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EP0383184A1 - Verfahren zur Reduzierung von Staubemission und freiem Luftzutritt im Abstichbereich eines Hochofens - Google Patents

Verfahren zur Reduzierung von Staubemission und freiem Luftzutritt im Abstichbereich eines Hochofens Download PDF

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EP0383184A1
EP0383184A1 EP19900102432 EP90102432A EP0383184A1 EP 0383184 A1 EP0383184 A1 EP 0383184A1 EP 19900102432 EP19900102432 EP 19900102432 EP 90102432 A EP90102432 A EP 90102432A EP 0383184 A1 EP0383184 A1 EP 0383184A1
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EP
European Patent Office
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blast furnace
reduction
snow
pig iron
region
Prior art date
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EP19900102432
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English (en)
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EP0383184B1 (de
Inventor
Dieter Dr.-Ing. Fünders
Harald Winter
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Intracon Handelsgesellschaft fur Industriebedarf
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Intracon Handelsgesellschaft fur Industriebedarf Mbh
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6374060&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0383184(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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Revoked legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/14—Discharging devices, e.g. for slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0037—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by injecting powdered material

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of the patent claim for reducing the dust emission and the free air access in the tapping channel of a blast furnace and, if necessary, the further conveying and decanting devices for the liquid material tapped from the blast furnace until the bed is reached.
  • Liquid nitrogen is cryogenic. This requires extensive safety measures regarding storage and handling. Furthermore, the cooling effect is too intense if very special precautionary measures are not taken. Unfortunately, however, the use of liquid nitrogen also leads to nitriding of the pig iron. However, this has an undesirable influence on the quality of the steel material and runs counter to efforts in the blast furnace and steel sector to strive for an ever lower content of dissolved nitrogen in the future.
  • the invention has for its object to achieve a reduction in dust emissions in the tapping area of a blast furnace up to the casting bed while reducing the free air access and without increasing the metallurgical nitrogen uptake.
  • the invention consists in a method for reducing the dust emission and free air access in the tapping channel of a blast furnace, the subsequent tipping channel, possibly the subsequent torpedo pan or in the area of the pouring bed when emptying the torpedo pan in that CO2 snow and / or CO2 Gas is applied to the liquid pig iron or ferromanganese and / or is introduced into the said channels or vessels before and / or when it comes into contact with the liquid pig iron / ferromanganese.
  • a simple advantageous possibility of applying the CO2 snow or a mixture of CO2 snow and CO2 gas consists in the use of one or more cannons which, in the course of the tapping channel, tipping channel, torpedo pan and / or pouring bed, onto the molten pig iron or the slag can be abandoned.
  • snow-like and gaseous carbonic acid CO2
  • the CO2 snow By feeding snow-like and gaseous carbonic acid (CO2), for example by means of a special cannon, both directly on the tapping side and in several places along the channel, the CO2 snow floats on the slag or pig iron until it enters the tipping channel. Evaporating carbonic acid continuously releases new gaseous carbonic acid, which lowers the partial pressure of harmful atmospheric oxygen and nitrogen.
  • CO2 snow-like and gaseous carbonic acid
  • the pouring jet at the transition of the pig iron from the tapping channel to the tipping channel and also during the transition from the tipping channel to the torpedo pan increases the specific surface area of the pig iron many times over. So far, there has been an inevitable intensification of the oxidation and dust development as well as increased nitriding.
  • the gaseous CO2 displaces the harmful atmospheric oxygen and nitrogen, if at the same time snow-like carbonic acid is added to both the liquid pig iron within the tipping channel and the pouring stream from the pig iron channel to the tipping channel.
  • a combined use of gaseous and snow-like carbonic acid can also bring about a significant improvement in this area, especially if both the casting chamber and the entire casting bed are protected against the free entry of air by releasing CO2 snow or gas.

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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Reduzierung der Staubemission und des freien Luftzutritts im Bereich der Abstichrinne eines Hochofens, in der anschließenden Kipprinne und ggfs. im Bereich einer Torpedopfanne oder eines Gießbeets sieht erfindungsgemäß vor. CO2-Schnee und/oder CO2-Gas auf das flüssige Roheisen bzw. Ferromangan im Bereich der Rinnen bzw. auf den Gießstrahl aufzugeben und/oder CO2 in die genannten Rinnen oder Gefäße vor der Berührung mit dem flüssigen Rohmaterial einzubringen. Die besonderen Vorteile des Verfahrens sind: Reduzierung der Staubemission, Verringerung der Aufstickung, Reduzierung der Energiekosten für Entstaubung und Reduzierung des Feuerfest-Verschleißes.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs zur Reduzierung der Staubemission und des freien Luftzutritts im Bereich der Abstichrinne eines Hochofens und ggfs. der weiteren Förder- und Umfülleinrichtungen für das flüssige, vom Hochofen abgestochene Material bis zum Erreichen des Gießbeets.
  • Bisher erfolgt der Abstich eines Hochofens bis zur Einleitung des flüssigen Roheisens/Ferromangans in das Gießbeet bei mehr oder weniger freiem Luftzutritt. Durch den freien Luftzutritt geschieht folgendes:
    • a) Der Luftsauerstoff oxidiert das Roheisen bzw. Ferromangan. Die sich daraus bildenden Oxide steigen als Staub auf und verunreinigen die Luft.
    • b) Durch den Luftsauerstoff verbrennt der durch die Abkühlung des Roheisens freiwerdende Kohlenstoff des Roheisens teilweise.
  • Um die Verunreinigung der Atmosphäre durch die genannten Einflüsse zu reduzieren, verlangt der Gesetzgeber mit ständig schärferen Auflagen wirksame Umweltschutzmaßnahmen. Um diesen Auflagen zur Umweltschonung zu genügen, wird zur Zeit und normalerweise eine sehr kostspielige und energieintensive Gießhallenentstaubung benötigt. Durch die dazu erforderlichen hohen Absaugleistungen werden jedoch weitere negative Einflußgrößen erzeugt:
    • a1) Die im Abstichbereich erforderlichen hohen Windgeschwindigkeiten kühlen das Roheisen stark ab. Dadurch kommt es zu einer permanenten thermodynamischen Übersättigung des Roheisens mit Kohlenstoff, welcher dann wiederum vermehrt als Staub abgeschieden wird (siehe Punkt b).
    • a2) Die hohen Windgeschwindigkeiten und damit auch die hohen Sauerstoffpotentiale oxidieren den für die Bindung und Wärmeleitung erforderlichen Kohlenstoff des feuerfesten Materials im Abstichbereich des Hochofens. Ein frühzeitiger Verschleiß ist die Folge.
    • a3) Durch die hohen Windgeschwindigkeiten und die damit verbundenen hohen Sauerstoffpotentiale oxidieren das Roheisen und das Ferroman­gan, deren Stäube wiederum verstärkt abgesaugt werden müssen.
  • Um diesen Problemen zu begegnen, ist in einigen Betrieben der Einsatz von flüssigem Stickstoff im Bereich der Abstichrinne bekannt.
  • Dieses Verfahren hat jedoch folgende Nachteile:
  • Flüssiger Stickstoff ist tiefkalt. Dies erfordert umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen bezüglich der Lagerung und der Handhabung. Weiterhin tritt eine zu intensive Kühlwirkung ein, wenn nicht ganz besondere Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden. Leider führt aber der Einsatz von flüssigem Stickstoff auch zu einer Aufstickung des Roheisens. Dies aber hat eine unerwünschte Einflußwirkung auf die Qualität des Stahlmaterials und läuft Bestrebungen im Hochofen- und Stahlbereich entgegen, in Zukunft einen immer geringeren Gehalt an gelöstem Stickstoff anzustreben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierung der Staubemission im Abstichbereich eines Hochofens bis zum Gießbeet zu erreichen unter gleichzeitiger Verminderung des freien Luftzutritts und ohne Erhöhung der metallurgischen Stickstoffaufnahme.
  • Die Erfindung besteht bei einem Verfahren zur Reduzierung der Staubemission und des freien Luftzutritts im Bereich der Abstichrinne eines Hochofens, der anschließenden Kipprinne, ggfs. der anschließenden Torpedopfanne bzw. im Bereich des Gießbeets beim Ausleeren der Torpedopfanne darin, daß CO₂-Schnee und/oder CO₂-Gas auf das flüssige Roheisen bzw. Ferromangan aufgegeben und/oder in die genannten Rinnen oder Gefäße vor und/oder bei der Berührung mit dem flüssigen Roheisen/Ferromangen eingebracht wird.
  • Eine einfache vorteilhafte Möglichkeit der Aufbringung des CO₂-Schnees bzw. eines Gemischs aus CO₂-Schnee und CO₂-Gas besteht in der Verwendung von einer oder mehreren Kanonen, die im Verlauf der Abstichrinne, Kipprinne, Torpedopfanne und/oder Gießbeet auf das flüssige Roheisen bzw. die Schlacke aufgegeben werden können.
  • Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich folgende erhebliche Vorteile:
    • 1. Im Bereich der Abstrichrinne(n) (inklusive Eisen- und Schlackenrinne(n))
  • Durch Aufgabe von schneeförmiger und gasförmiger Kohlensäure (CO₂) bspw. mittels einer spieziellen Kanone sowohl direkt an der Abstichseite als auch an mehreren Stellen längs der Rinne schwimmt der CO₂-Schnee auf der Schlacke bzw. dem Roheisen bis zum Eintritt in die Kipprinne. Durch die verdampfende Kohlensäure wird immer wieder neue gasförmige Kohlensäure frei, die den Partialdruck an schädlichem Luftsauerstoff und Luftstickstoff senkt. Durch den Einsatz von schneeförmiger Kohlensäure kann der Luftabschluß sehr leicht kontrolliert und den momentanen Gegebenheiten gemäß angepaßt werden.
    • 2. Im Bereich der Kipprinne
  • Durch den Gießstrahl beim Übergang des Roheisens von der Abstichrinne in die Kipprinne und auch beim Übergang von der Kipprinne in die Torpedopfanne wird die spezifische Oberfläche des Roheisens um ein Vielfaches vergrößert. Hier tritt bisher unvermeidlicherweise eine Intensivierung der Oxidation und Staubentwicklung sowie eine verstärkte Aufstickung ein.
    Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verdrängt das gasförmige CO₂ den schädlichen Luftsauerstoff und Stickstoff, wenn gleichzeitig schneeförmige Kohlensäure sowohl auf das flüssige Roheisen innerhalb der Kipprinne als auch auf den Gießstrahl von der Roheisenrinne zur Kipprinne gegeben wird.
    • 3. Im Bereich der Torpedopfanne
  • Durch den Aufprall des Gießstrahls in der Torpedopfanne kommt es zu sehr intensiven Turbulenzen verbunden mit einer sehr großen spezifischen Oberfläche des Roheisen/Ferromanganmaterials. Die Folgen sind ähnlich wie im Bereich der Kipprinne.
  • Wird nun die gesamte Atmosphäre innerhalb der Torpedopfanne durch gasförmiges CO₂ ersetzt, so ist keine oder nur eine geringe Oxidation bzw. Aufstickung möglich. Damit die Atmosphäre auch immer möglichst vollständig aus Kohlensäure besteht, kann schneeförmiges CO₂ als Bodensatz eingegeben werden, um ein CO₂ Reservoir für die Dauer eines Abstichs zu bilden.
    • 4. Im Bereich des Gießbeets
  • Die erwähnten intensiven Turbulenzen ergeben sich selbstverständlich auch im Ausgießbereich des Torpedos zum Gießbeet. Da dieser Bereich sich in der Regel an der freien Luft ohne irgendwelche Einrichtungen für den Umweltschutz befindet, entstehen hier sehr lästige, schwer zu kontrollierende Staubentwicklungen. Gerade für diesen Bereich ist mit starken Auflagen seitens des Gesetzgebers in Zukunft zu rechnen, ohne daß bisher eine befriedigende Lösung für das aufgezeigte Problem bekannt wäre.
  • Ein kombinierter Einsatz von gasförmiger und schneeförmiger Kohlensäure kann auch in diesem Bereich eine deutliche Verbesserung bewirken, insbesondere, wenn sowohl die Gießkammer als auch das gesamte Gießbeet durch Aufgabe von CO₂-Schnee bzw. Gas gegen den freien Zutritt von Luft geschützt werden.
    • 5. Reduzierung der Energiekosten
  • Versuche haben gezeigt, daß die bisher erforderliche, sehr aufwendige Gießhallenentstaubung entweder ganz entfallen oder zumindest drastisch reduziert werden kann. Entsprechend können erforderliche Investitionen für vom Gesetzgeber vorgeschriebene Umweltschutzmaßnahmen entweder deutlich geringer ausfallen, oder weitgehend eingespart werden.
  • Durch den kombinierten Einsatz von CO₂-Schnee und CO₂-Gas können also die laufenden Stromkosten der mechanischen Gießhallenentstaubung als auch kostspielige Konstruktionen für Einhausungen oder ähnliches ganz nennenswert reduziert werden. Der Aufwand für die möglicherweise teilweise Anbringung von Absaughauben ist vergleichsweise gering im Vergleich zu den technischen und finanziellen Aufwendungen, die für eine Gießhallenentstaubung einschließlich der bisher bekannten Maßnahmen zur Verhinderung der Kohlenstoffoxidation bzw. unerwünschter Aufstickung aufzubringen sind.
    • 6. Reduzierung der metallurgischen Stickstoffaufnahme
  • Wie oben erwähnt, steigt der Anteil derjenigen Stahlsorten, die einen niedrigen Stickstoffgehlat erfordern, ständig. Aus diesem Grunde werden nicht nur im Bereich des Stahlwerks, sondern auch schon im Hochofenbereich intensive Anstrengungen unternommen, um den Stickstoffgehalt des Roheisens zu reduzieren. Wird nun bei Anwendung der Erfindung der Partialdruck des Luftsauerstoffs durch das CO₂ verringert, so ist auch zwangsläufig die Aufstickung geringer.
    • 7. Reduzierung des Feuerfestmaterial-Verschleißes
  • Muß durch eine Neuzustellung oder eine Zwischenreparatur ein Hochofen für mehrere Stunden stillgesetzt werden, so bedeutet dies einen starken Produktionsverlust. Eine Verringerung der Reparaturintervalle oder der Stillstandszeiten führt somit zwangsläufig zu einer intensiveren Kapazitätsauslastung ohne nennenswerte Zusatzinvestitionen. Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Einsatz von schnee-bzw. gasförmiger Kohlensäure wird der Verschleiß des Feuerfest-Materials deutlich reduziert. Die Haltbarkeit der Rinnen steigt und die Stillstandszeiten sinken. Eine deutliche Kapazitätserweiterung ist damit möglich.

Claims (2)

1. Verfahren zur Reduzierung der Staubemission und des freien Luftzutritts im Bereich der Abstichrinne eines Hochofens, der anschließenden Kipprinne, ggfs. der anschließen­den Torpedopfanne bzw. im Bereich des Gießbeets beim Ausleeren der Torpedopfanne dadurch gekennzeichnet, daß CO₂-Schnee und/oder CO₂-Gas auf das flüssige Rohei­sen/Ferromangan aufgegeben und/oder in die genannten Rinnen/Gefäße vor und/oder bei der Berührung mit dem flüssigen Roheisen/Ferromangan eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der CO₂-Schnee bzw. das CO₂-Gas oder ein Gemisch aus bei­den mittels einer oder mehrerer Kanone(n) auf das flüssige Material aufgebracht wird (wer­den).
EP90102432A 1989-02-14 1990-02-07 Verfahren zur Reduzierung von Staubemission und freiem Luftzutritt im Abstichbereich eines Hochofens Revoked EP0383184B1 (de)

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