195981. lajstromszámú szabadalom • Eljárás megnövelt energiabevitelre villamos ívkemencékbe
3 195981 4 A találmány tárgya eljárás fémolvasztásra, különösen acélgyártásra szolgáló villamos ivkemencék megnövelt energiabevitelére és villamos energia meglakaritására, amelynél a villamos energia kiegészítéseként széntartalmú tüzelőanyagokat és oxigént vagy oxigéntartalmú gázokat, mint példaképpen előmelegített levegőt fújunk a kemencetérbe vagy a kemencetérbe és az olvadékba. A villamos ivkemencékben való acélgyártást az utóbbi olajválság óta a villamosenergiával való takarékosság és az olvasztási idő csökkentésére való fejlesztési törekvések jellemzik. így például Japánban az 1973 és 1983 közti időszakban 146 villamos ívkemence átlagéban a csapolési időközt 2 óra 46 percről 1 óra 51 percre csökkentették. A villamosenergia felhasználás ugyanezen időszakban tonnánként 543 KWh-ról 439 kWh-ra csökkent. Az elektróda felhasználás ugyancsak csökkent, 5,1 kg/t-ról 3,1 kg/t-ra. Az ócskavas beolvadásának gyorsítására fogyó csöveken át 25 Nm3/t mennyiségig térjedő oxigént fúvatnak a forró ócskavasra. Az eközben képződő vasoxidot kis mennyiségű darabos koksz adagolásával vagy ugyancsak fogyó csöveken át történő szén befúvásával az ócskavas beolvadása után részben redukálják. Mindenesetre a viszonylag kis menynyiségü szén szénmonoxiddá való átalakulásakor keletkező hőmennyiség csekély. Az ócskavas beolvasztását különböző típusú égőkkel, különösen olaj-oxigén égők alkalmazásával gyorsíthatjuk. Ezeket az égőket többnyire az olvadék fölött, a kemence oldalfalának alsó részén rögzítik. Az elmúlt időszakban szép számmal voltak arra irányuló törekvések is, hogy a gazdaságilag nagyon jelentős grafitelektrú-ia fogyást át nem áramoltatott, vagy gáz, illetve gáz/szilárd anyag szuszpenzióval átáramoltatott üreges elektródákkal csökkentsék. Egyéb hatásokat irányzó intézkedések is történtek, például az acél hidrogéntartalmának csökkentése, vagy szilárd anyagok beadagolása. A 2 209 422 sz. US szabadalmi leírásból és a 2 900 864 sz. DE nyilvánosságra hozatali iratból ismeretesek megfelelő eljárások. Annak oka, hogy az üreges elektródákon át való befúvási technológia nem terjed el, többek között az, hogy a befúvott szilárd anyagok eloszlása a fürdőmozgás hiányában nem megfelelő. Tüzelőanyagok befúvásakor nem jelentkeztek gazdaságilag értékelhető előnyök. Egyéb eljárási változatoknál összegyűjtik a keletkezett gázokat és a villamos ivkemencén kivül külön elöhevitő kamrákban az ócskavas előmelegítésére használják. Azután a forró ócskavasat adagolják a villamos ívkemencébe. Ezen ismert módosításokkal a villamos ivkemencék csapolési időköze egyes esetekben mintegy 80 percre lerövidíthető. Hogy a modern tuskóöntő berendezéseket folyamatosan kiszolgálhassuk és a kemencék höveszteségét csökkentsük, a villamos ivkemencék csapolési időközének további csökkentése ugyanolyan fontos gazdaságilag, mint az ócskavas beolvasztásakor a drága villamosenergia felhasználás csökkentése. A találmány célja a villamos ivkemencékben való acélgyártás gazdaságosságénak növelése, és olyan eljárás kidolgozása, ami a kemencék olvasztási teljesítményét és hőbevitelét növeli és ezáltal a csapolési időközt lerövidíti, valamint gazdaságos tüzelőanyagok nagy hőtechnikai hatásfokú eltüzelésével villamos energia megtakarítást biztosit. Ezen túlmentöen az új eljárással szemben követelmény a biztonságos üzemmód, és hogy az ismert előnyöket, különösen a villamos ívkemencék magas rugalmasságát hátrányosan ne befolyásolja. A kitűzött célt olyan kialakítással érjük el, hogy az oxigént vagy oxigéntartalmú gézt a felső kemencetérben állandó helyzetűén elhelyezett befúvószekezeteken szabad sugárban lefelé és érintőlegesen az elektróda osztókor és a kemencefal közti térbe vezetjük, az így előálló intenzív gázárammal a bevezetett tüzelőanyagokból és az ócskavasból felszabaduló tüzelőanyagokból származó reakciógázokat összekeverni hagyjuk és elégetjük, az így felszabaduló hőt legalább 70%-os termikus hatásfokkal az ócskavassal és/vagy az olvadékkal közöljük, továbbá a befúvott gázsugarak olvadékba történő becsapódási felületeire a fürdő felülete alatt, előnyösen a kemence fenekén elhelyezett fúvókékor. ót gázokat, különösen oxidáló hatású gázokat vezetünk. Célszerűnek bizonyult a találmány szerinti eljárás olyan hasznosítási módja, amelynél az oxigént és/vagy előmelegített levegőt az ívkemence felső szakaszában állandó helyzetűén elhelyezett befúvószerkezeteken keresztül a vízszinteshez viszonyított 30-60°-os szög alatt lefelé irányulóan tangenciálisan vezetjük az elektróda osztókor és kemencefal közti térben az ócskavasba, illetve a kemence gázterébe. Az ócskavas szenynyezóanyagaiból és mindenekelőtt a bevezetett grafit tartalmú tüzelőanyagok mint szén és koksz elégéséből származó cirkuláló reakciógázokat a befúvószerkezetek gázsugarai többszörösen magukkal szívják és eközben elégnek. A reakciógázok elégetéséből felszabaduló hő 70-90% termikus hatásfokkal étszármazik az ócskavasra és/vagy az olvadékba legalább helyileg intenzív fúrdőmozgés közben. Ezáltal a gáztisztitóhoz vezetett hulladék gázok hőmérséklete csak kis mértékben emelkedik a kemencetér hőmérséklete fölé. A vdiamos energia megtakarítására szolgáló oxigén és tüzelőanyag igény a jó hőátvitel és a rakciógázok COz-vé és HzO-va történő jó hatásfokú elégése, valamint az ócskavassal bevitt szénhidrogéntartalmú szennyezőanyagak, mint például festékek, olajok, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
