NL8104026A - Blaasoven-gietsysteem en werkwijze voor het onderdrukken van de vorming van verontreinigingen in een dergelijk systeem. - Google Patents

Description

* ϋ ΐ . - 1 -

Blaasoven-gietsysteem en werkwijze voor het onderdrukken van de vorming van verontreinigingen in een dergelijk systeem.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een blaasoven-gietsysteem en een werkwijze voor het onderdrukken van de vorming van verontreinigingen in een dergelijk blaasoven-gietsysteem.

5 De uitvinding heeft meer in het bijzonder betrekking op het beheersen van rookvorming in staal molen blaasoven giet-huizen en op de onderdrukking en mitigering van rook uit de ijzertroggen en de ijzer en de slak giettrechters (runners) van het blaasoven-gietsysteem.

10 Een van de meest kritische problemen die men tegenkomt in de staalindustrie is de beheersing van de blaasovengiet-huisemissies. Het is duidelijk dat de industrie nieuwe methoden moet ontwikkelen voor het beheersen van verontreiniging als het gaat om het voorkomen van de aanzienlijke kapitaal 15 en bedrijfskosten, die verbonden zijn met de beschikbare technologie voor het beheersen van blaasovengiethuisemissies tot hoeveelheden,die vereist zijn door de regeringsorganen ter bescherming van het milieu. Technologie voor het verminderen van de emissie door het reinigen van gas bestaat en 20 kan worden verkregen door een aantal luchtverontreinigings-beheersingstoestellen, die gebruik maken van afvoer- en filtreerapparatuur die de vluchtige lucht verzamelt en reinigt. Er dient echter te worden onderkend dat in de Verenigde Staten een grote meerderheid van de op het ogenblik in wer-25 king zijnde blaasovens voor 1960 werden gebouwd en gebruik maken van de oorspronkelijke giethuizen waarin ruimtelijke begrenzingen aanwezig zijn in de richting van het achteraf inpassen van extra apparatuur zoals verontreinigingsopvang-toestellen.

30 De rookbeheersingssystemen uit de stand van de techniek die kunnen worden gebruikt in verband met staalmolen blaas-ovens zijn gericht op het zich ontdoen van de rook nadat hij is geproduceerd.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.994.210 beschrijft een 35 werkwijze en inrichting waardoor stralen in de vorm van bewegende gordijnen lucht worden gebruikt ter beheersing en 8104026 «" 'é - 2 - richting van de beweging van rook vanuit een rook producerend apparaat naar een afvoer kapopening.

Het Franse octrooischrift 71 13332 is meer in het bijzonder gericht op het door kanalen heenleiden van rook, die 5 geëmitteerd is door gesmolten gietijzer wanneer het wordt geëxtraheerd uit een blaasoven door toepassing van blaasin-richting-mondstukken die luchtgordijnen zijdelings richten·: ter begrenzing van de zijdelingse beweging van de rook en hem richten naar een ventileringskop.

10 Het Duitse octrooischrift 2.157,418 beschrijft een luchtreinigingstoestel voor het uitgietplatvorm van een blaasoven, welk toestel zuigingsmondstukken omvat, die verbonden zijn met een gasreiniger aan de uitlaten van de vultrechters en/of over de kraangaten.

15 Bovendien verschijnt in het nummer van augustus 1979 van I^on and Steel Engineer, blz, 33-39, een artikel getiteld: Blast Furnace Cast House Emission Control" door A.G. Nicola waarin de beschikbare technologie naar voren wordt gebracht voor het opvangen van de vluchtige procesemissies, die ont-20 staan zijn in het blaasovengiethuis.

Het is duidelijk dat de meeste rookverontreinigingsbe-heersingssystemen uit de stand van de techniek zij-n gericht op de ventilatie of afvoer van rookgassen nadat zij zijn gevormd, d.w.z. ze zijn gericht op het effect veeleer dan op 25 de oorzaak.

Een primair doel van de uitvinding is het. verschaffen van een werkwijze en inrichting ter onderdrukking en ter verkleining van de vorming van bezwaarlijke rook tijdens het aftappen van een blaasoven en tijdens het stromen en uitgie-30 ten van ijzer daaruit. In blaasovengiethuizen wordt veel rook geproduceerd tijdens het aftappen van de oven. Men neemt aan dat de meeste rook wordt geproduceerd door het ijzer, dat de oven verlaat, in aanraking komt met de zuurstof van de omringende lucht en daardoor ijzeroxyde vormt.

35 Enige rook ontstaat ook ten gevolge van het zwavel in het gesmolten ijzer en/of de slak die in aanraking komt met zuurstof en zwaveldioxyde vormt.

De uitvinding stelt voor de vorming van schadelijke rook te onderdrukken door een werkwijze en een inrichting te. ver- 8104026 * . V % - 3 - schaffen voor het isoleren van veel lucht uit de gesmolten metaal en slakstromen wanneer zij worden ontladen uit de blaas-oven en/of uit de gesmolten stromen wanneer zij in de richting en naar de verzamelvaten toestromen.

5 In het bovenvermelde artikel van Nicola wordt erop ge wezen dat ten grande·'de in het giethuis geproduceerde rook bij benadering 75% ijzeroxyde is en ook worden de redenen aangegeven waarom het overbrengen van Japanse technologie voor hiethuisemissiebeheersing op bestaande blaasoven in de 10 Verenigde Staten geen eenvoudige zaak is. Er wordt verder in beschreven dat de primaire emissiebeheersing gebaseerd op de Japanse benadering bestaat uit het invangen van de giet-huisrookgassen bij de bron daarvan met nauw passende kappen.

Het is zeer duidelijk, hoewel kappen en andere omhullingen 15 zijn beschreven als deel uitmakend van de Japanse benadering dergelijke omhullingen worden gebruikt als geleidingsmiddel voor het richten van de ventilatielucht met de meegesleepte verontreinigingen naar de verzameltoestellen zoals zakhuizen.

Daarom wijst het artikel van Nicola op het feit dat 20 eerdere giethuisemissiebeheersing in de eerste plaats heeft te maken met de afvoer van dampen en emissies nadat zij zijn gevormd. De onderhavige uitvinding onderscheidt zich in tegengestelde zin omdat deze betreft de onderdrukking van de vorming van de ijzeroxyde dampen. De uitvinding verschaft een 25 werkwijze en een inrichting die het oxyderen van gassen daaronder begrepen de omringende lucht , uitsluit tijdens het aftappen van de blaasoven uit het gebied dat het aftapgat, de ijzertrog en de ijzer en de slaktrechters (runners) omgeeft. Er zal worden erkend dat het onmogelijk is een ab-30 soluut luchtdicht systeem te verschaffen , maar de vorming van ijzeroxyde en andere verontreinigingen, gevormd door combinatie met zuurstof wordt onderdrukt, in de eerste plaats omdat er geen opzettelijke toevoeging van lucht als een afvoermedium plaatsvindt, zoals dat wel het geval is in 35 ventilatiesystemen. Het zal echter duidelijk zijn, dat een inert gas over de gesmolten stromen vanuit de blaasoven kan worden gecirculeerd teneinde oxyderende gassen af te sluiten en meer in het bijzonder om de infiltratie van omgevingslucht in de gesmolten stromen te beperken.

8104026 +- $ - 4 -

Tot volledig begrip van de uitvinding wordt nu verwezen naar de bijgaande tekeningen.

Fig. 1 is een schematische weergave in bovenaanzicht van een typerende blaasoven en giettrechter (runner) systeem; 5 fig. 2 is een vertikale zijprojectie van een fragmentarisch gedeelte van een blaasoven en een ijzertrog samen met een mantel volgens de uitvinding voor de ijzertrog; fig. 3 is een dwarsdoorsnede langs de lijn 3-3 van fig. 2; fig 4 is een transversale dwarsdoorsnede van een mantel 10 van de ijzer en de slak giettrechters en fig. 5 is een fragment van een lengtedoorsnede van twee naburige omhulsels van het type dat is weergegeven in fig. 4 gezien in verbinding met een giettrechter poort en middelen voor het tot stand brengen van eindgordijnen.

15 Een typerende uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is weergegeven in fig. 2 in verbinding met een blaasovengiethuis systeem zoals in schemavorm is weergegeven in fig. 1. Het zal voor de deskundigen duidelijk zijn dat vele variaties van de ijzertrog, ijzergiettrechters en slakgiettrechters : 20 zijn, die gebruikt worden in verbinding met een blaasoven, waarmee het voornaamste van de uitvinding kan worden toegepast.

De blaasoven en de ontladingsinkeping worden in het algemeen aangeduid met de verwijzingsletters resp. BF en N. Het 25 gesmolten materiaal, dat ijzer en slak omvat, wordt uit de oven BF afgetapt via de inkeping N, die zich naar beneden uitstrekt vanuit de buitenkant van de oven via de met water gekoelde haardmantel naar de haard toe. De inkeping N wordt na elke keer gieten dichtgestopt met een kleimengsel, dat onder 30 druk in het inkepingsgat wordt gedrongen door middel van een modderpistool (niet zichtbaar), dat als een klink is aangebracht op de klankondersteuning LS. Wanneer tijdens een af-tapping de inkeping N wordt geopend, stroomt het gesmolten materiaal uit in de grote trog IT , die in het algemeen wordt 35 aangeduid als een ijzertrog. Een afstrijkorgaan S bevindt zich aan het eind van de trog IT dat dient om de slak af te schuimen van het gesmolten materiaal in de trog. Het afstrijkorgaan S kan in sommige systemen een dam (niet zichtbaar) omvatten, die kan dienen om het peil van het gesmolten mate- 8104026 e * - 5 - riaal hoger te houden dan de bodem van de afstrijkplaat. Bij de afstrijker S bevindt zich een rangschikking van poorten G en giettrechters SR teneinde de slak S af te voeren naar de slakverzamelorganen SC. zoals een slak pot of een grote 5 put. Het ijzer dat onder de afstrijkplaat stroomt, loopt naar beneden via troggen IR, die in het algemeen worden aangeduid als ijzergiettrechters, die ook passend zijn voorzien van poorten G teneinde de stroom te verleggen naar elk van de verscheidene ijzergietpannen IL. Aan het eind 10 van een gieting of aftapping, wofdt het modderpistool in positie gebracht teneinde het inkepingsgat met klei dicht te stoppen. Het is in dit stadium dat speciale voorzieningen moeten worden getroffen voor het hanteren van de omhullings-sectie, die de aftap of het inkepingsgat omringt teneinde 15 door middel van het modderpistool toegang te verschaffen tot de inkeping.

Zoals boven werd aangeduid heeft de onderhavige uitvinding betrekking op het verschaffen van een werkwijze en een inrichting voor het afsluiten van dé omgevingslucht van 20 het oppervlak van de gesmolten stroom wanneer hij vanuit de blaasoven stroomt naar de ijzergietpan en de slakverza-melorganen. In overeenstemming met een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding zijn afsluitingsorganen in de vorm van kappen H aangebracht teneinde de hoeveelheid om-25 gevingslucht die in aanraking komt met de gesmolten stromen zonder dat enige lucht binnen de kappen , zoals de praktijk is bij ventilatiekappen, wordt toegevoegd. De verschillende typen kappen worden verder aangeduid met cijfertoevoegsels.

Onmiddellijk aangrenzend aan de blaasoven BP is een kap 30 H-l,aangebracht, die de ijzertrog bedekt. Het heeft de voorkeur afzonderlijke hijs- en transportmechanismen , die in het algemeen wordt aangeduid door de verwijzing HTM, aan te brengen voor het opheffen en bewegen van de kap H-l weg van het aftapgat ter voorbereiding van de aftap en 35 dichtstopprocedures. De dwarsdoorsnede van de kap H-l heeft bij voorkeur de vorm van een omgekeerde U. De kap H-l omvat verscheidene paneelsecties P die zijn samengevoegd zoals door lassen van de naar boven gekeerde randen van de buitenmantels die verstijvende flenzen vormen. De sectie 8104026 - 6 - T-' P-l heeft een hellende top , die taps toeloopt in de richting van de blaasoven en eindigt in een neusgedeelte teneinde een eindafsluiting te verschaffen die het ook gemakkelijk maakt de kap H-l te plaatsen onder de kleipistoolondersteuning LS.

5 De tegenovergelegen eindsectie P-2 heeft een vertikaal wand-gedeelte W-l teneinde eveneens een eindafsluiting te verschaffen. Elk van dé secties P zijn voorzien van een isolatie ter bescherming van de metalen bedekking. Bij voorkeur zijn zij voorzien van twee isolatielagen die door metalen 10 klemmen zijn verankerd aan de bedekking, waarbij de binnenste laag L-l met betrekking tot de trog van het niet verbruikbare vuurvaste type is en de buitenste laag L-2 met betrekking tot de trog , een grotere isolerende kwaliteit heeft dan de laag L-l. Elk van de lagen L-l en L-2 kunnen ter plaatse 15 zijn aangebracht zoals door pistoolschieten.

Sommige secties zoals sectie P-3 zijn voorzien van opstaande flenzen F die gaten voor het insteken van de beves-tigingsorganen zoals haken van het hijs- en transportmecha-nisme HTM, afgrenzen.

20 De kappen H-2 zijn aangebracht teneinde de ijzergiet- trechters IR en de slak giettrechters SR te ontsluiten. De kappen H-2 zijn in hun bouw soortgelijk aan de kappen H-l behalve dat zij kleinere dwarsdoorsnedeconfiguraties hebben.

Ock sluiten in een voorkeurvorm de kappen H-2 de vertikale 25 eindwandafsluitingen W-2 in. Deze eindwand W-2 kan worden aangevuld met een flexibele deken van isolerend materiaal B, gedrapeerd over steunstaaf R of een gordijn van inert gas door geleidingsorganen zoals leiding C-l. Bij voorkeur wordt leiding C-l zodanig gevormd dat hij overeenkomt met 30 de einddwarsdoorsnede van de kap H-2, d.w.z. hij is in het ‘algemeen halfcirkelvormig en heeft een aantal spuitmonden voor het ontladen van het inerte gas en het doen ontstaan van een vertikaal gordijn of deken voor het afsluiten van de omgevingslucht. De pijp wordt geschikt bevestigd aan 35 toevoerleidingsorganen via losneembare koppelingsorganen.

De reden van voorkeur voor het uit inert gas bestaand gor- dijntype van de luchtdichte afsluiting van het einde is, de . , dat de hoogte van het gesmolten materiaal m giettrechters zal variëren en daarom zal het onmogelijk zijn een mecha- 8104026 - 7 - nische luchtdichte afsluiting te verschaffen,die zelf regelend zou zijn ter compensatie voor de variaties in de hoogte van de materiaalstroom.

Een alternatief en/of daarnaast als mogelijkheid bestaat 5 daaruit, dat toevoerorganen van inert gas worden aangebracht binnen de kappen H in de vorm van leiding C-2 die zich in de lengte uitstrekt aan één van beide of aan beide zijden van en binnen de kappen H . De kappen H zouden aldus dienen om de inerte gassen te bevatten en een deken te doen 10 ontstaan over de oppervlakken van het gesmolten materiaal.

In een uitvoeringsvorm die minder voorkeur heeft zouden de inerte gassen worden gebruikt voor het doen ontstaan van een deken in afwezigheid van de begrenzende kappen H door toepassing van leidingorganen die zich longitudinaal uitstrek-15 ken aan elke kant van de troggen en giettrechters.

Een alternatief en/of een mogelijkheid daarnaast bestaat daaruit, dat een inert niet brandbaar materiaal zoals ver-miculiet aan de bovenkant van het ijzer of de slak wordt aangebracht teneinde een drijvende deken FB over het opper-20 vlak van het gesmolten materiaal MM te doen ontstaan. Deze drijvende deken dient op zijn plaats te worden gehouden door toepassing van geschikte organen, bijv. een gesuspendeerde koolafstrijker die zich uitstrekt juist beneden het oppervlak van het gesmolten materiaal.

25 Gok kan tussen de kappen H en de toppen van de troggen en de giettrechters een zwichtbaar en niet brandbaar verzegel-orgaan SM, zoals zand of vuurvast vezel vilt, worden aangebracht.

is,

Aldus, anders dan de systemen uit de stand van de tech-30 niek, die berusten op het afvoeren van de lucht van het giethuis met in een val ingevangen emissies, de onderhavige uitvinding gericht op het beperken van.de vorming van de bezwaarlijke verontreinigingen. Door toepassing van de werkwijze en inrichting van de uitvinding wordt de afsluiting 35 van de omgevingsgiethuislucht , van het oppervlak van het gesmolten ijzer en de slak versterkt en de vorming van ijzeroxyden wordt onderdrukt. Een verder voordeel van de onderhavige uitvinding bestaat daaruit , dat het natuurlijke grafietschuim , dat gevormd is op het oppervlak van het 8104026

w\ C

- 8 - gesmolten ij^er, wordt beperkt. Een nog verder en belangrijk voordeel bestaat daaruit, dat het "hete metaal", gesmolten ijzer bij een relatief hoge temperatuur wordt geleverd aan de ijzeren gietpannen omdat zich daar geen massieve lucht-5 stromen bevinden die zich over het oppervlak van het gesmolten ijzer in de troggen bevinden zoals wel het geval is bij luchtventileringssystemen. De hetere gesmolten metaal en ijzer giettrechters leiden tot minder ijzer schedel vorming in de giettrechters en een begeleidende toeneming in ijzer-10 opbrengst. Voorts verschaft de uitvinding een werkwijze en inrichting die gemakkelijk en. veilig kan worden uitgevoerd in bestaande blaasoven giethuissystemen met relatief geringe kosten vergeleken met verontreinigingsverzamelsystemen, die extra apparatuur en ruimte vereisen voor de leidingen 15 en filterzakhuizen, welke verzamelsystemen ook risico's met betrekking tot gezondheid en veiligheid met zich mee brengen vanwege de problemen die men tegenkomt bij het kwijtraken van de opgevangen stof. Een. verder nadeel van dergelijke verzamelsystemen is dat zij aanzienlijke energie 20 verbruiken vergeleken met het systeem volgens de uitvinding.

Conclusies 8104026

Claims (14)

1. Werkwijze voor het onderdrukken van de vorming van verontreinigingen in een hlaasoven gietsysteem, met het kenmerk, dat men de aanraking van oxyderende gassen, daaronder begrepen de omgevingslucht, met het opper-5 vlak van de gesmolten stromen, die uit de blaasoven zijn ontladen en in tenminste ëën van de ijzertroggen , de ijzergiettrechters en slak giettrechters van het gietsysteem stroomt , beperkt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het contact van omgevingslucht met het oppervlak wordt beperkt door tenminste ëén van de ijzer-troggen, ijzergiettrechters, en slak giettrechters te omhullen met kaporganen in afwezigheid van elk opzettelijk 15 toegevoegd oxydatiegas in de kaporganen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat men een open-kaporgaan toepast en een vertikale deken van inert gas doet ontstaan teneinde de 20 toegang van omgevingslucht in de open einde kaporganen te beperken.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het contact wordt beperkt door een 25 deken van inerte gassen te doen ontstaan boven tenminste ëën van de stromen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat de gassen van de deken worden begrensd 30 door omhullingsorganen.

6. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat een flexibele deken van isolering de toegang van omgevingslucht naar de kaporganen beperkt. 35

7. Werkwijze voor het onderdrukken van de vorming van verontreinigingen in een blaasoven-gietsysteem, met 8104026 , ^ - 10 - het kenmerk, dat men een deken van gassen, die niet oxyderend zijn voor de gesmolten smelt, die ontladen is oiiit de blaasoven, doet ontstaan over de smelt wanneer hij in . tenminste één van de ijzertroggen , de ijzergiettrechters, 5 en de slak giettrechters stroomt in afwezigheid van elke opzettelijke toevoeging van enig oxyderend gas, daaronder begrepen lucht, aan de gesmolten smelt en de deken van gassen.

8. Blaasovengietsysteem met gesmolten stroomdrager- organen die een ijzeren trog, ijzeren giettrechter en een slak giettrechter omvatten, gek enmerk t doordat het omhullingsmiddelen omvat voor tenminste één van de drager-organen, welke omhulling de oxyderende gassen daaronder 15 begrepen omgevingslucht, beperkt van het contact maken met het oppervlak van de gesmolten stroom binnen ~êên van de dragerorganen.

9. Blaasovengietsysteem volgens conclusie 8, g e -20 k e n m e r kt doordat de omhullingsorganen een deken van inert gas omvatten.

10. Blaasovengietsysteem volgens conclusie 8, g..e- k e nme r k;t doordat de omhullingsorganen een kap om-25 vatten die de afsluiting van omgevingslucht versterkt in afwezigheid van een ventilerende vloeistofstroom voor het ventileren van de kap.

11. Blaasovengmetsysteem volgens conclusie 10, g e -30 kenmerkt doordat het ómhullingsorgaan een open eind kap omvat en voorts organen omvat voor het doen ont- " 4 staan van een vertikale deken van inerte gassen bij een open einde van het ómhullingsorgaan ter beperking van de toetreding daarin van omgevingslucht. 35

12. Blaasovengietsysteem volgens conclusie 8, gekenmerkt doordat het tevens omvat een deken van natuurlijk grafietschuim, dat drijft op tenminste een gedeelte van de gesmolten stroom. 8104026 - 11- Λ

13. Blaasovengietsysteem volgens conclusie 8, ge - kenmerkt doordat het tevens omvat veerkrachtige afsluitorganen tussen het omhullingsorgaan en ëên van de dragerorganen.

14. Blaasovengietsysteem met gesmolten stroomdrageror- ganen , welke omvatten een ijzertrog , ijzergiettrechter en een slak giettrechter, gekenmerkt doordat het een deken omvat van een isolerend materiaal, dat drijft op tenminste een gedeelte van de gesmolten stroom binnen de 10 dragerorganen. 8104026