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WO1996037633A1 - Verfahren zur nachverbrennung von bei der vakuumbehandlung von stahl entstehenden reaktionsgasen - Google Patents

Verfahren zur nachverbrennung von bei der vakuumbehandlung von stahl entstehenden reaktionsgasen Download PDF

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WO1996037633A1
WO1996037633A1 PCT/DE1996/000902 DE9600902W WO9637633A1 WO 1996037633 A1 WO1996037633 A1 WO 1996037633A1 DE 9600902 W DE9600902 W DE 9600902W WO 9637633 A1 WO9637633 A1 WO 9637633A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
reaction vessel
steel
reaction
liquid steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1996/000902
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Brotzmann
Heinz Holtermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technometal Gesellschaft fuer Metalltechnologie mbH
Original Assignee
Technometal Gesellschaft fuer Metalltechnologie mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technometal Gesellschaft fuer Metalltechnologie mbH filed Critical Technometal Gesellschaft fuer Metalltechnologie mbH
Priority to US09/029,568 priority Critical patent/US6042633A/en
Priority to EP96919573A priority patent/EP0832301B1/de
Priority to AU58098/96A priority patent/AU5809896A/en
Publication of WO1996037633A1 publication Critical patent/WO1996037633A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/10—Arrangements for using waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00—Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
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    • 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
    • C21C2100/00—Exhaust gas
    • C21C2100/02—Treatment of the exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006—Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • F27D2019/0012—Monitoring the composition of the atmosphere or of one of their components
    • F27D2019/0015—Monitoring the composition of the exhaust gases or of one of its components

Definitions

  • the invention relates to a process for the afterburning of reaction gases formed during the decarburization of liquid steel in reaction vessels under vacuum.
  • DE 41 30 590 C2 describes a degassing vessel as a reaction vessel for the vacuum treatment of liquid steel;
  • the degassing stream of the reaction gas particles is entrained, which leads to the fact that in the upper part of the reaction vessel and in the area of the connection line for the vacuum pump there is a strong build-up of steel splashes, where such accumulations are also called "steel bears""Dezeicnnet was ⁇ en.
  • These steel bars can have a substantial weight and finally the other one Part of the reaction vessel, largely seal, so that in general the steel bear has to be removed by burning out in a complex manner.
  • EP 0 347 884 BI proposes a method by means of which the resulting reaction gases are combusted. Within the scope of this known method, one is defined in the reaction vessel except for one
  • Oxygen supply heating the steel bath and a
  • the invention is therefore based on the object of improving a method of the type mentioned in such a way that the risk of steel deposits - bears - being further reduced in the reaction vessel; Furthermore, a device suitable for carrying out an improved method is to be specified.
  • the basic idea of the invention provides that, contrary to the direction of flow of the reaction gases, an air stream is introduced into the reaction vessel via an injection opening arranged in the refractory position.
  • the invention has the advantage that due to the air supply there is good afterburning of the reaction gases, so that the formation of steel bears is prevented due to the heat generated in the process.
  • the introduced air consists of hot air with a temperature between 800 ° C to 1400 ° C.
  • hot air has a substantially higher energy pulse due to its own high blowing speed and thus penetrates very deeply over the length / height of the reaction vessel against the direction of flow of the reaction gases.
  • This is accompanied by a sufficiently strong swirling of the reaction gases with the hot air jet, which leads to better combustion of the reaction gases and to better heat transfer to the inside of the wall of the reaction vessel.
  • the introduction of air into the reaction vessel creates an elongated large flame upon entry of the reaction gases, which flame can be regulated via the injection quantity and the injection speed; This large flame can also be used to melt existing steel bears of relatively large dimensions relatively quickly. It is advantageous, however, that the exhaust gases of the afterburning of the reaction gases caused by blowing in air are relatively cold, so that the exhaust gas treatment of the gases extracted from the reaction vessel is also simplified.
  • the amount of air introduced is dimensioned such that the amount of reaction gases calculated from the batch of steel to be degassed is completely stoichiometrically burned; It goes without saying that the amount of air to be blown in must be adapted to the amount of reaction gases formed in order to achieve this goal.
  • the introduction of air takes place over the entire period of vacuum degassing of the liquid steel; This measure serves to achieve a CO-free exhaust gas as far as possible during the entire vacuum treatment of the steel.
  • about 50% of the reaction gases within a first time period for example within the first three minutes of a vacuum decarburization lasting about twelve minutes . suctioned off and a further 25% suctioned off during the subsequent further three minutes, it may be expedient according to one embodiment of the invention that the introduction of air is concentrated on the first period of the vacuum treatment of the liquid steel, this first period of time being half of the total Treatment duration can be measured.
  • the introduction of air into the reaction vessel is only carried out with every second or third batch, because it may be desirable to leave a thin steel shirt on the vessel lining to protect the refractory lining of the reaction vessel shall be.
  • the process according to the invention for afterburning the reaction gases can also be combined with an accelerated decarburization treatment of the liquid steel, in which oxygen is introduced into the steel bath via a retractable lance.
  • An expedient device for carrying out the method is aimed at providing a suitable generator for generating the hot air, and according to the invention the generator has a bed of heatable balls made of a refractory material for heating the air passed through the ball bed.
  • a separate burner can be used to heat the ball bed be provided, or the generator for waste heat utilization can be connected to the reaction vessel, so that the hot air present there after the treatment can be used to heat the ball bed.
  • Fig. 4 shows the subject of Figure 3 in another embodiment.
  • the reaction vessel 10 has at its lower end two immersion tubes 11 with which the reaction vessel is brought into connection with a steel pan in which liquid steel is located; If negative pressure is applied in the reaction vessel via the connection 16 for a vacuum pump, the steel bath 12 rises from the steel pan (not shown) in the direction of arrow 13 and enters the reaction vessel 10 and flows into the reaction vessel after appropriate treatment or degassing Direction of arrow 14 back into the steel pan; in this treatment, reaction gases 15 emerging from the steel bath 12 flow in the direction of the connection opening 16 for the vacuum pump.
  • the upper lid of the reaction vessel 10 there is an injection opening 17, via which hot air is blown into the reaction vessel 10 in the exemplary embodiment described or is sucked into the reaction vessel 10 via the vacuum present in the reaction vessel 10, a flame 19 being formed from the injection opening 17 , which is surrounded by a hot air column 18 or continues into this.
  • the relationships shown in FIG. 1 are based on a speed of the injected hot air of 600 m / s at a flow speed of the reaction gases of 15 m / s, with the hot air deep into the reaction vessel 10 at a total height of the reaction vessel of 10-12 m penetrates and thus ensures heat transfer into the lower region of the reaction vessel.
  • FIG. 2 shows the corresponding vacuum treatment or hot air blowing, the amount of reaction gas or hot air being plotted over the duration of the treatment; This representation is based on the vacuum treatment of a 280 t steel batch, and this results in curve 20 of the amount of reaction gas drawn off over the treatment period of about 12 minutes; the hot air is blown in at a temperature of 1200 ° C. in an amount corresponding to curve 21 over the time axis, in which is shown Embodiment blowing hot air is limited to half the treatment time, that is, 6 minutes.
  • the measured exhaust gas temperature was 1800 ° C, and from this an energy available for melting a steel bear of 0.88 GJ is calculated, which is sufficient to melt a steel bear weighing approximately 1.5 t.
  • FIG. 3 shows an expedient generator arrangement for generating the hot air, the associated generator 22 being connected via a connecting line 23 to the injection opening 17 for the hot air in the reaction vessel 10; the connecting line 23 can be shut off via a valve 24.
  • the generator 22 has a bed 25 of balls made of a refractory material, a separate, for example gas-operated burner 26 being provided for heating the ball bed 25, which in turn is connected to the connecting line 23.
  • An air line 27 also leads into the generator, which branches into an exhaust line 28 which can be shut off by means of a valve 29 and into an inlet line 30 which can be shut off by means of a valve 31.
  • the valve 24 is closed, as is the valve 31 in the inlet line 30; so that the hot exhaust gases introduced by the gas burner 26 can flow through the ball bed 25 and exit via the exhaust line 28 with the valve 29 open; for blowing hot air, the valve 29 is closed, and valves 31 and 24 are opened; due to the vacuum prevailing in the reaction vessel 10, the air can now enter the generator 22 via the lines 30 and 27 and is brought to temperature here via the heated ball bed 25; the heated hot air then enters the reaction vessel 10 via the injection opening 17 via the connecting line 23 with the valve 24 open; it is expedient that the connecting line 23 between the generator 22 and the reaction vessel 10 is dimensioned as short as possible. Furthermore, the injection opening 17 in the reaction vessel is dimensioned such that the best possible flow conditions for the entry of the hot air exist at the internal pressure or vacuum to be applied in the reaction vessel.
  • use of the waste heat in the reaction vessel is set up by branching the air line 27 into the inlet line 30 and into a connecting line 32 to the reaction vessel 10, the connecting line 32 being able to be shut off via a valve 33 and also into this line a suction fan 34 is switched on.
  • the valve 24 is also no longer arranged in the connecting line 23 between the generator 22 and reaction vessel 10, but is located in the air line 27.
  • the ball bed 25 is heated with the valve 24 open and the valve 33 open and the suction fan 34 running by introducing the hot gases located in the reaction vessel 10, whereby After heating the ball bed 25, the valve 33 is closed and the valve 31 in the inlet line is opened, so that the air can now enter the heated ball bed 25 via the air line 27 and flow from here via the connecting line 23 to the reaction vessel 10.
  • the valve 24 controls the amount of hot air to be introduced into the reaction vessel 10 as a function of the negative pressure prevailing in the reaction vessel 10.

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Abstract

Ein Verfahren zur Nachverbrennung von bei der Entkohlung von flüssigem Stahl in unter Vakuum stehenden Reaktionsgefäßen entstehenden Reaktionsgasen soll im Hinblick auf die Verringerung der Gefahr einer Bildung von Stahlansätzen verbessert werden. Hierzu ist vorgesehen, daß entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase (15) ein Luftstrom (18) über eine in der Feuerfestzustellung ausgebildete Einblasöffnung (17) in das Reaktionsgefäß (10) eingebracht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung einer besonderen Ausführung des Verfahrens mit einem Heißluftgenerator.

Description

1 -
Verfahren zur NachVerbrennung von bei der Vakuumbehandlung von Stahl entstehenden Reaktionsgasen
e s c n r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur NachVerbrennung von bei der Entkohlung von flussigem Stahl in unter Vakuum stehenαen Reaktionsgefäßen entstehenden Reaktionsgasen.
In der DE 41 30 590 C2 ist ein Entgasungsgefäß als Reaktionsgefäß für die Vakuumbehandlung von flüssigem Stahl beschπeoen; wie dieser Druckscnπft zu entnehmen ist, werden αurcπ den Entgasungsstrom der Reaktioπsgase Partikel mitgerissen, was dazu führt, daß es im oberen Teil des Reaktionsgefäßes und im Bereich der Anscnlußleitung für die Vakuumpumpe zu einer starken AnsatzDildung von Stahlspritzern kommt, wooei derartige Ansammlungen aucn als "Stahlbären" Dezeicnnet werαen. Diese Stahlbaren können ein ernebiiches Gewicht aufweisen und schließlich den oDeren Teil des Reaktionsgefäßes, weitgehend verschließen, so daß im allgemeinen der Stahlbär in aufwendiger Weise durch Herausbrennen beseitigt werden muß.
Zur Vermeidung einer derartigen Bärenbildung ist in der insoweit zur Bildung der Gattung herangezogenen
EP 0 347 884 BI ein Verfahren vorgeschlagen, mittels dessen eine Nachverbrennung der entstehenden Reaktionsgase angestrebt wird. Im Rahmen dieses bekannten Verfahrens wird über eine in das Reaktionsgefäß bis auf einen definierten
Abstand zur Oberfläche des Stahlbades des flüssigen Stahls einfahrbare Lanze Sauerstoff beziehungsweise ein sauerstoffhaltiges Gas in einer im einzelnen zu berechnenden
Menge auf das Stahlbad geblasen; mit diesem bekannten
Verfahren sollen drei Effekte gemeinsam erreicht werden, nämlich eine Entkohlung des Stahls über die
Sauerstoffzufuhr, eine Aufheizung des Stahlbades sowie eine
Nachverbrennung der bei der Vakuumbehandlung entstehenden
Reaktiongsgase. Dabei hat es sich in der Praxis gezeigt, daß mit dem bekannten Verfahren das Entstehen von Stahlbären insbesondere in langgestreckten beziehungsweise hohen
Reaktionsgef ßen nicht ausreichend sicher verhindert werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß die Gefahr der Bildung von Stahlansätzen - Bären - im Reaktionsgefäß weiter verringert ist; ferner soll eine zur Durchführung eines verbesserten Verfahrens geeignete Vorrichtung angegeben werden. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase ein Luftstrom über eine in der Feuerfest∑ustellung angeordnete Einblasöffnung in das Reaktionsgefäß eingebracht wird. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß aufgrund der Luftzufuhr eine gute Nachverbrennung der Reaktionsgase erfolgt, so daß aufgrund der dabei entstehenden Wärme die Bildung von Stahlbären verhindert ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die eingebrachte Luft aus Heißluft mit einer Temperatur zwischen 800° C bis 1400° C besteht. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß Heißluft aufgrund der ihr eigenen hohen Einblasgeschwindigkeit einen wesentlich höheren Energieimpuls aufweist und damit über die Länge/Höhe des Reaktionsgefäßes entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase sehr tief eindringt. Damit geht eine ausreichend starke Verwirbelung der Reaktionsgase mit dem Heißluftstrahl einher, was zu einer besseren Verbrennung der Reaktionsgase und zu einer besseren Wärmeübertragung an die Innenseite der Wand des Reaktionsgefäßes führt. Der Grund hierfür liegt darin, daß Luft unter den üblichen Bedingungen nur maximal mit Schallgeschwindigkeit in das Reaktionsgefäß eingeblasen werden kann; für kalte Luft liegt die Schallgeschwindigkeit nur bei 330 m/s, wohingegen die Schallgeschwindigkeit für Luft mit einer Temperatur von beispielsweise 1200° C bei ca. 800 m/s liegt. Durch die Verwendung heißer Luft ist es also möglich, die Luft mit wesentlich höherer Geschwindigkeit in das Reaktionsgefäß einzubringen.
Vereinfacht entsteht durch das Einbringen von Luft in das Reaktionsgefäß bei Zutritt der Reaktionsgase eine langgestreckte große Flamme, die über die Einblasmenge sowie die Einblasgeschwindigkeit regelbar ist; mittels dieser großen Flamme lassen sich auch gegebenenfalls bereits bestehende Stahlbären größeren Ausmaßes verhältnismäßig schnell wieder abschmelzen. Vorteilhaft ist aber, daß die Abgase der durch das Einblasen von Luft herbeigeführten Nachverbrennung der Reaktionsgase verhältnismäßig kalt sind, so daß auch die Abgasbehandlung der aus dem Reaktionsgefäß abgesaugten Gase vereinfacht ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die eingebrachte Luftmenge so bemessen, daß die aus der zu entgasenden Stahlcharge berechnete Menge an Reaktionsgasen stöchiometrisch vollständig verbrannt wird; es versteht sich, daß zur Erreichung dieses Zieles die einzublasende Luftmenge der Menge der entstehenden Reaktionsgase anzupassen ist.
Hierbei ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß das Einbringen von Luft über die gesamte Zeitdauer der Vakuumentgasung des flüssigen Stahls erfolgt; diese Maßnahme dient dazu, während der gesamten Vakuumbehandlung des Stahls möglichst ein CO-freies Abgas zu erzielen. Da bekanntlich innerhalb eines ersten Zeitabschnitts, beispielsweise innerhalb der ersten drei Minuten einer etwa zwölf Minuten dauernden Vakuumentkohlung etwa 50 % der Reaktionsgase .abgesaugt und während der nachfolgenden weiteren drei Minuten weitere 25 % abgesaugt werden, kann es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig sein, daß das Einbringen von Luft auf den ersten Zeitabschnitt der Vakuumbehandlung des flüssigen Stahls konzentriert ist, wobei dieser erste Zeitabschnitt mit der Hälfte der gesamten Behandlungsdauer bemessen sein kann.
Nach alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Einbringen von Luft in das Reaktionsgefäß nur bei jeder 2. beziehungsweise 3. Charge vorgenommen wird, weil es erwünscht sein kann, daß zum Schütze der feuerfesten Auskleidung des Reaktionsgefäßes ein dünnes Stahlhemd auf der Gefäßauskleidung belassen werden soll.
In an sich bekannter Weise ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Nachverbrennung der Reaktionsgase auch zu kombinieren mit einer beschleunigten Entkohlungsbehandlung des flüssigen Stahls, bei welcher über eine einfahrbare Lanze Sauerstoff in das Stahlbad eingebracht wird.
Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist darauf gerichtet, einen geeigneten Generator zur Erzeugung der Heißluft vorzusehen, und erfindungsgemäß weist der Generator eine Schüttung von durch Wärmezufuhr aufheizbaren Kugeln aus einem feuerfesten Material zur Aufheizung der durch die Kugelschüttung geführten Luft auf. Zur Aufheizung der Kugelschüttung kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein gesonderter Brenner vorgesehen sein, oder es kann der Generator zur Abwärmenutzung an das Reaktionsgefäß angeschlossen sein, so daß die dort nach der Behandlung anstehende heiße Luft zur Aufheizung der Kugelschüttung herangezogen werden kann.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; es zeigen:
Fig. 1 ein Reaktionsgefäß während des Einblasens von Heißluft in einer schematischen Darstellung,
Fig. 2 in einem Diagramm das Verhältnis von entstehenden Reaktionsgasen und eingeblasener Luftmenge zur Behandlungsdauer,
Fig. 3 einen Generator zur Heißlufterzeugung in Verbindung mit dem Reaktionsgefäß in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 den Gegenstand der Figur 3 in einem anderen Ausführungsbeispiel.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, weist das Reaktionsgefäß 10 an seinem unteren Ende zwei Tauchrohre 11 auf, mit denen das Reaktionsgefäß in Verbindung mit einer Stahlpfanne gebracht wird, in der sich flüssiger Stahl befindet; wird in dem Reaktionsgefäß über den Anschluß 16 für eine Vakuumpumpe Unterdruck angelegt, so steigt aus der nicht dargestellten Stahlpfanne das Stahlbad 12 in Richtung des Pfeiles 13 auf und tritt in das Reaktionsgefäß 10 ein und fließt nach entsprechender Behandlung beziehungsweise Entgasung in Richtung des Pfeiles 14 in die Stahlpfanne zurück; bei dieser Behandlung entstehen aus dem Stahlbad 12 austretende Reaktionsgase 15, die in Richtung auf die Anschlußδffnung 16 für die Vakuumpumpe strömen.
Im oberen Deckel des Reaktionsgefäßes 10 befindet sich eine Einblasöffnung 17, über die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel Heißluft in das Reaktionsgefäß 10 eingeblasen beziehungsweise über das im Reaktionsgefäß 10 anstehende Vakuum in das Reaktionsgefäß 10 eingesaugt wird, wobei sich von der Einblasöffnung 17 aus eine Flamme 19 ausbildet, die von einer Heißluftsäule 18 umgeben ist beziehungsweise sich in diese fortsetzt. Die in der Figur 1 dargestellten Verhältnisse beruhen auf einer Geschwindigkeit der eingeblasenen Heißluft in Höhe von 600 m/s bei einer Strömungsgeschwindigkeit der Reaktionsgase von 15 m/s, wobei bei einer Gesamthöhe des Reaktionsgefäßes von 10 - 12 m die Heißluft tief in das Reaktionsgefäß 10 eindringt und damit eine Wärmeübertragung bis in den unteren Bereich des Reaktionsgefäßes sicherstellt.
In Figur 2 ist die entsprechende Vakuumbehandlung beziehungsweise das Heißlufteinblasen dargestellt, wobei jeweils die Menge an Reaktionsgas beziehungsweise Heißluft über der Behandlungsdauer aufgetragen ist; dieser Darstellung liegt die Vakuumbehandlung einer 280 t-Stahl- charge zugrunde, und dabei ergibt sich die Kurve 20 der abgesaugten Menge an Reaktionsgas über der Behandlungsdauer von etwa 12 Minuten; die Heißluft wird mit einer Temperatur von 1200° C in einer der Kurve 21 entsprechenden Menge über der Zeitachse eingeblasen, wobei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Einblasen der Heißluft auf die Hälfte der Behandlungsdauer, also auf 6 Minuten, beschränkt ist. Die gemessene Abgastemperatur betrug dabei 1800° C, und hieraus errechnet sich eine für das Abschmelzen eines Stahlbären verfügbare Energie von 0,88 GJ, was ausreichend ist, um einen Stahlbären von ungefähr 1,5 t Gewicht abzuschmelzen.
In Figur 3 ist eine zweckmäßige Generatoranordnung für die Erzeugung der Heißluft dargestellt, wobei der zugehörige Generator 22 über eine Anschlußleitung 23 an die Einblasöffnung 17 für die Heißluft im Reaktionsgefäß 10 angeschlossen ist; die Anschlußleitung 23 ist über ein Ventil 24 absperrbar.
Der Generator 22 weist eine Schüttung 25 von aus einem feuerfesten Material bestehenden Kugeln auf, wobei zur Aufheizung der Kugelschüttung 25 ein gesonderter, beispielsweise mit Gas betriebener Brenner 26 vorgesehen ist, der seinerseits an die Anschlußleitung 23 angeschlossen ist. In den Generator führt ferner eine Luftleitung 27, die sich in eine mittels eines Ventils 29 absperrbare Abgasleitung 28 und in eine mittels eines Ventils 31 absperrbare Einlaßleitung 30 verzweigt.
Während des Aufheizens der Kugelschüttung 25 ist das Ventil 24 geschlossen, ebenso das Ventil 31 in der Einlaßleitung 30; damit können die vom Gasbrenner 26 eingebrachten heißen Abgase die Kugelschüttung 25 durchströmen und über die Abgasleitung 28 bei geöffnetem Ventil 29 austreten; für das Einblasen von Heißluft wird das Ventil 29 geschlossen, und es werden die Ventile 31 und 24 geöffnet; aufgrund des im Reaktionsgefäß 10 herrschenden Vakuums kann die Luft nun über die Leitungen 30 und 27 in den Generator 22 eintreten und wird hier über die aufgeheizte Kugelschüttung 25 auf Temperatur gebracht; die aufgeheizte Heißluft tritt alsdann über die Anschlußleitung 23 bei geöffnetem Ventil 24 in das Reaktionsgefäß 10 über die Einblasöffnung 17 ein; dabei ist es zweckmäßig, daß die Anschlußleitung 23 zwischen Generator 22 und Reaktionsgefäß 10 möglichst kurz bemessen ist. Weiterhin ist die Einblasöffnung 17 im Reaktionsgefäß so dimensioniert, daß bei dem jeweils anzulegenden Innendruck beziehungsweise Vakuum im Reaktionsgefäß jeweils bestmögliche Strömungsbedingungen für das Eintreten der Heißluft bestehen.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Nutzung der Abwärme im Reaktionsgefäß eingerichtet, indem sich die Luftleitung 27 in die Einlaßleitung 30 und in eine Verbindungsleitung 32 zum Reaktionsgefäß 10 verzweigt, wobei die Verbindungsleitung 32 über ein Ventil 33 absperrbar ist und in diese Leitung ebenfalls ein Sauggebläse 34 eingeschaltet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner das Ventil 24 nicht mehr in der Anschlußleitung 23 zwischen Generator 22 und Reaktionsgef ß 10 angeordnet, sondern befindet sich in der Luftleitung 27.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufheizen der Kugelschüttung 25 bei geöffnetem Ventil 24 sowie geöffnetem Ventil 33 und laufendem Sauggebläse 34 durch das Einleiten der im Reaktionsgef ß 10 befindlichen heißen Gase, wobei nach dem Aufheizen der Kugelschüttung 25 das Ventil 33 geschlossen und das Ventil 31 in der Einlaßleitung geöffnet wird, so daß nun die Luft über die Luftleitung 27 in die aufgeheizte Kugelschüttung 25 eintreten und von hier aus über die Anschlußleitung 23 zum Reaktionsgef ß 10 strömen kann. Über das Ventil 24 ist bei beiden Ausführungsbeispielen in Abhängigkeit von dem im Reaktionsgefäß 10 herrschenden Unterdrück eine Regelung der in das Reaktionsgefäß 10 einzulassenden Menge an Heißluft gegeben .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Nachverbrennung von bei der Entkohlung von flüssigem Stahl in unter Vakuum stehenden Reaktionsge¬ fäßen entstehenden Reaktionsgasen, dadurch gekennzeichnet, daß entgegen der Strömungsrichtung der Reaktionsgase (15) ein Luftstrom (18) über eine in der Feuerfestzustellung angeordnete Einblasöffnung (17) in das Reaktionsgefäß (10) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebrachte Luftstrom (18) aus Heißluft mit einer Temperatur zwischen 800 C bis 1400 C besteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebrachte Luftmenge derart bemessen ist, daß die aus der zu entgasenden Stahlcharge berechnete Menge an Reaktionsgasen stöchiometrisch vollständig verbrannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Luft über die gesamte Zeitdauer der Vakuumentgasung des flüssigen Stahls erfolgt.
Verfahren nach einem der Anprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Luft auf einen ersten Zeitabschnitt der Vakuumentgasung des flüssigen Stahls beschränkt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zeitabschnitt für das Einbringen von Luft etwa auf die Hälfte der Zeitdauer der Vakuumentkohlung des flüssigen Stahls bemessen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis δ, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Luft in das Reaktionsgefäß (10) bei jeder zweiten Charge vorgenommen wird .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen von Luft in das Reaktionsgefäß (10) bei jeder dritten Charge vorgenommen wird .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur beschleunigten Entkohlung des flüssigen Stahls zusätzlich über eine in das Reaktionsgef ß (10) einfahrbare Lanze Sauerstoff in das Stahlbad eingeblasen wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur
NachVerbrennung von bei der Entkohlung von flüssigem Stahl in unter Vakuum stehenden Reaktionsgefäßen entstehenden Reaktionsgasen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein der Erzeugung der Heißluft dienender Generator (22) an das Reaktionsgefäß (10) angeschlossen ist und daß der Generator (22) eine Schüttung (25) von durch Wärmezufuhr aufheizbaren Kugeln aus einem feuerfesten Material zur Aufheizung der durch die Kugelschüttung (25) geführten und anschließend in das Reaktionsgefäß (10) eingebrachten Luft aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufheizuπg der Kugelschüttung (25) ein gesonderter Brenner (26) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufheizung der Kugelschüttung der Generator (22) zur Abwärmenutzung an das Reaktionsgefäß (10) angeschlossen ist.
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