DE2912004B2

DE2912004B2 - Cooling system for an electric arc furnace

Info

Publication number: DE2912004B2
Application number: DE2912004A
Authority: DE
Inventors: Winfried 4300 Essen Gelsing
Original assignee: Oschatz 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Oschatz 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2912004A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen insbesondere zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott dessen Abgase über eine Ofendeckelöffnung und eine daran anschließende Abgasleitung in ein Entstaubungsaggregat absaugbar sind, — wobei der Elektrolichtbogenofen zumindest im Bereich seines Mantels eine Kühlauskleidung aufweist und die Abgasleitung im Anschluß an die Ofendeckelöffnung als Abgaskühlkamin ausgeführt ist und wobei die Kühlauskleidung des Elektrölichtbogenofens sowie der Abgaskühlkamin von einem im Kreislauf geführten Kühlmittel durchströmt sind und das Kühlmittel über ein Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung geführt istThe invention relates to a cooling system for an electric arc furnace, in particular for melting of steel from scrap its exhaust gases through a furnace lid opening and an adjoining one Exhaust pipe can be sucked into a dust extraction unit, - the electric arc furnace at least in the Area of its jacket has a cooling liner and the exhaust line is designed as an exhaust gas cooling chimney following the furnace lid opening and wherein the Cooling lining of the electric arc furnace as well as the exhaust gas cooling chimney from a circulating one The coolant flows through it and the coolant flows through a heat utilization unit for steam generation is led

Bei einer bekannten Kühlanlage dieser Art (Zeitschrift »elektrowärme international«, 36 (1978) B 5 Oktober, Seiten B 277 bis B 282, insbesondere Seite B 279, Bild 4 und Seite B 281, Bild 7) sind die Kühlauskleidung des Elektrölichtbogenofens einerseits, der Abgaskühlkamin andererseits in verschiedenen, voneinander unabhängigen Kühlmittelkreisläufen angeordnet, deren jeder ein Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung aufweist. Die an das Kühlmittel des jeweiligen Kühlmittelkreislaufes abgegebene Wärme ist zeitlich extremen Schwankungen unterworfen (vgl. Zeitschrift »elektrowärme international«, 1. c, insbesondere Seite B 278, Bild 3); dasselbe gilt folglich für die Dampferzeugung. Für zeitlich gleichmäßige Dampferzeugung ist man daher gezwungen, zusätzlichIn a known cooling system of this type (magazine "elektrowärme international", 36 (1978) B 5 October, pages B 277 to B 282, in particular page B 279, image 4 and page B 281, image 7) are the Cooling lining of the electric arc furnace on the one hand, the exhaust gas cooling chimney on the other hand in different, independent coolant circuits are arranged, each of which has a heat utilization unit for steam generation. The heat given off to the coolant of the respective coolant circuit is subject to extreme fluctuations over time (cf. magazine »elektrowärme international«, 1. c, in particular page B 278, Fig. 3); consequently the same is true for steam generation. In order to generate steam evenly over time, one is therefore forced to additionally mit Wärmespeiphern wnd/oder frei steuerbaren WSrmespendern zw arbeiten. Diese zusätzlichen aufwendigen Aggregate will die Erfindung vermeiden.work with heat pumps wnd / or freely controllable heat dispensers. These additional elaborate The invention wants to avoid aggregates.

Bei einer anderen Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen, der zumindest im Bereich seines Mantels eine Kühlauskleidung aufweist, die von einem über ein Wärmeausnutzungsaggregat geführten Kühlmittel durchströmt ist, ist es zwar auch schon bekannt (DE-AS 11 03 952), die im Bereich des Mantels vorgeseheneIn another cooling system for an electric arc furnace, at least in the area of its jacket has a cooling lining, which is guided by a coolant via a heat utilization unit is flowed through, it is already known (DE-AS 11 03 952), the one provided in the area of the jacket

to Kühlauskleidung und einen weiteren Kühlabschnitt in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf anzuordnen, dessen der Kühlauskleidung und dem weiteren Kühlabschnitt gemeinsamer Kühlmittelleitiingsstrang das Wärmeausnutzungsaggregat aufweist.to cooling lining and a further cooling section connected in parallel in a single coolant circuit to arrange whose the cooling lining and the further cooling section of common coolant initiation strand has the heat utilization unit.

Bei dieser Kühlanlage dient das Wärmeausnutzungsaggregat jedoch nicht einer Dampferzeugung, sondern einer Erwähnung von Luft und handelt es sich bei dem weiteren Kühlabschnitt nicht um einen Abgaskühlkamin — eine Ausnutzung der dem Abgas immanenten WärmeIn this cooling system, however, the heat utilization unit is not used to generate steam, but rather a mention of air and it concerns with that further cooling section not around an exhaust gas cooling stack - A utilization of the heat inherent in the exhaust gas wird bei dieser Kühlanlage nämlich überhaupt nicht in Betracht gezogen — sondern um einen weiteren Abschnitt der Kühlauskleidung des Elektrölichtbogenofens selbst Die Parallelschaltung der Kühlauskleidungsabschnitte ist hier offensichtlich nur aus kühltech-is not at all in this cooling system Considered - but a further section of the cooling lining of the electric arc furnace itself. The parallel connection of the cooling lining sections is obviously only made of cooling nischen Gesichtspunkten heraus verwirklichtrealized from a niche point of view

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Kühlanlage der eingangs genannten Art einen Aufbau zu finden, der ohne weiteres eine zeitlich gleichmäßige Dampferzeugung ermöglichtThe invention is based on the object for a To find a cooling system of the type mentioned at the outset that easily has a uniform over time Allows steam generation

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Kühlauskleidung und der Abgaskühlkamin in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf angeordnet sind, dessen der Kühlauskleidung und dem Abgaskühlkamin gemeinsamerThe solution to this problem is according to the invention that the cooling lining and the Exhaust gas cooling chimney are arranged in parallel in a single coolant circuit, of which the cooling lining and the exhaust gas cooling chimney are more common Kühlmittelleitungsstrang das Wärmeausnutzungsaggregat aufweistHas the coolant line harness the heat utilization unit

Die Erfindung nutzt hierbei die im Stand der Technik bisher nicht beschriebene Tatsache, daß die an die Kühlauskleidung des Elektrolichtbogcnofens abgegebeThe invention uses the fact that has not been described in the prior art that the The cooling lining of the electric arc furnace was released ne Wärme einerseits, die an den Abgaskühlkamin abgegebene Wärme andererseits zeitlich auf Lücke anfallen, d.h. die Wärmespitzen aus dem Abgaskühlkamin in die Wärmesenken aus der Kühlauskleidung fallen und umgekehrt Werden daher beide Wärmen anne heat on the one hand, which is sent to the exhaust gas cooling chimney On the other hand, the heat given off occurs temporally on the gap, i.e. the heat peaks from the exhaust gas cooling stack into the heat sinks in the cooling lining fall and vice versa, therefore, both heats are generated einen einzigen Kühlmittelkreislauf abgegeben, tritt gleichsam ein Ausgleichseffekt ein, der in der Praxis ohne aufwendige Zusatzaggregate eine gleichmäßige Dampferzeugung zuläßt wenn Kühlauskleidung und Abgaskühlkamin in Parallelschaltung von Kühlmittelreleased a single coolant circuit occurs at the same time a compensating effect, which in practice is even without complex additional units Steam generation is permitted if the cooling lining and the exhaust gas cooling stack are connected in parallel with the coolant durchströmt sind.are flowed through.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. So besteht das Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung vorzugsweise aus einer Dampfkesseltrommel oder einemThere are several possibilities within the scope of the invention for the further configuration. That’s the way it is Heat utilization unit for steam generation, preferably from a steam boiler drum or a Speicher einer Druckwasseranlage. Ein besonders gleichmäßiger Wärmeanfall ergibt sich im Wärmeausnutzungsaggregat, wenn sie nach bevorzugter Ausführungsform die Kühlauskleidung des Elektrölichtbogenofens aus einem Kühlmantel sowie aus einer Ofen-Storage tank of a pressurized water system. A particularly even heat accumulation results in the heat utilization unit if, according to a preferred embodiment, the cooling lining of the electric arc furnace is made up of a cooling jacket and a furnace deckelkühlauskleidung besteht und der Kühlmantel sowie die Ofendeckelkühlauskleidung parallel geschaltet sind. Das gleiche gilt für die weiterhin bevorzugte Ausführungsform, bei der der Abgaskühlkamin aus zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordnelid cooling lining and the cooling jacket and the furnace lid cooling lining are connected in parallel. The same goes for the still preferred Embodiment in which the exhaust gas cooling chimney consists of two arranged one behind the other in the exhaust gas flow direction ten, parallel geschalteten Kühlabschnitten besteht.th, parallel-connected cooling sections.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert; es zeigtIn the following the invention is explained with reference to a drawing; it shows

Fig. 1 schematisch eine Kühlanlage für einenFig. 1 schematically shows a cooling system for a

Elektrolichtbogenofen zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott undElectric arc furnace for melting steel from scrap and

Fig,2 in einer graphischen Darstellung clie vom Gegenstand der F i g. 1 in der Zeit abgegebene Wärme,Fig, 2 in a graphical representation clie from The subject of F i g. 1 heat given off during the period,

In Fig, 1 erkennt man zunächst den Elektrolichtbogenofen I zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott, Die gebildeten Abgase sind über eine Ofendeckelöffnung 2 und eine daran anschließende Abgasleitung 3 in ein nicht dargestelltes Entstaubungsaggregat absaugbar.In Fig, 1 you can first see the electric arc furnace I used to smelt steel from scrap, The exhaust gases formed are via a furnace lid opening 2 and an adjoining exhaust pipe 3 that can be sucked into a non-illustrated dedusting unit.

Zur Kühlanlage gehört eine aus Robren aufgebaute Kahlauskleidung 4,5, die aus einem Kühlmantel 4 im Bereich des Ofenmantels und einer davon getrennten Ofendeckelkühlauskleidung 5 besteht, und die im Anschluß an die Öfehdeckeiöffmmg 2 als Abgaskühlkamin 6, 7 ausgeführte Abgasleitung 3 Auch der is Abgaskühlkamin 6, 7 ist aus Röhren aufgebaut; er besteht aus zwei in Abgasströmungsrichtung hintereinander angeordneten Kahlabschnitten 6 und 7.The cooling system includes one made of Robren Bald lining 4.5, which consists of a cooling jacket 4 in Area of the furnace shell and one separate from it Oven lid cooling lining 5 consists, and the im Connection to the Öfehdeckeiöffmmg 2 as exhaust gas cooling chimney 6, 7 designed exhaust pipe 3 also the is Exhaust gas cooling chimney 6, 7 is made up of tubes; he consists of two bald sections 6 and 7 arranged one behind the other in the exhaust gas flow direction.

Der Kühlmantel 4, die Ofendeckelkühlauskleidung 5 und jeder der beiden Kahlabschnitte 6 bzw. 7 des Abgaskühikamins 8,7 sind in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf angeordnet, dessen der Kühlauskleidung 4, 5 und dem Abgaskühlkamia 6, 7 gemeinsamer Kühlmittelleitungsstrang 8 ein Wärmeausnutzungsaggregat 9 für Dampferzeugung in Form einer Dampfkesseltrommel oder eines Speichers einer Druckwasseranlage aufweist Im einzelnen ist hierbei die Anordnung so getroffen, daß das Kahlmittel vom Kühlmittelleitungsstrang 8 zum einen Teil über Zweigleitungen 10,11 den beiden parallel geschalteten Kühlabschnitten 6 und 7 des Abgaskahlkamins 6, 7 zugeführt wird. Ober zwei weitere Zweigleitungen 12 und 13 werden der Kühlmantel 4 und die hierzu parallel geschaltete Ofendeckelkühlauskleidung 5 mit Kühlmittel versorgt Die Auslässe des Kühlmantels 4, der Ofendeckelkühlauskleidung 5 sowie der beiden Kühlabschnitte 6 und 7 des Abgaskühlkamins 6, 7 sind Ober je eine Abführungsleitung 14 mit dem Wärmeausnutzungs-Wärme au_S der Kahlauskleidung 4,5 des ßjektrolichtbogenofens J (Kurve H) aufgrund des impulsartigen WärmeanfaJIes jeweils für sich praktisch nicht nutebar sind, daß die kombinierten Wärmen (Kurven Ul und IV) aber einen in den Spitzen und Senken erheblich vergleichmlßigten Wärmeanfall ergeben, der in der Praxis sehr gut für die Dampferzeugung ausgenutzt werden kann.The cooling jacket 4, the furnace cover cooling liner 5 and each of the two bare sections 6 and 7 of the exhaust gas cooling chimney 8, 7 are arranged in parallel in a single coolant circuit, whose coolant line 8, which is common to the cooling lining 4, 5 and the exhaust gas cooling chamber 6, 7, forms a heat utilization unit 9 for steam generation in the form of a steam boiler drum or a reservoir of a pressurized water system. The cooling jacket 4 and the furnace cover cooling lining 5 connected in parallel are supplied with coolant via two further branch lines 12 and 13 Wärmeausnutzungs- heat au _S of the Kahl liner 4.5 of ßjektrolichtbogenofens J (curve H) due to the pulse-like WärmeanfaJIes respectively for practically are not nutebar that the combined warming (curves Ul and IV) but yield a significant vergleichmlßigten in the peaks and valleys heat seizure , which in practice can be used very well for steam generation.

aggregat 9 verbunden. Von diesem aus erfolgt die Rückführung des Kühlmittels über den mit einer Pumpe 15 und einem Kühlmittelergänzungsanschluß 16 versehenen gemeinsamen Kühlmittelieitungsstrang 8, 'unit 9 connected. From here, the coolant is returned via a pump 15 and a coolant supplement connection 16 provided common coolant line line 8, '

In Fig.2 ist die beim Erschmelzen von Stahl aus Schrott jeweils abgegebene Wärme Q in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt Die Zeitabschnitte a, band c kennzeichnen das aufeinanderfolgende Einschmelzen von drei Schrotikörben. Mit d, e und / sind die Sauerstofffrischperiode, die Feinperiode und die Abstichzeit bezeichnet Die ausgezogene Kurve I zeigt die im Abgaskühlkamin 6, 7 anfallende "/arme; die am Beginn des Einschmelzens eines Sehrotikrrbes auftauchende Wärmespitze rührt von ölrückständen im Schrott her, die sofort verdampfen und zum erheblichen Teil im Bereich des Abgaskühlkamins 6, 7 verbrennen. Die gestrichelte Kurve II zeigt den Wärmeanfall am Kühlmantel 4. Praktisch dieselbe Kurve gilt für den Wärmeanfall an der Ofendeckelkühlauskleidung 5; die geringere Kühlfläche wird durch den höheren Wärmestrahlungsanteil aus der Schmelze mehr oder weniger kompensiert Die strichpunktierten Kurven III und IV zeigen die insgesamt anfallende Wärme, und zwar Kurve III den Wärmeanfall aus Abgaskühlkamin 6, 7 plus Kühlmantel 4 (I + II) und Kurve IV den Wärmeanfall aus Abgaskühlkamin 6,7 plus Kühlmantel 4 plus Ofendeckelkühlauskleidung 5 (I + 2 · II). Aus einer vergleichenden Betrachtung sämtlicher Kurven ergibt sich unmittelbar, daß die Wärme aus dem Abgaskühlkamin 6, 7 (Kurve I) einerseits und die In FIG. 2, the heat Q given off when steel is melted from scrap is shown as a function of time t . The time segments a, band c characterize the successive melting of three shot baskets. With d, e and / are the oxygen refreshing period, the fine period and the tapping time. The solid curve I shows the "/ poor" occurring in the exhaust gas cooling chimney 6, 7; evaporate and burn to a considerable extent in the area of the exhaust gas cooling chimney 6, 7. The dashed curve II shows the heat build-up on the cooling jacket 4. Practically the same curve applies to the heat build-up on the furnace lid cooling lining 5; the smaller cooling surface is more or less due to the higher proportion of heat radiation from the melt less compensated The dash-dotted curves III and IV show the total amount of heat, namely curve III the heat accumulation from exhaust gas cooling chimney 6, 7 plus cooling jacket 4 (I + II) and curve IV the heat accumulation from exhaust gas cooling chimney 6,7 plus cooling jacket 4 plus furnace lid cooling lining 5 ( I + 2 · II). A comparative consideration of all curves results immediately that the heat from the exhaust gas cooling chimney 6, 7 (curve I) on the one hand and the

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patentansprüche;Claims;

U Kühlanlage für einen Elektrolichtbogenofen, insbesondere zum Erschmelzen von Stahl aus Schrott, dessen Abgase über eine Ofendeckelöffnung und eine daran anschließende Abgasleitung in ein Entstaubungsaggregat absaugbar sind, — wobei der Elektrolichtbogenofen zumindest im Bereich seines Mantels eine Kühlauskleidung aufweist und die Abgasleitung im Anschluß an die Ofendeckelöffnung als Abgaskühlkamin ausgeführt ist, und wobei die Kühlauskleidung des Elektrölichtbogenofens sowie der Abgaskühlkamin von einem im Kreislauf geführten Kühlmittel durchströmt sind und das Kühlmittel über ein Wärmeausnutzungsaggregat für Dampferzeugung geführt ist, d a d u r c h g e k e η η -ι. e i c h η e t, daß die Kühlauskleidung (4,5) und der Abgaskühlkamin (6,T) in Parallelschaltung in einem einzigen Kühlmittelkreislauf (8,10 bis 14) angeordnet sind, dessen der Kohlauskieidung (4, S) und dem Abgaskühlkamin (6, T) gemeinsamer Kühlmittelleitungsstrang (8) das Wärmeausnutzungsaggregat (9) aufweistU Cooling system for an electric arc furnace, in particular for melting steel from scrap, the exhaust gases of which can be sucked into a dust extraction unit via a furnace lid opening and an exhaust pipe connected to it, - the electric arc furnace having a cooling lining at least in the area of its jacket and the exhaust pipe connected to the furnace lid opening is designed as an exhaust gas cooling chimney, and wherein the cooling lining of the electric arc furnace and the exhaust gas cooling chimney are flowed through by a circulating coolant and the coolant is passed through a heat utilization unit for steam generation, dadurchgeke η η - ι. eich η et that the cooling lining (4,5) and the exhaust gas cooling chimney (6, T) are arranged in parallel in a single coolant circuit (8,10 to 14), of which the carbon lining (4, S) and the exhaust gas cooling chimney (6, T) has a common coolant line branch (8) which has the heat utilization unit (9)

2.2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die KühlauskJjidung (4, 5) des Elektrölichtbogenofens aus einem Kühlmantel (4) sowie aus einer Ofendeckelkühlauskleidung (5) besteht und der Kühlmantel (4) sowie die Ofendekkelkühlauskleidung(5) parallel geschaltet sind.Cooling system according to claim 1, characterized in that the cooling cover (4, 5) of the Electric arc furnace consisting of a cooling jacket (4) and a furnace lid cooling lining (5) and the cooling jacket (4) and the furnace cover cooling lining (5) are connected in parallel.

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der, Abgerkühlkamin (6, 7) aus zwei in Abgasströmunpsrichtung hintereinander angeordneten, parallel geschalte'en Kühlabschnitten (6 und 7) besteht3. Cooling system according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling chimney (6, 7) consists of two parallel-connected cooling sections (6 and 7) arranged one behind the other in the exhaust gas flow direction