TW442574B - Method for improving the energy input in the heating and melting of a scrap bulk - Google Patents

Description

五、發明說明（I ) 在廢鐵之加熱與熔化中之輸出限制步驟係為將能量傳 輸至該廢Hi塊。结果，該熔融相S例而言，在電弧爐之例 中，可由設置於割壁上之燃燒器（b u r ΙΪ e Γ )協肋進行。然而 *藉此等燃燒器所為Z至該廢鐵塊中之熟溥，因其所羥過 之大空隙體積廢_塊之熱導性不良而受限。因此*可由燃 燒器引入之能量限制於最大為諼鐵熔化所需總能量之1 (Π。 一已知之韃鏺熔化轉化器方法利甩K氧及精细區分之 煤進行操作之底部噴嘴而由下方開始熔化廢鐵柱。此可ί,吏 熱赞燒氣體之·熱最適地傳輸至該發鐵塊。在此方法之一變 化中，於加入廢鐵前將焦炭由轉化器底部加入，然後利用 氧使焦炭燃燒。在小的轉化器中，已證明於將近2 2 0 K g之 焦炭燃燒量下利用此方法可將廢鐵轉化為液態鋼。其它能 量透過氧氣噴射體所致之反應氣體燃燒而由上方傳輸至廢 :>坤 鐵° 在另一方法中，將一天然氣體或油氧燃燒器裝置於緊 鄱該轉化器底面上方之側壁中：·此方法的確可熔化_鏺， 担有枏當部分之銷被氧化，且該液ib之鐵必須於谨僅稍高 於熔點之溫度下由該轉化器中移出，Μ於不同容器中進行 後處理步驟。 歐洲專利0 3 5 G 9 δ 2 Α1 ( £ Ρ - A - 3 5 ΰ 9 8 2 )中揭示一種改 善駿鐵塊加熱與熔化期間能量輸入之方法。在此方法中， 利用具矛狀形式之燃燒器於該廢销塊中燒出一通道，然後 將氧氣矛插入該通道中。該矛之插入經證明質際上並無法 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -I 裝·----r---訂------— t-線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 «' ; Α7 _Β7_ 五、發明說明（L ) 執行。 溉路§之*應注意者為，在迄今已知之所有方法中， 尚未有可達成本質上由化石燃料（不論煤、油、或天然氣 )之懲燒將能量傳送至廢鐵塊，而不會伴隨強擾亂二級反 應並具所需之高熱效能者。 本發明之目的在於將能量於無擾亂二級反應之出琨下 Μ高的熟效率傳送至一廢鐵塊中 前述目的可藉一種改善廢鐵塊加熱與熔化期間能量輸 入之方法而達成*其於該廢镦塊中燒出一通道，而將廢鐵 塊加熱與溶化所用之其它能量經該通道輸入，其中該方法 之特徵在於該廢鐵塊中之通道係藉由熱的含氧氣體噴射體 而燒出。 吾入驚訝地發現，熟的含氧氣體嗔射體在僅僅幾分鐘 內即可於一廢截塊中燒出一通道。 因此，舉例而言，已可利用2GGGra3 /hr之熱的空氣噴 射與 140iTC 之通氣溫度（dr· aft temperature)、6QQra/s之 熱空氣噴,嘴出口遝度、K 5_ i (j Ο πι3 / h r天然氣之如人而於 3分鏵内Μ —中央噴嘴燒出直徑約2 0 c at、深度為3 a之通道〇 該賴鐵塊中之通道可宣獨利用熱的含氧氣體噴射體予 Μ馍出，而不加入化石燃料，然而，通道燃燒較佳在ib石 燃料之存在下進行。該化石燃料可存在該廢鐵塊中，但較 佳加至該氣髖噴射體中。應了解者為，將化石燃料加人晓 横塊中或加至氣fi啳射體中之兩種變化例可同時存在 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^-----r---^---------^ 442574 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_五、發明說明（） 可用作該化石燃料者主要為天然氣，亦可為石油、煤 與焦炭。' ib石燃料之添加最較佳維持低至可使自由氣仍然存在 於該氣體噴射體中。該自由氧有肋於廢鐵塊中開口之更快 遝形成。此外，一直存在於窮鐵瑰中之可燃物質將於該廢 _柱中燃境，而導致尤佳之能量利用。 天然氣尤其適合用作該化石燃料。S'i約2 8 0 (TC下，在 氧氣之燃燒期間内發生分解為自由基。此等氣體擴散入該 廢鐵塊内，並於較低之溫度下釋出其重組能量予ϋ鐵。此 情形可靠地確保了尤佳之能畺轉移。該火焰溫度應盡可能 高，較佳至少2 5 0 Q _;C。 在約1 - 2分鐘之初始相後，K最有效率之方式加入該化 石燃料，K確保氣體噴射體内之最後可能反應。因此，擧 例而言，K使該含氧氣髖噴射Μ發生弱漩渦之方式將天然 氣經由一噴嘴適度加入·:在煤之例中，較佳可使甩精细區 分後之煤中之最粗链可能_部分，亦即使用粒徑在ϋ . 1至1 Π1 ΙΒ 範圍内之煤，其基本上僅於泣於該氣體噴射疆所創造出之 通道内時燃燒。 熱空氣、含氣熱空氣、以及純氧均可用作該熱的含氧 氣體。在含氧氣體噴射體之洌中 > 較佳使氧氣含量達：)(Π。 然而，此最於所含之氧為冷氧時可增邡至較佳（5 ϋ X、從注射 噴嘴之方面觀之，其明顯地較易吹熱空氣f而非氧氣。熟 空氣可W陶磁噴嘴注射，但另一方面，氯則需要水冷式之 -5- -------- 1---^-----„---1 訂 *--------線 * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ；! 4 2 5 7 4 A? _B7_五、發明說明（4 ) π*1· rTUC U目0角 為了達到最高的可能熱效能，較佳將該含氧氣體噴射 W之溫度設足在盡可能高之溫度。1 g㈣t:至i 6 ΰ src間之溫 度已證明對熱空氣之例持别有利：然而，亦可育利地ί吏用 具更高溫度之氣體噴射體。該氣體嗔射體較佳具有至少5 0 0 r之溫度。相對而言，氧氣可毫無疑問地預熱達12 ϋ ire · 熱空氣Μ及含氧熱空氣之使用提珙了兩種較諸纯冷氧之注 射而言之棊本漫點：因為高速一該熱空氣具超過兩倍音速 之速度之结果- Μ及因為高量氣體，存在有基本上比纯氧 之引入為高之脈衝。該脈衝有助於開口之燒出。自由氧之 大量存在幫肋該開口之燃燒，而氮氣之存在提洪了遊免於 熔融期間氧化之特定保護作用。 然而，亦可使用純的熱氧。於較高之溫度下音速亦較 高，例如於12 ϋ Q ΐ；純氧下約為9 Q G in / s。因此，熱氧中亦可 得較高之脈®。 在通道懲燒開始時之實施上問題為具適當高速之氣體 噴射開始可能被廢_ η反射：因此，適合於基本上較 低之速度下（如音速之1 Q至3 0 %，低至約1 G 0 ®./ s )操作一 段短時間，大槪在丨分鐘到幾分鐘之範園内。亦建議於初始 相中使用高ib石燃料添加最ΰ 嗯強調者為，一冷區域直接形成於該氣體注射噴嘴前 。此可能導因於周圍空氣之柚吸作用。在任一例中，該廢 鐵均未？皮氧ib。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1 裝'----r---訂--------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印焚 B7_五、發明說明（< ) 在第一相之最適通道形成後，重要的是帶人盡可能多 的能最至通’道内。此較佳藉由最高之可能火焰溫度而達成 擧例而言*使用具2 8 G (TC火焰溫度之天然氣與熱空氣。 一同樣重要的準則為高的氣體噴射遝度：該氣體唄射 速度至少應為3 G 0 ni/ s :當使用氧氣噴射時，該速度至少應 為5 0 G m / s。氣體嗔射之出口速度較佳為音遝之5 G - IQ (U -音速隨溫度而升高*而於前述的高溫下，其约高於室溫下 音遝之3倍。 根據本發明方法之有利用途在於主要於該廢鐵熔融相 期間提供基本量之額外能量至一電弧爐。因此，擧例而言 ，將三個直徑S 0 m f之通氣注射嗔嘴裝設於一個1 Q G噸之電 弧爐側壁之上段區域中。此等噴嘴Μ每一噴噶2 Q ϋ Ο N η 3 /hr 之熱通氣流動祕及於熔融與繼而發生精煉相之期間內3 (U之 氧含量下操作，其中另外加入3 0 0 N m 3 / h r之冷氧至該熱通 氣噴射體中。該熱通氣溫度為1 4 Q Q T〕。K前述方式加入燃 料，其中於廢鐵熔化後，基本上只有反應肜成之氣體仍被 該熱空氣嗔射體吸入，因此不需進一步添加燃科至該熱通 氣噴射體中。灶等噴嘴經安排而使其K向下偏斜约1Q (之角 度吹人爐壁與電掻間之空間。該等噴射體應排列以撺擊底 部處之一點，而疲態鋼於此處聶快速形成。若該噴射體經 該短鐵柱燃燒後撞擊耐火物筲，此物質可於短時間內熔ib 。此亦發生於電强爐之水冷式測壁 一般而言，氣體引入噴嘴可裝設於任何地方，但較佳 ------------^·—---„----訂 -------* f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 442574 A7 _B7_五、發明說明（& ) 裝設於該浴表面（b a t h s u r f a c e )上方至少3 Q c m處一當使用 氧氣時，裝’設於該浴表面上方至少8 G c m處。 在配備有根據本發明装置之電强爐中*電能之消耗由 4 3 G k W h降至2 S 0 k W h熔ib時間同時虫5 8分鐘降至4 2分鐘 另一適合之簧施例包括在通道中使用兩個吹向栢反方 问之熱通氣噴射體Μ取代蜇一之噴嘴，结果三個測壁中之 注射位置得致總共六個注射噴射體。 根撺本發明之方法不僅適用於電弧訄。藉鐵科亦可根 據本發明之方法熔化而不需使用額外之其它能源。然後必 須將i'b石能源Μ適當彤式引入廢鐵塊中，例如每頓廢鐵填 入约i 0 G k g之煤。一部分之煤可於液體坑形成時即透過嗔 嘴吹入。熔融後，該嗔射體K已知之方式作用，作為額外 能量輸入之後燃燒噴射體，Μ垤到所需之噴出溫度 (tapping temperature) 該熱空氣較佳利用為本目的所發展之裝置製造，即P C T W ϋ 3 3 / 3 2 3 5 8 5中所述之稱為祖面加熱器（p e b b 1 e h e a t . e ι〇之 装置：該粗丽加熱器較佳直接裝設於容器上，該等注射噴 嘴附近。 (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 襄*----Γ---訂---------I . -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 442574 A8 B8 C8 D8 Γ 修正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 1 · 一種改善鹺镦塊加熱與熔化期間能量輸入之方法 ，其於一秦塊中燒出一通道，而將窫鐵塊加熱與熔化所 用之其它能量經該通道輸入，其中該方法之特徵在於該廢 _塊中之通道燥藉由熱的含氧氣髖嚯射體而燒出，且其中 該氣體噴射體之溫度為至少5 I] 0 t。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該通道像 於fb石燃料之存在下燃燒形成於該_ m瑰中 3 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該化 石燃料係用作該氣體嗔射體。 4 ·根據申請專利範圍Μ 1或2項之方法，其中將一 熱的空氣噴射體用作該氣體噴射體。 5 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中熱的 空氣噴射體用作該氣體噴射體時含達30Χ之氧氣。 6 ·根撺申請專利範圍第1或2項之方法，其中熱的 空氣噴射體用作該氣體噴射體時含達6 (U之冷氧氣。 7 ·拫據串請專利範圍第1或2項之方法，其中該氣 體噴射體之溫度為1 0 0 0 t'至1 6 0 0 ;C:。 8 ·根據申請專利範園第1或2項之方法，其中該氣 體嗔射體之出口速度為音速之50至100%。 9 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法•其中該氣 體唄射體之逑度為至少3 Q 0 ® / s。 1 ◦.根據申請專利範圍第〖或2項之方法《其中氧 氣噴射體之速度為至少5 0 0 «I / s。 -1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I-----------k·----- I 1 訂· — li I —--* *5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7' 5 8 0^88 AKCD 六、申請專利範圍 1 1 •根撺申請專利範圍第1或2項之方法，其中初 始相中之該氣體噴射體之速度為音速之1 〇至3 ΰ《：. 1 2 >根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中加 入該氣髖噴射韓中之化石燃料基本上只在該氣髖噴射體所 釗造出之通道中燃燒: ------------- 衣--------訂---------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 公告本 申請曰期 /(·' t、丨y 案 號 麵 別 (以上各襴由本局填註）

   442574 經濟部智S时4苟資工消費合作杜印製 霉J專利説明書 發明d於 一、新型名稱 中文 改善廢鐵塊加熱與熔化期間能量輪入之方沄 英文 METHOD FOR IMPROVING THE ENERGY [NPUT IN THE HEATING AND MELTING OF A SCRAP BULK 姓名 i.卡爾.波H曼 2 .丹尼爾.得洛夏 -發明又 一' _ 國籍 1. 德國 2. 法國 住、居所 1,德國92224安堡，雪佛街34號 2 .法國9 219 0莫登，莫里斯，丹尼斯廣場1號 姓名 (名稱） 液體空氣.喬治斯.克勞帝方法研究開發股份有限公司 國 籍 法國 三、申請人 住、居所 (事務所） 法國7 53 Π巴黎市，凱道寶75號 代表人 姓名 提瑞.鲧奥爾 -卜 裝------ΐτ------^ 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS > Α4現格（210 X 297公釐） 442574 A8 B8 C8 D8 Γ 修正 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 1 · 一種改善鹺镦塊加熱與熔化期間能量輸入之方法 ，其於一秦塊中燒出一通道，而將窫鐵塊加熱與熔化所 用之其它能量經該通道輸入，其中該方法之特徵在於該廢 _塊中之通道燥藉由熱的含氧氣髖嚯射體而燒出，且其中 該氣體噴射體之溫度為至少5 I] 0 t。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法，其中該通道像 於fb石燃料之存在下燃燒形成於該_ m瑰中 3 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中該化 石燃料係用作該氣體嗔射體。 4 ·根據申請專利範圍Μ 1或2項之方法，其中將一 熱的空氣噴射體用作該氣體噴射體。 5 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法，其中熱的 空氣噴射體用作該氣體噴射體時含達30Χ之氧氣。 6 ·根撺申請專利範圍第1或2項之方法，其中熱的 空氣噴射體用作該氣體噴射體時含達6 (U之冷氧氣。 7 ·拫據串請專利範圍第1或2項之方法，其中該氣 體噴射體之溫度為1 0 0 0 t'至1 6 0 0 ;C:。 8 ·根據申請專利範園第1或2項之方法，其中該氣 體嗔射體之出口速度為音速之50至100%。 9 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法•其中該氣 體唄射體之逑度為至少3 Q 0 ® / s。 1 ◦.根據申請專利範圍第〖或2項之方法《其中氧 氣噴射體之速度為至少5 0 0 «I / s。 -1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I-----------k·----- I 1 訂· — li I —--* *5^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)