DE10219488A1

DE10219488A1 - Device for injecting oxygen and/or fuel into a metallurgical melting furnace, especially electric arc furnace, comprises post combustion lances arranged in the oven lid

Info

Publication number: DE10219488A1
Application number: DE10219488A
Authority: DE
Inventors: Heinz Franke; Horst Koeder
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-13

Abstract

Device for injecting oxygen and/or fuel into a metallurgical melting furnace comprises post combustion lances arranged in the oven lid (1). An Independent claim is also included for a process for operating the device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Eindüsung von Sauerstoff und/oder Brennstoff in einen metallurgischen Schmelzofen. The invention relates to a device and a method for injection of oxygen and / or fuel in a metallurgical furnace.

Um bei den weltweit verstärkt zur Stahlerzeugung eingesetzten Elektrolichtbogenöfen den Energieverbrauch senken zu können, müssen vorrangig die bis zu 30% der in den Schmelzofen eingebrachten Energie ausmachenden Abgasverluste reduziert werden. To be used increasingly in steel production worldwide Electric arc furnaces must be able to reduce energy consumption primarily the up to 30% of the energy introduced into the melting furnace substantial exhaust gas losses can be reduced.

Das Abgas von einem Lichtbogenofen enthält einen bedeutenden Betrag an chemischer und thermischer Energie von unvollkommen verbrannten Komponenten wie Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H₂) und anderen Radikalen (C_mH_n). The exhaust gas from an arc furnace contains a significant amount of chemical and thermal energy from imperfectly burned components such as carbon monoxide (CO), hydrogen (H ₂ ) and other radicals (C _m H _n ).

Diese unverbrannten Abgaskomponenten entstehen in der Startphase des Einschmelzens, wenn Öl, Fett und andere im Schrott enthaltene Materialien und die in den Ofen eingebrachten fossilen Brennstoffe verbrennen. These unburned exhaust gas components arise in the start phase of the Melting down if oil, grease and other things contained in the scrap Materials and the fossil fuels placed in the furnace burn.

Oftmals ist während des Schmelzprozesses nicht genügend Sauerstoff im Inneren des Lichtbogenofens vorhanden, so dass z. B. Kohlenstoff nur zu Kohlenmonoxid (CO) oxidiert wird. Often there is not enough oxygen in the melting process Inside of the arc furnace available, so that, for. B. carbon only Carbon monoxide (CO) is oxidized.

Die vollständige Verbrennung der einzelnen Komponenten im Lichtbogenofen wird beim Einschmelzen von Schrott erschwert, da infolge des Chargierens von Schrott im Schrotthaufwerk, zum Teil nur kleine Verbrennungsräume zur Verfügung stehen und sich zudem die feuerungstechnischen Randbedingungen ständig ändern. The complete combustion of the individual components in the Arc furnace is difficult when melting scrap, as a result the loading of scrap in the scrap heap, sometimes only small ones Combustion rooms are available and also the constantly change the firing constraints.

Der Verbrennungsablauf wird dabei wesentlich durch die Mischung zwischen brennbaren Komponenten und dem Oxidationsmedium bestimmt. The combustion process becomes essential through the mixture between flammable components and the oxidizing medium certainly.

Hieraus ergibt sich die Forderung, eine wirksame, d. h. intensive Gemischbildung zu schaffen, um eine optimale Verbrennung zu erreichen. From this arises the requirement that an effective, i.e. H. intensive To create a mixture to achieve optimal combustion.

Beispielsweise ist aus der DE 199 22 509 A1 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Eindüsung von Erdgas und/oder Sauerstoff in einen metallurgischen Schmelzofen, insbesondere Lichtbogenofen, bekannt, bei welchem der zur Nachverbrennung von während des Schmelzprozesses anfallenden Produkten aus unvollkommener Verbrennung benötigte Sauerstoff mittels mindestens einer, im Bereich des Heißgaskrümmers in der Wand des Schmelzofens mit einem Neigungswinkel von ca. 30° zur Waagerechten nach unten und tangential in den Raum zwischen der Elektrode und der Wand des Schmelzofens angeordneten Brennstoff/Sauerstoff-Lanze als Impulsstrom, entgegengesetzt zur Richtung des Bewegungsimpulses der Hauptabgasströmung, in das Schrotthaufwerk und/oder in die Schmelze eingetragen wird. For example, DE 199 22 509 A1 describes a device and a Process for injecting natural gas and / or oxygen into one metallurgical melting furnace, in particular arc furnace, known, at which is for the afterburning of during the melting process products from imperfect combustion Oxygen by means of at least one in the area of the hot gas manifold the wall of the melting furnace with an inclination angle of approx. 30 ° to the Horizontal down and tangential in the space between the Electrode and the wall of the melting furnace arranged Fuel / oxygen lance as pulse current, opposite to Direction of the momentum of the main exhaust gas flow, in the Scrap heap and / or in the melt is entered.

Bei dieser bekannten Kohlenmonoxid-Nachverbrennung in metallurgischen Schmelzöfen, insbesondere in Lichtbogenöfen, muss unmittelbar vor dem Chargieren des Schrottes eine die Betriebskosten wesentlich erhöhende Menge an Sauerstoff (O₂) und in Brennerausführung, eine zusätzliche Menge an fossilem Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas, als Schutz der Brennerdüse vor dem Verspritzen durch Schlacke und Stahl gefahren werden. Trotz der zusätzliche Kosten verursachenden Schutzgasfahrweise bleibt ein die Einsatzfähigkeit der Lanze negativ beeinträchtigendes Restrisiko hinsichtlich des Verspritzens der Brennerdüse mit Schlacke und Stahl vorhanden. In this known carbon monoxide post-combustion in metallurgical melting furnaces, in particular in arc furnaces, immediately before charging the scrap, an amount of oxygen (O ₂ ) which significantly increases the operating costs and, in burner design, an additional amount of fossil fuel, such as natural gas, must be used as protection the burner nozzle must be run through slag and steel before spraying. Despite the additional cost of the protective gas mode of operation, there remains a residual risk which negatively affects the usability of the lance with regard to spraying the burner nozzle with slag and steel.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Kohlenmonoxid- Nachverbrennung in metallurgischen Schmelzöfen besteht darin, dass vor der Nachverbrennung der Schrott mit zusätzlichem Energieaufwand vorgewärmt werden muss. Another major disadvantage of these known carbon monoxide Afterburning in metallurgical melting furnaces consists of that before the post-combustion of the scrap with additional energy expenditure needs to be preheated.

Des Weiteren muss während des Schmelzens von Schrott ein zum Ansaugen und zur Verbrennung des Kohlenmonoxids notwendiger Freiraum vor jeder Sauerstoff/Brennstoff-Lanze gebrannt werden, wodurch erhöhte Betriebskosten unabdingbar sind und sich der erreichbare Nachverbrennungsgrad und der Gesamtwirkungsgrad des Lichtbogenofens verringern. Furthermore, during the melting of scrap a to Suction and necessary to burn the carbon monoxide Free space to be burned in front of each oxygen / fuel lance increased operating costs are essential and the achievable Afterburning rate and overall efficiency of the Reduce the arc furnace.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des genannten Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Eindüsung von Sauerstoff und/oder Brennstoff in einen metallurgischen Schmelzofen, insbesondere Lichtbogenofen, zu schaffen, die es ermöglichen, die Schutzgasmenge und damit die Betriebskosten für das Schutzgas zum Freihalten der Vorrichtung zu senken, die Schmelzleistung des Ofens zu steigern und den Nachverbrennungsgrad zur Einsparung von Elektroenergie zu erhöhen. The invention has for its object the disadvantages of the above To overcome the state of the art and a device and a Process for injecting oxygen and / or fuel into one to create metallurgical melting furnace, in particular arc furnace, which make it possible to control the amount of shielding gas and thus the operating costs for lower the shielding gas to keep the device clear To increase the melting capacity of the furnace and the degree of afterburning to increase electrical energy savings.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst. This object is achieved by the features of the claims 1 and 8 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous developments of the invention are in the subclaims specified.

Durch die, erfindungsgemäß in einem 120°Kreissektor des Ofendeckels im Bereich der wassergekühlten Deckelpanel in der Nähe des Heißgaskrümmers in Lanzendurchführungen angeordneten impulsstromgesteuerten Nachverbrennungslanzen ist es möglich, Sauerstoff und/oder Brennstoff in einem Winkelbereich von 0 bis 45° zur Senkrechten und 0 bis 360° um den Mittelpunkt der Senkrechte nach unten in den Raum zwischen dem Elektrodenteilkreis und der Ofenwand sowie entgegengesetzt zur Richtung des Bewegungsimpulses der Hauptabgasströmung in das Schrotthaufwerk so einzutragen, dass das Schrotthaufwerk von der Vorwärmung, über das Einschmelzen bis zur Flachbadphase - entsprechend den jeweils herrschenden Prozessbedingungen - optimal mit Sauerstoff und/oder Brennstoff beaufschlagt wird. By, according to the invention in a 120 ° circular sector of the furnace cover in the area of the water-cooled cover panel near the Hot gas manifold arranged in lance bushings pulse current controlled afterburning lances it is possible Oxygen and / or fuel in an angular range from 0 to 45 ° Perpendicular and 0 to 360 ° around the center of the vertical below in the space between the electrode pitch circle and the furnace wall as well as opposite to the direction of the movement impulse Enter the main exhaust gas flow into the scrap heap so that the Scrap heap from preheating to melting down to Flat bath phase - according to the prevailing Process conditions - optimal with oxygen and / or fuel is applied.

Der Erfindungsgegenstand ermöglicht somit eine optimale Nutzung des während des Schrottschmelzens im Verbrennungsraum des Ofens vorhandenen Potential an Kohlenmonoxid, wodurch der Nachverbrennungsgrad und somit auch der Wirkungsgrad des Elektrolichtbogenofens verbessert wird. The subject of the invention thus enables optimal use of the during the melting of the scrap in the combustion chamber of the furnace existing potential of carbon monoxide, whereby the Afterburning degree and thus also the efficiency of the Electric arc furnace is improved.

Zusätzlich wird die Einschmelzdauer verkürzt, da mit der Nachverbrennung von Produkten aus unvollständiger Verbrennung, insbesondere von Kohlenmonoxid (GO) und Wasserstoff, gegenüber den herkömmlichen Verfahren, früher begonnen werden kann. Daraus ergibt sich eine effektivere Energieübertragung an den Schrott. Zudem ist bei ausgeschwenktem Ofendeckel erfolgenden Befüllen des Ofens mit Schrott kein zusätzlicher Sauerstoff- und Brennstoffeintrag erforderlich. In addition, the melting time is shortened because with the Post-combustion of products from incomplete combustion, especially carbon monoxide (GO) and hydrogen, compared to the conventional procedures, can be started earlier. from that this results in a more effective energy transfer to the scrap. In addition is when the furnace lid is swung out, fill the furnace with No additional oxygen and fuel input required for scrap.

Ein Verspritzen der Düsen der mit dem Ofendeckel aus dem Füllbereich ausgeschwenkten Nachverbrennungslanzen ist beim Eintrag von Schrott in das Ofengefäß durch von dem Ofenuntergefäß erfolgenden Aufspritzen von Schlacke und Stahl ausgeschlossen. A spraying of the nozzles with the furnace lid from the filling area swung out post-combustion lances is at the entry of scrap into the furnace vessel by spraying from the furnace bottom vessel excluded from slag and steel.

Der erfindungsgemäß mit einer Lanzen-Anordnung zum Eindüsen von Sauerstoff und/oder Brennstoff ausgerüstete, den oberen Abschluss des Ofengefäßes bildende Ofendeckel besteht im wesentlichen aus einem Traggerüst mit wassergekühlten Elementen und Elektrodendurchführungen. The invention with a lance arrangement for injecting Equipped with oxygen and / or fuel, the upper end of the The furnace lid forming the furnace lid consists essentially of one Support frame with water-cooled elements and Electrode leads.

Das aus Rohren gebildete Traggerüst weist einen äußeren und einen inneren Ring auf (Speichenrahmen). The support frame formed from tubes has an outer and one inner ring on (spoke frame).

An dem auf dem Obergefäß aufliegenden äußeren Ring befinden sich ein oder mehrere Befestigungspunkte für eine Deckelhubvorrichtung. There is a ring on the outer ring resting on the upper vessel or several attachment points for a lid lifting device.

Der innere Deckelring ist durch radial angeordnete speichenförmige Streben mit dem Außenring verbunden und trägt die Elektrodendurchführungen, die zur Verringerung der Gefahr elektrischer Überschläge zwischen den Phasen mit elektrisch isolierendem Feuerfestmaterial ausgebildet sind (Deckelherz). The inner cover ring is through radially arranged spoke-shaped Struts connected to the outer ring and carries the Electrode bushings to reduce the risk of electrical flashovers between phases with electrically insulating refractory material are trained (lid heart).

Der als Kühlwasserverteiler und Rücklaufsammler ausgebildete Speichenrahmen trägt die auf der Ofeninnenseite mit Kesselstiften ausgerüsteten wassergekühlten Segmente (Panel). Die Kesselstifte begünstigen die Schlackeanbackungen zum thermischen Schutz vor der vom Lichtbogen ausgehenden Strahlung. The trained as a cooling water distributor and return collector The spoke frame is supported by boiler pins on the inside of the stove equipped water-cooled segments (panel). The boiler pins favor the slag caking for thermal protection from the radiation from the arc.

Der Ofendeckel kann mit einer Panelkühlung oder Sprühkühlung ausgeführt werden. Zur Erhöhung seiner mechanischen Stabilität, der Vermeidung von Schrottberührungen (zum Beispiel beim Absenken des Deckels bei überfülltem Ofen) und zur erforderlichen Abstandshaltung der Innenseite des Deckelherzes zum Lichtbogen ist der Ofendeckel mit einer leichten Wölbung versehen. Zusätzlich weist der Ofendeckel eine Vielzahl von Öffnungen zum Anschluss des Heißgaskrümmers, der Zugabe von Zuschlagstoffen, der Messung des Ofendruckes oder für eine Probenahmelanze z. B. zur Entnahme einer Probe, der Ermittlung der Badtemperatur und O2-Aktivität der Schmelze auf. The furnace lid can be with panel cooling or spray cooling be carried out. To increase its mechanical stability, the Avoidance of contact with scrap (for example when lowering the Lid when the oven is overfilled) and to maintain the required distance Inside the lid heart to the arc is the furnace lid with a with slight curvature. In addition, the furnace lid has a variety of openings for connecting the hot gas manifold, the addition of Aggregates, measuring the furnace pressure or for a Sampling lance e.g. B. for taking a sample, determining the Bath temperature and O2 activity of the melt.

Durch den sich durch die Deckelgeometrie ergebenden Freiraum vor jeder in dem Ofendeckel angeordneten Lanze wird vor der Nachverbrennungsphase kein zusätzlicher Sauerstoff- und Brennstoffeintrag zum Brennen einer Schneise in den Schrott benötigt. Due to the free space in front of everyone due to the lid geometry in the furnace cover arranged lance is in front of the Afterburning phase no additional oxygen and Fuel input needed to burn a swathe in the scrap.

Die erfindungsgemäße Lanzen-Deckel-Anordnung ermöglicht es zudem, das während des Schrottschmelzens im Ofengefäß vorhandene, während der einzelnen Einschmelzphasen in unterschiedlich hoher Konzentration vorliegende Kohlenmonoxid-Potential optimal zu nutzen. The lance cover arrangement according to the invention also enables that existing in the furnace vessel during the scrap melting, while of the individual melting phases in different concentrations optimal use of the available carbon monoxide potential.

Durch den Erfindungsgegenstand wird der Nachverbrennungsgrad und somit auch der Wirkungsgrad des Elektrolichtbogenofens erhöht. The degree of afterburning and thus increasing the efficiency of the electric arc furnace.

Als Nachverbrennungslanze zum impulsstromgesteuerten Eindüsen von Sauerstoff und/oder Brennstoff, beispielsweise fossiler Brennstoff wie Erdgas, in die Verbrennungszone eines Schmelzofens zum Nachverbrennen von unvollständig verbrannten Komponenten während des Schmelzvorgangs können herkömmliche, den Brennstoff und/oder den Sauerstoff sowohl im Unterschall- als auch im Überschallbereich in den Schrott eindüsende Brennstoff/Sauerstoff-Lanzen, wie beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung 100 59 440.9 beschriebene Lanzen, Verwendung finden. As an afterburning lance for the pulse flow controlled injection of Oxygen and / or fuel, for example fossil fuel such as Natural gas, into the combustion zone of a melting furnace Afterburning of incompletely burned components during the melting process can be conventional, the fuel and / or the Oxygen in both subsonic and supersonic areas in the Scrap-injected fuel / oxygen lances, such as in the lances described in German patent application 100 59 440.9, Find use.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lanzendurchführungen aufweisenden Ofendeckels; Fig. 1 shows a schematic representation of a furnace cover having lance bushings;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer in einer Lanzendurchführung positionierten Nachverbrennungslanze. Fig. 2 shows a schematic representation of a device positioned in a lance implementing Nachverbrennungslanze.

Gemäß Fig. 1 und 2, besteht ein den oberen Abschluss eines Ofengefäßes bildender Ofendeckel 1 aus einem zu einem Speichenrahmen 2 geformten Traggerüst, den wassergekühlten Deckelsegmenten in Panelausführung 3, einem Heißgaskrümmer 4, einem Fallrohrstutzen 5 für Zuschläge einschließlich Schieber, einem feuerfest zugestellten Deckelherz 6, Elektrodendurchführungen 7 zur Positionierung der Elektroden 9 und zusätzlich aus Lanzendurchführungen 8 zur Positionierung der Nachverbrennungslanzen 10. According to Fig. 1 and 2, there is the upper end of a furnace vessel forming furnace cover 1 made of a molded into a spokes frame 2 supporting structure, the water-cooled lid segments in Panel embodiment 3, a Heißgaskrümmer 4, a down pipe stub 5 for aggregates including slide, a refractory delivered cover center 6 , Electrode feedthroughs 7 for positioning the electrodes 9 and additionally from lance feedthroughs 8 for positioning the afterburning lances 10 .

Der Speichenrahmen 2 des Deckels 1 wird aus Rohren gebildet mit einem äußeren 11 und inneren Ring 12. The spoke frame 2 of the cover 1 is formed from tubes with an outer 11 and inner ring 12 .

Der auf dem Obergefäß des Elektrolichtbogenofens aufliegende, mit Kühlwasserführungen 13 versehene äußere Ring 11 weist in der Regel mehrere Befestigungspunkte für eine Deckelhubvorrichtung auf. The outer ring 11 lying on the upper vessel of the electric arc furnace and provided with cooling water guides 13 generally has a plurality of fastening points for a lid lifting device.

Der innere Ring 12 ist durch radial angeordnete, den Speichenrahmen 2 bildenden Streben mit dem Außenring 11 verbunden und trägt die - Elektrodendurchführungen 7, die zur Verringerung der Gefahr von elektrischen Überschlägen zwischen den Phasen mit elektrisch isolierendem Feuerfestmaterial ausgebildet sind. The inner ring 12 is connected to the outer ring 11 by means of radially arranged struts forming the spoke frame 2 and carries the electrode bushings 7 , which are designed with electrically insulating refractory material to reduce the risk of electrical flashovers between the phases.

Die sich zum Ofeninneren hin an den Speichenrahmen 2 anschließenden, wassergekühlten Deckelsegmente in Panelausführung 3 sind auf der Ofeninnenseite mit Kesselstiften versehen, um schützende Schlackeanbackungen zu erleichtern. The subsequent to the furnace towards the inside on the spokes frame 2, the water-cooled lid segments in Panel embodiment 3 are provided on the furnace interior side with boiler pins to facilitate protecting Schlackeanbackungen.

Zweckmäßigerweise ist der Speichenrahmen 2 gleichzeitig als Kühlwasserverteiler und Rücklaufsammler ausgebildet. The spoke frame 2 is expediently designed at the same time as a cooling water distributor and return collector.

Der Deckel 1 ist mit einer leichten Wölbung versehen. Diese Deckelgeometrie gewährleistet eine Erhöhung seiner mechanischen Stabilität und verhindert Schrottberührungen des Deckels 1 bei überfülltem Ofen. Außerdem dient die Deckelwölbung dazu, einen größeren Abstand des Deckelherzes 6 von dem Lichtbogen zu erreichen. The lid 1 is provided with a slight curvature. This lid geometry ensures an increase in its mechanical stability and prevents scraping of the lid 1 when the furnace is overfilled. In addition, the lid curvature serves to achieve a greater distance between the lid heart 6 and the arc.

Der Ofendeckel 1 hat in dem äußeren Ring 11 integrierte Kühlwasserführungen 13. Er weißt Öffnungen für die Abgasentnahme über den Heißgaskrümmer 4 und eine oder mehrere Elektrodendurchführung/en 7 auf und kann Öffnungen für die Zufuhr von Zuschlagstoffen 5, für Messungen des Ofendruckes und für Probenahmelanzen (Badtemperatur, O₂-Aktivität der Schmelze, Proben) enthalten. The furnace cover 1 has cooling water guides 13 integrated in the outer ring 11 . It has openings for exhaust gas extraction via the hot gas manifold 4 and one or more electrode feedthroughs 7 and can contain openings for the addition of additives 5 , for measurements of the furnace pressure and for sampling lances (bath temperature, O ₂ activity of the melt, samples).

Der Deckel 1 kann mit einer Panelkühlung oder einer Sprühkühlung ausgeführt sein. The cover 1 can be designed with panel cooling or spray cooling.

Zum Schmelzen von Schrott wird der auf vorbeschriebene Weise ausgebildete und mit mindestens einer Nachverbrennungslanze 10 ausgerüstete Ofendeckel 1 mittels einer Hubeinrichtung ausgeschwenkt, anschließend der zu schmelzende Schrott durch Chargieren in das Ofengefäß eingebracht und das Ofengefäß mit dem Deckel 1 wieder verschlossen. To melt scrap, the furnace cover 1 , which has been designed in the manner described above and is equipped with at least one post-combustion lance 10 , is pivoted out by means of a lifting device, then the scrap to be melted is introduced into the furnace vessel by charging and the furnace vessel is closed again with the cover 1 .

Zur erforderlichen CO-Nachverbrennung während des Schmelzvorganges des Schrotthaufwerks im Schmelzofen wird Sauerstoff und Brennstoff, wie beispielsweise Erdgas über die in den Lanzendurchführungen 8 des Ofendeckels 1 fest angeordneten Nachverbrennungslanzen 10 dem Ofengefäß zugeführt. For the necessary CO afterburning during the melting process of the scrap aggregate in the melting furnace, oxygen and fuel, such as natural gas, are fed to the furnace vessel via the afterburning lances 10 fixedly arranged in the lance bushings 8 of the furnace cover 1 .

Dazu sind - wie in Fig. 1 und 2 dargestellt - die Nachverbrennungslanzen 10 in den Lanzendurchführungen 8 in einem mit A-B-C bezeichneten 120°- Kreissektor im Bereich des Heißgaskrümmers 4 in den wassergekühlten Deckelsegmenten 3 des Ofendeckels 1 angeordnet. For this purpose, as shown in FIGS. 1 and 2, the afterburning lances 10 are arranged in the lance bushings 8 in a 120 ° circle sector designated ABC in the region of the hot gas manifold 4 in the water-cooled cover segments 3 of the furnace cover 1 .

Gemäß Fig. 2 ist die Nachverbrennungslanze 10 in der Lanzendurchführung 8 des Ofendeckels 1 so angeordnet, dass die Gasstrahlen in einem Winkelbereich von 0 bis zu 45° zur Senkrechten und 0 bis 360° um den Mittelpunkt der Senkrechten nach unten, zwischen dem Elektrodenteilkreis und der Ofenwand sowie entgegengesetzt zur Richtung des Bewegungsimpulses der Hauptabgasströmung mit Unter- bzw. Überschall in das Schrotthaufwerk so eingetragen werden, dass das Schrotthaufwerk von der Vorwärmung über das Runterschmelzen des Schrotts bis zur Flachbadphase - entsprechend den jeweils herrschenden Prozessbedingungen - optimal mit Sauerstoff und/oder Brennstoff beaufschlagt wird. Referring to FIG. 2, the Nachverbrennungslanze is arranged in the lance bushing 8 of the furnace lid 1 10 such that the gas jets at an angle range from 0 up to 45 ° to the vertical, and 0 to 360 degrees of the about the center of the vertical downward between the electrode pitch circle and Furnace wall and opposite to the direction of the movement impulse of the main exhaust gas flow with subsonic or supersonic are entered in the scrap heap in such a way that the scrap heap is optimally oxygenated and / or fueled - depending on the prevailing process conditions - from preheating and melting down the scrap to the flat bath phase is applied.

Zur vorteilhaften impulsstromgesteuerten Erdgas- und Sauerstoffeintragung in das Schrotthaufwerk zur CO-Nachverbrennung in einem Schmelzofen, wie beispielsweise einem Elektrolichtbogenofen, ist die in der deutschen Patentanmeldung 100 59 440.9 beschriebene Nachverbrennungslanze im Unterschall- und Überschallbereich besonders vorteilhaft einsetzbar. For the advantageous impulse flow controlled natural gas and Oxygenation in the scrap heap for CO afterburning in one Melting furnace, such as an electric arc furnace, is the in German patent application 100 59 440.9 Post-combustion lance especially in the subsonic and supersonic range can be used advantageously.

Der Einsatz von impulsstromgesteuerten Nachverbrennungslanzen zur impuls- und längenvariablen Erdgas- und Sauerstoffeintragung bei der CO-Nachverbrennung in Lichtbogenöfen ermöglicht von Beginn des Schmelzvorganges an einen Gaseintrag in das Schrotthaufwerk mit höheren Impulsströmen (N), wodurch mit einer wesentlichen höheren Energiedichte gefahren werden kann. Bezugszeichenaufstellung 1 Ofendeckel
2 Speichenrahmen
3 Deckelsegmente in Panelausführung
4 Heißgaskrümmer
5 Fallrohrstutzen (Zuschläge)
6 Deckelherz (feuerfest zugestellt)
7 Elektrodendurchführung
8 Lanzendurchführungen
9 Elektroden
10 Nachverbrennungslanze
11 äußerer Ring
12 innerer Ring
13 Kühlwasserführung
The use of pulse flow-controlled post-combustion lances for variable and length-variable natural gas and oxygen input during CO post-combustion in electric arc furnaces enables gas to be introduced into the scrap heap with higher pulse currents (N) from the start of the melting process, which means that a significantly higher energy density can be used. Set of reference numerals 1 furnace lid
2 spoke frames
3 cover segments in panel design
4 hot gas manifolds
5 downpipe sockets (surcharges)
6 lid heart (fireproof delivered)
7 electrode feedthrough
8 lance bushings
9 electrodes
10 post-combustion lance
11 outer ring
12 inner ring
13 Cooling water supply

Claims

1. Device for injecting oxygen and / or fuel in a metallurgical melting furnace, consisting of at least one arranged in the furnace and the oxygen and / or fuel-carrying post-combustion lance required for the afterburning of imperfectly burned products, characterized in that the at least one Afterburning lance ( 10 ) is arranged in the furnace cover ( 1 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that each post-combustion lance ( 10 ) is arranged in a lance passage ( 8 ) of the furnace cover ( 1 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the post-combustion lances ( 10 ) are arranged in a 120 ° circular sector (ABC) in the region of a hot gas manifold 4 of the furnace cover ( 1 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that each post-combustion chamber ( 10 ) with an inclination angle of 0 to 45 ° to the vertical in the lance passage ( 8 ) of the furnace cover ( 1 ) is arranged.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each post-combustion lance ( 10 ) is arranged in an angular range from 0 to 360 ° around the center of the vertical down in the lance passage ( 8 ) of the furnace cover ( 1 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one post-combustion lance ( 10 ) is a pulse flow controlled oxygen / fuel lance which can be used in the subsonic and supersonic range.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that each post-combustion lance ( 10 ) in the furnace cover ( 1 ) in the region of a water-cooled spoke frame ( 2 ) and the hot gas manifold ( 4 ) are arranged.

8. A method of operating a device according to one of claims 1 to 7, in which in a melting furnace oxygen and / or fuel for the afterburning of products from incomplete combustion by means of at least one in the furnace lid ( 1 ) arranged afterburning lance ( 10 ) in a to be melted Scrap pile is entered.

9. The method according to claim 8, characterized in that by means of each post-combustion lance ( 10 ) the oxygen and / or fuel jet are introduced at an angle of 0 to 45 ° to the vertical down into the scrap heap.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that by means of each in the furnace cover ( 1 ) arranged afterburning lance ( 10 ) of oxygen and / or fuel at an angle of 0 to 360 ° around the center to the vertical down into the scrap heap be entered.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that by means of each in the furnace cover ( 1 ) arranged afterburning lance ( 10 ) the oxygen and / or fuel between the furnace wall and the electrode circuit are introduced into the scrap heap.

12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that by means of each afterburning lance ( 10 ) arranged in the furnace cover ( 1 ), the oxygen and / or fuel are introduced into the scrap pile opposite to the direction of the movement impulse of the main exhaust gas flow.

13. The method according to any one of claims 8 to 12, characterized in that by means of each afterburning lance ( 10 ) arranged in the furnace cover ( 1 ) the oxygen and / or fuel are introduced at subsonic and supersonic speeds.

14. The method according to any one of claims 8 to 13, characterized characterized in that the oxygen and / or fuel in different amounts and with different impulses as well different beam lengths entered in the scrap heap become.