DE1044130B

DE1044130B - Device for monitoring shaft furnaces, in particular blast furnaces

Info

Publication number: DE1044130B
Application number: DEH27963A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Bernhard Osann
Original assignee: SALZGITTER HUETTENWERK AG
Current assignee: SALZGITTER HUETTENWERK AG
Priority date: 1956-08-27
Filing date: 1956-08-27
Publication date: 1958-11-20

Description

Vorrichtung zum Uberwachen von Schachtöfen, insbesondere von Hochöfen Der Betrieb eines Hochofens bedarf bei den großen Massen, die er durchsetzt und verarbeitet, einer sorgfältigen Überwachung, um ein Optimum sowohl an metallurgischer Leistung als auch an Wirtschaftlichkeit sicherzustellen. Zu den wichtigsten Kenngrößen gehören dabei die Gichtgaszusammensetzung, Gichtgastemperatur, die Verteilung der Beschickung über den Gichtquerschnitt und die Art ihres Niederganges.Device for monitoring shaft furnaces, in particular blast furnaces The operation of a blast furnace requires with the large masses that it penetrates and processed, careful monitoring to ensure optimum both metallurgical To ensure performance as well as economic efficiency. To the most important parameters include the furnace gas composition, furnace gas temperature, the distribution of the Feeding through the gout cross-section and the nature of its decline.

Die Überwachung der Gichtgaszusammensetzung und der Gichtgastemperatur wird meist in der Weise bewerkstelligt, daß den Gasabzügen laufend Gasproben entnommen und die Temperatur des Gases aufgeschrieben wird. Auf diese Weise gewinnt man jedoch nur Aufschluß über ein aus verschiedenen Teilen des Ofenquerschnitts stammendes Sammelgas.Monitoring of the furnace gas composition and the furnace gas temperature is usually accomplished in such a way that gas samples are continuously taken from the gas extractors and the temperature of the gas is recorded. However, this is the way to win only information about something coming from different parts of the furnace cross-section Collective gas.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt, mit denen sich die Gaszusammensetzung und Gastemperatur im obersten Abschnitt der Beschickung laufend ermitteln läßt, und zwar getrennt für einzelne Teile des Gesamtquerschnittes, im allgemeinen längs eines Ofenhalb-oder -durchmessers. Solche Messungen sind aufschlußreich, die dazu erforderlichen Vorrichtungen jedoch unvollkommen. Die Überwachungseinrichtungen liegen in der Beschickung. Sie müssen wassergekühlt sein, so daß ständige Wärmeverluste entstehen. Sie sind auch sehr umfangreich, was ihren Ein- und Ausbau erschwert. Zur Überwachung des Niedergangs der Beschickung werden üblicherweise Sonden verwendet, die die Ofentiefe nur an ein und derselben Stelle messen. Es ist zwar auch eine Vorrichtung zum Alessen der Gaszusammensetzung, der Temperatur und Begichtungshöhe in verschiedenen Ofenzonen bekannt, die aus mehreren von einer Stelle der kegeligen Abdeckung der Hochofengicht ausgehenden geradlinigen Rohren besteht. Jedes dieser Rohre ist unter einem bestimmten Winkel in die Gicht eingeführt. Die Bedienung der Meßrohre ist umständlich und im Bereich der Abgase des Ofens auch nicht ungefährlich. Sie muß von Hand geschehen, so daß die Apparatur für Dauermessungen nicht geeignet ist.There are also known devices with which the gas composition and the gas temperature in the uppermost section of the charge can be continuously determined, and separately for individual parts of the overall cross-section, generally longitudinally a furnace half or diameter. Such measurements are instructive in addition to this necessary devices are imperfect. The monitoring devices lie in the feed. They must be water-cooled so that there is constant heat loss develop. They are also very extensive, which makes their installation and removal difficult. Probes are commonly used to monitor the decline of the feed, which measure the oven depth only at one and the same point. It is also one Device for measuring the gas composition, temperature and loading height Known in different furnace zones, consisting of several of one point of the conical Covering the blast furnace top consists of straight pipes going out. Each of these Tube is inserted into the gout at a certain angle. The operation of the Measuring tubes are cumbersome and also not without danger in the area of the furnace exhaust gases. It has to be done by hand so that the apparatus is not suitable for continuous measurements is.

Solchen Vorrichtungen zur Überwachung der Hochofenvorgänge gegenüber hat die Vorrichtung nach der Erfindung deri Vorteil, daß sie einen wesentlich umfassenderen und dauernden Einblick in den Ablauf des stofflichen und metallurgischen Geschehens ermöglicht und von größter Einfachheit ist. Sie ist so eingerichtet, daß mit ihr gleichzeitig Gasentnahmen durchgeführt sowie Temperatur- und Ofentiefenmessungen gemacht werden können.Such devices for monitoring the blast furnace processes opposite the device according to the invention has the advantage that it is much more comprehensive and permanent insight into the process of material and metallurgical processes and is of the greatest simplicity. She is set up to be with her Simultaneously gas withdrawals carried out as well as temperature and furnace depth measurements can be made.

Das tragende Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein wie die bekannte massive »Fühlstange« in die Gicht eingeführtes Rohr, das sogenannte Meßrohr, nicht, wie die Fühlsonde, glatt durchgehend verläuft, sondern in seinem unteren Teil doppelwinklig der-Bestalt abgekröpft ist, daß sich ein um das Maß der Abkröpfung vom Oberteil des Rohres entfernt liegender Meßschenkel ergibt. Der obere Abschnitt des Meßrohres ist in einem zweckmäßig auf der Lichtschüssel angebrachten Lager drehbar und höhenbeweglich. Da die Länge der Abkröpfung im unteren Abschnitt des Meßrohres etwa dem Halbmesser des Beschickungsquerschnittes entspricht und die Drehachse des Rohres sich etwa am Umfang des Beschickungsquerschnittes befindet, beschreibt der abgewinkelte Meßschenkel bei seiner Drehung einen die Mittelachse des Ofens berührenden Kreisbogen, auf dem nun beliebig viel Messungen vorgenommen werden können. Wenn am Ende eines Beschickungsdurchmessers je ein wie vorstehend beschriebenes Meßrohr angeordnet ist, dann können zwei Kreisbögen bestrichen werden, die praktisch etwa gleichzusetzen sind mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Ofendurchmessern. Gaszusammensetzung und Gastemperatur können dann in praktisch vollkommener Weise von der Mitte bis zum Rand des Ofens überwacht werden.The main feature of the invention is that a like that well-known massive "feeler rod" tube inserted into the gout, the so-called measuring tube, not, like the probe, runs smoothly through, but in its lower part Part double-angled the-Bestalt is cranked that a to the extent of the cranking from the top of the pipe remote measuring leg results. The upper section of the measuring tube is rotatable in a bearing expediently attached to the light bowl and height-adjustable. Because the length of the bend in the lower section of the measuring tube corresponds approximately to the radius of the feed cross-section and the axis of rotation of the The pipe is located approximately on the circumference of the feed cross-section angled measuring limb as it rotates a contacting the central axis of the furnace Arc on which any number of measurements can now be made. if at the end of each feed diameter a measuring tube as described above is arranged, then two arcs can be painted, which is practically about are to be equated with two furnace diameters that are perpendicular to one another. Gas composition and gas temperature can then be in a practically perfect manner from the middle to to the edge of the furnace.

Besonders wichtig ist, daß dabei für alle Stellungen auch die örtlichen Ofentiefen ermittelt werden können. Bekanntlich ist es für den Hochöfner wichtig, die Vorgänge, die sich bei der Begichtung des Hochofens abspielen, zu kennen und danach zu beeinflussen. Bisher konnte er auf die Notwendigkeit, die Schüttung zu ändern, nur aus dem Verhalten des Ofens selbst, z. B. aus der Windannahme, schließen.It is particularly important that the local positions are also used for all positions Furnace depths can be determined. As is well known, it is important for the blast furnace to know the processes that take place when charging the blast furnace and after that to influence. So far he was able to draw on the need to raise the bulk change only from the behavior of the furnace itself, e.g. B. from the wind assumption, close.

Für den Ablauf der Begichtung ist die Ausbildung des »Schüttprofils« sehr wichtig. Es ist daher ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß sie es ermöglicht, das Schüttprofil des Ofens jederzeit zu ermitteln, vor allem auch Veränderungen unverzüglich festzustellen und die Auswirkung von Maßnahmen irgendwelcher Art auf das Schüttprofil eindeutig zu studieren, seien es Maßnahmen bei der Begichtung (z. B. Änderung der Gichtenfolge oder der Ofentiefe) oder Änderungen in der Windzuführung (z. B. Änderung des Blasquerschnitts) oder Maßnahmen anderer Art (z. B. Mölleränderungen). Auch die Absinkgeschwindigkeit an den verschiedenen Stellen des Ofenquerschnitts kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung einwandfrei ermittelt werden.The formation of the »pouring profile« is essential for the filling process. very important. It is therefore a particular advantage of the device according to the invention, that it makes it possible to determine the bulk profile of the furnace at any time, especially also determine changes immediately and the effect of any measures Kind to study the bulk profile clearly, be it measures in the Begging (e.g. change of the furnace sequence or the furnace depth) or changes in the wind feed (e.g. changing the blowing cross-section) or other measures (e.g. changing the burner). Also the rate of descent at the various points on the furnace cross-section can be correctly determined with the device according to the invention.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zurr Überwachen von Schachtöfen, insbesondere von Hochöfen nach der Erfindung, dargestellt.In the drawing, an embodiment of the device is zurr Monitoring of shaft furnaces, in particular of blast furnaces according to the invention, shown.

In Fig. 1 ist mit 1 der obere Teil des Hochofenschachtes, mit 2 die Gichtschüssel und mit 3 die Lichtglocke in geschlossener Stellung bezeichnet. 4 ist ein durch die kegelförmige Abdeckung 5 des Hochofens und die Lichtbühne 6 hindurchgeführtes, von der Stopfbüchse 7 abgedichtetes Meßrohr, das drehbar ist und der Höhe nach verstellt werden kann. Der untere Abschnitt des Rohres ist doppelwinklig abgekröpft. Die Drehachse 8 des Meßrohres liegt am Umfang des Begichtungsquerschnitts. Sein unteres Ende 9 ist in der ausgezogen gezeichneten Stellung auf die Beschickungsoberfläche abgesenkt, und zwar im Mittelpunkt des Begichtungsquerschnitts. Bei 10 ist die Ruhestellung des Meßrohres dargestellt.In Fig. 1, 1 is the upper part of the blast furnace shaft, with 2 the Gout bowl and 3 denotes the light bell in the closed position. 4th is a through the conical cover 5 of the blast furnace and the light stage 6, from the stuffing box 7 sealed measuring tube, which is rotatable and adjusted according to the height can be. The lower section of the tube is bent at two angles. The axis of rotation 8 of the measuring tube lies on the circumference of the charging cross-section. Its lower end 9 is lowered onto the loading surface in the position shown in solid lines, in the center of the entrance cross-section. At 10 is the rest position of the measuring tube shown.

Fig. 2 stellt einen waagerechten Schnitt durch den Ofenraum über der Beschickung nach der Linie A-B der Fig.2 dar und zeigt den Weg, den der Meßschenkel des Überwachungsrohres beschreibt.Fig. 2 shows a horizontal section through the furnace space above Charging according to the line A-B of Fig.2 and shows the path that the measuring leg of the monitoring pipe.

Das obere Ende des Überwachungsrohres (nicht gezeichnet) wird zweckmäßig von einem kleinen Wagen, der in einer senkrecht angeordneten Schiene od. dgl. läuft, geführt. Die Öffnung des Meßschenkels kann durch einen Schutzkorb gegen das Eindringen von Beschickungsteilen abgedeckt sein.The upper end of the monitoring tube (not shown) is appropriate from a small carriage that runs in a vertically arranged rail or the like, guided. The opening of the measuring leg can be protected against penetration by a protective cage be covered by charging parts.

Das Meßrohr wird zweckmäßig mechanisch betätigt und selbsttätig gesteuert, und zwar so, daß es nach dem Gichten zunächst so weit abgesenkt wird, daß es unter der großen Glocke frei schwenken kann. Alsdann wird das Rohr in die gewollte Meßstellung gedreht und danach so weit abgesenkt, daß sich sein unteres Ende auf die Beschickung aufsetzt. Die Drehstellungen werden zweckmäßig nach einem Programm gesteuert und dabei im Verlauf von etwa 10 Minuten Messungen auf dem gesamten Ofenquerschnitt vorgenommen.The measuring tube is expediently mechanically operated and automatically controlled, in such a way that after gouting it is first lowered so far that it is below the big bell can swing freely. Then the tube is in the desired measuring position rotated and then lowered so far that its lower end is on the feeder touches down. The rotary positions are expediently controlled according to a program and measurements on the entire furnace cross-section in the course of about 10 minutes performed.

Nach dem Aufsetzen des Meßrohres auf die Beschickung wird eine Gasprobe abgesaugt oder bei ausreichendem Ofendruck aus dem Meßrohr ausgeblasen.After the measuring tube has been placed on the charge, a gas sample is taken sucked off or blown out of the measuring tube if the furnace pressure is sufficient.

Am unteren Ende des Meßrohres ist in einem etwas vorspringenden Stahlschutzrohr oder auch in der Gasabsaugeleitung selbst ein Thermoelement angebracht, das die Gastemperatur an dieser Stelle anzeigt.At the lower end of the measuring tube is in a slightly protruding steel protective tube or in the gas suction line itself a thermocouple is attached, which the Indicates gas temperature at this point.

Die Dreh- und Tiefenstellung des Meßrohres werden von Schreibgeräten aufgezeichnet.The rotary and depth positions of the measuring tube are made by writing implements recorded.

Das Meßrohr, das für die Gasprobenahme und Temperaturmessung ohnehin eine gewisse Zeit, z. B. etwa 1 Minute, in abgesenkter Stellung verbleiben muß, kann diese Stellung auch bis kurz vor der nächsten Gicht -beibehalten. Es zeigt dann die Absinkgeschwindigkeit sowie die Temperaturveränderung an der betreffenden Stelle an.The measuring tube, which is used for gas sampling and temperature measurement anyway a certain time, e.g. B. must remain in the lowered position for about 1 minute, can maintain this position until shortly before the next gout. It shows then the rate of descent as well as the temperature change at the relevant one Place on.

Am Ende der Messungen bzw. nach einer programmgesteuerten Zeit wird das Meßrohr in die Freischwenkstellung gehoben, mit dem abgekröpften Schenkel an die Peripherie der Gicht geschwenkt und dann in die Ruhestellung hochgefahren. Hier kann man es mit Preßluft oder Überdruckgas durchspülen.At the end of the measurements or after a program-controlled time lifted the measuring tube into the free pivoting position with the bent leg the periphery of the gout pivoted and then raised to the resting position. here it can be flushed through with compressed air or overpressure gas.

Die Meßvorrichtung kann ständig eingeschaltet sein, so daß eine laufende Überwachung der Gaszusammensetzung, der Gastemperatur, der Ofentiefe und der Absinkgeschwindigkeit über dem gesamten Ofenquerschnitt durchgeführt wird. Es kann aber auch genügen, die Anlage nur zeitweise einzusetzen.The measuring device can be switched on continuously, so that an ongoing Monitoring of the gas composition, the gas temperature, the furnace depth and the rate of descent is carried out over the entire cross-section of the furnace. But it can also be enough to use the system only temporarily.

Bei Hochöfen, die mit hoher Lichttemperatur arbeiten, kann es erforderlich sein, die Meßrohre zu kühlen.It may be necessary for blast furnaces that work with a high light temperature be to cool the measuring tubes.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for monitoring shaft furnaces, in particular blast furnaces, using a vertically movable probe introduced into the furnace top, characterized in that the probe is designed as a tube and the lower portion of this is about an axis located approximately on the circumference of the charging cross-section rotatable and vertically movable tube is bent at an angle in such a way that there is a measuring leg removed by the amount of the bend from the upper tube part.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the removal the measuring leg from the upper part of the rotatable and vertically movable tube about the Corresponds to the radius of the feed cross-section.

3. Device according to the claims 1 and 2, characterized in that at the ends of a feed diameter a measuring tube according to claims 1 and 2 is arranged.

4. Device according to the Claims 1 to 3, characterized in that in the end of the angled measuring leg a temperature measuring device is installed.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that their movements are operated mechanically and automatically are controlled.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that the measuring tube, z. B. by water. Compressed air or gas, is cooled.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the opening of the needle handle is protected from the ingress of foreign bodies by a sieve basket or the like. References considered: U.S. Patent No. 2,260,794.