DE3733999A1 - Einblasen von kohlenstaub in den kupolofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Einblasen von Kohlenstaub in den Kupol­ ofen.

Bereits in den zwanziger und dreißiger Jahren dieses Jahrhunderts wurde die Überlegung geboren, im Kupolofen einen Teil des Kokses durch Kohle zu ersetzen. Die ersten Bemühungen in diese Richtung werden auf die Firma Babcock in Oberhausen zurückgeführt. Seinerzeit bestanden große Schwierigkeiten bei der Koksbeschaffung. Deshalb wurden bei Babcock Versuche unternommen, Brennstaubzusatzfeuerungen, wie sie von anderen Öfen bekannt waren, auf Kupolöfen anzuwenden. Diese Versuche schienen insofern aussichtsreich, als man mit der Beheizung von Industrieöfen und Dampfkesselanlagen die besten Erfah­ rungen bezüglich Brennstoffausnutzung, Bedienung, Betriebssicherheit und Verschleiß gemacht hatte. Dabei ging man davon aus, daß jeg­ licher Brennstoff Verwendung finden könne, wie er in den angespro­ chenen Staubzusatzfeuerungen Anwendung fand. Dazu gehörte Steinkohle und Braunkohle. Die Wirkungsweise der Kohlenstaubzusatzfeuerung wurde wie folgt beschrieben:

Ein Teil des Brennstoffes, rd. 12% oder 0,8-1% bezogen auf den Eiseneinsatz, wird in Form von Kohlenstaub eingeblasen, so daß die durch die Ascheverbrennung bewirkte örtliche sehr starke Wärmeent­ wicklung der Schmelzzone unmittelbar zugute kommt. Der feine Staub verbrennt zwischen den Koksstücken wegen seiner außerordentlich großen reaktionsfähigen Oberfläche sehr schnell und entwickelt hier eine große Wärmemenge, die der durch die normale Koksverbrennung in der gleichen Zone entwickelten Wärme zuzuzählen ist.

Die durch die Kohlenstaubverbrennung bewirkte Konzentration an Wärme kann auch zur Steigerung der Temperatur und damit zu einem schnelle­ ren Schmelzen der Eisensätze genutzt werden.

Bei weiteren Versuchen wurde der Kohlenstaub oberhalb der Winddüsen eingeblasen. Der Abstand zwischen der Einblasdüsenmitte und der Winddüsenmitte in Längsrichtung des Ofens betrug 170 mm.

Die Auswirkungen auf den Ofengang wurden wie folgt dargestellt:

Neben den Temperaturvorteilen und der erzielbaren Mehrleistung wurde ein höherer thermischer Wirkungsgrad erwartet. Bei einer Brennstaub­ zuführung von etwa 1% wurde eine Reduzierung des Kokssatzes von 11% auf 7% möglich.

Eigentümlicherweise hat sich diese Technologie nicht durchgesetzt. In jüngerer Zeit wurden zwar die Überlegungen zur Kohlenstaubzufüh­ rung wieder aufgegriffen, jedoch standen diese Überlegungen jeweils im Zusammenhang mit einer Einblasung des Kohlenstaubs durch die Winddüsen hindurch. Im Falle der Einblasung mit Kaltwind waren die Ergebnisse ohnehin negativ. Bei Heißwind waren die Ergebnisse so, daß eine Investition für die Kohleeinblasung für Kupolofenbetreiber keinen wirtschaftlichen Vorteil versprach, es sei denn, es wurde mit Sauerstoff eingeblasen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kupolofenbetrieb wirt­ schaftlicher zu gestalten. Dabei hat sich die Erfindung mit den bisherigen Schwächen der Kohleeinblasung auseinandergesetzt. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der mit dem Wind in den Kupolofen getragene Sauerstoff sich von den Düsen nach oben hin ausbreitet und der Kohlenstaub diesem Weg des Sauerstoffes zunächst nicht folgt. Vielmehr wird der Kohlenstaub infolge seiner Massen­ trägheit in Ofenbereiche ohne ausreichendes Sauerstoffangebot getra­ gen. Dort kommt es lediglich zu einer CO-Bildung. Angestrebt ist jedoch eine vollständige Verbrennung des Kohlenstaubes, da dieser die notwendige Wärme im Verlauf der Verbrennung abgeben soll. Das kann der Kohlenstaub nur im Bereich ausreichenden Sauerstoffange­ botes. Dieses Sauerstoffangebot befindet sich oberhalb der Winddüsen und wird bei der oben erläuterten bekannten Kohlenstaubeinblasung 170 mm oberhalb der Winddüsen voll in Anspruch genommen.

Gleichwohl ist der bekannte Vorschlag vollständig in Vergessenheit geraten. Das ist umso erstaunlicher, als in Abständen von Jahren immer wieder Untersuchungen über die Gasverteilung bzw. die Gaszu­ sammensetzung über der Kupolofenlänge veröffentlicht werden. Im Rahmen dieser Veröffentlichung ist jeweils erkennbar, wo das aus­ reichende Sauerstoffangebot für die Verbrennung des Kohlenstaubes im Kupolofen bereitsteht.

Nach der Erfindung wird eine in Vergessenheit geratene Technologie, nämlich die Kohlenstaubeindüsung oberhalb der Winddüsen wieder auf­ genommen. Der Abstand zwischen den Winddüsen und den Einblasdüsen für den Kohlenstaub beträgt 8-80 mm.

In Anwendung der Erfindung zeigt sich neben den oben erwähnten Vorteilen auch eine geringere Auswaschung von ausgefutterten Kupol­ öfen. Die geringere Erosion wird darauf zurückgeführt, daß im Schmelzbereich weniger FEO anfällt.

Claims (1)

1. Einblasen von Kohlenstaub in Kupolofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasstellen 8 bis 80 mm oberhalb der Winddüsen angeordnet sind.