DE1292680B

DE1292680B - Control method for a blast furnace

Info

Publication number: DE1292680B
Application number: DEU10836A
Authority: DE
Inventors: Mccleskey George Howard
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1963-06-26
Filing date: 1964-06-23
Publication date: 1969-04-17
Also published as: US3304171A; GB1072622A; ES301411A1; NL6407248A; LU46392A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungsverfahren für den Feuchtigkeitsgehalt des Windes, für die Übereinen Hochofen in Abhängigkeit vom Winddruck V wachung und.Steuerung auswämenjcaflti.uüd davon und Gichtgaszustand durch Veränderung des Wind- nur zwei, nämlich den' Winddurchfluß und den durchflusses und der Windfeuchtigkeit. Feuchtigkeitsgehalt des Windes, zu verändern braucht.The invention relates to a control method for the moisture content of the wind, for the coils Blast furnace monitoring and control depending on the wind pressure and furnace gas state by changing the wind - only two, namely the 'wind flow and the flow and wind humidity. Moisture content of the wind, needs to change.

Beispiele für bekannte Steuerungsverfahren für 5 Der Winddruck und der Gichtgaszustand'hängen einen Hochofen finden sich in »Technische Mitteilun- sowohl von der Art des Füllgutes in dem Hochofen gen«, 53 (1960), S. 406 bis 412 und »Neue Hütte«, und der Betriebsweise ab und stehen auch in Be-3 (1958), S. 404 bis 408. ziehung zur Qualität und Menge des erzeugten Eisens.Examples of known control methods for 5 The wind pressure and the furnace gas condition a blast furnace can be found in »Technical Information - both on the type of filling material in the blast furnace gen ", 53 (1960), pp. 406 to 412 and" Neue Hütte ", and the mode of operation and are also in Be-3 (1958), pp. 404 to 408. Drawing on the quality and quantity of the iron produced.

Ziel solcher Verfahren ist die Aufrechterhaltung Die Erfindung hat festgestellt, daß es für den Betrieb günstigster Betriebsbedingungen und eines günstigen io jedes Hochofens bei einem gegebenen Füllgut und Wärmegleichgewichtes während des Produktionsver- beliebigen Betriebsverfahren eine Kombination eines laufes in dem Hochofen, günstigsten Winddruckes und günstigsten Gichtgas-The aim of such procedures is to maintain the invention has found that it is necessary to operate the most favorable operating conditions and a favorable io of every blast furnace for a given product and Thermal equilibrium during the production process any combination of a run in the blast furnace, the most favorable wind pressure and the most favorable furnace gas

Bisher hat man es zur Erreichung dieses Zieles für zustandes gibt. Wenn der Winddruck oder der Gichterforderlich gehalten,; drei Größen zu verändern, gaszustand· von dem günstigsten Wert abweichen, nämlich den Winddurchfluß, die Windfeuchtigkeit 15 dann arbeitet der Hochofen nicht richtig und kommt und die Windtemperatur. in unerwünschter Weise aus dem Gleichgewicht.So far one has to achieve this goal for state there. When the wind pressure or the funnel is held necessary; to change three parameters, gas statedeviate from the most favorable value, namely the wind flow, the wind moisture 15 then the blast furnace does not work properly and comes and the wind temperature. undesirably out of balance.

Mit der vorliegenden, Erfindung wurde nun ge- Man kann also den Winddruck und den Gichtgasfunden, daß es bei einem Steuerungsverfahren der zustand als Bestimmungsgröße verwenden und eingangs genannten Gattung ausreichend ist, daß danach den Winddurchfluß und den Feuchtigkeitsallein der Winddruck und der Gichtgaszustand ge- ao gehalt des Windes steuern, um so den Hochofen im messen werden und daß bei ihrer Abweichung von günstigsten Betriebsbereich arbeiten zu lassen. Mit einem günstigsten Bereich nach oben allein der Wind- dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch durchfluß gesenkt und/oder die Windfeuchtigkeit ge- zufällige oder dauernde Änderungen der Ausgangssteigert werden sowie daß bei ihrer Abweichung nach stoffe korrigieren, bevor sie sich für das Bedienungsunten allein der Winddurchfluß gesteigert und die 25 personal bemerkbar auswirken. Windfeuchtigkeit gesenkt werden. Der Koks und der Wind werden bei dem erfin-With the present invention, it was now possible to find the wind pressure and the furnace gas, that it use the state as a determining variable in a control method and initially mentioned type is sufficient that then the wind flow and the moisture alone control the wind pressure and the furnace gas state ao content of the wind in order to keep the furnace in the will measure and that if they deviate from the most favorable operating range to work. With the method according to the invention can also be used in a favorable area upwards alone flow decreased and / or the wind humidity random or permanent changes to the output increased as well as that, if they deviate from them, correct substances before they go to the service below only the wind flow increased and the 25 personnel had a noticeable effect. Wind humidity can be reduced. The coke and the wind are

Entgegen der herrschenden Auffassung ist es also dungsgemäßen Verfahren-besser ausgenutzt.'Schließnicht erforderlich, zur Aufrechterhaltung des ge- lieh lassen sich auch die Schlacke und die chemische wünschten Wärmegleichgewichtes sowohl für die Zusammensetzung des erzeugtenEisens besser überVorbereitung des Füllgutes in dem Schacht als auch 30 wachen.Contrary to the prevailing view, it is better used according to the method required to maintain the borrowed can also be the slag and the chemical Desired thermal equilibrium both for the composition of the produced iron better over preparation of the filling material in the shaft as well as 30 guards.

für die Schmelzung im Gestell auch noch eine Be- Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Steue-for the melting in the frame also a loading To carry out the control according to the invention

einflussung der Windtemperatur vorzunehmen. Gemäß rungsverfahrens braucht der Hochofen mit keinerlei dem erfindungsgemäßen Vorgehen reicht es vielmehr besonderen Ausrüstungen versehen werden. Das eraus, Winddruck und Gichtgaszustand zu messen und ' findungsgemäße Verfahren bedient sich üblicher Meß-Winddurchfluß und Windfeuchtigkeit zu verändern. 35 und Steuerungsgeräte für den Winddruck, die Gicht-Man kann hiermit die im praktischen Betrieb auf- gastemperatur, den Winddurchfluß und die Windtretenden kurz dauernden Temperaturschwankungen feuchtigkeit. Statt eines Meßgerätes für die Gichtgasin der richtigen Weise ausgleichen. Wenn sich über temperatur kann man auch;einen Gasanalysator oder längere Zeiträume erstreckende Temperaturänderun- einen Wärmemesser verwenden. Vorzugsweise begen vorgenommen werden müssen, dann wird man 40 nutzt man aber .ein Temperaturmeßgerät, weil es eindiese aus Wirtschaftlichkeitsgründen jedoch durch fächer ist. Änderung der Kokszufuhr berücksichtigen. Eine als Grundlage der Steuerung des Hochofensinfluence the wind temperature. According to the approximation process, the blast furnace does not need anything Rather, the procedure according to the invention suffices to provide special equipment. That reveal To measure wind pressure and furnace gas condition and 'inventive method uses the usual measuring wind flow and changing wind humidity. 35 and control devices for wind pressure, the gout man This enables the gas temperature in practical operation, the wind flow and the wind force to be measured short-term temperature fluctuations humidity. Instead of a measuring device for the blast furnace gas balance the right way. If the temperature is too high, you can also use a gas analyzer or Use a thermometer for longer periods of time. Preferably bend have to be made, then you will use 40. A temperature measuring device because it is a for reasons of economy, however, is through subjects. Take into account change in coke supply. One as the basis for controlling the blast furnace

Praktischerweise geht die Erfindung so vor, daß geeignete Formel lautet: die Steigerungen und Senkungen der gemessenen y = 1 ηΐα 4-nnn95?s .4Conveniently, the invention proceeds in such a way that a suitable formula is: the increases and decreases in the measured y = 1 ηΐα 4-nnn95? s .4

Abweichungen direkt proportional sind, wobei jedoch 45 η ηα«7Τinta>*U r ηηηινπη Deviations are directly proportional, but 45 η ηα «7Τin ta > * U r ηηηινπη

die Senkung des Winddurchflusses auf Grund von ~ U,W873B- 0,675 C - 0,002755 D. the reduction in wind flow due to ~ U, W873B- 0.675 C - 0.002755 D.

Abweichungen des Winddruckes zweimal so groß wie Dabei ist X die Anzahl der Chargen je Stunde,Deviations in wind pressure twice as large as where X is the number of batches per hour,

die Steigerung auf Grund einer gleich großen Ab- A der Winddurchfluß in Normalkubikmeter je Miweichung von dem günstigsten Winddruckbereich ist. nute, B die Gesamtfeuchtigkeit des Windes in Gramm Als vorteilhaft hat-es sich erwiesen, daß bei dem 50 je Kubikmeter, C der^:Heißwinddruck in Kilogramm erfindungsgemäßen Verfahren als Anzeichen für den je Quadratzentimeter Überdruck und D die Gicht-Zustand des Gichtgases dessen Temperatur gemessen temperatur des Hochofengases in Grad Celsius. Einethe increase due to an equally large deviation A is the wind flow in normal cubic meters per deviation from the most favorable wind pressure range. ute, B the total moisture of the wind in grams It has proven advantageous that with the 50 per cubic meter, C the ^: hot blast pressure in kilograms according to the invention as an indication of the per square centimeter overpressure and D the gout state of the top gas measured its temperature temperature of the blast furnace gas in degrees Celsius. One

wird. .......... ._.„ Charge, ist eine vollständige B,eschickungsfolge, diewill. .......... ._. "Batch, is a complete sequence of dispatches that

Mit der Erfindung ist also ein Verfahren geschaffen normalerweise zweimaliges Absenken der Gichtglocke worden, mit dem man auf sehr einfache Weise den 55 in den Hochofen erforderlich macht. Betrieb eines Hochofens sehr wirtschaftlich führen . Nach dieser Formel kann man eine entsprechende kann. Da nur zwei Größen zu steuern sind und sich Steuerurigstabelle aufstellen, die dem Bedienungsderen Steuerung tabellenmäßig nach einer festliegen-¹ ' personal an· die Hand gegeben werden kann, den kybernetischen Beziehung vornehmen läßt, kön- Bei der Ausführung der Erfindung werden zuerstWith the invention, a method has been created, normally lowering the bell jar twice, with which the 55 is required in the blast furnace in a very simple manner. Run a blast furnace very economically. According to this formula one can find a corresponding one. Since only two sizes to control and set up control Urig table that the operation Their control can be given personal tabulated after a festliegen- ¹ '· hand, leaves the cybernetic relationship make, kön- In practicing the invention, first,

nen die erforderlichen Einstellungen schnell und ein- 60 die für die Steuerung eines bestimmten Hochofens fach vorgenommen werden, und man braucht sich günstigsten Grundwerte von Winddurchfluß, Feuchdabei auch nicht mehr auf die mehr oder minder tigkeit, Heißwinddruck und Gichtgastemperatur eingroße Geschicklichkeit des Bedienungspersonals ver- gestellt. Das geschieht mittels eines geeigneten »0-Einlassen. stellungs«-Verfahrens. Die in diesem Verfahren er-The necessary settings can be made quickly and those required for controlling a specific blast furnace be carried out, and you need the most favorable basic values of wind flow, moisture also no longer have a major influence on the greater or lesser extent, hot blast pressure and top gas temperature Skill of the operating personnel adjusted. This is done by means of a suitable »0 inlet. position «procedure. The in this process

Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, daß 65 mittelten günstigsten Werte kann man dann geman von den zahlreichen Einflußgrößen für den Be- gebenenfalls in dem Sichtfenster einer Übersichtstriebsablauf des Hochofens vier, nämlich den Wind- tabelle einstellen, gemäß der die Bedienungsperson druck, den Gichtgaszustand, den Winddurchfluß und bei Abweichung von den günstigsten Werten, dieThe invention is based on the knowledge that 65 mean, most favorable values can then be managed of the numerous influencing variables for, if necessary, in the viewing window of an overview drive sequence of the blast furnace four, namely the wind table, according to which the operator pressure, the furnace gas condition, the wind flow and, if the values deviate from the most favorable values, the

sich durch. Abweichungen des Winddruckes und der Gichtgastemperatur äußern, dann den Winddurchfluß oder die Windfeuchtigkeit verstellen kann.through. Express deviations in wind pressure and furnace gas temperature, then the wind flow or adjust the wind humidity.

Zu diesem Zweck liest das Bedienungspersonal in regelmäßigen Abständen die Registriergeräte für Heißwinddruck und Gichtgastemperatur ab und schätzt den Mittelwert für den vorangegangenen Zeitabschnitt. Es wurde gefunden, daß dieser Zeitabschnitt nicht kleiner als 3 Minuten sein sollte, da dies die Mindestzeit ist, in der die erforderlichen Steuerungsänderungen vorgenommen werden können und sich auf den Betrieb des Hochofens auswirken. Wenn man mit automatischer Steuerung arbeitet, kann man den kleinsten Zeitabschnitt anwenden. In einigen Fällen werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die Änderungen alle 6 Minuten vorgenommen werden, und wenn die Steuerung von Hand ausgeführt wird, dann können aus praktischen Erwägungen längere Zeitabschnitte erforderlich sein. In einem besonderen Fall wurden bei Handsteuerung zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn die Ablesungen und Einstellungen alle halbe Stunde vorgenommen wurden. In den meisten Fällen werden längere Zeitabschnitte als eine halbe Stunde nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen, es sei denn, daß das Beschickungsgut besonders gleichmäßig und von bester Qualität ist. Wenn der tatsächliche Heißwinddruck über dem günstigsten Wert liegt, dann wird der Winddurchfluß vermindert und der Feuchtigkeitsgehalt erhöht. Wenn der tatsächliche Heißwinddruck niedriger ist, dann wird der günstigste Winddurchfluß erhöht und der Feuchtigkeitsgehalt gesenkt. Wenn die Gichtgastemperatur höher ist, dann wird der günstigste Winddurchfluß gesenkt und der Feuchtigkeitsgehalt erhöht. Wenn die Gichtgastemperatur unter dem günstigsten Wert liegt, dann wird der Winddurchfluß erhöht und der Feuchtigkeitsgehalt gesenkt. In jedem Fall sind die Erhöhungen und Senkungen der Abweichung vom günstigsten Wert direkt proportional. Die Größe der Senkung des Winddurchmessers auf Grund einer Abweichung des Heißwinddruckes ist zweimal so groß wie die Größe der Steigerung für die gleiche Abweichung von dem günstigsten Heißwinddruck. In allen anderen Fällen ist die Größe der Senkung und der Steigerung für die gleiche Abweichung vom günstigsten Wert die gleiche. Es sei für einen bestimmten Hochofen angenommen, daß die mittlere Feuchtigkeit 34,320 g/m³, der Winddurchfluß 2152,00 m³/min, der mittlere oder günstigste Heißwinddruck 1,687 kg/cm² und die mittlere oder günstigste Gichtgastemperatur 187,78° C beträgt. Wenn bei der Ablesung ein Heißwinddruck von 1,687 kg/cm² und eine Gichtgastemperatur von 187,78° C festgestellt werden, dann sind keine Änderungen erforderlich. Wenn bei der nächsten Ablesung der Heißwinddruck aber 1,757 kg/cm² und die Gichtgastemperatur 199° C beträgt, dann ist es gemäß der angegebenen Formel erforderlich, den Winddurchfluß wegen des erhöhten Heißwinddruckes um 14,16 m³/min zu senken. Das Gebläse wird dann so eingestellt, daß es 2131 m^s/min liefert. Der Feuchtigkeitsgehalt muß wegen der höheren Heißwindtemperatur um 1,716 g/m³ und wegen der höheren Gichtgastemperatur um 0,915 g/m³ gesteigert werden. Demgemäß wird beispielsweise mittels Dampfstrahlen zusätzliche Feuchtigkeit zugeführt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf 36,95 g/m³ zu steigern. Wenn der Druck bei der nächsten Ablesung auf 1,287 kg/cm² zurückgegangen ist und die Temperatur wieder 187,78° C beträgt, dann wird die Feuchtigkeit wieder auf 34,320 g/m³ gesenkt und der Winddurchfluß auf 2152 m^s/min zurückgestellt. Nimmt man aber an, daß der Heißwinddruck auf 1,616 kg/cm² und die Gichtgastemperatur auf 177° C gefallen sind, dann werden folgende Änderungen vorgenommen: Der Winddurchfluß wird wegen des niedrigeren Heißwinddruckes um 7,08 m³ und wegen der niedrigeren Temperatur um 6,78 m³ gesteigert. Die Feuchtigkeit wird wegen des niedrigeren Druckes um 1,76 g und wegen der niedrigeren Temperatur um 0,915 g zurückgenommen. Das Bedienungspersonal stellt das Gebläse also so ein, daß es 2166 m³/min liefert, und der Dampfstrahl wird so eingestellt, daß 31,65 g/m³ Feuchtigkeit abgegeben werden. Bei Handsteuerung werden die Werte für den Winddurchfluß und den Feuchtigkeitsgehalt im tatsächlichen Betrieb auf beispielsweise 2160 an Stelle 2166 m³ und 31,5 g an Stelle 31,65 g abgerundet. Bei automatischer Steuerung sind genauere Änderungen möglich. Wenn man an Stelle der Gichtgastemperatur mit der Analyse des Hochofengases oder dessen Wärmegehalt arbeitet, dann besteht die gleiche Proportionalität. Wie bemerkt, lassen sich an Hand der oben angegebenen Formel Tabellen aufstellen, die sich einfach ablesen lassen.For this purpose, the operating staff reads the recorders for hot blast pressure and furnace gas temperature at regular intervals and estimates the mean value for the previous period. It has been found that this period of time should not be less than 3 minutes, since this is the minimum time in which the required control changes can be made and affect the operation of the blast furnace. If you work with automatic control, you can use the smallest period of time. In some cases, changes are made every 6 minutes for best results, and manual controls may require longer periods of time for practical reasons. In one particular case, with manual control, satisfactory results have been obtained when the readings and adjustments are made every half hour. In most cases, periods longer than half an hour will not produce satisfactory results unless the load is particularly uniform and of the best quality. If the actual hot blast pressure is above the most favorable value, then the wind flow is reduced and the moisture content increased. When the actual hot blast pressure is lower, the most favorable wind flow is increased and the moisture content is decreased. If the furnace gas temperature is higher, then the most favorable wind flow is reduced and the moisture content is increased. If the furnace gas temperature is below the most favorable value, then the wind flow is increased and the moisture content is decreased. In either case, the increases and decreases in the deviation from the most favorable value are directly proportional. The size of the decrease in the wind diameter due to a deviation in the hot blast pressure is twice as large as the size of the increase for the same deviation from the most favorable hot blast pressure. In all other cases the size of the decrease and the increase is the same for the same deviation from the most favorable value. It is assumed for a specific blast furnace that the mean humidity is 34.320 g / m ³ , the wind flow 2152.00 m ³ / min, the mean or most favorable hot ^{blast pressure 1.687 kg / cm 2} and the mean or most favorable furnace gas temperature is 187.78 ° C . If the reading shows a hot ^{blast pressure of 1.687 kg / cm 2} and a top gas temperature of 187.78 ° C, then no changes are necessary. If the hot blast pressure is 1.757 kg / cm ² and the furnace gas temperature is 199 ° C. at the next reading, then it is necessary, according to the formula given, to reduce the wind flow by 14.16 m ³ / min because of the increased hot blast pressure. The fan is then set to ^{deliver 2131 m s} / min. The moisture content must be increased by 1.716 g / m ³ because of the higher hot blast temperature and by 0.915 g / m ³ because of the higher furnace gas temperature. Accordingly, additional moisture is supplied, for example by means of steam jets, in order to increase the moisture content to 36.95 g / m ³ . When the pressure has dropped to 1.287 kg / cm ² at the next reading and the temperature is again 187.78 ° C., the humidity is ^{lowered again to 34.320 g / m 3} and the wind flow is reset to 2152 m ^s / min. If one assumes, however, that the hot blast pressure has fallen to 1.616 kg / cm ² and the furnace gas temperature to 177 ° C, the following changes are made: The wind flow is 7.08 m ³ because of the lower hot blast pressure and 6 because of the lower temperature .78 m ³ increased. The humidity is reduced by 1.76 g because of the lower pressure and by 0.915 g because of the lower temperature. The operator adjusts the blower so that it ^{delivers 2166 m 3} / min, and the steam jet is adjusted so that 31.65 g / m ^{3 of} moisture is given off. With manual control, the values for wind flow and moisture content in actual operation are ^{rounded off to, for example, 2160 instead of 2166 m 3} and 31.5 g instead of 31.65 g. More precise changes are possible with automatic control. If one works with the analysis of the blast furnace gas or its heat content instead of the furnace gas temperature, then the same proportionality exists. As noted, the above formula can be used to set up tables that are easy to read.

Claims

Patent claims:

1. Control method for a blast furnace as a function of the wind pressure and the state of the furnace gas by changing the wind flow and the wind humidity, characterized that only the wind pressure and the furnace gas condition are measured and that if they deviate from a most favorable range upwards only the wind flow can be reduced and / or the wind humidity can be increased as well that with their downward deviation only the wind flow increases and the wind moisture be lowered.

2. Control method according to claim 1, characterized in that the increases and Reductions in the measured deviations are directly proportional, but the reduction in the Wind flow due to deviations in wind pressure twice as large as the increase is due to an equally large deviation from the most favorable wind pressure range.

3. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that as an indication of the condition of the furnace gas whose temperature is measured.