DE1758976C - Verfahren und Vorrichtung zur Absaugung der beim kontinuierlichen Frischen entstehenden Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Absaugung der beim kontinuierlichen Frischen einer Metallschmelze entstehenden Gase unter Verwendung einer Anordnung, bei der einem Reaktionsbehälter ein zweiter, einen mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehenden Schlackenabfluß aufweisenden Rehälter zugeordnet ist, die beide an die eine Gasabzugsleitung angeschlossen sind. Bei diesem Verfahren müssen gleichzeitig die aus dem Reaktionsbehälter entweichenden Gase kontinuierlich abgesaugt und auch das gefrischte Metall ;md die Schlacke kontinuierlich abgezogen werden. Die hierzu dienenden Vorrichtungen weisen außer der Absaugöffnung für die Gase v/eitere öffnungen auf, von denen insbesondere diejenigen für den Schlackenabfluß dauernd in Verbindung mit der Außrniuft stehen. Hieraus ergeben sich Schwierigkeiten, wenn man verhindern will, daß an d :.■ Steile des Schlackenabflusses Gase entweichen.

ίο Zur Steuerung des Windfrischprozesses ist es bekannt, die Menge der entweichenden Gase zu messen und deren Zusammensetzung zu analysieren, beispielsweise deren Gehalt an Kohlenoxid und Kohlendioxid zu bestimmen, um auf diese Weise die fortschreitende Ent

is kohlung der Metallschmelze zu verfolgen. Hieraus ergibt sich, daß es unbedingt notwendig ist, alle au·; dem Frischbehälter entweichenden Gase aufzufangen und jeglichen Gasverlust und damit insbesondere den Verlust an für die Analyse wesentlichem Kohlen

ao monoxid und Kohlendioxid /u vermeiden.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daLi Vorrichtungen zur Durchführung des Frischprozesses im allgemeinen mehrere miteinander verbunden: Behälter aufweisen, so daß Überlegungen angestellt werden

»5 müssen, wo die günstigste Stelle für den Anschluß der Gasabzugsleitung ist. Ist nur eine einzige Absaugleitung vorgesehen, so bereitet es Schwierigkeiten, diese so anzuordnen, daß mit Sicherheit jegliches Entweichen von Frischgasen in die Atmosphäre, aber auch jegliches Ansäugen von Außenluft in die Ansaugleitung vermieden wird. Das letztere hätte zwar keinen nachteiligen Einfluß auf die Bestimmung des Kohlenstoffgehaltes in den Rauchgasen und demzufolge auf die Steuerung des Frischprozesses; nimmt die Ansaugung von Außenluft jedoch zu große Werte an, ■„.> ist damit der schweiwiegende Nachteil einer erheblichen Veränderung der Temperatur der Rauchgase mit dem zusätzlichen Risiko einer beträchtlichen Lösung von Stickstoff im Metall verbunden. Aus diesen Gründen ist man bestrebt, die Ansaugung von Außenluft nicht nur unter Kontrolle zu bekommen, sondern sie r.ach Möglichkeit gänzlich zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, mit welchem die in dem zweiten Behälter befindliche Schlacke ohne zusätzlichen Energieaufwand bis zum Schlackenausfluß gießfähig gehalten werden kann und gleichzeitig gewährleistet wird, daß an der ständig geöffneten Schlackenausflußöffnung keine Luft in den Behälter eintreten kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein erster Teilstrom der entstehenden Abgase unmittelbar aus dsm Reaktionsbehälter über die erste Gasabzugsleitung abgesaugt wird und ein zweiter Teilstrom über die in dem zweiten Behälter befindliche Schmelze geleitet und über die zweite Gasabzugsleitung abgesaugt wird, und daß der über die beiden Gasabzugsleitungen insgesamt abgesaugte Gasstrom so eingeregelt wird, daß er der in der Zeiteinheit entstehenden Abgasmenge entspricht. Bei einem ähnlichen Verfahren zum Absaugen von beim diskontinuierlichen Frischen einer Metallschmelze entstehenden Gasen unter Verwendung einer Anordnung, die lediglich einen Reaktionsbehälter mit einer einzigen öffnung aufweist, ist es an sich bekannt (österreichische Patentschrift 249 716), die entstehenden Frischgase über eine über die öffnung gestülpte Auffanghaube und eine einzige Gasabzugsleitung abzusaugen und dabei den abge-

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saugten Gasstrom so einzuregeln, daß er der in der bringt den weiteren Vorie-l mit sich, daß die etmdnen Zeiteinheit entstehenden Frischgasmenge entspricht. Behälter und deren Inhalt auf der günstigsten Temperatur Bildung der Regelgröße ist bei dem bekannten tür gehalten werden können und so die gesamte Wärme-Verfahren neben einer Bestimmung der Druckdifferenz biianz der Anlage verbessert werden kann, Insbesonzwtschen der Innenseite und der Außenseite der Auf- 5 dere kann auf diese Weise die Schlacke auf einf r der?n fanchaube eine Messung weiterer Zustandsgrößen wie Fließfähigkeit und Abfluß begünstigenden Tempcm-ur der Durchaußrate und der Temperatur erforderlich, gehalten werden.

da die in der Auffanghaube auftretenden hohen Tem- ~ Die Steuerung der Anlage kann in einfacher Weise

poraturen und Strömungsgeschwindigkeiten eine ent- automatisch erfolgen, wenn an der Sielte dts Schlacken-

sprechende Korrektur der Regelgröße notwendig io abßusses zwei ÖTUckfühler angeordnet sind, mitteis

machen. Zur Verknüpfung dieser Meßgrößen müssen deren Anzeige über ein Regelgerät der Abzug so gf-

tlesweiteren auf empirische Weise Konstanten und steuert wird, daö an der Stelle des Schlackenabflusscs

Koeffizienten ermittelt werden. Schließlich ist zur zwischen dem inneren und dem äußeren Druck G!eich-

L'arstellung der Regelgröße ein relativ komplizierter gewicht herrscht.

Rechner erforderlich. Bei dem erfindungsgemäßen Ver- 15 Das erfmdungsgemäSe Gasabzugssystem kann auf

(.Kren sind dagegen im Bereich des Schlackenaus- verschiedene Weise verwirklicht werden. So kann bei-

fiu»es die Temperaturen verhältnismäßig niedrig und spiel™eise darauf verzichtet werden, in der mit dem

off Gasdurchsatz ist an dieser Stelle im wesentlichen Reaktionsbehälter \erbun nen Ga-abzuesleitun^ ein

Ni.!! Daher kann vorteilhafterweise η dci Stelle des Ventil vorzusehen Kennt man die Gasmenge (J der Si:

>_h .ukenabflusses die Differenz des Druckes p_a der 20 Betneb der betreffenden Anlage entweichenden Gd-e.

Au c-nKift und des Druckes pt innerhalb des Behälters so kann man die Teilmenge ή der dur>-h diese Lc iung

kontinuierlich gemessen und der Gasabzug in den strömenden Gase von vornherein auf einen merklich

vvien, zu dem gemeinsamen Gasabzugskanal führen- niedrigeren Wert, beispielsweise ^: , O. emstel'ec. Be=

la·. Leitungen so geregelt werden, daß diese Differenz einem im wesentlichen konstanten, im voraus <e-

1 ρ-■■ p_t - p_a praktisch gleich Null ist. Zur Steuerung 35 stimmten Ansaug-Unterdruck gibt man dem Qu^;

•..0 Gasabzuges wird dabei vorteühafterweise ein schnitt dieser Leitung eine solche Größe, daß die durch

Gerät verwendet, das mittels der Große Ip gesteuert diese Leitung gesa· 3« Gasmenge infolge des Druck -

«ird. abfalls den Wert q annimmt Die Steuereinrichtung

/ur Durchführung des oben angegebenen Verfahrens muö in diesem Fall auf die Jen Zug bestimmenden

dient eine Vorrichtung mit zwei Behältern der eingangs 30 Regelorgane in der anderen Leitung und gegebenen

beschriebenen Art, bei der erfindungsgemäß die zweite falls in dem gemeinsamen Abzugskanal nur so ein-

G.isabzugsleitung in der Nähe des Schlackenabflusses wirken, daß die Gesamtmenge der abgesaugten Gase ¹J

ir den zweiten Behälter einmündet und die beiden beträgt bzw. einem WcH entspricht, der die genng-

(iasabzugsleitungen an einen gemeinsamen Gasabzugs- fügigen Schwankungen um diesen Mittelwort beruck-

kanal angeschlossen sind, der wie auch mindestens eine 35 sichtigt.

der bt den Gasabzugsldtungen ein Regelorgan für den In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel de.

Gasabzug aufweist, das von einem Regelgerät nach erfindungsgemäßen Vorrichtung in scheniatischer

Maßgabe der Druckdifferenz Jp steuerbar ist, die Weise dargestellt. Die Figur zeigt eine Frischanlage mit

mittels zweier Druckfühler ermittelt wird, die in der Ansaugsystem im Aufriß.

Nähe des Schlackenab'Susses den Druck pt im Inneren 40 Die Anlage umfaßt einen einen seitlichen HmIaU-

des zweiten Behälters und den Druck p_a der Außen- stutzen 9 aufweisenden Reaktionsbehälter 10, in den

atmosphäre messen. mittels einer Lanze 11 Frischgas eingeblasen wird.

Die Regelorgane für den Gasabzug können durch sowie einen mit diesem Behälter durch einen Überlauf

Ventile oder auch durch Ejektoren gebildet sein. Die verbundenen zweiten Behälter 12 mit einem durch eine

Verwendung von Ventilen als Regelorgan ist beispiels- 45 Seitenwand gebildeten Überlauf 13.

v.^reise durch die französische Patentschrift 1 237 731 Das Gasabzugsystem besteht aus einer mit dem Be-

und die von Ejektoren z. B. durch die britische Patent- hälter 10 verbundenen Leitung 14 und einer mit dem

schrift 934 502 auf dem einschlägigen technischen Behälter 12 verbundenen Leitung 15, die an den die

Gebiet an sich bekannt. Wanne dieses Behälters überragenden Teil der oberen

Wird auf die oben beschriebene Weise an der Stelle 50 Abschlußplatte, etwa oberhalb des Schlackenabflusses des Schlackenabflusses ein Gleichgewicht zwischen dem angeschlossen ist. Diese beidew Leitungen führen zu äußeren und dem inneren Druck erzielt, so ist damit einem gemeinsamen, senkrecht angeordneten Abzugsgewährleistet, daß die Gesamtmenge Q der aus den kanal 16, in dem ein Drehschieber 17 angeordnet ist. Behältern entweichenden Gase in den Gasabzugskanal Dieser Kanal endet unmittelbar unter einer Auffanggelangen und in diesen keine Außenluft eindringt. 55 haube 18, die über eine Leitung 19 mit einem Saug-Außerdem wird hierbei eine Verbrennung der Rauch- gebläse 20 verbunden ist. Diese Anordnung hat gleichgase vermieden, so daß eine einwandfreie Gasanalyse zeitig den Vorteil, wie ein Überdruckventil zu wirken, und damit auch eine einwandfreie Steuerung des ohne daß dies bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Frischprozesses durchgeführt werden kann. erforderlich wäre.

Es ist bei dieser Anordnung auch möglich, auf den 60 Bei einjr vorgegebenen Normalleistung des Saug-Gasabzug so einzuwirken, daß aus dem Reaktions- gebläses 20 wird die abgesaugte Ciasmenge mittels des behälter nur die Teilmenge q der Gesamtmenge Q der Drehschiebers 17 auf den dem Normalbctricb eiit-Reaktionsgase und aus dem letzten, den Schlacken- sprechenden Wert Q eingeregelt. Der Querschnitt ä der abfluß aufweisenden Behälter nur die Restmenge q' ab- Leitung 14 ist so bemessen, daß er einem Querschnitt gesaugt wird. Außerdem kann auf diese Weise eine 65 entspricht, der kleiner ist als tier Querschnitt, der für Gaszirkulation vom Reaktionsbehälter zum letzten die Absaugung der insgesamt entweichenden Gase beBehälter entsprechend den gewünschten Verfahrens- nötigt würde. Diese Leitung ist soiml so ausgelegt, daß bedingungen bewirkt werden. Diese Gaszirkulation die durch die abgesaugte Gasmenge q kleiner ist als die

beim Normalbetrieb der Anlage anfallende Gas- stehenden ausgeführt wurde, Null betragen; er kann

menge Q. Auf diese Weise entsteht in dem Behälter ein jedoch auch kleine negative Werte annehmen, was einer

geringfügiger Überdruck, so daß ein Teil des Gases geringfügigen Ansaugung von Außenluft entspricht,

nach dem Behälter 12 abströmt. Für diese abströmende Das kann dann von Vorteil sein, wenn die Anlage

Teilmenge gilt q = Q — q. 5 ungewöhnlichen Betriebsbedingungen unterworfen

Die Leitung 15 weist ein Ventil 22 und einen Quer- wird. Die Regelung des Ventils 22 und auch diejenige schnitt 5 auf, der wesentlich größer ist als der Quer- . des Ventils 17 erfolgt vorteilhafterweise automatisch, schnitt s der Leitung 14. Dieser Querschnitt ist so be- Ein Steuergerät 25, in das der Wert Ap eingegeben messen, daß bei vollständig offenem Ventil eine starke wird, steuert mittels motorischer Antriebe 26 und 27 Ansaugung von Außenluft erfolgen würde. Hieraus io die beiden Ventile 22 und 17. Die gegenseitige Einist ersichtlich, daß es eine Stellung dieses Ventiles gibt, stellung dieser beiden Ventile bestimmt darüber hinaus bei der die durch die Leitung 15 abgesaugte Gasmenge den Anteil der aus dem Reaktionsbehälter entweichen- Q = q ist. Die in dem Gerät 23 vorgenommene Gas- den und dem Dekantierbehälter zugeführten heißen analyse repräsentiert somit einen für den Frischprozeß Gase. Es ist so möglich, das Verhältnis q'jq, also die charakteristischen Wert, so daß der Frischprozeß nach 15 Menge des zirkulierenden Gases zu vergrößern, indem Maßgabe des Ergebnisses der Gasanalyse gesteuert man die öffnung des Ventils 22 im Verhältnis zu derwerden kann. - jenigen des Ventils 17 vergrößert. Dies kann mittels

An der Stelle des Schlackenabflusses sind zwei einer zusätzlichen, in das Steuergerät 25 eingegebenen

Druckfühler 24a und 246 vorgesehen, aus deren An- Regelgröße erfolgen.

gaben die Druckdifferenz Ap = pt — p_a erhalten wird. 90 An Stelle von Drehschieberventilen können selbst-

Die Einstellung des Ventils 22 folgt daher in Abhängig- verständlich auch beliebige andere Ventile, beispiels-

keit des Wertes Ap. Der Wert von Ap soll, wie im Vor- weise Ejektoren, Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Absaugung der beim kontinuierlichen Frischen einer Metallschmelze entstehenden Gase unter Verwendung f.iner Anordnung, bei der emem Reaktionsbehälter ein zweiter, einen mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehenden Schlackenabfluß aufweisender Behälter zugeordnet ist, die beide an je eine Gasabzugsleitung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teilstrom der entstehenden Abgase unmittelbar aus dem Reaktionsbehälter über die erste Gasabzugsleitung abgesaugt wird und ein zweiter Teilstrom über die in dem zweiten R^phälter befindliche Schmelze geleilet und über die _tweite Gasabzugsleitung abgesaugt wird und daß der über die beiden Gasabzu^sleitungen inL_cJsamt abgesaugte Gasstrom in an sich bekannter Weise so eingeregelt wird, daß er der in der Zeiteinheit entstehenden Abgasmenge entspricht.

2. Verfahren nach Anspruc 1, dadurch pekennzeichnei. daß an der Stelle des Schlackenabflusses (13) die Differenz des Druckes p_a der Außenluft und des Druckes p_{ innerhalb des Behälters kontinuierlich gemessen und der Gasabzug in den beiden, zu dem ge -einsamen Gasabzugskanal (16) führenden Leitungen (14. 15) so <?eregelt wird, daß diese Differenz Ap -- p< p_a praktisch gleich Null ist.

3. Verfahren nach Anspr."-h 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Gasabzuges ein Gerät (25) verwendet wird, das mittels der Größe Jp gesteuert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gasabzugsleitung (15) in der Nähe des Schlackenabflusses (1?^Λ in den zweiten Behälter (12) einmündet und daß die beiden Gas.-abzugsleitungen (14,15) an einen gemeinsamen Gasabzugskanal (16) angeschlossen sind, der wie auch mindestens eine der beiden Gasabzugsleitungen (14, 15) ein Regelorgan (17, 22) für den Gasabzug aufweist, das von einem Regelgerät (25) nach Maßgabe der Druckdifferenz Ap steuerbar ist, die mittels zweier Druckfühler (24a, 24b) ermittelt wird, die in der Nähe des Schlackenabflusses (13) den Druck p_t im Inneren des zweiten Behälters (12) und den Druck p_a der Außenatmosphäre messen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelorgane (17, 22) für den Gasabzug Ventile sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelorgane (17, 22) für den Gasabzug durch Ejektoren gebildet werden.