DE2032498C - Verfahren und Vorrichtung zum Betrei ben von regenerativ arbeitenden Hochofen Winderhitzern - Google Patents

Description

Zur Verbrennung der H.'.zstoffe sowie zur Umwandlung und Aktivierung der Reduktionsmittel wird dem Hochofen verdichtete und in Winderhitzern auf hohe Temperaturen erwärmte Luft, sogenannter Heißwind zugeführt. Um einen möglichst gleichmäßigen und ruhigen Hochofengang zu erhalten, werden Menge und Temperatur des Heißwindes vor dem Eintritt in den Hochofen geregelt und auf bestimmten Werten konstant gehalten. Verändern sich aus irgendwelchen Gründen diese Werte, so reagiert der Hochofen sofort durch unruhigen Gang, der je nach Heftigkeit und Dauer des Regelversagens zu erheblichen Betriebsstörungen führen kann.

Die Temperatur des Heißwindes wird üblicherweise dadurch konstant gehalten, daß man einen Teil des Kaltwindes nicht durch den blasenden Winderhitzer strömen läßt, sondern dem Heißwind hinter dem Winderhitzer als Mischwind zugibt, und zwar in solcher Menge wie notwendig ist, um die festgelegte Heißwindtemperatur einzustellen. Im Verlauf der Plase/.cit verringert sich die Mischv/indzugabe stetig, da 'las infolge Wärmeabgabe sich abkühlende Gitterwerk den durchströmenden Wind immer weniger aufheizt bis schließlich gegen Ende der B.'aszuit der den Winderhitzer verlassende Heißwind die festgelegte Mindesttemperatur nahezu erreicht hat. Die dabei als Mischwind weniger benötigte Windmenge geht mit dem Kaltwind durch den blasenden Winderhitzer und wird mit aufgeheizt.

Die Summe des durch den Winderhitzei geleiteten Windes und des vor dem Winderhitzer zur Temperaturregelung abgezweigten Teilstromes an Kaltwind entspricht während der normalen Blaszeit dem durch

ίο die Mengenregelung konstant gehaltenen, vom Hochofen pro Zeiteinheit angenommenen Windvolumen.

Dieses Volumen ändert sich gegen End; der B'.as-Izeit eines Winderhitzers, wenn ein aufgeheizter Winderhitzer zum Wechsel mit dem blasenden Winderhitzer vorbereitet wird, erheblich. Die Ursache hierfür ist darin zu sehen, daß der zum Blasen vorgesehene Winderhitzer mit Wind aufgefüllt werden muß, wozu ein Teil des für den kontinuierlichen Gang des Hochofens erforderlichen Windes dient. Der Füllvorgang

ao hält so lange an, bis im aufgefüllten Winderhitzer der Druck gleich dem Druck in dor Kaltwindleitung ist.

Ein solcher Druckausgleich ist notwendig, um die Absperrorgane, die zwischen dem Winderhitzer und der Kaltwindleitung vorgesehen sind, entgegen dem

as auflastenden Kaltwinddruck mit einem betrieblich vertretbaren Aufwand an Antriebsmitteln bewegen zu können. Das gilt insbesondere für Winderhitzer großer Kapazität, bei denen die Kaltwindleitungen große Durchmesser haben, ferner für Winderhitzer, die mit hohem Druck betrieben werden.

Zum Zwecke des Druckausgleiches sind die KaItwindabsperrorgane mit einer Entlastungseinrichtung versehen, die beim Einleiten des Öffnungsvorganges einen relativ kleinen Durchtri^querschnitt fre^:gibt und so lange Füllwind überströmen läßt, bis im Winderhitzer praktisch der gleiche Druck herrscht wie im Kaltwindleitungssystem. Nun kann das Kaltwindabsperrorgan ohne unnötigen Mehraufwand an Energie und Antriebsmaschinen geöffnet werden.

Obwohl die öffnung der Entlastungseinrichtung nur, wie bereits gesagt, einen relativ kleinen Querschnitt hat. fließt am Anfang des Füllens infolge des großen Druckunterschiedes zwischen dem leeren Winderhitzer und der Kalt windleitung ein erheblicher Teil des für den Hochofen pro Zeiteinheit benötigien Windvolumens über. Gleichzeitig findet durch die völlige Entspannung des Füllwindes im leeren Winderhitzer ein Druckabfall im blasenden Winderhitzer statt, der sich bis in die Heißwindleitung fortpflanzt.

Beide Vorgänge bewirken eine plötzlich einsetzende mangelnde Windversorgung des Hochofens, dessen Schmelz- und Reduktionsarbeit dadurch empfindlich gestört wird.

Mit der Abzweigung von Füllwind ist auch ein plötzlicher Tt uperaturubfall des zum Hochofen p.elangenden Heißwindes verbunden, weil die niedrigeren Geschwindigkeiten des Windes im Gitterwerk des blasender Winderhitzers eine äquivalente Senkung des Wärmeüberganges vom Gitterwerk zum Wind ergeben, der somit weniger Wärme pro Volumeneinheit aufnimmt, also weniger hoch erhitzt den Winderhitzer verläßt. Durch die bekannte Reaktionsträgheit der Temperaturmeßfühler und des Verstellgerätes des die Zugabe des Mischwindes zum Heißwind dosierenden Regelorgans (z. B. Regeldrosselklappc) wird der Temperaturabfalleffekt, der sich ebenfalls nachteilig auf den Hochofengang auswirkt, noch gesteigert.
Mit zunehmender Füllung des zum Blasen vor-

gesehenen Winderhitzers verringern sich die geschil- Füllgebläse nur den Differenzdruck zwischen Windderten einschneidenden Veränderungen der normalen druck und Enddruck im Vorratsbehälter zu leisten Windversorgung des Hochofens. Volumen und Druck hat. Die über die gesamte Füllzeit, die ja weitgehend des Heißwindes sind nach Beendigung des Füllvor- auch der Blaszeit entspricht, verteilte gleichmäßige ganges wieder in der gleichen Höhe wie vorher, nur 5 Abnahme von Kaltwind, die — wie Berechnungen die Temperatur des Heißwindes zieht etwas nach. ergeben haben — etwa 1 °/o des stündlichen Wind-Hauptsächlich beeinflußt durch die schon angeführte Volumens ausmacht, kann (ohne Beeinflussung res Trägheit der Temperaturmeß- und Regelorgane. Hochofenbetriebes) durch entsprechende Einstellung

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die vor- des Gebläses für den Hochofenwind bzw. der stehend angeführten Mangel zu beseitigen bzw. eine io Mengenregelorgane ausgeglichen werden,
weitgehend kontinuierliche Versorgung des Hoch- Die Erfindung ist auf jede Art Winderhitzerbeofens mit Heißwind sicherzustellen. trieb anwendbar, gleichgültig, ob zwei, drei, vier oder

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Er- mehr Winderhitzer wechselweise, paarweise parallel

findung vorgeschlagen, daß der zum Blasen vorgese- oder paarweise parallel und phasenverschoben be-

hene Winderhitzer zunächst durch einen separaten, 15 trieben werden.

von der Kaltwindleitung unabhängigen Luftstrom üs Natürlich ist js auch möglich, ohne LuftvorraKbe-

/u dem in der Kaltwindleitung herrschenden Druck halter auszukommen, indem <-z_n das Gebläse direkt

gefüllt und danach durch öffnen des Kaltwinc'schie- in die gemeinsame Füllleitung fördern läßt. In man-

bers an die Kaltwindleitung angeschlossen wird. Auf chen Fällen kann selbstverständlich auch jedem

diese Weise bleibt die dem Hochofen pro Zeiteinheit 20 Winderhitzer ein eigenes Füllgebläse zugeordnet

zufließende Windmenge in jeder Phase des Hoch werden.

ofenbetriebes gleich, d. h., es wird eine kontinuier- Lin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an

liehe Windversorgung erreicht, die wiederum e^;n ein- Hand der Zeichnung, die ein ausschnittsweises

wandfreies Ablaufen der Schmelz- und Reduktions- Schemabild einer Winderhitzeranlage zeigt, im folgen-

prozesse im Hochofen garantiert. Kostspielige Störun- 25 den näher enöutert.

gen und Unterbrechungen im Hochofengang werden In der Zeichnung sind mit Ϊ und 2 Winderhitzer

weitgehend vermieden. bezeichnet, die außenstehende Brennschächte 3 und 4

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Durchführen aufweisen, in denen die Heizgase zum Aufheizen des des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, in den Winderhitzern untergebrachten Gitterwerkes daß jeder Winderhitzer über ein Absperrorgan an 30 erzeugt werden. Die dazu benötigten Brennmittel eine gemeinsame Fülleitung angeschlossen ist, die mit (Brenngas und Luft) werden durch Leitungen S und einem an ein Gebläse angeschlossenen Luftvorrats- 6 bzw. 7 und 8 zugeführt, während die Abgase durch behälter in Verbindung steht. Diese Vorrichtung hat Leitungen 9 bzw. 10 entweichen. Beide Winderhitden Vorteil, daß immer ein Fülluftvorrat zur Ver- zer 1 und 2 sind über Kaltwindschieber 11 bzw. 12 fügung ste'U, d. h., die Lieferung von Fülluft ist nicht 35 an eine von einem nicht dargestellten Gebläse gedirekt an Einschaltzeiten und Förderleistung eines speiste Kaltwindzuführungsleitung 13 angeschlossen, Gebläses gebunden. Vielmehr kann das Gebläse dann ferner über Heißwindschieber 14 bzw. 15 an eine wirksam werden, wenn der Luftdruck im Vorrats- Heißwindleitung 16, die den Hochofen mit Heißwind behälter bis zu einem bestimmten unteren Wert ge- beliefert.

fallen ist. Nach Erreichen des festgelegten Höchst- 40 Von der Kaltwindleitung 13 führt eine Leitung

druckes schaltet das Gebläse wieder ab. Der Höchst- 17 weg, die über Absperrorgane !* bzw. 19 in die

druck richtet sich nach der Größe des Vorratsbehäl- Brennschächte 3 und 4 mündende Abzweige 20 und

ters unc nach dem Druck, der in dem auszufüllenden 21 hat.

Cowper herrschen soll. Er ist in jedem Fall höher als Schließlich ist die Winderhitzeranlage mit einem der Winddruck im Cowper Im allgemeinen wird man 45 durch ein Gebläse 22 beaufschlagbaren, zum sepaden Druck und die Größe ^Hes Vorratsbehälteis so raten Füllen der Winderhitzer 1 und 2 dienenden wählen, daß unter Berücksichtigung örtlicher Ge- Luftvorratsbehälter 23 ausgerüstet, von dem eine gebenheiten ein Optimum an Wirtschaftlichkeit ge- Tüüeitung 24 mit Leitungszweigen 25 bzw. 26 weggeben ist. führt, die über Absperrorgane 27 bzw. 28 hinter den

Die Berechnung des notwendigen Behälterdruckes 50 Kaltwindschiebern 11 und 12 mit der Winderhitzern 1

stellt keine besonderen Probleme. Man bestimmt zu- und 2 verbunden sind.

nächst das freie Volumen im Winderhitzer und er- Die Betriebsweise der Winderhitzeranlage, soweit mittelt dann die Luftmenge, die notwendig ist, diesen sie die Erfindung betrifft, ist folgendermaßen:
freien Raurn so weit aufzufüllen, daß der Winddruck Angenommen der Winderhitzer 1 ist nahezu aberreicht wird. Dabei muß die Erwärmung der ein- 55 geblasen, d. h., das Gitterwerk des Winderhitzers hat strömenden Fülluft und die Menge der im Cowper durch fortwährende Wärmeabgabe an den über den vorhandenen Rauchgase berücksichtigt werden. Kaltwindschieber 11 einfließenden Kaltwind bereits

Die Leistung des Gebläses zum Füllen des Vor- so viel Wärme abgegeben, daß der über den Heißratsbehälters ricatet sich nach der Größe des Vor- windschieber 14 austretende Heißwind nur noch ratsbehälters und nach der Zeit, die zur Füllung zur 60 knapp über der festgelegten, nicht unterschreitbaren Verfügung steht. Es ist maximal die Zeit, die zwi- Temperatur liegt. Dabei ist die Mischwindzugabe, die sehen dem »Auf-Blasen« gerichteten Umstellvorgang am Absperrorgan 18 geregelt ist, ;■ schlossen,
zweier zeitlich nach' inander eingesetzter Winderhit- Das Umschalten der Anlage auf Winderhitzer 2, zer vergeht, abzüglich der Zeit, die zum öffnen und dessen Befeuerungsphase abgeschlossen ist und der Schließen de. zugehörigen Absperrorgane not- 65 mit geschlossenen Absperrorganen heiß bereit steht, wendig ist. ist nunmehr notwendig. Hierzu wird zunächst das

In manchen Fällen ist es möglich, das Füllgebläse Absperrorgan 28 geöffnet und so der Winderhitzer 2

dem KüHwindgebläse nachzuschalten, so daß das über die Leitungen 24 und 26 mit Luft gefüllt. Hai

tier Luftdruck im Winderhitzer 2 den in der Kaltwindleitung 13 vorhandenen Druck erreicht, wird das Absperrorgan 28 wieder geschlossen, alsdann der Kaltwindschieber 12 geöffnet. Ebenfalls geöffnet wird der Heißwindschieber 15 und das Mischwindabsperrorgan 19, über das dem Heißwind kalter Mischwind zufließt zum Einstellen der festgelegten Heißwindtemperatur. Sobald diese Temperatur erreicht ist, geht das Abschalten des abgeblasenen Winderhitzers 1 vonstatten. Hat der Luftvorratsbehälter 23 den Volumen- und Druckausgleich mit dem Winderhitzer durchgeführt, dann schaltet automatisch das Gebläse 22 ein, das den Behälter 23 bis zu einem festgelegten Höchstdruck auffüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betreiben von regenerativ arbeitenden Winderhitzern, die wechselweise aufgeheizt und zur Erzeugung des tür Hochöfen benötigten Heißwindes abgeblasen werden, wobei einem Hochofen eine Gruppe von wenigstens zwei Winderhitzern zugeordnet ist, die eine gemeinsame Kaltwindzuführungsleitung und eine gemeinsame mit dem Hochofen verbundene Heißwindleitung autweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Blasen vorgesehene Winderhitzer (2) zunächst durch einen separaten, von der Kaltvvindleitung (13) unabhängigen Luftstrom bis zu dem in der Kaltwindleitung herrschenden Druck gefüllt, alsdann durch öffnen des Kaltwindschiebers (12) an die Kaltwindleitung (13) angeschlossen wird.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Winderhitzer (1 und 2) über ein Absperrorgan (27 bzw. 28) an eine gemeinsame Fülleitung (24) angeschlossen ist, die mit einem an ein Gebläse (22) angeschlossenen Luftvorratsbehälter (23) [:. Verbindung steht.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winderhitzer (1 ird 2) eine gemeinsame von einem Gebläse direkt gespeiste Füllleitung haben.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Winderhitzer (1 und 2) ein Füllgebläse zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllgebläse dem Kaltwindgebläse nachgeschaltet sind.