199902. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxigénfúvatásos konverteres acélgyártásra
1 HU 199902 B 2 nálás mintegy 40%-kal, valamint a tüzelőanyag felhasználás körülbelül 25 — 30%-kal. A találmány szerinti eljárás során a konvertert Fe-tartalmú anyaggal, például vashulladékkal és szilárd, széntartalmú tüzelőanyag első részével töltjük fel. Tüzelőanyagként 25 — 40 tömegszáza* lék illóanyag tartalmú gáz-szenet alkalmazunk. A 25 tömegszázaléknál kisebb mennyiségű illóanyagot tartalmazó tüzelőanyag a betét melegítését már jelentősen megnöveli és megnehezíti, a begyújtás nehézségei következtében és emellett oxigénveszteséget is eredményez. Ha viszont 40 tömegszázaléknál is több illóanyag tartalmú szenet használunk, idő előtti és jelentős gázfázis kilépés jön létre, ami egyrészt tökéletlen égést, másrészt tüzelőanyag veszteséget eredményez. Ezen túlmenően ilyen szén elégetése sok hamut eredményez, ami az olvasztás során a salakba kerül, a salak tömegét növeli és a használható acél mennyiségét csökkenti. A gáz-szén alkalmazása az illóanyag tartalomtól függ, valamint azoktól a tényezőktől, amelyek a gyors begyújtást lehetővé teszik. A bevezetett gáz-szén mennyisége a teljes olvasztási folyamathoz szükséges szilárd, széntartalmú tüzelőanyag 20 — 30 tömegszázaléka. A gáz-szén felhasználás is az illékony alkotóanyagok mennyiségétől függ. Ha például 25 tömegszázaléknyi illóanyag tartalmú gáz-szenet használunk, az elvileg szükséges szilárd tüzelőanyag 30%-ának megfelelő menynyiséget kell bevezetni, míg ha az illóanyagok mennyisége körülbelül 40 tömegszázalék, csupán az elméletileg az olvasztáshoz szükséges szilárd tüzelőanyag körülbelül 20%-ának beadagolása szükséges. Ha a gáz-szén mennyisége a fenti tartományon kívül esik, azaz annál nagyobb vagy kisebb, a tüzelőanyag, illetve az oxigénfelhasználás növekszik. A Fe-tartalmú anyag, valamint a széntartalmú tüzelőanyag első részének beadagolása után megkezdjük az oxigénbefúvatást a konverterbe. Az oxigénfelvétel foka a felmelegítés és az olvasztás során különböző. Kezdetben, amikor a szén és a vashulladék még hideg, a gáz-szén elégetéséhez szükséges oxigénfogyasztás még csekély. Ebben a melegítési periódusban az oxigénfogyasztás lényegében kizárólag a szénből kiváló éghető gázfázisok mennyiségétől függ, amit viszont a gáz-szén illékony anyagainak mennyisége és tömege határoz meg. Ezért szükséges a felmelegítési periódusban az oxigénfogyasztást olyan szinten tartani, a. ely elegendő a szénből kilépő gázok elégetéséhez. Ez a stádium lényegében a betétben lévő gázszén begyújtásáig, illetve az optimális olvasztási feltételek eléréséig tart. Megállapítottuk, hogy a szén égési folyamatának stabilizálásához az egész olvasztási folyamathoz szükséges oxigénmennyiség 20 - 30%-a elegendő. Ha történetesen 20%-nál kevesebb oxigént fúvatunk, megnövekszenek a gáz-szénből felszabaduló illékony anyagok veszteségei, míg 30% fölötti oxigénbefúvatás a megolvasztási folyamatot elnyújtja. Ennek megfelelően a befúvatott oxigénmennyiség közvetlenül arányos a gáz-szén mennyiségével. Miután a teljes olvasztási folyamat lejátszódásához szükséges oxigén mennyiségének 20- — 30%-át befúvattuk a konverterbe, bevisszük a széntartalmú tüzelőanyag második részét is. Ebben a szakaszban szén-tartalmú tüzelőanyagként antracitszenet vagy kokszot, azaz olyan tüzelőanyagot alkalmazunk, amelynek illóanyag tartalma 9 tömegszázaléknál kisebb. A második fázisban nem célszerű gáz-szén felhasználása, minthogy ez az olvasztáshoz szükséges magas hőmérsékleten intenzíven bomlik és a robbanásszerűen kiváló illóanyagok nem égnek el tökéletesen, hanem a füstgázzal együtt távoznak. A viszonylag kis illóanyag tartalmú szén (antracit-szén vagy koksz) felhasználásának célszerűségét a tüzelőanyag elégetésének körülményei határozzák meg. Ha ebben a második fázisban 9%-nál több illóanyag tartalmú szenet használunk, az alkotók intenzíven, igen rövid idő alatt válnak ki és ennek az eredménye a fent említett tökéletlen égés, valamint az ezzel járó tüzelőanyag veszteség. Ez egyben a tüzelőanyag kihasználási tényezőjét is csökkenti. Ezért szükséges a második fázisban a 9 tömegszázaléknál kisebb mennyiségű illóanyagokat tartalmazó szén felhasználása. Mint említettük, célszerű az oxigénbefúvatás kezdetétől a tüzelőanyag maradék részének bevezetéséig eltelt idő 10 —20%-a alatt a befúvatott oxién mennyiségét folyamatosan növelni a 0,08 — 0,26 m3/perc/l kg gáz-szén üzemi mennyiség eléréséig. Ennek a kezdeti szakasznak az időtartama is a gáz-szén illékony alkotóinak mennyiségétől függ. Ha például egy 40 tömegszázalék illóanyagot tartalmazó gáz-szenet használunk, a kezdeti periódus a melegítési idő 10%a, míg ha egy 25 tömegszázalék illóanyagot tartalmazó gáz-szenet használunk fel, a periódus 20%-ra emelkedik. Ha 10%-nál kisebb kezdeti szakaszt alkalmazunk, az oxigénfelvétel alacsony lesz, miáltal az oxigénfelhasználás erősen növekszik. Ha viszont a kezdeti szakaszt 20% fölé növeljük és közben az oxigénbefúvatás intenzitását fokozzuk, a tüzelőanyag veszteség növekszik elégtelen illóanyagok formájában. A kezdeti szakaszban az oxigénbefúvatás közvetlenül kell arányos legyen az idővel, mégpedig az említett 0,08—0,26 nr/perc/1 kg gáz-szén érték eléréséig. Ezen érték fölött a szén elégése már nem válik intenzívebbé, minthogy a szén égési sebességét a szénbevezetés sebessége behatárolja és így a fölöslegesen befúvatott oxigén elsősorban a vashulladékot oxidálja és a kemencefalazat széntartalmú részeit égeti ki. A fentiek miatt nem célszerű a 0,26 m3/perc/l kg gáz-szén érték fölötti oxigénbefúvatás alsó határértékét (0,08 m3/perc/l kg gáz-szén) a gázszén illékony alkotóinak mennyisége, illetve a kiválás kezdete határozza meg, mégpedig olymódon, hogy ezen illékony alkotók maradéktalan elégetését kell biztosítani a bevezetett oxigén mennyiségének. Az olvasztási ciklus végéig azután az oxigénbefúvatás sebességét állandó értéken lehet tarta5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
