DE19648306A1 - Verfahren zum Verarbeiten einer Schredder-Leicht-Fraktion in einer Schmelze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten einer Schredder-Leicht-Fraktion in einer Schmelze, insbesondere beim Herstellen einer Metallschmelze, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt (DE-A-44 02 025), schadstoffbelastete kohlenstoffhältige, bei der Entsorgung von Altfahrzeugen als Schredder-Leicht-Fraktion anfallende Stoffe in spezieller Weise in ein Granulat aufzubereiten und pneumatisch in die Hochtemperaturzone eines metallurgischen Schachtofens einzuleiten. Eine Schredder-Leicht-Fraktion wird bei der Entsorgung von Alttransportmitteln und sonstigen Altgeräten gebildet, also beispielsweise bei der Entsorgung von Motorrädern, Kraftfahrzeugen, Eisenbahnwaggons, etc. Hierzu werden die Altgeräte bzw. Alttransportmittel geschreddert. Die hierbei anfallende und hauptsächlich organische Stoffe enthaltende Leichtfraktion wird gemahlen und aufbereitet, um sie von Metallteilen weitestgehend zu befreien und weiterverarbeiten zu können.

Die Leichtfraktion ist von verschiedenen Materialien gebildet, wie Webstoffen, Kunststoffen verschiedenster Art, Kunstleder, Schaumstoff, Verkleidungselementen aus Kunststoff oder Cellulose, wie Konsolen, Armaturenbrettern, Tür- und Dachverkleidungen, Dichtungen etc. Die Struktur einer Schredder-Leicht-Fraktion ist demgemäß fasrig bis körnig, wobei der Faseranteil von den Gewebefasern der Webstoffe und die körnige Struktur in erster Linie durch Aufmahlen der kompakten Kunststoffteile gebildet werden.

Es ist wesentlich, die Schredder-Leicht-Fraktion in einer Hochtemperaturzone zu verarbeiten, wobei Temperaturbereiche bis 800°C nach Möglichkeit rasch durchschritten werden sollen, da es hierbei zu einer Verschwelung unter Bildung von Dioxinen und Furanen kommen kann. Gemäß der DE-A-44 02 025 erfolgt die Verarbeitung der Schredder-Leicht-Fraktion durch Umwandeln in eine neue Struktur mittels Extrudieren. Das hierbei gebildete Granulat wird weiter zerkleinert und pneumatisch in die Hochtemperaturzone eines metallurgischen Schachtofens, wie eines Hochofens, eingebracht.

Es ist prinzipiell bekannt (DE-C-42 38 020), pneumatisch förderbare pulverförmige Stoffe über eine oder mehrere Multimediadüsen in ein metallurgisches Gefäß einzubringen, wobei Multimediadüsen entweder unterhalb oder oberhalb der Badoberfläche angeordnet sind. So ist in der DE-C-42 38 020 vorgeschlagen, gemahlenen Koks in Suspension mit Stickstoff zentral durch eine Multimediadüse einzuleiten, wobei außenseitig konzentrisch zu dem Koks- Stickstoffstrahl Sauerstoff und wiederum außenseitig konzentrisch zum Sauerstoff Luft und zur Luft außenseitig wiederum konzentrisch ein weiteres Schutzmedium, wie Erdgas, in das metallurgische Gefäß eingeblasen werden. Ein starker Abbrand solcher Multimediadüsen läßt sich hierbei nicht verhindern, zumal Koksstaub, Sauerstoff und Erdgas eine sehr hohe Flammtemperatur ergeben. Ins besondere kommt es zu einem vorzeitigen Verschleiß von die Multimediadüse umgebendem feuerfestem Auskleidungsmaterial.

Aus der DE-C-42 38 020 ist es weiterhin bekannt kontaminiertes pulverförmiges Material durch Beimischen zum pulverförmigen Koks oder über weitere Medieneinleitungskanäle der Multimediadüse in das metallurgische Gefäß einzubringen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Verarbeiten einer Schredder-Leicht-Fraktion, insbesondere zum Einbringen einer Schredder-Leicht-Fraktion in eine Schmelze, zu schaffen, das wenig aufwendig ist und keine besondere Vor- bzw. Nachbehandlung der Schredder-Leicht-Fraktion erfordert, bei dem eine Einrichtung zum Einbringen der Schredder-Leicht-Fraktion in die Schmelze eine lange Standzeit aufweist, so daß Reparaturen und ein Stillsetzen eines die Schmelze aufnehmenden metallurgischen Gefäßes nur in sehr großen Zeitabständen notwendig sind, und bei dem insbesondere für eine hohe Förderleistung mit relativ geringen Mengen an Fördergas und Schutzgas das Auslangen gefunden werden kann, so daß in dem metallurgischen Gefäß ablaufende metallurgische Prozesse weitgehend unbeeinflußt bleiben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Schredder-Leicht-Fraktion in die Schmelze mit Hilfe eines Trägergases unter Bildung eines Hauptstrahles und weiters Sauerstoff unter Bildung eines Nebenstrahles eingeblasen werden und daß der Hauptstrahl und Nebenstrahl von einem Gasstrahl, gebildet von aus Kohlenwasserstoffgas und/oder Inertgas oder Gemischen davon bestehendem Schutzgas, an der Eintrittsstelle in die Schmelze umgeben werden.

Die Schredder-Leicht-Fraktion beinhaltet eine hohe Crackenergie. Es kommt zwischen dem zugeführten Kohlenwasserstoffgas und der Schredder-Leicht-Fraktion zu Crackprozessen, die an der Eintrittsstelle der Schredder-Leicht-Fraktion in die Schmelze eine so große Kühlwirkung ergeben, daß sich um die Eintrittsstelle der Schredder-Leicht-Fraktion (Hauptstrahl) ein massiver poröser Pilz aus erstarrter Schmelze bildet, der die Eintrittsstelle und das die Eintrittsstelle umgebende feuerfeste Material sowohl vor Erosion durch die Badbewegung der Schmelze als auch vor Oxidation durch den eingebrachten Sauerstoff schützt.

Vorzugsweise wird die Schredder-Leicht-Fraktion in eine Metallschmelze, insbesondere eine Stahlschmelze, eingeblasen. Hierbei ergibt sich eine besonders gute energetische Nutzung der eingeblasenen Schredder-Leicht-Fraktion. Das sich im Metallbad bildende Kohlenmonoxid steigt durch die Schmelze auf und kann nach Austritt aus der Schmelze im Ofeninnenraum zu Kohlendioxid nachverbrannt werden, wofür zweckmäßig im Ofeninnenraum Sauerstoff zur Verfügung gestellt wird. Diese Nachverbrennung ermöglicht eine effiziente Schrottaufheizung.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Schredder-Leicht-Fraktion in den Bereich einer eine Metallschmelze bedeckenden Schlackenschicht eingeblasen. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die die Schredder-Leicht-Fraktion einbringenden Düsen eine längere Lebensdauer aufweisen, da sie besser geschützt und weniger zerstörenden Angriffen ausgesetzt sind als bei Anordnung unterhalb des Metall-Schmelzenbadspiegels. Hierdurch ist die Gefahr eines Ofendurchbruchs besonders gering.

Die Crackenergie der eingeblasenen Schredder-Leicht-Fraktion entzieht der Eintrittsstelle soviel Wärmeenergie, daß während des Einblasens der Schredder-Leicht-Fraktion als Schutzgas ein Stickstoff-Erdgas-Gemisch, vorzugsweise gemischt in einem Verhältnisbereich 2 : 1 bis 5 : 1, eingesetzt werden kann.

Hierbei enthält die Schredder-Leicht-Fraktion als Haupt-Elemente C, H₂, N₂, S, vorzugsweise C in 20% der Gesamt-Elementenmenge.

Zweckmäßig wird als Trägergas Luft und/oder Stickstoff und/oder Inertgas eingesetzt. Das Einsetzen von Luft ist besonders kostengünstig, insbesondere auch zum Freihalten der Eintrittsstelle für den Fall, daß die Schredder-Leicht-Fraktion-Einbringung unterbrochen wird.

Vorzugsweise wird Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) zumindest bis in die Nähe der Einbringstelle in die Schmelze mechanisch gefördert.

Eine besonders effiziente energetische Nutzung der Schredder-Leicht-Fraktion ergibt sich, wenn diese in eine Stahlschmelze unterhalb des Stahl-Schmelzenbadspiegels eingeblasen wird.

Vorzugsweise wird zur Erzielung einer langen Lebensdauer der Einbringdüsen Schredder- Leicht-Fraktion in eine eine Stahlschmelze bedeckende Schlackenschicht unterhalb des Schlacken-Badspiegels und oberhalb des Stahl-Schmelzenbadspiegels eingeblasen.

Vorzugsweise werden die je Zeiteinheit in die Schmelze eingebrachte Menge an Schredder- Leicht-Fraktion mitsamt Trägergas als auch die Menge des Schutzgases überwacht und die Mengen aufeinander abgestimmt. Hierdurch gelingt es, ein Zuwachsen der Eintrittsstelle, das leicht stattfinden kann, da die Flüssigbadtemperatur der Schmelze während des Einschmelzens in einem Elektro-Lichtbogenofen immer nahe bei der Liquidustemperatur liegt, zu verhindern.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Mengen an Schredder-Leicht-Fraktion zu Schutzgas in einem Bereich von 50 bis 200 kg/Nm³.

Ein Zuwachsen der Eintrittsstelle für die Schredder-Leicht-Fraktion wird auch vorteilhaft dadurch verhindert, daß der Druck des Hauptstrahles vor dessen Einmünden in die Metallschmelze in Abhängigkeit der Fördermenge an Schredder-Leicht-Fraktion überwacht wird und daß ein unbeabsichtigtes Ansteigen des Druckes durch Erhöhen der Sauerstoffmenge wieder auf das gewünschte Niveau gebracht wird.

Zweckmäßig liegt das Verhältnis der Mengen Schredder-Leicht-Fraktion zu Sauerstoff in einem Bereich, der, für eine stöchiometrische Verbrennung der Schredder-Leicht-Fraktion ausreichend ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil beim Einschmelzen von Schrott mit elektrischer Lichtbogenenergie einsetzen, wobei zweckmäßig Schredder-Leicht- Fraktion während des gesamten Schrotteinschmelzens in die Metallschmelze eingebracht wird.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine in einem metallurgischen Gefäß eingesetzte Mehrkanaldüse, die einen Kanal, in den Schredder-Leicht-Fraktion und ein Trägergas einspeisbar sind, und einen weiteren Kanal zur Zufuhr von Sauerstoff aufweist, wobei beide Kanäle außenseitig von einem Ringkanal umgeben sind, in den ein Schutzgas einspeisbar ist.

Zweckmäßig ist der Kanal für die Schredder-Leicht-Fraktion von einem den weiteren Kanal bildenden Ringkanal und dieser vom äußeren, das Schutzgas leitenden Ringkanal umgeben.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Mehrkanaldüse mit einem in einem zentralen Kanal angeordneten, vorzugsweise verdrillten, Einsatz zur Bildung mindestens zweier Kanäle ausgebildet ist, wobei über mindestens einen der Kanäle Schredder-Leicht-Fraktion mittels eines Trägergases und über mindestens einen der Kanäle Sauerstoff förderbar sind und wobei weiters vorteilhaft der Einsatz im Querschnitt von vier sektorförmigen Kanälen, die zusammen einen Kreisflächen-Querschnitt bilden, gebildet ist.

Vorzugsweise sind die Kanäle mit Druckmeßgeräten sowie mit Durchflußmengen-Meßgeräten ausgestattet, wo bei vorteilhaft die Druckmeßgeräte und Durchflußmengen-Meßgeräte über eine Steuer- oder Regeleinrichtung gekoppeit sind.

Es ist von Vorteil, wenn zur Unterstützung der Förderung der Schredder-Leicht-Fraktion im zuständigen Kanal eine mechanische Fördereinrichtung, wie eine Förderschnecke, vorgesehen ist.

Vorzugsweise ist ein einen zentralen Kanal bildendes Zentralrohr in Längsrichtung verschiebbar ausgebildet.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkanaldüse in einer Höhe unterhalb des für das metallurgische Gefäß vorgesehenen Schmelzenbadspiegels, wie des Metall-Schmelzenbadspiegels oder des Schlackenbadspiegels, angeordnet ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Elektro-Lichtbogenofen mit abgenommenem Deckel und die Fig. 2 bis 8 unterschiedlich gestaltete Einrichtungen zum Einbringen der Schredder-Leicht-Fraktion veranschaulichen. Die Fig. 2, 4 und 6 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Einbringen der Schredder-Leicht-Fraktion nach jeweils einer Ausführungsform. Die Fig. 3, 5 und 7 stellen jeweils Ansichten von entlang der Linien III-III, V-V und VII-VII der Fig. 2, 4 und 6 geführten Schnitten dar. Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform in Stirnansicht. Die Fig. 9 und 10 veranschaulichen jeweils einen Detailschnitt durch einen Elektro-Lichtbogenofen mit unterschiedlich angeordneten Einbringdüsen.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten und als Elektro-Lichtbogenofen 1 ausgebildeten metallurgischen Gefäß wird eine Metallschmelze, wie eine Stahlschmelze 2, durch Einschmelzen von Schrott mit Hilfe elektrischer Energie, die über die Graphitelektroden 3 eingebracht wird, gebildet. Die Stahlschmelze 2 sammelt sich im Unterteil 4 des Elektroofens 1, in den vorzugsweise unterhalb des Stahl-Badspiegels oder im Schlackenbereich, vorzugsweise unterhalb des Schlacken-Badspiegels, mehrere Mehrkanaldüsen 5 einmünden, über die eine Schredder-Leicht-Fraktion (in den Figuren mit "SLF" bezeichnet) in die Metallschmelze 2 eingebracht werden kann.

Eine solche Mehrkanaldüse 5 kann beispielsweise, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ausgebildet sein. Diese Düse 5 weist zur Bildung eines zentralen Kanales 6 zur Zuführung von Sauerstoff ein Zentralrohr 7 auf. Dieses ist von einem Ringkanal 8, der eine entsprechend der Schredder-Leicht-Fraktion entsprechend große Spaltbreite 9 aufweist, umgeben und der außenseitig von einem Mantelrohr 10 begrenzt ist.

Die Schredder-Leicht-Fraktion wird beispielsweise mittels Luft oder Stickstoff durch den Ringkanal 8 in das Innere des metallurgischen Gefäßes 1 gefördert. Der Ringkanal 8 ist zur Bildung eines weiteren Ringkanales 11 mit geringer Spaltbreite von einem weiteren Mantelrohr 12 umgeben, durch welchen Ringkanal 11 ein Gasstrahl 13, gebildet von Schutzgas, bestehend aus Kohlenwasserstoffgas und/oder Inertgas oder Gemischen davon, in den Elektroofen 1 eingeleitet wird. (Dieses Kohlenwasserstoffgas kann vorzugsweise mit Stickstoff gemischt sein.) Es kommt somit zur Bildung eines Hauptstrahles 14, der von der Schredder-Leicht- Fraktion und dem Trägergas gebildet ist, sowie zur Bildung eines Sauerstoff-Nebenstrahles 15. Beide Strahlen 14 und 15 sind vom Gasstrahl 13 gebildet von Schutzgas mantelförmig umgeben. Das mittig angeordnete Zentralrohr 7, durch das Sauerstoff zugeleitet wird, kann vorzugsweise gegenüber dem Mantelrohr 12 in Längsrichtung, d. h. axial, verschiebbar angeordnet sein.

Gemäß der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform wird die Schredder-Leicht- Fraktion mit Hilfe des Trägergases durch das - in diesem Fall größer dimensionierte - Zentralrohr 7 in das metallurgische Gefäß 1 eingebracht. Dieses Zentralrohr 7 ist von dem ersten Mantelrohr 10 umgeben, das mit dem Zentralrohr 7 einen Ringkanal 8 geringer Breite bildet, durch den Sauerstoff eingeblasen wird. Außenseitig ist wiederum ein Mantelrohr 12 vorgesehen, durch das ein sowohl den Hauptstrahl 14 als auch den Nebenstrahl 15 umgebender Gasstrahl 13, gebildet von Schutzgas, in das metallurgische Gefäß 1 eingeleitet wird. Wie in Fig. 4 strichliert dargestellt, kann innerhalb des Zentralrohres noch ein mittig angeordnetes Sauerstoff-Zuführungsrohr 16 für die zusätzliche Einbringung von Sauerstoff vorgesehen sein, das gegebenenfalls gegenüber dem Zentralrohr 7 in Achsrichtung verschiebbar ist.

Gemäß der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform wird wiederum die Schredder- Leicht-Fraktion mit Hilfe eines Trägergases durch das Zentralrohr 7 eingeblasen, wobei jedoch gegebenenfalls Sauerstoff bereits zugemischt wird, wie durch den Pfeil 17 angedeutet. Mittig im Zentralrohr 7 ist zwecks Unterstützung der Schredder-Leicht-Fraktion-Förderung eine mechanische Fördereinrichtung, die als Förderschnecke 18 ausgebildet ist, vorgesehen. Diese endet jedoch vor der Einmündung des Zentralrohres 7 in das metallurgische Gefäß 1.

In Fig. 8 ist eine Mehrkanaldüse 5 mit mehreren zentral liegenden Zuführkanälen 19 und 20 dargestellt. Das Zentralrohr 7 ist durch einen im Querschnitt kreuzförmigen Einsatz 21, der über die Länge des Zentralrohres 7 zweckmäßig verdrillt ist, in vier Sektorquerschnitte aufweisende Zuführkanäle 19 und 20 unterteilt. Durch jeweils einander gegenüberliegende Zuführkanäle 19 bzw. 20 wird Schredder-Leicht-Fraktion mit Hilfe eines Trägergases sowie Sauerstoff in das metallurgische Gefäß 1 eingeblasen. Hier ist nur ein Mantelrohr 12 zur Bildung des Kohlenwasserstoff-Gasstrahles 13 vorgesehen.

Der Druck für die gasförmigen Medien liegt vorteilhaft in folgenden Bereichen:

• - für Sauerstoff zwischen 8 und 12 bar,
• - für Stickstoff und Kohlenwasserstoffgas zwischen 4 und 9 bar und
• - für die Schredder-Leicht-Fraktion fördernde Druckluft zwischen 4 und 7 bar.

Die mit Schredder-Leicht-Fraktion in Kontakt gelangenden Teile der erfindungsgemäßen Mehrkanaldüse, wie das Zentralrohr 7 und das Mantelrohr 10, sind aus Edelstahl gefertigt und mit Tonerde (Al₂O₃) beschichtet, wobei die Endbereiche dieser Rohre 7 und 10 auch zur Gänze aus Tonerde gebildet sein können. Das äußere Mantelrohr 12 kann hingegen auch von Stahl der Qualität St37 oder Edelstahl gebildet sein.

Die Mehrkanaldüse 5 mündet entweder senkrecht oder leicht schräg durch den Boden in das metallurgische Gefäß 1 oder durch eine Seitenwand, wobei sie unter ± 45°, bevorzugt zwischen +15 und -35°, gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist. (Hierbei bedeutet "-" eine Neigung der Düsenspitze nach unten, also zum Boden des metallurgischen Gefäßes 1).

Die Anzahl der Mehrkanaldüsen 5 richtet sich nach der Ofengeometrie, der Ofengröße und nach den Durchsatzmengen pro Mehrkanaldüse 5. Gemäß Fig. 1 sind drei durch die Seitenwand des Unterteiles 4 des metallurgischen Gefäßes 1 ragende Mehrkanaldüsen 5 vorgesehen.

Anhand der Fig. 9 und 10 ist zu erkennen, in welcher Höhenlage die Mehrkanaldüsen 5 eingesetzt sind. Gemäß der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform sind die Mehrkanaldüsen 5, von denen lediglich eine in schematischer Darstellung veranschaulicht ist, unterhalb des Stahl-Schmelzenbadspiegels 22 vorgesehen, d. h. die gefäßinnenseitige Mündung 23 der Mehrkanaldüse 5 befindet sich - bei Vorhandensein von Stahlschmelze 2 in einer der Abstichmenge entsprechenden Menge - innerhalb des Höhenbereiches 24, der von der Stahlschmelze 2 eingenommen wird. Die Mehrkanaldüse 5 durchsetzt den Metallaußenmantel 25 sowie die feuerfeste Ausmauerung 26 des metallurgischen Gefäßes 1 von der Seite her. An der innenseitigen Mündung 23 der Mehrkanaldüse 5 bildet sich, wie weiter oben beschrieben, ein massiver poröser Pilz 27 aufgrund der durch die Schredder-Leicht-Fraktion verursachten Crack-Prozesse.

Die Stahlschmelze 2 ist von einer flüssigen Schlackenschicht 28 bedeckt. In die Stahlschmelze chargierter Schrott ist mit 29 bezeichnet. Die sich in der Stahlschmelze 2 bildenden Kohlenmonoxidgase steigen durch die Schmelze 2 bzw. 28 auf und werden im Ofeninnenraum 30, also nach Durchtritt durch die Schlackenschicht 28, zu Kohlendioxid oxidiert, soferne im Ofeninnenraum 30 für einen entsprechenden Sauerstoffgehalt gesorgt ist. Dies kann beispielsweise durch nicht näher dargestellte Sauerstoff-Einblasdüsen bewirkt werden. Die hierbei frei werdende Wärme kann sehr effizient zum Aufheizen des Schrottes 29 genützt werden.

Gemäß Fig. 10 ist eine Manteldüse 5 in einer derartigen Höhe 31 des metallurgischen Gefäßes 1 angeordnet, daß die Mündung 23 der Manteldüse 5 im Bereich der Schlackenschicht 28 unterhalb des Schlacken-Badspiegels 32 liegt, soferne sich im Gefäß eine der Abstichmenge entsprechende Menge an Stahlschmelze 2 befindet. Hierbei ist die Mündung 23 der Mehrkanaldüse 5 geringeren Angriffen ausgesetzt als bei Anordnung unterhalb des Stahl- Schmelzenbadspiegels 22, so daß eine noch längere Haltbarkeit der Manteldüse erzielbar ist.

Mit einer erfindungsgemäßen Mehrkanaldüse 5 läßt sich Schredder-Leicht-Fraktion in einer Menge von 20 bis 200 kg je Minute in das metallurgische Gefäß 1 einbringen. Hierbei liegt der Kohlenwasserstoffgas-Verbrauch zwischen 15 und 100 Nm³/h, der Stickstoffbedarf zwischen 30 und 250 Nm³/h und als Fördermedium eingesetzte Luft wird in einer Menge von 100 bis 3.000 Nm³/h benötigt. Der Druck der als Fördermedium eingesetzten Luft liegt während der Förderung der Schredder-Leicht-Fraktion zwischen 3,6 und 4,5 bar, er kann bei Aussetzen der Schredder-Leicht-Fraktion-Förderung auf 1,2 bis 1,6 bar abgesenkt werden.

Der Eintrag an Sauerstoff, Kohlenwasserstoffgas, Stickstoff und Luft variiert in Abhängigkeit der Fließfähigkeit, der chemischen Zusammensetzung und der spezifischen Fördermenge der Schredder-Leicht-Fraktion.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Leistungssteigerung sowie Einsparung an elektrischer Energie bei Einsatz in einem der Stahlerzeugung durch Schrotteinschmelzen dienenden metallurgischen Gefäß 1. Hierbei ist eine reproduzierbare und möglichst früh einsetzende Kohlenmonoxid-/-dioxid-Entwicklung zweckmäßig, die durch ein konstantes Einbringen von Schredder-Leicht-Fraktion bewirkt wird. Es ergeben sich Einsparungen an elektrischer Schmelzenenergie in der Größenordnung von bis zu 200 kwh/t und/oder eine Verkürzung der Einschmelzzeit.

Claims (26)

1. Verfahren zum Verarbeiten einer Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) in einer Schmelze (2, 28), insbesondere beim Herstellen einer Metallschmelze (2), dadurch gekennzeichnet, daß Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) in die Schmelze (2, 28) mit Hilfe eines Trägergases unter Bildung eines Hauptstrahles (14) und weiters Sauerstoff unter Bildung eines Nebenstrahles (15) eingeblasen werden und daß der Hauptstrahl (14) und Nebenstrahl (15) von einem Gasstrahl (13), gebildet von aus Kohlenwasserstoffgas und/oder Inertgas oder Gemischen davon bestehendem Schutzgas, an der Eintrittsstelle in die Schmelze (2, 28) umgeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schredder-Leicht- Fraktion (SLF) in eine Metallschmelze (2), insbesondere eine Stahlschmelze, eingeblasen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schredder-Leicht- Fraktion (SLF) in den Bereich einer eine Metallschmelze (2) bedeckenden Schlackenschicht (28) eingeblasen wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzgas ein Stickstoff-Erdgasgemisch, vorzugsweise gemischt in einem Verhältnisbereich 2 : 1 bis 5 : 1, eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) als Haupt-Elemente C, H₂, N₂, S, vorzugsweise C in 20% der Gesamt-Elementenmenge, enthält.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägergas Luft und/oder Stickstoff und/oder Inertgas eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) zumindest bis in die Nähe der Einbringstelle in die Schmelze (2, 28) mechanisch gefördert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) in eine Stahlschmelze (2) unterhalb des Stahl- Schmelzenbadspiegels (22) eingeblasen wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) in eine eine Stahlschmelze bedeckende Schlackenschicht unterhalb des Schlacken-Badspiegels und oberhalb des Stahl-Schmelzenbadspiegels (22) eingeblasen wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die je Zeiteinheit in die Schmelze (2, 28) eingebrachte Menge an Schredder-Leicht- Fraktion (SLF) mitsamt Trägergas als auch die Menge des Schutzgases überwacht werden und die Mengen aufeinander abgestimmt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Mengen an Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) zu Schutzgas in einem Bereich von 50 bis 200 kg/1 Nm³.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Hauptstrahles (14) vor dessen Einmünden in die Schmelze (2, 28) in Abhängigkeit der Fördermenge an Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) überwacht wird und daß ein unbeabsichtigtes Ansteigen des Druckes durch Erhöhen der Sauerstoffmenge wieder auf das gewünschte Niveau gebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Mengen Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) zu Sauerstoff in einem Bereich liegt, der für eine stöchiometrische Verbrennung der Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) ausreichend ist.

14. Verfahren zum Herstellen von Stahl durch Einschmelzen von Schrott (29) mit elektrischer Lichtbogenenergie unter Verwendung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) während des gesamten Schrotteinschmelzens in die Schmelze (2) eingebracht wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Unterbrechung des Schredder-Leicht-Fraktion-Einbringens der Hauptstrahl (14) von einem Freihaltegas, vorzugsweise Stickstoff oder Luft, gebildet wird.

17. Einrichtung zum Durchführen eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine in einem metallurgischen Gefäß (1) eingesetzte Mehrkanaldüse (5), die einen Kanal (8, Fig. 2; 6, Fig. 4, 5; 20, Fig. 8), in den Schredder- Leicht-Fraktion (SLF) und ein Trägergas einspeisbar sind, und einen weiteren Kanal (6, Fig. 2; 8, Fig. 4, 5; 19, Fig. 8) zur Zufuhr von Sauerstoff aufweist, wobei beide Kanäle außenseitig von einem Ringkanal (11) umgeben sind, in den ein Schutzgas einspeisbar ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (6) für die Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) von einem den weiteren Kanal bildenden Ringkanal (8) und dieser vom äußeren, das Schutzgas leitenden Ringkanal (11) umgeben ist (Fig. 2, 3).

19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung als Mehrkanaldüse (5) mit einem in einem zentralen Kanal angeordneten, vorzugsweise verdrillten, Einsatz (21) zur Bildung mindestens zweier Kanäle (19, 20) ausgebildet ist, wobei über mindestens einen der Kanäle (20) Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) mittels eines Trägergases und über mindestens einen der Kanäle (19) Sauerstoff förderbar sind (Fig. 8).

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (21) im Querschnitt von vier sektorförmigen Kanälen (19, 20), die zusammen einen Kreisflächen- Querschnitt bilden, gebildet ist.

21. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (6, 8, 11, 19, 20) mit Druckmeßgeräten ausgestattet sind.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (6, 8, 11, 19, 20) mit Durchflußmengen-Meßgeräten ausgestattet sind.

23. Einrichtung nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßgeräte und Durchflußmengen-Meßgeräte über eine Steuer- oder Regeleinrichtung gekoppelt sind.

24. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Förderung der Schredder-Leicht-Fraktion (SLF) im zuständigen Kanal (6) eine mechanische Fördereinrichtung, wie eine Förderschnecke (18), vorgesehen ist (Fig. 6).

25. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen zentralen Kanal (6) bildendes Zentralrohr (7, Fig. 2; 16, Fig. 4) in Längsrichtung verschiebbar ausgebildet ist.

26. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkanaldüse (5) in einer Höhe unterhalb des für das metallurgische Gefäß (I) vorgesehenen Schmelzenbadspiegels, wie des Metall-Schmelzenbadspiegels (22) oder des Schlackenbadspiegels (32), angeordnet ist.