Kupolofen

Prozessbeschreibung

Der Kupolofen hat eine besondere Bedeutung für die Herstellung von Gusseisen. Über die Jahrzehnte ist viel Entwicklungsarbeit geleistet worden um Schmelzleistung und Kosten zu optimieren. Roheisen Schrotte, Kreislaufmaterial und Zuschlagstoffe werden von oben chargiert und am Weg zur Schmelzzone vorgewärmt. Schmelze und Schlacke werden getrennt voneinander kontinuierlich oder diskontinuierlich abgestochen.

Die Energie für den Schmelzprozess wird im Kupolofen, mit Ausnahme des kokslosen Kupolofens, durch die Verbrennung von Koks erzeugt. Die für den Prozess notwendige, mit Sauerstoff angereicherte, Luft wird über Winddüsen im Bereich der Verbrennungszone eingebracht.  Die Verbrennungszone wird von der Schmelzzone überlagert, darüber bildet sich eine reduzierende Zone aus.

Kupolofen; Abstich und Winddüse mit Sauerstofflanze

Besonders effektiv ist der Einsatz von Sauerstoff, wenn das Eintragsystem eine hohe Eindringtiefe in das Koksbett bewirkt. Dies kann durch gebündelten Überschalleintrag von Sauerstoff erreicht werden. Ziel ist es, eine einheitliche Temperaturerhöhung und  ein gleichmäßiges Aufschmelzen der Beschickung über den gesamten Ofenquerschnitt, ohne zusätzlichen Verschleiß des Feuerfestmaterials, zu erreichen.

Gaseanwendung

Sauerstoffeintrag

Vorteile:

• Reduktion Kokssatz
• Leistungssteigerung
• Erhöhung der Abstichtemperatur
• Entlastung der Nachverbrennung
• Schnellere Reaktionszeiten
• Höhere Flexibilität
• Erhöhung der Temperatur in Schmelzzone
• Gleichmäßigere Temperaturverteilung über Schachtquerschnitt
• Senkung der Produktionskosten
• Niedrigere Emissionen

Messer-Lösung

Pulsating Oxijet

Sauerstoff wird über Lanzen direkt in den Ofen eingetragen. Die Sauerstoffaustrittsgeschwindigkeit liegt im Überschallbereich. Die eingesetzten Lavaldüsen erzeugen den gewünschten Impuls nur bei einem definierten Auslegungspunkt. Ein konstanter Sauerstoffgehalt in dem Luft/Sauerstoffgemisch wird durch pulsieren gewährleistet. Die Steuerung kommuniziert mit der Ofensteuerung.

Änderung des Volumenstroms beim pulsierendem Oxijet Verfahren

Wesentlich ist, dass spezielle Schnellschaltventile so nahe wie möglich an den Lanzen liegen, um in jeder Phase des Sauerstoffeintrages Überschallgeschwindigkeit zu gewährleisten. Mit dem geregelten Sauerstoffeintrag kann die Sauerstoffmenge nach Wunsch der Schmelzleistung angepasst werden. Neben allen verfahrenstechnischen Vorteilen bietet das System mit seinem durchdachten, einfachen Aufbau niedrigen Wartungsaufwand, schnelle Montage, einfache Bedienung, niedrige Investitionskosten und lange Lebensdauer. Die Feinabstimmung der geregelten Taktfrequenz erfolgt bei Inbetriebnahme vor Ort, die optimierten Paramenter werden  gespeichert und können für jedes Produkt bzw. jede Schmelzleistung immer wieder abgerufen werden.

Anwendungsbeispiel pulsierendes Oxijet Kupolofen:

Über 30 Installationen von Oxijet – Technologie in Kupolöfen

Oxipyr – Brennersystem

Oxipyr – Brenner werden als Stützfeuer bei, dem Kupolofen nachgeschalteten, Vorherden zur Überhitzung der Schmelze eingesetzt. Oxipyr – Brenner verkürzen aber auch den Kaltstart von Kupolöfen.   

In Kombination mit Eintragssystemen von Stäuben werden Oxipyr – Brenner eingesetzt. Staubeintragslanze und Hochimpulsbrenner bilden dabei eine Einheit.

Vorteile:

• Höherer Wirkungsgrad der Verbrennung
• Höherer Schmelzleistung
• Schnellere Aufheizzeiten
• Geringerer Brennstoffverbrauch
• Höhere Verfahrenstemperaturen möglich
• Schnellere Reaktionsgeschwindigkeiten
• Geringere Abgasmenge
• Geringere Staubmengen
• Niedrigere Emissionen
• Niedrigere Produktionskosten