw. eingeführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgefilterte Staub gesammelt und geeignet dosiert dem Ofenwind zugeführt wird und so in den Kupolofen eingebracht wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgefilterte Staub gesammelt und geeignet dosiert mit einem eigenen Fördergas weitertransportiert wird und im Windzufuhrbereich des Kupolofen in den Kuplofen eingetragen wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas Druckluft angewendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fördergas ein Inertgas, z.B. Stickstoff, verwendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich weiteren Zwecken dienende Stäube dem Kupolofen zugeführt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß aus weiteren Quellen stammende Abfallstäube zusätzlich zugeführt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig zum Staubeintrag und benachbart dazu zusätzlich reiner Sauerstoff in den Kupolofen eingeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 400 kg pro Stunde Filterstaub eingebracht werden, wobei dies im Einzelfall im wesentlichen von der Zusammensetzung des Einsatzes und dem daraus sich ergebenden vom Schlackebedarf und der Kupolöfengröße abhängig ist.
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