SE434650B - Sett vid utnyttjande av plasmagenerator for hojning av blestertemperaturen i en schaktugn - Google Patents

Description

8203563-5 ® PLASMABLAST -metoden vid vilken blästerluft helt eller delvis ledes genom ett plasma.

Denna kända metod är emellertid behäftad med vissa nack- delar i det att många svårförklarliga formahaverier upp- träder. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att eli- minera nackdelarna vid denna förut kända metod. _Detta åstadkommes enligt uppfinningen vid det inlednings- vis beskrivna sättet huvudsakligen därigenom att den i plasmageneratorn alstrade värmeenergin för att i huvudsak förhindra kväveoxidbildning överföres från plasmagenera- torn till blästergasen via en gentemot den för bearbetning avsedda metallen inert eller oxiderande gas, varvid pro- dukten av molfraktionen syre och molfraktionen kväve i den använda gasen är mindre än eller lika med 0,02.

Vid omfattande praktiska försök med denna kända metod har, såsom tidigare nämnts emellertid många i sig svår- förklarbara formahaverier uppkommit. Efter ett omfattande studium av dessa haverier kunde i sig överraskande konstateras att dessa haverier beror på de avsevärda mängder kväveoxider som kan bildas vid PLASMABLASf®t -processen. Den del av kväveoxiderna som passerar upp genom ugnsschaktet sönderdelas visserligen och ger åt- minstone inte upphov till de ovannämnda problemen. Där- emot löses kväveoxider i utkondenserat vatten i viss utsträckning på den vattenkylda forman och ger därvid upp- hov till omfattande korrosionsskador med haverier som följd.

Genom föreliggande uppfinning kan PLASMABLASf®Lpro- oessens alla fördelar utnyttjas utan tillkommande drifts- störningar. 8203563-5 Plasmageneratorns verkningsgrad är mycket hög, normalt ligger den över 85% och den är också relativt oberoen- de av temperaturen. Den utgående gasen har vanligtvis en temperatur på i storleksordningen 3000 - 4000°C.

Eftersom temperaturen på den till formorna förda bläs- tergasen enkelt och effektivt kan regleras medelst plasma- generatorn, erhålles dessutom en ny styrvariabel i mas- ugnsdriften. Exempelvis vid kallgâng i en masugn kan den genom formorna tillförda energimängden ökas, varigenom en betydligt snabbare ändring i masugnens energibalans erhålles än vad som kan åstadkommas genom att öka koks- pâmatningen till masugnen, vilket hittills har varit det normala förfarandet.

Uppfinningen beskrives närmare nedan i anslutning till bifogade ritningar, på vilka visar en principskiss över PLASMABLAS¶šlpro- fig. 1 cessen, fig. 2 visar en utföringsform av uppfinningen och fig. 3 visar en lämplig utföringsform av ett munstycke för inblâsning av blästergas och exempelvis olja eller kolpulver i ugnen.

I fig. 1 visas således en principskiss för PLASMABLASfÉl -processen, applicerad på en masugn 1 som på sedvanligt sätt matas genom en öppning 2. Den avgående masugnsgasen ledes genom ledningen 3 till en icke visad gasrenare.

Från gasrenaren ledes gasen lämpligen via ledningen 4 till en ej heller visad värmeväxlare, exempelvis en s k cowper-apparat, och utsläppes sedan genom en skors- ten. Den inkommande, lämpligen förvärmda blästerluften ledes via ledningen 5 till en runt masugnsschaktet an- 8203563-5 ' ordnad ringtrumma 6, från vilken den ledes in i masugnen via ett antal grenledningar 7, 8 och formor 9, 10.

För att möjliggöra en höjning av temperaturen på till- _förd blästergas utnyttjas en s k plasmagenerator 11, vil- ken är shuntkopplad till ledningen 5 i den visade utfö- ringsformen. Genom plasmageneratorn passerar en gas ge- nom ledningen 13, i vilken en regleringsventil är anord- nad. En noggrann reglering av temperaturen på och mäng- den av blästergas till masugnen är därvid möjlig. En led- ning 13a för införande av kol, kolväten, koksugnsgas, vatten eller dylikt i formerna är ansluten till masugnens eundre del.

Den i fig. 1 visade utföringsformen är lämplig då bläs- .tergasen ej skall uppvärmas till mer än ca 1500°C. Vid 'blästertemperaturer däröver placeras lämpligen plasma- generatorn omedelbart i anslutning till forman, exempel- vis såsom visas i fig. 2, delsför att minska värmepâ- känningarna i blästerledningssystemet och dels för att minska värmeförlusterna.

Fig. 2 visar en del av en masugns bottenparti i anslut- ning till en forma 14, till vilken ett grenrör 15 från en ringtrumma 16 av samma slag som angivits i fig. 1 leder. A Den för överföring av den i plasmageneratorn alstrade värmeenergin använda gasen utgöres enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen av från reaktorns topp recirkulerad avgas. ' 8203563-5 Även blästergasen kan utgöras av toppgas från schaktet, varvid plasmageneratorn kan ingå en shuntledning av det slag som visas i fig. 1. Genom tillförselledningen 13 kan valfritt tillföras gas från någon annan källa, under förutsättning att den uppfyller de enligt uppfinningen uppställda kriterierna, varvid produkten av molfraktionen syre och molfraktionen kväve i den använda gasen skall vara mindre än eller lika med 0,02.

Plasmageneratorn placeras företrädesvis såsom visas i fig. 2, varvid en del av den från ringtrumman kommande blästergasen ledes via ett rör 17 genom en plasmagene- rator 18, vars utlopp är placerat i ledningen och riktat in mot forman 14. En ytterligare ledning 17a för till- försel av en plasmagas annan än blästergasen kan vara anordnad att utmynna i ledningen 17 framför plasmagene- ratorn. Ett rör 19 för tillförsel av exempelvis kolväten i den upphettade blästergasen är infört i ledningen 15 framför plasmageneratorns mynning, varvid kolvätestrâlen riktas in mot forman.

För oljeinjektionen gäller att den i princip kan utföras på samma sätt som sker vid flertalet av dagens masugnar.

En fördelaktig utföringsform av ett munstycke för insprut~ ningiav kol, kolväten, koksugnsgas, vatten eller dylikt samt hetgast från en plasmagenerator i en mas- ugn Visas i fig. 3. Runt mynningen av utblâsningsröret från plasmageneratorn är anordnat ett ringformigt munstycke 21 försett med ett antal hål för insprutning av t ex olja, som tillföres genom ledningen 22. I forman 23 blandas därvid olja, plasmagas från plasmageneratorn och sådan blästergas som ej passerat denna, se pilarna 24.

Uppfinningen belyses närmare nedan genom ett utförings- exempel. 8203563-5 Uppfinningen utprovades i en anläggning med en produk- tionskapacitet av cirka 30 ton râjärn per dygn.

Per ton producerat râjärn tillfördes till anläggningen men m3tn) luft förvärma till 9oo°c som blästergas och till plasmageneratorn tillfördes 60 m3üfl kall toppgas samt 330 kWh i form av elenergi. Efter plasmageneratorn tillfördes vidare 190 kg kolpulver, varigenom 240 kg av de normalt förbrukade 560 kg koks/ton producerat råjârn inbesparades.

Jämfört med konventionell teknik, där blästertemperaturen uppgår till ca 900°C, erhålles en produktionsökning på ca 24 %.

Claims (1)

1. 8203563-5 P a t e n t k r a V Sätt vid utnyttjande av plasmagenerator för höjning av blästertemperaturen i en för smältning och eventuell reduktion av metaller och/eller metalloxider avsedd schaktugn, k ä n n e t e c k n a t av att den i plasma- generatorn alstrade värmeenergin för att i huvudsak för- hindra kväveoxidbildning överföres från plasmageneratorn till blästergasen via en gentemot den för bearbetning av- sedda metallen inert eller oxiderande gas, varvid produk- ten av molfraktionen syre och molfraktionen kväve i den använda gasen är mindre än eller lika med 0,02.