EP4748947A1 - Metallurgische anlage mit verbesserter entfernung von ablagerungen - Google Patents

Metallurgische anlage mit verbesserter entfernung von ablagerungen

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EP4748947A1
EP4748947A1 EP24214374.1A EP24214374A EP4748947A1 EP 4748947 A1 EP4748947 A1 EP 4748947A1 EP 24214374 A EP24214374 A EP 24214374A EP 4748947 A1 EP4748947 A1 EP 4748947A1
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EP
European Patent Office
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pipeline
metallurgical plant
vacuum treatment
vacuum
base
Prior art date
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Pending
Application number
EP24214374.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Naci Ibrahim Arun
Willi Anton Buehler
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication of EP4748947A1 publication Critical patent/EP4748947A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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    • F27D17/20—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases
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    • F27D17/20—Arrangements for treatment or cleaning of waste gases
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • F27D25/008—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag using fluids or gases, e.g. blowers, suction units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40—Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44—Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21B2100/00—Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60—Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66—Heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2100/00—Exhaust gas
    • C21C2100/02—Treatment of the exhaust gas

Definitions

  • Such a metallurgical plant is generally known.
  • slag and metal splashes form on the surface of the molten metal during treatment and accumulate on the inside of the system. These deposits—commonly referred to as slag buildup—must be removed periodically. Various methods exist for removing these deposits.
  • molten metals reach such high temperatures during vacuum treatment that the deposits melt completely or at least partially. These molten metals are known in the field as “unkilled heat” or “unquenchable melt.” Because a vacuum is maintained in the treatment area during the melting of the deposits, no gases can escape uncontrollably from the treatment area.
  • the lance is operated as a combustion lance. Oxygen and a flammable gas are supplied to the lance and burned at the lance tip. The heat generated in this way gradually melts the deposits, causing them to exit the vacuum treatment unit at the bottom and drip or fall into the collection container. This method produces only a relatively small amount of dust-laden gases.
  • the alternative procedure is used when only a shorter time is available for removing the deposits.
  • the lance is operated as a pure oxygen lance.
  • the vacuum treatment system is still very hot due to the immediately preceding vacuum treatment of molten metal, strongly exothermic oxidation reactions occur between the injected oxygen and the metal and slag deposits. This causes the deposits to melt and escape from the bottom of the vacuum treatment system, dripping or falling into the collection container.
  • a disadvantage of this procedure is that it produces significant quantities of dust-laden gases. If no further measures are taken, these gases escape from the bottom of the vacuum treatment system and accumulate in the surrounding area, thus polluting the environment.
  • Vacuum pumps are known that can handle gases, including those containing dust. These are so-called steam jet pumps. In this type of vacuum pump, the gases are freed from dust within the steam jet pump, and the cleaned gases are discharged via an exhaust pipe.
  • steam jet pumps are disadvantageous, particularly from an energy perspective.
  • mechanical vacuum pumps such as rotary lobe pumps or screw pumps
  • the extraction of dust-laden gases produced during the removal of deposits can damage the vacuum pump or an upstream dust filter unit. In this case, the pump must be shut down while stationary.
  • the technology allows the escape of dust-laden gases from the vacuum treatment system to be accepted. Only a general extraction of air from the workshop is possible.
  • the object of the present invention is to further develop a metallurgical plant of the type mentioned above in such a way that it is possible to extract the dust-laden gas from the treatment area regardless of the type of vacuum pump used.
  • the auxiliary pipeline By connecting the dust extraction system to the treatment area via the auxiliary pipeline, it is possible to extract the dust-laden gases generated during deposit removal and feed them into the dust extraction system without having to use the vacuum pump for extraction.
  • the auxiliary pipeline By connecting the auxiliary pipeline to the connecting section, it is possible to continue using the main pipeline as much as possible.
  • the location of the connecting section can be chosen as needed, provided it is positioned upstream of the main valve assembly from the perspective of the vacuum treatment system.
  • the vacuum treatment system can be configured according to requirements.
  • the vacuum treatment system includes a combined oxygen-burning lance that can be inserted into the system from above.
  • This combined oxygen-burning lance allows for the easy removal of deposits, particularly on the inside of the vacuum treatment system.
  • the vacuum pump is designed as a dry pump. This design is particularly advantageous from an energy efficiency point of view.
  • the vacuum pump can be designed as a rotary lobe pump or as a screw pump.
  • the metallurgical plant also includes a gas conveying system, by means of which, with the auxiliary valve open, a gas flow can be conveyed from the treatment area via the main pipeline and the auxiliary pipeline to the dust collection system and through the dust collection system.
  • the gas conveying system can be arranged upstream or downstream of the dust collection system, as required, from the perspective of the vacuum treatment plant. An arrangement downstream of the dust collection system is preferred.
  • a gas cooler is arranged in the base pipeline. This allows the gas conveyed in the base pipeline to be cooled. This reduces the load on the pump as well as on other equipment.
  • the gas cooler is also located upstream of the connection section when viewed from the vacuum treatment system. In this case, the gas is cooled not only during normal operation (i.e., when the vacuum pump is running) but also during cleaning operation (i.e., when deposits are being removed).
  • other components of the metallurgical plant in which dust-laden gases are generated, are connected to the dust collection system.
  • the dust collection system is used more efficiently.
  • these other components of the metallurgical plant can include, for example, an electric arc furnace and/or a converter and/or a ladle furnace and/or a ladle station.
  • a metallurgical plant includes a vacuum treatment system 1 for a molten metal 3 located in a ladle 2.
  • the vacuum treatment system 1 can be configured as shown in FIG 1
  • the vacuum treatment system can be configured as a vacuum treatment unit (VTU).
  • the vacuum treatment unit has two nozzles 4 on its underside, which are immersed in the molten metal 3 located in the ladle 2.
  • the vacuum treatment unit 1 can be configured as a vacuum treatment unit (VTU).
  • the vacuum treatment unit 1 forms a treatment area 5 for the molten metal 3.
  • the metallurgical plant further includes a vacuum pump 6.
  • the vacuum pump 6 is connected to the vacuum treatment plant 1 via a pipeline 7. This allows gas 8 to be extracted from the treatment area 5 via the vacuum pump 6 and the pipeline 7.
  • the vacuum pump 6 is preferably designed as a dry pump.
  • the gas 8 can, for example, be a gas such as that described in FIG 1
  • the gas 8, indicated by arrow 9, is blown into the molten metal 3.
  • the gas 8 can be, for example, nitrogen or argon. Additional gases can also be produced during the vacuum treatment of the molten metal 3.
  • a valve assembly 10 is arranged in the pipeline 7.
  • the pipeline 7 can be shut off by means of the valve assembly 10.
  • the pipeline 7 is subsequently referred to as the base pipeline 7 to distinguish it linguistically from other pipelines.
  • the valve assembly 10 is also subsequently referred to as the base valve assembly 10 to distinguish it linguistically from other valve assemblies.
  • the metallurgical plant also includes a dust extraction system 11.
  • the dust extraction system 11 is fluidically connected via a pipeline 12 to a connecting section 13 of the main pipeline 7.
  • the connecting section 13 is located upstream of the main valve assembly 10, as viewed from the vacuum treatment plant 1.
  • a valve assembly 14 is located in the pipeline 12.
  • the pipeline 12 can be shut off by means of the valve assembly 14.
  • the pipeline 12 is subsequently referred to as the auxiliary pipeline 12 to distinguish it linguistically from other pipelines – in particular the main pipeline 7.
  • the valve assembly 14 is also subsequently referred to as the auxiliary valve assembly 14 to distinguish it linguistically from other valve assemblies – in particular the main valve assembly 10.
  • a gas cooler 15 is arranged in the base pipeline 7 to cool the gas 8. If present, the gas cooler 15 is preferably located upstream of the connection section 13, as viewed from the vacuum treatment system 1.
  • the base valve assembly 10 In normal operation of the vacuum treatment system 1, the base valve assembly 10 is open and the auxiliary valve assembly 14 is closed.
  • the gas 8 therefore flows as in FIG 1 as indicated by arrows 16, from the vacuum treatment plant 1 through the base pipeline 7 via
  • the base valve assembly 10 is operated by the vacuum pump 6. From there, it is usually released into the open air.
  • FIG 2 A combined oxygen-burning lance 18 is inserted into the treatment area 5 from above, and the deposits 17 are melted. If the removal of the deposits 17 is carried out in this manner, the vacuum treatment system 1 must, of course, include the combined oxygen-burning lance 18. Furthermore, during the removal of the deposits 10, the vacuum treatment system 1 is not operating in its normal mode, in which the treatment of a molten metal 3 can take place, but rather in a special mode. For example, as shown in the illustration in FIG 2 In the case of an RH system, a collection container 19 is arranged under the vacuum treatment system 1 instead of a pan 2, into which the molten deposits can fall.
  • the vacuum treatment system 1 is still very hot. In this case, with an RH system, it is sufficient to blow only oxygen into the treatment area 5 via the lance 18. Particularly in this operating mode, during the removal of the deposits 17, according to FIG 2 Significant amounts of dust-laden gases are present. To prevent the release of these gases into the environment, the base valve 10 is closed and the auxiliary valve 14 is opened. Thus, the dust-laden gases flow as described in FIG 2 As indicated by arrows 20, the gases travel from the vacuum treatment system 1 or treatment area 5 first through the main pipeline 7, then from connection section 13 through the auxiliary pipeline 12, then via the auxiliary valve assembly 14 to the dust collection system 11 and through the dust collection system 11. From there, the previously dust-laden and now cleaned gases are generally released into the open air.
  • VD vacuum incineration
  • the normal treatment process for a metal melt 3 is carried out in a similar manner.
  • the VD system is operating normally.
  • large quantities of dust-laden gases can also be generated.
  • the resulting dust-laden gases can then be extracted in the same way as described above for a vacuum incineration (RH) system.
  • the metallurgical plant To convey the dust-laden gases, the metallurgical plant includes a gas conveying device 21.
  • the gas conveying device 21 is, insofar as it is connected to the vacuum treatment plant 1
  • the system is only effective with regard to the dust-laden gases in question if the auxiliary valve device 14 is open.
  • the gas conveying device 21 is as shown in the illustration. FIG 1 and 2
  • the vacuum treatment system 1 is preferably located downstream of the dust removal system 11. The gas flowing through the gas conveying device 21 is therefore already cleaned and no longer contaminated with dust.
  • the dust collection system 11 is a separate dust collection system for the vacuum treatment system 1.
  • further components 22 to 25 of the metallurgical plant in which dust-laden gases are generated, are connected to the dust collection system 11.
  • These further components 22 to 25 of the metallurgical plant may include, for example, an electric arc furnace 22 and/or a converter 23 and/or a ladle furnace 24 and/or a ladle trimming station 25.
  • the present invention offers many advantages.
  • it enables environmentally friendly removal of deposits without the risk of damaging the vacuum pump 6.
  • the dust extraction system 11 is already present in practice.
  • the additional effort required to convert an existing prior art metallurgical plant to a metallurgical plant according to the invention therefore consists only of installing the additional pipeline 12 and the additional valve assembly 14 and connecting the additional pipeline 12 to the main pipeline 7.

Landscapes

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Abstract

Eine metallurgische Anlage umfasst eine Vakuumbehandlungsanlage (1) für eine in einer Pfanne (2) befindliche Metallschmelze (3) sowie eine Vakuumpumpe (6), die über eine Basisrohrleitung (7) mit der Vakuumbehandlungsanlage (1) verbunden ist, so dass über die Vakuumpumpe (6) und die Basisrohrleitung (7) Gas (8) aus einem von der Vakuumbehandlungsanlage (1) gebildeten Behandlungsbereich (5) absaugbar ist. In der Basisrohrleitung (7) ist eine Basisventileinrichtung (10) angeordnet, mittels derer die Basisrohrleitung (7) absperrbar ist. Die metallurgische Anlage umfasst weiterhin eine Entstaubungsanlage (11), die über eine Zusatzrohrleitung (12) mit einem Anschlussabschnitt (13) der Basisrohrleitung (7) fluidtechnisch verbunden ist. Der Anschlussabschnitt (13) ist von der Vakuumbehandlungsanlage (1) aus gesehen vor der Basisventileinrichtung (10) angeordnet. In der Zusatzrohrleitung (12) ist eine Zusatzventileinrichtung (14) angeordnet, mittels derer die Zusatzrohrleitung (12) absperrbar ist.

Description

    Bezeichnung der Erfindung
  • Metallurgische Anlage mit verbesserter Entfernung von Ablagerungen
    • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung geht aus von einer metallurgischen Anlage,
    • wobei die metallurgische Anlage eine Vakuumbehandlungsanlage für eine in einer Pfanne befindliche Metallschmelze umfasst,
    • wobei die metallurgische Anlage eine Vakuumpumpe umfasst, die über eine Basisrohrleitung mit der Vakuumbehandlungsanlage verbunden ist, so dass über die Vakuumpumpe und die Basisrohrleitung Gas aus einem von der Vakuumbehandlungsanlage gebildeten Behandlungsbereich absaugbar ist,
    • wobei in der Basisrohrleitung eine Basisventileinrichtung angeordnet ist, mittels derer die Basisrohrleitung absperrbar ist,
    • wobei die metallurgische Anlage eine Entstaubungsanlage umfasst.
    Stand der Technik
  • Eine derartige metallurgische Anlage ist allgemein bekannt.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei Vakuumbehandlungsanlagen treten während der Behandlung einer jeweiligen Metallschmelze an der Oberfläche der in dem Behandlungsbereich befindlichen Metallschmelze Schlacke- und Metallspritzer auf, die sich an der Innenseite der Vakuumbehandlungsanlage ablagern. Derartige Ablagerungen - üblicherweise als Verbärungen bezeichnet - müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden. Für das Entfernen der Ablagerungen sind verschiedene Vorgehensweisen bekannt.
  • So ist beispielsweise bekannt, dass manche Metallschmelzen während der Vakuumbehandlung in dem Behandlungsbereich so hohe Temperaturen aufweisen, dass die Ablagerungen vollständig oder zumindest teilweise wieder abschmelzen. Die entsprechenden Metallschmelzen sind in Fachkreisen als sogenannte "unkilled heat" bzw. "nicht beruhigte Schmelze" bekannt. Aufgrund des Umstands, dass in diesem Fall während des Abschmelzens der Ablagerungen in dem Behandlungsbereich Vakuum herrscht, können prinzipbedingt keine Gase unkontrolliert aus dem Behandlungsbereich austreten.
  • Weiterhin ist beispielsweise bei RH-Anlagen bekannt, während eines Zeitraums, während dessen sich unter der Vakuumbehandlungsanlage keine Pfanne befindet, dort anstelle der Pfanne einen Auffangbehälter anzuordnen und die Ablagerungen mittels einer von oben in den Behandlungsbereich abgesenkten kombinierten Sauerstoff-Brenn-Lanze zu entfernen. Hierbei sind zwei verschiedene Vorgehensweisen möglich.
  • Die eine Vorgehensweise wird ergriffen, wenn zum Entfernen der Ablagerungen ein längerer Zeitraum zur Verfügung steht. In diesem Fall wird die Lanze als Brennlanze betrieben. Der Lanze werden also Sauerstoff und ein brennbares Gas zugeführt, die an der Lanzenspitze verbrannt werden. Die so generierte Hitze schmilzt nach und nach die Ablagerungen auf, so dass diese unten aus der Vakuumbehandlungsanlage austreten und in den Auffangbehälter tropfen bzw. fallen. Bei dieser Vorgehensweise fallen nur in relativ geringem Umfang staubbelastete Gase an.
  • Die andere Vorgehensweise wird ergriffen, wenn zum Entfernen der Ablagerungen nur ein kürzerer Zeitraum zur Verfügung steht. In diesem Fall wird die Lanze als reine Sauerstofflanze betrieben. Da in diesem Fall jedoch die Vakuumbehandlungsanlage aufgrund der unmittelbar vorhergehenden Vakuumbehandlung einer Metallschmelze noch sehr heiß ist, treten zwischen dem eingeblasenen Sauerstoff und den Ablagerungen aus Metall und Schlacke stark exotherme Oxidationsreaktionen auf, so dass die Ablagerungen aufschmelzen und unten aus der Vakuumbehandlungsanlage austreten und in den Auffangbehälter tropfen bzw. fallen. Von Nachteil ist jedoch, dass bei dieser Vorgehensweise erhebliche Mengen an staubbelasteten Gasen auftreten. Werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen, treten diese Gase unten aus der Vakuumbehandlungsanlage aus und lagern sich in der Umgebung der Vakuumbehandlungsanlage ab. Auch im übrigen wird dadurch die Umwelt belastet.
  • Zur Vermeidung derartiger Ablagerungen in der Umgebung der Vakuumbehandlungsanlage und auch der übrigen Umweltbelastungen ist es möglich, die Vakuumpumpe während des Zeitraums, in dem die Ablagerungen an der Innenseite der Vakuumbehandlungsanlage entfernt werden, mit verringerter Leistung zu betreiben und so die entstehenden staubbelasteten Gase abzusaugen.
  • Es sind Vakuumpumpen bekannt, welche die Gase einschließlich deren Staubbelastung verkraften. Hier handelt es sich um sogenannte Dampfstrahlpumpen. Bei dieser Art von Vakuumpumpe werden die Gase innerhalb der Dampfstrahlpumpe vom Staub befreit und die gereinigten Gase über eine ausgangseitige Abgasrohrleitung entsorgt. Dampfstrahlpumpen sind jedoch insbesondere unter energetischen Gesichtspunkten von Nachteil. Bei mechanischen Vakuumpumpen, beispielsweise Wälzkolbenpumpen oder Schraubenpumpen, kann das Absaugen der beim Entfernen der Ablagerungen entstehenden staubbelasteten Gase jedoch die Vakuumpumpe oder eine vorgelagerte Staubfiltereinheit schädigen. In diesem Fall muss im Stand der Technik das Austreten der staubbelasteten Gase aus der Vakuumbehandlungsanlage hingenommen werden. Lediglich eine allgemeine Absaugung von Luft aus der Werkhalle ist möglich.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine metallurgische Anlage der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Absaugung des staubbelasteten Gases aus dem Behandlungsbereich unabhängig von der Art der verwendeten Vakuumpumpe möglich ist.
  • Die Aufgabe wird durch eine metallurgische Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der metallurgischen Anlage sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.
  • Erfindungsgemäß wird eine metallurgische Anlage der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
    • dass die Entstaubungsanlage über eine Zusatzrohrleitung mit einem Anschlussabschnitt der Basisrohrleitung fluidtechnisch verbunden ist,
    • dass der Anschlussabschnitt von der Vakuumbehandlungsanlage aus gesehen vor der Basisventileinrichtung angeordnet ist und
    • dass in der Zusatzrohrleitung eine Zusatzventileinrichtung angeordnet ist, mittels derer die Zusatzrohrleitung absperrbar ist.
  • Durch die Anbindung der Entstaubungsanlage an den Behandlungsbereich über die Zusatzrohrleitung ist es möglich, die staubbelasteten Gase, die bei der Entfernung der Ablagerungen auftreten, abzusaugen und der Entstaubungsanlage zuzuführen, ohne für die Absaugung die Vakuumpumpe verwenden zu müssen. Durch die Verbindung der Zusatzrohrleitung mit dem Anschlussabschnitt ist es jedoch möglich, die Basisrohrleitung so weit wie möglich weiterhin zu verwenden. Insbesondere kann der Ort des Anschlussabschnitts nach Bedarf gewählt werden, wenn er nur von der Vakuumbehandlungsanlage aus gesehen vor der Basisventileinrichtung angeordnet ist.
  • Die Vakuumbehandlungsanlage kann nach Bedarf ausgebildet sein. In vielen Fällen ist die Vakuumbehandlungsanlage als RH-Anlage (RH = Ruhrstahl-Heraeus) oder als VD-Anlage (VD = vacuum degassing) ausgebildet.
  • In aller Regel umfasst die Vakuumbehandlungsanlage eine kombinierte Sauerstoff-Brenn-Lanze, die von oben in die Vakuumbehandlungsanlage einfahrbar ist. Mittels der kombinierten Sauerstoff-Brenn-Lanze können insbesondere die Ablagerungen an der Innenseite der Vakuumbehandlungsanlage auf einfache Weise entfernt werden.
  • Vorzugsweise ist die Vakuumpumpe als Trockenpumpe ausgebildet. Diese Ausgestaltung ist insbesondere unter energetischen Gesichtspunkten von Vorteil. Beispielsweise kann die Vakuumpumpe als Drehkolbenpumpe oder als Schraubenpumpe ausgebildet sein.
  • In aller Regel umfasst die metallurgische Anlage auch eine Gasfördereinrichtung, mittels derer bei geöffneter Zusatzventileinrichtung aus dem Behandlungsbereich über die Basisrohrleitung und die Zusatzrohrleitung ein Gasstrom zu der Entstaubungsanlage und durch die Entstaubungsanlage hindurch förderbar ist. Die Gasfördereinrichtung kann von der Vakuumbehandlungsanlage aus gesehen nach Bedarf vor oder nach der Entstaubungsanlage angeordnet sein. Bevorzugt ist eine Anordnung nach der Entstaubungsanlage.
  • Vorzugsweise ist in der Basisrohrleitung ein Gaskühler angeordnet. Dadurch kann das in der Basisrohrleitung geförderte Gas gekühlt werden. Dies trägt sowohl zur Entlastung der verwendeten Pumpe als auch zur Entlastung anderer Einrichtungen bei. Vorzugsweise ist weiterhin der Gaskühler von der Vakuumbehandlungsanlage aus gesehen vor dem Anschlussabschnitt angeordnet. In diesem Fall erfolgt nicht nur im Normalbetrieb (wenn also die Vakuumpumpe im Betrieb ist), sondern auch im Reinigungsbetrieb (wenn also die Ablagerungen entfernt werden) ein Kühlen des anfallenden Gases.
  • Vorzugsweise sind an die Entstaubungsanlage weitere Komponenten der metallurgischen Anlage angeschlossen, in denen staubbelastete Gase anfallen. In diesem Fall wird die Entstaubungsanlage effizienter ausgenutzt. Die weiteren Komponenten der metallurgischen Anlage können beispielsweise einen Lichtbogenofen und/oder einen Konverter und/oder einen Pfannenofen und/oder eine Pfannenstation umfassen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    eine metallurgische Anlage in einem Normalbetrieb einer Vakuumbehandlungsanlage und
    FIG 2
    die metallurgische Anlage von FIG 1 in einem Sonderbetrieb der Vakuumbehandlungsanlage.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Gemäß FIG 1 umfasst eine metallurgische Anlage eine Vakuumbehandlungsanlage 1 für eine in einer Pfanne 2 befindliche Metallschmelze 3. Beispielsweise kann die Vakuumbehandlungsanlage 1 entsprechend der Darstellung in FIG 1 als RH-Anlage ausgebildet sein. In diesem Fall weist die Vakuumbehandlungsanlage an ihrer Unterseite zwei Stutzen 4 auf, die in die in der Pfanne 2 befindliche Metallschmelze 3 eingetaucht werden. Alternativ - nicht dargestellt - kann die Vakuumbehandlungsanlage 1 als VD-Anlage ausgebildet sein. In jedem Fall aber bildet die Vakuumbehandlungsanlage 1 einen Behandlungsbereich 5 für die Metallschmelze 3.
  • Die metallurgische Anlage umfasst weiterhin eine Vakuumpumpe 6. Die Vakuumpumpe 6 ist über eine Rohrleitung 7 mit der Vakuumbehandlungsanlage 1 verbunden. Dadurch kann über die Vakuumpumpe 6 und die Rohrleitung 7 Gas 8 aus dem Behandlungsbereich 5 abgesaugt werden. Die Vakuumpumpe 6 ist vorzugsweise als Trockenpumpe ausgebildet. Das Gas 8 kann beispielsweise ein Gas sein, das, wie in FIG 1 durch einen Pfeil 9 angedeutet, in die Metallschmelze 3 eingeblasen wird. Das Gas 8 kann beispielsweise Stickstoff oder Argon sein. Zusätzlich können auch bei der Vakuumbehandlung der Metallschmelze 3 Gase entstehen. In der Rohrleitung 7 ist eine Ventileinrichtung 10 angeordnet. Mittels der Ventileinrichtung 10 ist die Rohrleitung 7 absperrbar. Die Rohrleitung 7 wird nachfolgend als Basisrohrleitung 7 bezeichnet, um sie sprachlich von anderen Rohrleitungen unterscheiden zu können. In analoger Weise wird auch die Ventileinrichtung 10 nachstehend als Basisventileinrichtung 10 bezeichnet, um sie sprachlich von anderen Ventileinrichtungen unterscheiden zu können.
  • Die metallurgische Anlage umfasst weiterhin eine Entstaubungsanlage 11. Die Entstaubungsanlage 11 ist über eine Rohrleitung 12 mit einem Anschlussabschnitt 13 der Basisrohrleitung 7 fluidtechnisch verbunden. Der Anschlussabschnitt 13 ist von der Vakuumbehandlungsanlage 1 aus gesehen vor der Basisventileinrichtung 10 angeordnet. In der Rohrleitung 12 ist eine Ventileinrichtung 14 angeordnet. Mittels der Ventileinrichtung 14 ist die Rohrleitung 12 absperrbar. Die Rohrleitung 12 wird nachfolgend als Zusatzrohrleitung 12 bezeichnet, um sie sprachlich von anderen Rohrleitungen - insbesondere der Basisrohrleitung 7 - unterscheiden zu können. In analoger Weise wird auch die Ventileinrichtung 14 nachstehend als Zusatzventileinrichtung 14 bezeichnet, um sie sprachlich von anderen Ventileinrichtungen - insbesondere der Basisventileinrichtung 10 - unterscheiden zu können.
  • In vielen Fällen ist zum Kühlen des Gases 8 in der Basisrohrleitung 7 ein Gaskühler 15 angeordnet. Der Gaskühler 15 ist, sofern er vorhanden ist, von der Vakuumbehandlungsanlage 1 aus gesehen vorzugsweise vor dem Anschlussabschnitt 13 angeordnet.
  • Im Normalbetrieb der Vakuumbehandlungsanlage 1 ist die Basisventileinrichtung 10 geöffnet und ist die Zusatzventileinrichtung 14 geschlossen. Das Gas 8 strömt also, wie in FIG 1 durch Pfeile 16 angedeutet, von der Vakuumbehandlungsanlage 1 durch die Basisrohrleitung 7 über die Basisventileinrichtung 10 durch die Vakuumpumpe 6. Von dort wird sie in der Regel ins Freie abgegeben.
  • Im Normalbetrieb bilden sich an den Innenwänden der Vakuumbehandlungsanlage 1 Ablagerungen 17. Die Ablagerungen 17 müssen von Zeit zu Zeit entfernt werden. In der Regel erfolgt das Entfernen der Ablagerungen 17 dadurch, dass gemäß FIG 2 von oben eine kombinierte Sauerstoff-Brenn-Lanze 18 in den Behandlungsbereich 5 eingefahren wird und die Ablagerungen 17 aufgeschmolzen werden. Sofern das Entfernen der Ablagerungen 17 auf diese Art und Weise erfolgt, muss die Vakuumbehandlungsanlage 1 natürlich die kombinierte Sauerstoff-Brenn-Lanze 18 umfassen. Weiterhin befindet sich die Vakuumbehandlungsanlage 1 während des Entfernens der Ablagerungen 10 nicht in ihrem Normalbetrieb, in dem die Behandlung einer Metallschmelze 3 erfolgen kann, sondern in einem Sonderbetrieb. Beispielsweise kann entsprechend der Darstellung in FIG 2 im Falle einer RH-Anlage unter der Vakuumbehandlungsanlage 1 anstelle einer Pfanne 2 ein Auffangbehälter 19 angeordnet werden, in den die geschmolzenen Ablagerungen fallen können.
  • Wenn das Entfernen der Ablagerungen 17 kurz nach dem Behandeln einer Metallschmelze 3 erfolgt, ist die Vakuumbehandlungsanlage 1 noch sehr heiß. In diesem Fall reicht es bei einer RH-Anlage aus, über die Lanze 18 ausschließlich Sauerstoff in den Behandlungsbereich 5 zu blasen. Insbesondere in dieser Betriebsart können während des Entfernens der Ablagerungen 17 gemäß FIG 2 in erheblichem Umfang staubbelastete Gase auftreten. Um die staubbelasteten Gase nicht in die Umwelt abzugeben, wird die Basisventileinrichtung 10 geschlossen und wird die Zusatzventileinrichtung 14 geöffnet. Somit strömen die staubbelasteten Gase, wie in FIG 2 durch Pfeile 20 angedeutet, von der Vakuumbehandlungsanlage 1 bzw. dem Behandlungsbereich 5 zunächst durch die Basisrohrleitung 7, ab dem Anschlussabschnitt 13 durch die Zusatzrohrleitung 12, sodann über die Zusatzventileinrichtung 14 zur Entstaubungsanlage 11 und durch die Entstaubungsanlage 11 hindurch. Von dort werden die zuvor staubbelasteten und nunmehr gereinigten Gase in der Regel ins Freie abgegeben.
  • Bei einer VD-Anlage erfolgt der normale Behandlungsprozess einer Metallschmelze 3 in ähnlicher Art und Weise. In diesem Fall befindet sich die VD-Anlage im Normalbetrieb. Im Rahmen des Sonderbetriebs können ebenfalls große Mengen an staubbelasteten Gasen anfallen. Insbesondere ist es bei einer VD-Anlage möglich, nach Abschluss der Behandlung einer Metallschmelze 3 bei geschlossenem Vakuumgefäß einen Draht in die Schmelze einzuspulen. Im Behandlungsbereich 5 herrscht während dieses Zeitraums normaler atmosphärischer Druck. Die entstehenden staubbelasteten Gase können dann auf die gleiche Art und Weise abgesaugt werden, wie dies vorstehend für eine RH-Anlage erläutert wurde.
  • Zum Fördern der staubbelasteten Gase umfasst die metallurgische Anlage eine Gasfördereinrichtung 21. Die Gasfördereinrichtung 21 ist, soweit es die in der Vakuumbehandlungsanlage 1 betreffenden staubbelasteten Gase betrifft, nur wirksam, wenn die Zusatzventileinrichtung 14 geöffnet ist. Die Gasfördereinrichtung 21 ist entsprechend der Darstellung in den FIG 1 und 2 von der Vakuumbehandlungsanlage 1 aus gesehen vorzugsweise nach der Entstaubungsanlage 11 angeordnet. Das die Gasfördereinrichtung 21 durchströmende Gas ist also bereits gereinigt und somit nicht mehr staubbelastet.
  • Es ist im Einzelfall möglich, dass die Entstaubungsanlage 11 eine eigene Entstaubungsanlage für die Vakuumbehandlungsanlage 1 ist. In aller Regel sind an die Entstaubungsanlage 11 jedoch weitere Komponenten 22 bis 25 der metallurgischen Anlage angeschlossen, in denen staubbelastete Gase anfallen. Die weiteren Komponenten 22 bis 25 der metallurgischen Anlage können beispielsweise einen Lichtbogenofen 22 und/oder einen Konverter 23 und/oder einen Pfannenofen 24 und/oder eine Pfannenstation 25 (trimming station) umfassen.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere ist eine umweltfreundliche Entfernung der Ablagerungen möglich, ohne dass die Gefahr einer Schädigung der Vakuumpumpe 6 besteht. Weiterhin kann ist in der Praxis die Entstaubungsanlage 11 bereits sowieso vorhanden. Der zusätzliche Aufwand zum Umrüsten einer bestehenden metallurgischen Anlage des Standes der Technik zu einer erfindungsgemäßen metallurgischen Anlage besteht somit lediglich in dem Installieren der Zusatzrohrleitung 12 und der Zusatzventileinrichtung 14 und dem Anschließen der Zusatzrohrleitung 12 an die Basisrohrleitung 7.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vakuumbehandlungsanlage
    2
    Pfanne
    3
    Metallschmelze
    4
    Stutzen
    5
    Behandlungsbereich
    6
    Vakuumpumpe
    7
    Basisrohrleitung
    8
    Gas
    9
    Pfeil
    10
    Basisventileinrichtung
    11
    Entstaubungsanlage
    12
    Zusatzrohrleitung
    13
    Anschlussabschnitt
    14
    Zusatzventileinrichtung
    15
    Gaskühler
    16
    Pfeile
    17
    Ablagerungen
    18
    kombinierte Sauerstoff-Brenn-Lanze
    19
    Auffangbehälter
    20
    Pfeile
    21
    Gasfördereinrichtung
    22
    weitere Komponente/Lichtbogenofen
    23
    weitere Komponente/ Konverter
    24
    weitere Komponente/Pfannenofen
    25
    weitere Komponente/Pfannenstation

Claims (9)

  1. Metallurgische Anlage,
    - wobei die metallurgische Anlage eine Vakuumbehandlungsanlage (1) für eine in einer Pfanne (2) befindliche Metallschmelze (3) umfasst,
    - wobei die metallurgische Anlage eine Vakuumpumpe (6) umfasst, die über eine Basisrohrleitung (7) mit der Vakuumbehandlungsanlage (1) verbunden ist, so dass über die Vakuumpumpe (6) und die Basisrohrleitung (7) Gas (8) aus einem von der Vakuumbehandlungsanlage (1) gebildeten Behandlungsbereich (5) absaugbar ist,
    - wobei in der Basisrohrleitung (7) eine Basisventileinrichtung (10) angeordnet ist, mittels derer die Basisrohrleitung (7) absperrbar ist,
    - wobei die metallurgische Anlage eine Entstaubungsanlage (11) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Entstaubungsanlage (11) über eine Zusatzrohrleitung (12) mit einem Anschlussabschnitt (13) der Basisrohrleitung (7) fluidtechnisch verbunden ist,
    - dass der Anschlussabschnitt (13) von der Vakuumbehandlungsanlage (1) aus gesehen vor der Basisventileinrichtung (10) angeordnet ist und
    - dass in der Zusatzrohrleitung (12) eine Zusatzventileinrichtung (14) angeordnet ist, mittels derer die Zusatzrohrleitung (12) absperrbar ist.
  2. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vakuumbehandlungsanlage als RH-Anlage oder als VD-Anlage ausgebildet ist.
  3. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vakuumbehandlungsanlage eine kombinierte Sauerstoff-Brenn-Lanze (18) umfasst, die von oben in den Behandlungsbereich (5) einfahrbar ist.
  4. Metallurgische Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vakuumpumpe (6) als Trockenpumpe ausgebildet ist.
  5. Metallurgische Anlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die metallurgische Anlage eine Gasfördereinrichtung (21) umfasst, mittels derer bei geöffneter Zusatzventileinrichtung (14) aus dem Behandlungsbereich (5) über die Basisrohrleitung (7) und die Zusatzrohrleitung (12) ein Gasstrom zu der Entstaubungsanlage (11) und durch die Entstaubungsanlage (11) hindurch förderbar ist und dass die Gasfördereinrichtung (21) von der Vakuumbehandlungsanlage (1) aus gesehen nach der Entstaubungsanlage (L) angeordnet ist.
  6. Metallurgische Anlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Basisrohrleitung (7) ein Gaskühler (15) angeordnet ist.
  7. Metallurgische Anlage nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gaskühler (15) von der Vakuumbehandlungsanlage (1) aus gesehen vor dem Anschlussabschnitt (13) angeordnet ist.
  8. Metallurgische Anlage nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass an die Entstaubungsanlage (11) weitere Komponenten (22 bis 25) der metallurgischen Anlage angeschlossen sind, in denen staubbelastete Gase anfallen.
  9. Metallurgische Anlage nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die weiteren Komponenten (22 bis 25) der metallurgischen Anlage einen Lichtbogenofen (22) und/oder einen Konverter (23) und/oder einen Pfannenofen (24) und/oder eine Pfannenstation (25) umfassen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN201354379Y (zh) * 2009-02-27 2009-12-02 鞍山创新实业有限公司 一种新型真空精炼炉
CN217757543U (zh) * 2022-04-06 2022-11-08 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种rh真空槽流渣除尘系统

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