NO156102B - Sluseventil. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for utvinning av en brennbar gass ved ferskning av råjern.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for utvinning av en brennbar

gass ved ferskning av råjern ved hjelp av

oxygen som ovenfra blåses mot råjernbadet.

De forskjelligste forslag er tidligere

kjent som på den ene side går ut på utnyttelse av den følbare varme av konverteravgassene og på den annen side på utnyttelse av forbrenningsvarmen i de karbon-oxyder som finnes i avgassene. Ifølge et

tidligere forslag tilsetter man avgassene

som forlater konverterens munning oxygen

i form av falsk luft hvor luftmengden for

fullstendig forbrenning av karbonoxydet

måles støkiometrisk. Blandingen av avgassene og forbrenningsgassene føres da

gjennom en skorsten som er utstyrt med

et kjelesystem og ledes deretter gjennom

et avstøvningsanlegg og blåses ut i atmo-sfæren.

Ifølge et forslag fra 1909 (tysk patent

216 302) er det på den annen side kjent å

utvinne en brennbar gass av en konverters

avgasser, ved hvilken utvinning man ved

hjelp av en vannkjølt kappe som er satt

opp på konverterens åpning hindrer luft-tilgang til og dermed forbrenning av det

karbonoxyd som befinner seg i konvertergassene. Konvertergassene oppfanges bare

under karbonets forbrenning slik at de

CO-fattige avgasser under avsilicierings-perioden og avfosforiseringsperioden ikke

nedsetter heteverdien av den gass som skal

fanges opp.

I nyere tid er det kommer frem flere forslag som er basert på det sistnevnte prinsipp. Ifølge østerriksk patent 205 527 utvinnes også en brennbar gass under for-brenningsperioden for karbonet. Kold nitrogen elle ren annen kold ikke-oxyderende gass blåses inn i en kjølt kappe som er satt opp på konverteråpningen for derved å nedsette konverteravgassenes temperatur og unngå beskadigelse av ledningene. En modifikasjon av dette forslag er omtalt i østerriksk tilleggspatent 229 347, ifølge hvilket man stort sett arbeider på samme måte, men hvor oppfangning og oppsam-ling av avgassene først skjer ut fra en bestemt grensegehalt av karbonoxyd, f. eks. 25 pst. Forgassene og ettergassene slippes ut i det frie.

Ytterligere forslag som er kjent fra de franske Yawata-patenter og fra «Fume Arrestment» som er utgitt av Iron & Steel Institute 1963, vedrører utvinning av brennbare gasser fra konverteravgasser ved oppblåsning, hvor det før oppfangningsperioden spyles med nitrogen og etter oppfangningsperioden nitrogen likeledes innføres i avsugningssystemet, og hvilke forslag også omfatter innstillingen av tryk-ket i avsugningssystemet henholdsvis innstillingen av en bestemt trykkdifferanse mellom innertrykket og yttertrykket, av-tetningen av spalten mellom konverteråpningen og kappen samt andre detaljer.

Som det fremgår av den ovenfor om-talte teknikkens stand har man undersøkt to prinsipielt innbyrdes forskjellige måter for gjenvinning av gassens energiinnhold. Den ene fremgangsmåte går ut på at konverteren forenes med en ettervarmekjele, at karbonoxydet som befinner seg i konverteravgassene forbrennes og at summen av den følbare varme og avgassenes for-brenningsvarme utnyttes. Den annen fremgangsmåte omfatter utvinning av avgassene uten forbrenning, idet konverteren ikke samvirker med noen som helst varme-kjele, og hvor avgassene bare avkjøles og hvor bare avgassene fra karbonforbrennin-gen som, har høyt CO-gehalt oppfanges etter at de har gått gjennom væske- og renseanlegg, mens gassene som kommer foran og etter ledes bort uten å utnyttes.

Begge de nevnte fremgangsmåter har visse ulemper. Ulempen ved den første fremgangsmåte er at avgassene som kommer ut ved en temperatur på 1600—1800°C som følge av forbrenningsvarmen får en temperaturøkning, av hvilken grunn inn-retningene i skorstenens underdel må frem-stilles av meget varmebestandig og slitefast materiale. Den varmemengde som man får i varmekjelen og dermed dampytelsen øker og avtar sprangvis i samme grad som karbonoxydet dannes, og det er f. eks. kjent at varmemengden fordobles mellom det 6. og det 12. minutt og reduseres med halvpar-ten fra det 13. til det 18. minutt. På den annen side er fordelen ved den første fremgangsmåte klar, nemlig at man får en stor driftssikkerhet idet eksplosjonsfare er ute-lukket.

Ulempen ved den annen fremgangsmåte ligger i at den følbare (fysikalske) varme i de hete avgasser ikke eller bare utilstrekkelig nyttiggjøres, at kompliserte reguleringsinnretninger må brukes for å utelukke luften, og at også i de perioder hvor ingen oppfangning av avgassene fin-ner sted, må en viss minstemengde av en inert gass føres gjennom avsugningssystemet for å holde reguleringsinnretningene i gang.

Hensikten rned oppfinnelsen er å unngå ulempene og utnytte fordelene ved de kjente systemer. Oppfinnelsen vedrører så-ledes en fremgangsmåte til utvinning av en brennbar gass ved ferskning av råjern ved hjelp av oxygen hvor oxygenet ovenfra blåses mot råjernbadet og hvor de ved ferskningsprosessen dannede gasser etter utløpet av konverteren for utnyttelse av sin følbare varme ledes gjennom en skorsten med et kjelesystem og oppsamles etter utløpet av kjelen, og fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen utmerker seg i det vesent-lige ved at etter begynnelsen av karbon-forbrenningen tilsettes avgassene en svakt oxyderende gass, hvilken gass inneholder mindre oxygen enn luft, fortrinnsvis fra 5—12 volumprosent, hvilken gass blåses inn i en ved konverteråpningen anordnet kappe som tildekker konverteren og slutter seg til skorstenen.

Som følge av den oppfinnelsesmessige forholdsregel er den ved hjelp av ettervarmekjelen utnyttede varme større enn avgassenes følbare varme og differansen sva-rer til reaksjonsvarmen av den delvise forbrenning av karbonoxydet med den svakt oxyderende gass. Summen av den følbare varme og reaksjonsvarmen er imidlertid ikke så stor som ved de kjente prosesser som er nevnt i innledningen i forbindelse med den første fremgangsmåte, fordi ved de kjente fremgangsmåter forbrennes hele karbonoxydet.

Av denne grunn har man ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mindre ri-siko for overhetning av skorstenunderdelen og dens hjelpeinnretninger enn ved de tidligere kjente utførelser, samtidig som man oppnår ytterligere fordeler ved den annen gruppe av kjente prosesser, nemlig mulig-heten for opfangning og lagring av en gass som fremdeles har en varmeverdi. Da ten-ningstemperaturen som lett forståelig til enhver tid er overskredet når gassen befinner seg i skorstenen, og karbonoxydet allerede har reagert med oxygenet i tilsetningsgassen, er faren for eksplosjon i høy grad unngått. Ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen opnår man derfor virkelig fordelene ved de to grupper av kjente fremgangsmåter samtidig som man unngår ulempene ved dem.

Ved foretrukne utførelser av oppfinnelsen kan mengden og sammensetningen av den svakt oxyderende gass som skal tilsettes avgassene varieres. Hvis det er øns-kelig å oppnå en dampfremstilling som er konstant over størstedelen av ferskningsprosessen, dvs, når en sprangaktig belast-ning av ettervarmekjelen under den ster-keste utvikling av karbonoxydet skal unn-gåes, kan reguleringen av mengden foregå slik at mengden av tilsetningsgassen senkes kontinuerlig fra begynnelsen av karbonets forbrenning, f. eks. fra det 2. til det 12. minutt, og hvoretter den kan økes igjen, f. eks. fra det 16. til det 19. minutt. Hvis man på den annen side ønsker å fange opp røkgass som har konstant varmeverdi under den største del av ferskningsprosessen, utføres reguleringen slik at mengden av tilsetningsgassen økes kontinuerlig i prosessens første fase, f. eks. fra det 1. til det 12. minutt, og deretter senkes konti-

nuerlig i prosessens annen fase, f. eks. fra det 14. til det 19. minutt.

Også oxygeninnholdet i den svakt oxyderende gass som skal tilsettes avgassene, kan varieres i samsvar med oppfinnelsen for på den ene side å komme fram til en konstant dampfremstilling under en del av eller under hele ferskningsprosessen, eller for på den annen side å oppnå en bestemt varmeverdi for den gass som skal fanges opp under en del av eller under hele ferskningsprosessen. Mengdereguleringen og oxygeninnholdsreguleringen kan anvendes samtidig ved siden av hverandre.

Forskjellige utførelsesf ormer og detaljer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er vist på de medfølgende diagrammer. Diagram 1 illustrerer en arbeidsmåte hvor en konstant mengde svakt oxyderende gass med konstant oxygeninnhold tilsettes konverteravgassene. På diagram 1 er som funksjon av tiden vist den totale mengde av CO-innhold i avgassen, gassens varmeverdi og den til kjølesystemet avgitte varmemengde. Dessuten fremgår sammensetningen av tilsetningsgassen av diagram-met. På diagram 2 er vist en arbeidsmåte hvor mengden av den svakt oxyderende gass ikke holdes konstant, men hvor oxygeninnholdet er konstant. Også på dette diagram er påført mengdene, varmeverdien samt den til kjelesystemet avgitte varme, på lignende måte som på diagram 1. Diagram 2 er satt opp under forutsetning av at dampproduksjonen holdes konstant over en bestemt varighetsperiode av ferskningsprosessen. Diagram 3 er satt opp for en arbeidsmåte hvor det arbeides med ikke-konstante oxygeninnhold. Diagram-met er satt opp under forutsetning av at varmeverdien av den gass som fanges opp holdes konstant over en bestemt varighetsperiode av ferskningsprosessen, mens dampproduksjonen ikke er konstant. Mengden, varmeverdien og den til kjelesystemet avgitte varme er vist på samme måte som på diagram 1.

Diagrammene skal omtales nærmere

nedenfor:

Ved gjennomføring av en påblåsnings-prosess i en 50 tonns digel med innsatsen bestående av stålråjern utgjør forsknings-tiden 21 minutter. Blåsetiden er på diagrammene avsatt på abcissen. På diagram 1 omfatter ordinaten fire skalaer, nemlig for avgassens temperatur, for den til kjelesystemet i skorstenen avgitte varmemengde i varmeenheter (kcal) pr. minutt, for mengdene av den i tidsenheten tilsatte eller frembragte gass i Nm-ymin og for var meverdien av den oppfangede gass i varmeenheter (kcal) pr. Nms.

Kurven 1 viser røkgassens varmeverdi, kurven 2 den varmemengde som er avgitt til kjelesystemet, kurven 3 viser avgass-mengden og kurven 4 karbonoxydandelen til enhver tid i Nmymin. Kurvene 5 og 6 viser de tilsatte mengder oxygen og nitrogen. Disse mengder er konstante. Tilsetningsgassens oxygeninnhold utgjør 6 pst. Temperaturkurven er betegnet med 7. Som vist er ved denne arbeidsmåte hverken avgassens varmeverdi eller den til kjelen avgitte varmemengde konstant, idet kurvene først har stigende og deretter synkende forløp.

Ved utførelsen ifølge diagram 2 tilsettes igjen en gass som har konstant oxygeninnhold på 6 pst. Kurvene har samme betegnelse som på diagram 1. Ved denne utførelse er mengden av tilsetningsgassen til å begynne med, altså ved slutten av det første minutt og mot slutten av ferskningsprosessen, dvs. ved slutten av det 19. minutt, stor. Fra det 1. til det 13. minutt avtar tilsetningsgassmengden kontinuerlig og fra det 16. til 19. minutt tiltar den på ny kontinuerlig. Mellom det 13. og 16. minutt tilsettes ingen tilsetningsgass. Under disse forutsetninger avgis fra det 1. til det 19. minutt en konstant varmemengde på 145 000 kcal/min til kjelen. Røkgassens varmeverdi er ikke konstant. Varmeverdien stiger fra det 1. til 12. minutt til omtrent 2900 kcal/Nmfi og avtar igjen kontinuerlig fra det 14. minutt.

Diagram 3 viser en prosess hvor tilsetningsgassen inneholder konstant 6 pst. oxygen og hvor tilsetningsgassens mengde varieres slik at varmeverdien av den gass som fanges opp fra det 2. til det 18. minutt forblir konstant ved en verdi på 1500 kcal/Nm.3, mens den til kjelesystemet avgitte varmemengde varierer. Denne varmemengde som brukes til produksjon av damp oppnår først mellom det 4. og det 5. minutt en verdi på 120 000 kcal/min, stiger fra det 12. til 13. minutt til omtrent 220 000 kcal/min og synker deretter raskt.

Innenfor oppfinnelsens ramme er det selvfølgelig mulig å variere de på diagrammene gjengitte grensetilfelle hensiktsmes-sig og dessuten å regulere tilsetningsgassens oxygeninnhold slik at man enten oppnår en bestemt dampproduksjon eller en bestemt varmeverdi i den oppfangede gass.

På tegningen er vist en anordning til utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Med 1 er betegnet en konverter over hvis åpning det er anordnet en dekk-kappe som består av to deler, nemlig en øvre del 2 som er tilsluttet skorstenen og en nedre del 2'. Kappens nedre del 2' er opp-hengt i en transportvogn som er horison-talt forskyvbar på en bærekonstruksjon 11.

Kappedelen 2' er ved konverteråpningen

lukket ved hjelp av en løftbar og senkbar

ringformet tildekningsdel 3 hvor en laby-rintinnretning 5 som er fylt med vann,

benyttes som tetningsmiddel. Denne tet-ningsdel 3 kan løftes og senkes ved hjelp

av løftesylindre 15. På den ringformede

del 3 er anbragt en rørledning 4 med radi-alt innover rettede utløpsåpninger for til-førsel av oxygenholdig gass. Denne rør-ledning 4 som er ringformet, er ved hjelp

av ert bøyelig ledning 14 koblet til en blan-deinnretning 12 som er utstyrt med tilfør-selsledninger 13, 13' for tilførsel av blan-dingskomponenter. Med 6', 6", 6"' 6"", 6v,

6V' er betegnet de forskjellige temperatur-målesteder. Et temperaturanvisningsappa-rat er vist ved 7 og kan stilles inn på de

enkelte målesteder. Anordningen er utstyrt

med en løftbar og senkbar oxygenlanse 8

som er anordnet tett i forhold til en inn-løpsstuss i kappedelen 2, hvor en tetning er

betegnet med 9.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til utvinning av en

brennbar gass ved ferskning av råjern ved hjelp av oxygen hvor oxygenet ovenfra blåses mot råjernbadet og hvor de ved fersk- ningsprosessen dannede gasser etter utlø- pet av konverteren for utnyttelse av sin følbare varme ledes gjennom en skorsten med et kjelesystem og oppsamles etter ut-løpet av kjelen, karakterisert ved at etter begynnelsen av karbonforbrennin-gen tilsettes avgassene en svakt oxyderende gass, hvilken gass inneholder mindre oxygen enn luft, fortrinnsvis fra 5—12 volumprosent, hvilken gass blåses inn i en ved konverteråpningen anordnet kappe som tildekker konverteren og slutter seg til skorstenen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at for oppnåelse av konstant dampproduksj on over den største del av ferskningsprosessen reguleres mengden av den gass som skal tilsettes slik at mengden senkes kontinuerlig ved begynnelsen av ferskningsprosessen, dvs. fra det 1. til det 13. minutt, og økes igjen i ferskningsprosessens annen fase, f. eks. fra det 16. til det 19 minutt.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at for utvinning av røkgass med varmeverdi som er konstant over den største del av ferskningsprosessen reguleres mengden av den gass som skal tilsettes slik at mengden økes kontinuerlig fra det 1. til det 12. minutt og igjen senkes kontinuerlig fra det 14. til det 19. minutt.