Rauchgasunterdrückung mit Trockeneisschnee
Beim Gießen von flüssigem Roheisen entsteht durch physikalische und chemische Prozesse Rauch und Staub. Oxidationsreaktionen, die Verbrennung von Begleitelementen und Verunreinigungen oder das Abplatzen von Oberflächenschichten von Gussformen und -pfannen verursachen die teilweise hohe Rauch- und Staubentwicklung bei Gussprozessen. Die Rauch- und Staubentwicklung beim Umfüllen von flüssigem Roheisen lässt sich mit CO2-Schnee weitgehend verhindern. Das Gemisch aus Trockeneisschnee und Gas bildet eine Schutzatmosphäre um den Gießstrahl. Die Rauchbildung kann so um bis zu 95 % reduziert werden. Air Liquide ist Ihr Partner, wenn es um die Rauchgasunterdrückung mit Trockeneisschnee geht.
Wie kommt es zur Rauch- und Staubentwicklung beim Gießen von Roheisen?
Das Schmelzen von Roheisen in einem Hochofen ist ein zentraler Schritt in der Produktion von Eisen und Stahl. Koks, Eisenerz und Zuschlagstoffe werden für den Prozess schichtweise in den Hochofen gefüllt. Bei hohen Temperaturen von etwa 2000 °C wird das Koks verbrannt und erzeugt dabei Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Das Kohlenmonoxid reagiert mit dem Eisenerz, wodurch Eisen und CO2 entstehen. Durch diesen Ablauf wird das Eisenerz zu flüssigem Eisen reduziert und sammelt sich am Boden des Hochofens. Das nunmehr flüssige Roheisen – die Schmelze – wird periodisch aus dem Hochofen abgelassen. Dieser Vorgang wird auch als „Abstich“ bezeichnet. Während des Abstiches wird das Roheisen häufig direkt in Formen gegossen, in denen es erstarrt.
Sobald das heiße, flüssige Roheisen aus dem Hochofen abgelassen wird, laufen mehrere chemische und physikalische Prozesse ab. Einer dieser Prozesse wird als Oxidation bezeichnet. Flüssiges Roheisen enthält nicht nur Eisen, sondern auch andere Elemente, beispielsweise Silizium, Phosphor, Schwefel oder Kohlenstoff. Kommt das flüssige Roheisen beim Abgießen mit Luft in Kontakt, reagieren einige Elemente – allen voran Silizium und Kohlenstoff – mit dem Sauerstoff in der Luft. Die dadurch ablaufenden Oxidationsreaktionen erzeugen Rauch.
Rauch entsteht aber auch, wenn Begleitelemente oder Verunreinigungen durch die hohen Temperaturen im Hochofen verdampfen. Wird das flüssige Roheisen abgegossen, kondensieren die Dämpfe beim Kontakt mit der kühleren Umgebungsluft – auch hierdurch kann sichtbarer Rauch entstehen.
Trifft das flüssige Roheisen dann auf die Oberflächen der Gussformen oder Gusspfannen, in die es hineingegossen wird, kann es zu einem Abplatzen der Auskleidungen oder Oberflächenstrukturen kommen. Es entsteht feiner Staub, der aufgewirbelt wird und für die teilweise hohe Staubbelastung beim Gießen von Roheisen verantwortlich ist.
Wie funktioniert die Rauchgasunterdrückung mit Trockeneisschnee?
Durch den Einsatz von Trockeneisschnee, auch als CO2-Schnee bekannt, lässt sich die Rauch- und Staubentwicklung beim Abstich von Roheisen deutlich reduzieren. Die innovative Methode verhindert die direkte Reaktion der Schmelze mit der Luft – Rauchgase und Staub lassen sich um bis zu 95 % reduzieren. Für die Rauchgasunterdrückung wird gefrorenes Kohlendioxid – der Trockeneisschnee – über spezielle Schneerohre direkt auf den Gießstrahl gesprüht. Sobald der CO2-Schnee auf den heißen Gießstrahl trifft, geht er vom festen in einen gasförmigen Zustand über. Es bildet sich eine Schutzatmosphäre um den Gießstrahl, der das Roheisen von der Umgebungsluft abschirmt. Es kann keine chemische Reaktion des flüssigen Eisens stattfinden – und somit auch kein Rauch entstehen. Zusätzlich werden Staubpartikel in der CO2-Atmosphäre gebunden.
Welche Vorteile bietet die Rauchgasunterdrückung?
Neben der deutlich reduzierten Umwelt- und Gesundheitsbelastung bietet die Rauchgasunterdrückung mit CO2-Schnee allerdings auch noch weitere, technologische Vorteile. Durch die drastische Reduzierung von Rauch und Staub können beispielsweise Wartungsarbeiten am Hochofen durchgeführt werden, ohne hierfür die Produktion des Roheisens unterbrechen zu müssen. Soll das Roheisen unter freiem Himmel in das sogenannte Gießbeet abgelassen werden, reduziert der Einsatz von Trockeneisschnee hier mögliche Umweltbelastungen auf ein Minimum. Werden Gusspfannen vor der Befüllung mit Roheisen durch CO2-Schnee inertisiert – also die normale Atmosphäre durch eine reaktionsträge Gasatmosphäre ersetzt – wird dadurch ein thermischer Auftrieb des Eisendampfes unterdrückt. Das optimiert die Effizienz sowie die Sicherheit des gesamten Gießprozesses.
Welche Gase werden für die Rauchgasunterdrückung eingesetzt?
Das wichtigste Gas für die Rauchgasunterdrückung ist CO2, Kohlendioxid. Dieses von Air Liquide bereitgestellte Gas bildet im gefrorenen Zustand Trockeneisschnee – der über spezielle Schneerohre direkt und sehr zielgerichtet auf den Gießstrahl gesprüht werden kann.
Gerne informieren wir Sie in einem persönlichen Gespräch über unsere technischen Möglichkeiten im Bereich der Schneerohre und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten unserer Gase für die effiziente, sichere und umweltschonende Produktion von Roheisen oder Stahl. Nutzen Sie für Ihre Kontaktaufnahme mit unseren Experten gerne jederzeit das Kontaktformular auf dieser Seite. Wir melden uns zeitnah bei Ihnen zurück und freuen uns bereits darauf, bald auch Ihr Unternehmen mit hochwertigen Gasen und Equipment beliefern zu dürfen!
