CS216968B1

CS216968B1 - Device for precise dosing of fine-grained materials

Info

Publication number: CS216968B1
Application number: CS400880A
Authority: CS
Inventors: Jiri Varta; Ludek Kodrle
Original assignee: Jiri Varta; Ludek Kodrle
Priority date: 1980-06-06
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1982-12-31

Abstract

Slouží k dopravě jemně zrnitých hmot, například prachového vápna nebo kazivce v proudu plynného média, například kyslíku z nejméně jednoho zásobníku do spotřebiče, jímž je například konvertor ke zkujnování surového železa. Zařízení je tvořeno zásobníkem 16 jemně zrnité hmoty, kjerý je opatřen plnícím uzávěrem, odvzdušnovacím ventilem 7 a polopropustnou čjřící přepážkou. Na zdroj 1 plynného media je napojeno hlavní potrubí, na kterém jsou za sebou uspořádány plynový měřič 2, plynový regulátor 3, uzavírací ventil 5, odbočka pro nejméně jedno vyrovnávací potrubí, opatřené uzavíracím ventilem 6 a vyústěním do zásobníku 16, vyústění výpustného potrubí ze zásobníku 16, které je opatřeno výpustným ventilem 8, jakož i spotřebič 9, například tandemová ocelářská pec nebo konvertor, a dále tvořené ovládaoí částí, sestávající z logické jednotky 12. Podstatou vynálezu je, že mezi odbočkou vyrovnávacího potrubí a vyústěním výpustného potrubí je na hlavním potrubí uspořádán tlakový regulátor 4. Podstata vynalezu spočívá dále v zapojení ovládací části zařízení, kde výstup logické jednotky je napojen na vstup tlakového regulátoru.It is used to transport fine-grained materials, for example, powdered lime or fluorspar in a stream of a gaseous medium, for example, oxygen, from at least one reservoir to an appliance, such as a converter for smelting pig iron. The device consists of a reservoir 16 of fine-grained material, which is provided with a filling cap, a vent valve 7 and a semi-permeable filtering partition. A main pipeline is connected to the source 1 of the gaseous medium, on which a gas meter 2, a gas regulator 3, a shut-off valve 5, a branch for at least one equalization pipeline, provided with a shut-off valve 6 and an outlet into the reservoir 16, an outlet of the discharge pipeline from the reservoir 16, which is provided with a discharge valve 8, as well as an appliance 9, for example a tandem steelmaking furnace or a converter, and further formed by a control part consisting of a logic unit 12. The essence of the invention is that a pressure regulator 4 is arranged on the main pipeline between the branch of the equalization pipeline and the outlet of the discharge pipeline. The essence of the invention further consists in connecting the control part of the device, where the output of the logic unit is connected to the input of the pressure regulator.

Description

Vynález se týká zařízení k přesnému dávkování jemné zrnitých hmot v proudu plynného média, například mletého vápna v proudu kyslíku, z nejméně jednoho zásobníku jemně zrnité hmoty do spotřebiče, například do tandemové ocelářské peoe nebo do konvertoru·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to an apparatus for accurately dispensing fine particulate matter in a stream of gaseous medium, e.g. ground lime in an oxygen stream, from at least one fine particulate container to an appliance, e.g.

Prooes vyprazdňování zásobníku jemně zrnitých hmot závisí na podmínkách, vyplývajících z daného technologického postupu. Tak například je nutno dopravovat struskotvomé pří sady v proudu kyslíku do spotřebiče, jímž je zkujňovaoí agregát na výrobu oceli, v dávkách o určité hmotnosti v závislosti na čase nebo na průtočném množství plyného média. Přesnost dávkování jemně zrnitých hmot v různých pracovních režimech při různých průtočných množstvích a při různém tlaku plynného média před spotřebičem podle technologického požadavku obvykle též limituje jakost příslušného technologickéhu postupu. Znáný způsob dávkováni jemně zrnitých hmot ze zásobníku do proudu plynu pro dopravu do spotřebiče, jímž je například korvertor pro zkujňování surového železa, spočívá ve vypouštění jemně zrnité hmoty ze zásobníku obdobně jako při vypouštění vody z nádrže. Tento způsob se v praxi nevyužívá pro poměrně malá průtočná množství jemně zrnitých hmot ze zásobníků. Jiný způsob dávkování je založen na zvýšení rozdílu tlaku v zásobníku oproti tlaku za výpustným ventilem za pomoci dýzy. Tím se sioe dosáhne požadované rychlosti dávkování jemně zrnité hmoty do proudu plynného média, avšak rychlost vypouštění jemně zrnité hmoty ze zásobníku při otevření výpustného ventilu na určitou velikost je velmi výrazně ovlivňována především změnou průtočného množství plynného média, které prochází dýzou a současně také změnou tlaku plynného média. To má ve svých důsledcích vliv na změnšení pracovního rozsahu dávkování současně s nižší přesností udržování ryohlosti dodávání jemně zrnitýoh hmot do proudu plynného média.The progress of emptying the fine-grained container depends on the conditions resulting from the process. For example, slag-forming kits in an oxygen stream need to be conveyed to an appliance, which is a refiner, for the production of steel, in batches of a certain weight as a function of time or a flow rate of gaseous medium. The dosing accuracy of fine-grained materials in different operating modes at different flow rates and at different pressures of gaseous medium in front of the appliance according to the technological requirement usually also limits the quality of the respective technological process. A known method of dispensing fine-grained materials from a container into a gas stream for conveying to an appliance, such as a pig iron refiner, consists in discharging the fine-grained material from the container similar to the discharge of water from the container. This method is not used in practice for relatively small flow rates of finely divided masses from containers. Another method of dosing is based on increasing the pressure difference in the reservoir relative to the pressure downstream of the discharge valve by means of a nozzle. This achieves the desired rate of fine-particulate feed rate into the gaseous medium flow, but the rate of discharging of fine-particulate matter from the reservoir when the outlet valve is opened to a certain size is greatly influenced by the flow rate of the gaseous medium passing through the nozzle. media. This has the effect of reducing the operating range of the dosages while reducing the accuracy of the fineness of the fine-grained material feed into the gaseous medium stream.

Tyto nedostatky odstraňuje zařízení k přesnému dávkování jemně zrnitýoh hmot v proudu plynného média podle vynálezu sestávajíoí z nejméně jednoho zásobníku jemně zrnité hmoty, například prachového vápna a kazivoe, uloženého na zásobníkových vahách tvořících jeho ovládací prvek a opatřeného plnícím uzávěrem odvzdušňovacím ventilem a polopropustnou čeříoí přepážkou a dále ze zdroje plynného média, například kyslíku, na nějž je napojeno hlavní potrubí, na kterém jsou za sebou uspořádány jeho další ovládací prvky, jako plynový měřič, plynový regulátor, první uzavírací ventil, odbočka pro nejméně jedno vyrovnávaoí potrubí tlaku, zaústěné do zásobníku jemně zrnité hmoty a opatřené druhým uzavíracím ventilem, tvořícím jeho dalěí ovládací prvek a do něho zaústěno vyústění výpustného potrubí ze zásobníku jemně zrnité hmoty, které je opatřeno dalěím ovládaoím prvkem, a to výpustným ventilem ovládaoí jednotkou s krokovým motorem a s potenoiometrioký, vysílačem a nakoneo spotřebič, například konvertor a dále z ovládaoí částí, sestávajíoí z logické jednotky, na jejíž vstup je napojen svým vstupem nebo výstupem nejméně jeden z ovládaoích prvků. Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi odbočkou vyrovnávacího potrubí tlaku a vyústěním výpustného potrubí je na hlavním potrubí uspořádán tlakový regulátor evým vstupem spojený s výstupem logioké jednotky, na kterou je dále napojen vstup a výstup hlavního potrubí tlakového regulátoru skrze první a druhý tlakový měnič.These drawbacks are eliminated by the device for the precise dosing of the fine-grained materials in the gas medium stream according to the invention, comprising at least one fine-grained container, for example powdered lime and fluorspar, mounted on the reservoir scales constituting its actuator and provided with a filling cap. further from a source of gaseous medium, for example oxygen, to which the main pipe is connected, on which its other control elements are arranged, such as a gas meter, a gas regulator, a first shut-off valve, a branch for at least one pressure equalizing pipe and having a second shut-off valve constituting its further actuating element and an outlet of the discharge pipe from the fine-grained material reservoir having an additional actuating element, and The discharge valve controls the stepper motor unit and the potenoi metric, transmitter and finally the appliance, for example the converter and the control parts, consist of a logic unit to which at least one of the control elements is connected by its input or output. SUMMARY OF THE INVENTION A pressure regulator is provided on the main conduit between the pressure equalization branch and the outlet of the discharge conduit by an inlet connected to the output of the logic unit to which the inlet and outlet of the pressure regulator main conduit are connected via first and second pressure transducers.

Výhodou zařízení k přesnému dávkování jemně zrnitých hmot v proudu plynného média podle vynálezu je, že lze při konstantním otevření výpustného ventilu dosáhnout dávkování jemně zrnitých hmot v určitých dávkách nezávisle na průtočném množství nosného plynu i pro různé tlaky nosného plynu před spotřebičem a to pro dávkování z jednoho nebo i z většího počtu zásobníků současně. Další výhodou je podstatné zvětšení pracovních rozsahů, tj. podstatné zvětšení minimálního a maximálního průtočného množství plynného média včetně zvětšení dovolených protitlaků plynného média před spotřebičem, a to při současném zvětšení rozsahu průtočného množství jemně zrnitých hmot při dávkování ze zásobníku.The advantage of the device for precise dosing of fine-grained materials in the gas medium stream according to the invention is that at constant opening of the outlet valve the fine-grained materials can be dosed in certain doses independently of the flow rate of carrier gas even for different carrier pressures upstream of the appliance. one or more cartridges simultaneously. Another advantage is a substantial increase in the operating ranges, i.e. a substantial increase in the minimum and maximum flow rate of the gaseous medium, including an increase in the permissible backpressures of the gaseous medium upstream of the appliance, while increasing the flow rate range of the finely divided masses.

Příklady provedení zařízení k přesnému dávkování jemně zrnitých hmot v proudu plynného média podle vynálezu jsou schematicky nakresleny v blokovém uspořádání na výkresech, kde je na obr. 1 znázorněno toto zařízení, opatřené jedním zásobníkem jemně zrnité hmoty, obr. 2 představuje shodné zařízení, vybavené dvěma zásobníky jemně zrnité hmoty, které jsou na hlavním potrubí umístěny za sebou a na obr. 3 je nakresleno alternativní uspořádání zařízení podle obr. 1 se dvěma zásobníky jemně zrnité hmoty, umístěnými paralelně na hlavním potrubí. Cesty pro tlakové plynné médium jsou nakresleny plnou čarou, elektrické nebo pneumatické spojení ovládací části je naznačeno čárkovaně, přičemž šipkami je naznačen směr toku plynného média nebo postup signálu či impulsu v ovládací části zařízení.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION An apparatus for accurately dispensing finely divided masses in a gaseous medium stream according to the present invention is schematically illustrated in a block arrangement in the drawings where FIG. 1 shows this apparatus having one finely divided container. The fine-grained containers that are located one behind the other on the main conduit, and Figure 3 illustrates an alternative arrangement of the apparatus of Figure 1 with two fine-grained containers placed in parallel on the main conduit. The paths for the pressurized gaseous medium are drawn in solid line, the electrical or pneumatic connection of the actuating part being indicated by dashed lines, the arrows indicating the flow direction of the gaseous medium or the signal or pulse progress in the actuating part of the device.

Zařízení k přesnému dávkování jemně zrnitých hmot podle příkladného provedení, znázorněného na obr. 1, je tvořeno zásobníkem 16 jemně zrnité hmoty, zdrojem 1 plynného média, spojovacím potrubím a ovládací částí. Na zdroj 1 plynného média, jímž je v daném případě kyslík, je napojeno hlavní potrubí. Na hlavním potrubí jsou za sebou uspořádány plynový měřič 2, plynový regulátor J, první uzavírací ventil £ a odbočka vyrovnávacího potrubí, které je zaústěno do zásobníku 16 jemně zrnité hmoty. Na vyrovnávacím potrubí je uspořádán druhý uzavírací ventil 6, Zásobník 16 jemně zrnité hmoty je opatřen plnícím uzávěrem 17. odvzdušňovacím ventilem 2, zásobníkovými vahami 20 a polopropustnou čeřící přepážkou. Mezi zásobníkem 16 a vyústěním výpustného potrubí do hlavního potrubí je uspořádán výpustný ventil 8, ovládaný ovládací jednotkou 13 k krokovým motorem 14. Mezi odbočkou vyrovnávacího potrubí a vyústěním výpustného potrubí do hlavního potrubí je uspořádán tlakový regulátor £ a hlavní potrubí vyúsťuje do spotřebiče 2· Ovládací část zařízení je tvořena logickou jednotkou 12. na jejíž první vstup je napojen výstup prvního tlakového měřiče 10, v daném případě manometru, uspořádaného mezi prvním uzavíracím ventilem £ a tlakovým regulátorem £. N_a druhý vstup logické jednotky 12 je napojen výstup druhého tlakového měřiče 11. uspořádaného mezi tlakovým regulátořem £ a vyústěním výpustného potrubí do hlavního potrubí. Na třetí vstup logické jednotky 12 je napojen vstup plynového regulátoru J, na čtvrtý vstup logické jednotky 12 je napojen vstup plynového měřiče 2, na pátý vstup logické jednotky 12 je napojen vstup potenciometriokého vysílače 15 otevření výpustného ventilu 8 a na šestý vstup logické jednotky 12 je napojen vstup zásobníkové váhy 20. Výstup logické jednotky 12 je napojen na vstup tlakového regulátoru £. Alternativní uspořádání zařízení, nakreslené schematicky na obr. 2, má dva sériovž zapojené zásobníky 16 a 18 pro kazivec a vápno na vyrovnávacím potrubí před vyústěním do zásobníku 18 na prachová vápno třetí uzavírací ventil 21. přičemž tento zásobník 18 je opatřen potrubím, na němž je uspo řádán druhý výpustný ventil 19. U dalSího alternativního řešení zařízení podle vynálezu jsou oba zásobníky 16 a 18 uspořádány paralelně a vyústění jejich výpustných potrubí je situováno v jednom místě hlavního potrubí.The fine-particle dosing device of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 is comprised of a fine-grain reservoir 16, a gaseous medium source 1, a connecting line and a control portion. A main pipe is connected to the source 1 of the gaseous medium, which in this case is oxygen. A gas meter 2, a gas regulator 1, a first shut-off valve 6 and a branching of the equalizing pipe are arranged on the main line, which are connected to a fine-grained container 16. A second shut-off valve 6 is provided on the equalization line. The fine-grained container 16 is provided with a filler cap 17, a venting valve 2, a storage balance 20 and a semi-permeable fining partition. Between the reservoir 16 and the outlet of the outlet pipe into the main pipe, there is an outlet valve 8, controlled by the control unit 13 to the stepper motor 14. A pressure regulator 8 is arranged between the equalization pipe branch and the outlet of the outlet pipe into the main pipe. a part of the device is formed by a logic unit 12, the first inlet of which is connected to the output of the first pressure gauge 10, in this case a pressure gauge arranged between the first shut-off valve 6 and the pressure regulator 6. N _{and the} second input of the logic unit 12 is connected to the output of a second pressure meter 11 arranged between the pressure regulator 6 and the outlet of the discharge pipe into the main pipe. The third input of the logic unit 12 is connected to the input of the gas regulator J, the fourth input of the logic unit 12 is connected to the input of the gas meter 2, the fifth input of the logic unit 12 is connected to the the storage scale input 20 is connected. The output of the logic unit 12 is coupled to the pressure regulator input. An alternate arrangement of the apparatus, illustrated schematically in Figure 2, has two serial fluorspar and lime cartridges 16 and 18 connected to the equalization line prior to flowing into the lime cartridge 18, a third shut-off valve 21. the cartridge 18 is provided with a line on which A second outlet valve 19 is provided. In another alternative embodiment of the device according to the invention, the two containers 16 and 18 are arranged in parallel and the outlet of their outlet pipes is situated at one point of the main pipe.

Postup dávkování prachového vápna v proudu kyslíku do konvertoru při zkujňování surového železa, realizovaný na zařízení podle vynálezu, nakresleném schematicky na obr. 1, spočívá v tom, že se po naplnění zásobníku 16 prachovým vápnem uzavře plnící uzávěr 17 i odvzdušňovací ventil 2, načež se zásobník 16 naplní kyslíkem na provozní tlak při současném načeření prachového vápna. Po otevření prvního uzavíracího ventilu 2 ^se současně otevře druhý uzavírací ventil 6, umístěný na vyrovnávacím potrubí a kyslík začne proudit ze zdroje 1 přes plynový měřič 2 průtočného množství plynu, plynový regulátor J průtočného množství plynu, první uzavírací ventil 2 a tlakový regulátor £ do spotřebiče 2, například konvertoru. Současně se vyrovná tlak kyslíku před tlakovým regulátorem £ s tlaken v zásobníku 16 za pomoci vyrovnávacího potrubí. Na tlakovém regulátoru £ se vytváří tlakový spád mezi hodnotami tlaku na tlakovým měřičích 10, 11. jimiž jsou manometry, přičemž žádaná hodnota tohoto tlakového spádu je tlakovému regulátoru £ zadávána logickou jednotkou 12. Po otevření výpustného ventilu 8, za pomoci ovládací jednotky 13 a krokového motoru 14. závisí intenzita vypouštění prachového vápna ze zásobníku 16 nejen na velikosti otevření výpustného ventilu 8, ale též podstatně na velikosti tlakového spádu na tlakovém regulátoru 4, tj. také na rozdílu tlaků v zásobníku 16 a za výpustným ventilem 8. Na logickou jednotku 12. která mění vstupní signály v žádanou hodnotu pro tlakový regulátor .£, lze připojit tyto vstupní signály: silnál průtočného množství plynného média, údaj o zavření nebo otevření prvního uzavíracího ventilu 2, údaj o velikosti tlaku před tlakovým regulátorem £ z tlakového měřiče 10 - manometru, údaj o velikosti tlaku za tlakovým regulátorem £ z tlakového měřiče 11 - manometru, údaj o velikosti otevření výpustného ventilu 8, například z potenciometriokého vysílače 15 a údaj o váze zásobníku 16 ze zásobníkové váhy 20. K logické j.ednotce 12 není vždy nutno připojovat všechny uvedené vstupy. Výběr a zapojení těchto vstupů závisí na konkrétních podmínkách realizace zařízení podle vynálezu, postačí připojení jediného výše uvedeného vstupu k logické jednotce 12, která vstupní signál změní v žádanou hodnotu pro tlakový regulátor £. Obvykle je na logickou jednotku 12 napojeno několik vstupů, te.k například jestliže technologický postup předpokládá přesné dávkování prachového vápna v dávkách o určité hmotnosti do proudu kyslíku, je účelná připojit a zpracovat v logické jednotce 12 v žádanou hodnotu pro tlakový regulátor £ tyto vstupní signály: údaj o otevření prvního uzavíracího ventilu 2» údaj o velikosti otevření výpustného ventilu 8 z potenciometriokého vysílače 15 a údaj o váze zásobníku 16 ze zásobníkové váhy 20. tThe process of metering of lime in the oxygen stream into the converter during refining of pig iron, carried out on the apparatus according to the invention, illustrated schematically in Fig. 1, consists in closing both the filling cap 17 and the vent valve 2 after filling the lime container 16 with dust. the reservoir 16 is filled with oxygen to the operating pressure while the lime dust is clarified. Upon opening the first shut-off valve 2 ^, a second shut-off valve 6 located on the equalization line opens simultaneously and oxygen starts to flow from the source 1 via the gas flow meter 2, the gas flow regulator J, the first shut-off valve 2 and the pressure regulator 6 into the appliance. 2, such as a converter. At the same time, the oxygen pressure upstream of the pressure regulator 6 is equalized with the pressure in the reservoir 16 by means of a balancing line. On the pressure regulator 6 a pressure drop is created between the pressure values on the pressure gauges 10, 11, which are pressure gauges, the set point of which is set by the logic unit 12 after the discharge valve 8 has been opened. The amount of dust lime discharged from the reservoir 16 depends not only on the size of the opening of the outlet valve 8 but also substantially on the magnitude of the pressure drop on the pressure regulator 4, i.e. also on the pressure difference in the reservoir 16 and downstream of the outlet valve 8. which changes the input signals to the setpoint for the pressure regulator 6, the following input signals can be connected: flow rate of gaseous medium, indication of closing or opening of the first shut-off valve 2, indication of the pressure before pressure regulator 8 from pressure gauge 10 - manometer , size The pressure of the pressure regulator 11 from the pressure gauge 11, the indication of the size of the opening of the outlet valve 8, for example from the potentiometric transmitter 15, and the weight of the container 16 from the container scale 20. It is not always necessary to connect all these inputs to the logic unit 12. . The selection and connection of these inputs depends on the particular conditions of implementation of the device according to the invention, it is sufficient to connect the only one of the above mentioned inputs to the logic unit 12, which changes the input signal to the set point for the pressure regulator. Typically, several inputs are connected to the logic unit 12, for example, if the process assumes accurate dosing of lime in portions of a certain weight to the oxygen flow, it is expedient to connect and process the logic unit 12 at the desired value for the pressure regulator. : indication of opening of the first shut-off valve 2 »indication of the opening size of the outlet valve 8 from the potentiometric transmitter 15 and indication of the weight of the container 16 from the container weight 20. t

Popsané příkladné provedení zařízení k přesnému dávkování jemně zmitýoh hmot podle vynálezu podle obr. 1 může mít řadu alternativ, tak například je lze využít pro současné a na sobě nezávislé dávkování ze dvou zásobníků 16 a 18, umístěných za sebou na hlavním potrubí, jak je znázorněno na obr. 2. Pokud je toto příkladné provedení konkretizováno pro výrobu oceli v konvertoru, je plynným médiem kyslík, jemnou zrnitou hmotou v jednom zásobníku 16 prachové vápno a ve druhém zásobníku 18 kaziveo, přičemž druhý zásobník 18 o menším objemu je umístěn jako první na hlavním potrubí za tlakovým regulátorem £. Funkce zařízení, nakresleného na alternativním uspořádání podle obr. 3 s paralelním zapojením zá sobníků 16 a 18, je obdobná, jak je popsáno při funkci zařízení podle obr. 1.The described exemplary embodiment of the precision dosing device of the finely mixed masses of the invention of Fig. 1 can have a number of alternatives, for example, can be used for simultaneous and independent dosing of two containers 16 and 18 arranged one after the other on the main conduit as shown. 2. When this embodiment is concretized for the production of steel in the converter, the gaseous medium is oxygen, a fine granular mass in one container 16 of lime and in a second container 18 a kazivo, the other smaller container 18 being placed first on the the main pipe downstream of the pressure regulator £. The operation of the device illustrated in the alternative arrangement of Figure 3 with the parallel engagement of containers 16 and 18 is similar to that described for the operation of the device of Figure 1.

Claims

Apparatus for accurately dispensing fine particulate matter in a gaseous medium stream comprising at least one fine particulate container, for example powdered lime and fluorspar, deposited on a container weighing device constituting its actuator and provided with a filler cap, air vent and semi-permeable clarifying septum; from a source of gaseous medium, for example oxygen, to which the main pipe is connected, on which its other controls are arranged, such as a gas meter, a gas regulator, a first shut-off valve, a branch for at least one pressure equalizing pipe and provided with a second shut-off valve constituting a further actuating element thereof, and an orifice of the discharge pipe from the fine-grained material container, which is provided with an additional control element, namely a discharge valve with a control unit stepper motor and potentiometric transmitter, and finally an appliance, such as a converter, and a control section, consisting of a logic unit to which its input or output is connected by at least one of the controls, characterized in that between the pressure equalizer tap and a pressure regulator (4) is arranged on the main conduit at the outlet of the discharge conduit, connected to the output of the logic unit (12) via its inlet, to which the inlet and outlet of the main conduit pressure regulator (4) are connected via the first and second pressure gauges 11).