DE1147959B

DE1147959B - Procedure for the regulation of sintering and burning processes of mineral substances on traveling grates

Info

Publication number: DE1147959B
Application number: DEM50408A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Garbe; Matthias Nievelstein
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1961-09-28
Filing date: 1961-09-28
Publication date: 1963-05-02
Also published as: LU42175A1; GB941933A

Description

Verfahren zur Regelung von Sinter- und Brennprozessen mineralischer Stoffe auf Wanderrosten Es sind verschiedene Verfahren zum Sintern und Brennen mineralischer Stoffe auf Wanderrosten bekannt, die teils exothermer Natur sind, wie z. B. das röstende Sintern sulfidischer Erze, teils endothermer Natur, wie z. B. das Stückigmachen feinkörniger oxydischer Eisenerze durch Sintern. In beiden Fällen wird eine Schicht des zu behandelnden Gutes auf dem Wanderrost aufgeschichtet und unter zwangsweiser Hindurchführung von Gasen behandelt. Bei endothermen Prozessen ist das Behandlungsgas entweder ein O.,-haltiges Gas, gewöhnlich atmosphärische Luft, das einen in der Charge enthaltenen Brennstoff verbrennt und/oder ein heißes Gas., das durch seinen fühlbaren Wärmeinhalt die Wärmebehandlung ermöglicht. Bei exothermen Prozessen, beispielsweise beim röstenden Sintern sulfidischer Erze genügt es, die Charge am Aufgabeende durch eine Zündflamme oder eine glühende Zündschicht zu zünden und die Weiterbehandlung durch Hindurchsaugen oder -drükken O-haltige.r Gase durchzuführen.Process for regulating sintering and firing processes in mineral Substances on traveling grids There are various methods of sintering and firing mineral Substances known on traveling grids, some of which are exothermic in nature, such. B. that roasting sintering sulfidic ores, partly endothermic in nature, such as. B. making lumpy fine-grained oxidic iron ores by sintering. In both cases there is a layer of the goods to be treated piled up on the traveling grate and under compulsory Treated passage of gases. In the case of endothermic processes, the treatment gas is either a gas containing O., usually atmospheric air, which contains one in the The fuel contained in the charge burns and / or a hot gas sensible heat content that enables heat treatment. With exothermic processes, For example, in the roasting sintering of sulphidic ores, it is sufficient to place the batch on To ignite the end of the task with a pilot flame or a glowing ignition layer and the Carry out further treatment by sucking or pressing O-containing gases through.

Da Wanderroste recht kostspielige Apparate sind, auf denen nur verhältnismäßig billige Massen-Rohstoffe behandelt werden, ist es für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens von entscheidender Bedeutung, den Durchsatz möglichst. hoch zu halten, um die auf die Einheit der Investitionssumme bezogene Produktionsmenge so hoch wie möglich zu steigern. Aus diesem Grunde bemüht man sich schon seit langem, die auf Wanderrosten durchgeführten Prozesse so zu leiten, daß die ganze Fläche des Wanderrostes so weit wie möglich für den durchzuführenden Prozeß ausgenutzt wird, d. h. den Prozeß so zu steuern, daß er möglichst knapp vor dem Abwurfende beendet ist. Andererseits ist es natürlich nicht zulässig, den Prozeß auch nur vorübergehend so zu steuern, daß er am Abwurfende nicht vollständig beendet ist, weshalb man sich in der Praxis damit begnügt, nur einen Teil des Wanderrostes für - den durchzuführenden Prozeß auszunutzen und dafür zu sorgen, daß dieser Prozeß in einem gewissen Sicherheitsabstand vordem Abwurfende beendet ist.Since traveling grids are quite expensive devices, they are only relatively cheap bulk raw materials are treated, it is for the economy of the Process is critical, throughput as possible. to hold high by the production quantity related to the unit of the investment sum as high as possible to increase. For this reason, efforts have long been made to open the Moving grating processes carried out so that the entire surface of the moving grate is used as far as possible for the process to be carried out, d. H. the process so that it is finished as close as possible to the end of the release. on the other hand it is of course not permissible to control the process even temporarily in such a way that that it is not completely finished at the end of the drop, which is why in practice content with only a part of the traveling grate for - the process to be carried out to take advantage of and to ensure that this process is within a certain safety margin ends before the end of the release.

Gemäß einem nicht zum bekannten Stand der Technik gehörenden Vorschlag kann dieser Sicherheitsabstand dadurch minimal gehalten werden, daß die Abgastemperatur an drei verhältnismäßig knapp hintereinander und knapp vor dem Abwurfende gelegenen Stellen gemessen und die Wandergeschwindigkeit des Wanderrostes so eingestellt wird, daß die Temperatur des räumlich in der Mitte gelegenen Meßpunktes höher liegt als die der beiden benachbarten.According to a proposal not belonging to the known state of the art this safety margin can be kept to a minimum by reducing the exhaust gas temperature at three relatively close behind each other and just before the end of the drop Places measured and the traveling speed of the traveling grate is set so that that the temperature of the measuring point located spatially in the middle is higher than that of the two neighboring ones.

Dieses Verfahren gestattet, langfristige Störgrößen in optimaler Weise durch entsprechende Regelung der Wandergeschwindigkeit des Wanderrostes auszugleichen, ist aber nicht geeignet, auch plötzliche rasche Störimpulse auszugleichen, da die ihm zugrunde liegende Regelstrecke zum Ausgleich kurzfristiger Störimpulse eine zu lange Totzeit hat. Da der Meßimpuls am Abwurfende des Sinterbandes abgenommen wird und der Stehimpuls sich zuerst am Aufgabeende aus= wirkt, wird der Regelkreis erst nach Durchlaufen des Wanderrostes geschlossen. Die für das Durchlaufen des Wanderrostes erforderliche Zeit wird selbstverständlich bei allen Prozessen unabhängig von der Größe des Sinterbandes durch entsprechende Einstellung der Wandergeschwindigkeit so eingestellt, daß sie zur Durchführung des Prozesses ausreicht, was bei den meisten Prozessen (Sintern. von Eisenerzen, Hartbrennen von Eisenerzpellets, Brennen von Zementrohmehl zu Klinker, Sintern von Leichtbaustoffen usw.) 15 bis 30 Minuten entspricht. Demnach ist die Totzeit der Regelstrecke des genannten älteren Verfahrens 15 bis 30 Minuten, so daß raschere Störungen nicht ausgeglichen werden können, da sonst die Gefahr des Schaukelns besteht.This method allows long-term disturbances in an optimal way compensate for the moving speed of the moving grate by regulating the moving speed accordingly, however, it is not suitable to compensate for sudden, rapid interference pulses as the the underlying controlled system to compensate for short-term interference pulses has too long dead time. Since the measuring pulse is removed at the ejection end of the sintering belt and the standing impulse first takes effect at the end of the task, the control loop becomes closed only after passing through the traveling grate. The ones for going through the The time required for traveling grids is of course independent in all processes on the size of the sintering belt by setting the traveling speed accordingly set so that it is sufficient to carry out the process, which most Processes (sintering of iron ores, hard burning of iron ore pellets, burning of Cement raw meal to clinker, sintering of lightweight building materials, etc.) corresponds to 15 to 30 minutes. Accordingly, the dead time of the controlled system of said older method is 15 to 30 minutes, so that more rapid disturbances cannot be compensated, otherwise there is a risk of rocking.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses älteren Verfahrens, die es gestattet, die Totzeit der Regelstrecke auf etwa die Hälfte und weniger herabzusetzen, wodurch nicht nur kurzfristigere Störungen abgefangen werden können, sondern auch der weitere Vorteil erzielt wird, daß die Trägheit des Regelsystems verringert und damit das Regelergebnis auch bei ausschließlich langfristigen Störungen verbessert wird. Die Erfindung beruht - im wesentlichen darauf, vor die Regelung gemäß dem älteren Verfahren eine Vorregelung zu schalten, die nur als Grobregelung wirkt, während das ältere Verfahren als Feinregelung nachgeschaltet wird. Dies ist nachstehend an der Abbildung schematisch und beispielsweise näher erläutert. In der Abbildung ist über einem schematisch gezeigten Wanderrost die Abgastemperatur an den verschiedenen Stellen des Wanderrostes graphisch aufgetragen. Die Kurve b entspricht der optimalen Wandergeschwindigkeit des Wanderrostes, d. h. einer solchen, bei der das Maximum knapp vor dem Abwurfende auftritt. Bei einer Ändreung der Zusammensetzung der Aufgabemischung kann sich bei konstanter Wandergeschwindigkeit des Sinterbandes die Temperaturkurve nach a oder c verschieben, wobei a einer Wandergeschwindigkeit des Rostes entspricht, die langsamer ist als die optimale und Kurve c einer zu raschen Wandergeschwindigkeit.The present invention relates to an improvement of this older method, which makes it possible to reduce the dead time of the controlled system to about half or less, whereby not only short-term disturbances can be intercepted, but also the further advantage is achieved that the inertia of the control system is reduced and so that the control result is improved even with long-term faults. The invention is based essentially on switching a pre-regulation before the regulation according to the older method, which only acts as a coarse regulation, while the older method is connected downstream as a fine regulation. This is explained schematically and for example in more detail below in the figure. In the figure, the exhaust gas temperature at the various points of the traveling grate is graphically plotted over a schematically shown traveling grate. The curve b corresponds to the optimal traveling speed of the traveling grate, that is, one at which the maximum occurs just before the end of the discharge. If the composition of the feed mixture changes, the temperature curve can shift to a or c at constant travel speed of the sintering belt, where a corresponds to a travel speed of the grate that is slower than the optimal one and curve c to a travel speed that is too rapid.

Das ältere Verfahren ermöglicht die Anpassung der Wandergeschwindigkeit an die veränderte Zusammensetzung des Aufgabegutes in der Weise, daß einige Zeit nach dem Auftreten der Störgröße (Veränderung der Zusammensetzung des Aufgabegutes) die Temperaturkurve von der Kurve a oder c wieder auf die Kurve b zurückgebracht wird. Die Totzeit dieser Regelstrecke entspricht bei dem älteren Verfahren der zum Durchlaufen der Strecke erforderlichen Zeit.The older method allows the walking speed to be adjusted to the changed composition of the task in such a way that some time after the occurrence of the disturbance variable (change in the composition of the feed) brought the temperature curve back from curve a or c to curve b will. The dead time of this controlled system corresponds to that of the older method Time required to go through the route.

Es ist bekannt, daß die Temperaturkurven der Abgase aller feuchten Aufgabemischungen bis etwa zur Mitte der Laufstrecke des Wanderrostes fast horizontale Gerade sind und nur zwischen 40 bis 60 und etwa 100° C ansteigen, d. h. bis praktisch alles Wasser ausgetrieben ist. Es wurde nun gefunden, daß bereits die kleine Abweichung, die die Temperaturkurven verschiedener Aufgabemischungen unmittelbar am Ende des geraden Kurvenverlaufes untereinander zeigen, genügt, um den ganzen weiteren Kurvenverlauf weitgehend festzulegen. Erfindungsgemäß wird daher an einem Punkt unmittelbar hinter dem Ende des praktisch geradlinigen Kurvenverlaufs die Abgastemperatur gemessen und daraus direkt der weitere Kurvenverlauf extrapoliert, der bei einer Trockenzusammensetzung der Aufgabemischung zu erwarten ist, die dem gemessenen Punkt (Abgastemperatur knapp hinter dem Ende des geradlinigen Kurvenverlaufs) entspricht.It is known that the temperature curves of exhaust gases are all humid Feed mixes almost horizontal up to about the middle of the running track of the traveling grate Are straight and only rise between 40 to 60 and about 100 ° C, i.e. H. until practical all the water is driven out. It has now been found that even the small deviation which show the temperature curves of various feed mixes immediately at the end of the showing straight curves one below the other is sufficient to show the entire further curve progression largely to be determined. According to the invention, therefore, at a point immediately behind the exhaust gas temperature was measured at the end of the practically straight curve and from this the further course of the curve is extrapolated directly for a dry composition of the feed mixture is to be expected that corresponds to the measured point (exhaust gas temperature just under behind the end of the straight curve).

Auf Grund dieser Extrapolation wird ein Stellimpuls an den Antriebsmotor des Wanderrostes abgegeben, der die Marschgeschwindigkeit so beeinflußt, daß die extrapolierte Temperaturkurve in die gewünschte übergeführt wird. Diesem Stehimpuls wird ein zweiter Impuls überlagert, der gemäß dem älteren Verfahren aus dem Ergebnis dreier vor dem Abwurfende gemessener Abgastemperaturen gewannen wird.On the basis of this extrapolation, a control pulse is sent to the drive motor of the traveling grate, which influences the march speed so that the extrapolated temperature curve is converted into the desired one. That standing impulse a second impulse is superimposed, which, according to the older method, is derived from the result three exhaust gas temperatures measured before the end of the drop is obtained.

Diese Überlagerung der Feinregelung über die erfindungsgemäße Vorregelung ist aus zwei Gründen zweckmäßig: Zunächst gestattet sie, etwaige Extrapolationsungenauigkeiten, die im Prinzip der Extrapolationen liegen, auszugleichen, und außerdem werden etwaige Meßungenauigkeiten des erfindungsgemäß gewonnenen ersten Meßimpulses, der naturgemäß nicht so genau sein kann wie der nach dem älteren Verfahren gewonnene, ebenfalls korrigiert.This superimposition of the fine control over the pre-control according to the invention is useful for two reasons: First, it allows any extrapolation inaccuracies, which lie in the principle of extrapolations, and also any Measurement inaccuracies of the first measurement pulse obtained according to the invention, which naturally cannot be as accurate as that obtained by the older method, either corrected.

Um ein Schaukeln des Regelsystems durch zufälliges Schwanken des Meßergebnisses an der erfindungsgemäßen Meßstelle M zu vermeiden, andererseits um die Regelung so empfindlich zu machen, wie es wirtschaftlich optimal ist, ist es zweckmäßig, die Meßgenauigkeit an der Meßstelle M auf einige ganze Grade, vorzugsweise etwa 1 bis 5° C einzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend an Hand einesAusführungsbeispiels noch näher erläutert. Ausführungsbeispiel Auf einem Sinterband von 3 m Breite und 60 m wirksamer Sauglänge und mit 15 Saugkästen wurde eine Sintermischung folgender durchschnittlicher Zusammensetzung verarbeitet: 66"/o Minetteerz kalkig, 3411o Minetteerz sauer, 9 % Feinkoks 40 '1/o Rückgut, mit einer Feuchtigkeit von 12 % in der Fertigmischung. Die Siebanalysen und die chemischen Analysen waren die folgenden: Siebanalysen 8 bis 10 mm 6 bis 8 mm 4 bis 6 mm 2 bis 4 mm 1 bis 2 mm 0,5 bis 1 mm < 0,5 mm 0/0 0/0 0/0 10/0 0/0 0/0 0/0 Kieselerz ............ 16,2 11,5 11,7 17,0 12,8 8,4 22,4 Kalkerz ............. 23,7 11,1 20,4 10,6 7,9 4,0 22,3 4 mm 2 bis 4 mm 1 bis 2 mm 0,5 bis 1 mm 0,25 bis 0,5 mm < 0,25 mm 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 Koks ..... . . .. . . . . . . 5,2 33,4 I 20,3 I 14,4 I 10,5 , 16,2 Rückgut . . . . . . . . . . . . . 10011/o: 0 bis 8 mm Chemische Analysen Si02 Ca0 Fe A1208 Mg0 Nässe Glühverlust % °/0 0/0 0/0 0% 0/0 0% Kieselerz .......... 15,2 12,65 30,20 7,85 0,75 13,0 17,6 Kalkerz ............. 7,5 19,95 28,05 5,05 0,90 6,5 23,85 Koks: Unterer Heizwert . . . . . . . . . . . 5950 kcal/kg Feuchtigkeit . .. . . . . ... . . . . . . 11,5'°/o Asche ..................... 9,311/o Als Rostbelag wurde Rückgut der Körnung 15 bis 25 mm in einer Schichthöhe von 3 cm verwendet. Sintermischung wurde in einer Menge von durchschnittlich 350 t/h aufgegeben. Zu einem bestimmten Zeitpunkt betrugen die Abgastemperaturen der letzten 3 Saugkästen 430, 450 und 440° C. Zum gleichen Zeitpunkt betrug die im achten Saugkasten gemessene Temperatur 110° C. 5 Minuten nach dem genannten Zeitpunkt betrugen infolge Auftretens einer Störung die Abgastemperaturen der letzten drei Saugkästen 450, 440 und 4l0° C, die Abgastemperatur im achten Saugkasten 115° C. Versuchsweise war der von der Abgastemperatur des achten Saugkastens gesteuerte Vorregler ausgeschaltet. Die Marschgeschwindigkeit des Sinterbandes wurde demnach nur von der Temperatur in den letzten drei Saugkästen gesteuert.In order to avoid rocking of the control system due to accidental fluctuations in the measurement result at the measuring point M according to the invention, on the other hand to make the control as sensitive as it is economically optimal, it is advisable to reduce the measuring accuracy at the measuring point M to a few whole degrees, preferably about 1 to 5 ° C to be set. The method according to the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Embodiment A sintering mixture of the following average composition was processed on a sinter belt 3 m wide and 60 m effective suction length and with 15 suction boxes: 66 "/ o minet ore lime, 3411o minet ore sour, 9% fine coke 40 '1 / o return material, with a moisture of 12% in the finished mixture. The sieve analyzes and the chemical analyzes were as follows: Sieve analyzes 8 to 10 mm 6 to 8 mm 4 to 6 mm 2 to 4 mm 1 to 2 mm 0.5 to 1 mm <0.5 mm 0/0 0/0 0/0 10/0 0/0 0/0 0/0 Silica ore ............ 16.2 11.5 11.7 17.0 12.8 8.4 22.4 Lime ore ............. 23.7 11.1 20.4 10.6 7.9 4.0 22.3 4 mm 2 to 4 mm 1 to 2 mm 0.5 to 1 mm 0.25 to 0.5 mm <0.25 mm 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 Coke ...... . ... . . . . . 5.2 33.4 I 20.3 I 14.4 I 10.5, 16.2 Returned goods. . . . . . . . . . . . . 10011 / o: 0 to 8 mm Chemical analyzes Si02 Ca0 Fe A1208 Mg0 wetness loss on ignition % ° / 0 0/0 0/0 0% 0/0 0% Silica ore .......... 15.2 12.65 30.20 7.85 0.75 13.0 17.6 Lime ore ............. 7.5 19.95 28.05 5.05 0.90 6.5 23.85 Coke: lower calorific value. . . . . . . . . . . 5950 kcal / kg moisture. ... . . . ... . . . . . 11.5 ° / o ash ..................... 9.311 / o The grate was backed with a grain size of 15 to 25 mm in a layer height of 3 cm. Sinter mix was added in an average amount of 350 t / h. At a certain point in time, the exhaust gas temperatures of the last 3 suction boxes were 430, 450 and 440 ° C. At the same point in time, the temperature measured in the eighth suction box was 110 ° C. 5 minutes after this point in time, the exhaust gas temperatures of the last three suction boxes were due to a malfunction 450, 440 and 40 ° C, the exhaust gas temperature in the eighth suction box 115 ° C. As an experiment, the pre-regulator controlled by the exhaust gas temperature in the eighth suction box was switched off. The traveling speed of the sintering belt was therefore only controlled by the temperature in the last three suction boxes.

Die Temperatur des drittletzten Saugkastens blieb bis 20 Minuten nach der erstmaligen Messung des Störergebnisses in den letzten drei Saugkästen höher als die des vorletzten, und erst nach 27 Minuten war wieder der angestrebte Zustand erreicht, daß die Temperatur des mittleren der drei Saugkästen höher lag als die seiner Nachbarn.The temperature of the third from last suction box remained until 20 minutes the first measurement of the disturbance result in the last three suction boxes higher than that of the penultimate, and only after 27 minutes was the desired state again reached that the temperature of the middle of the three suction boxes was higher than that of his neighbors.

Bei der nächsten Störung, bei welcher wieder die Abgastemperatur im drittletzten Saugkasten höher war als die im vorletzten, und zwar 450° C, gegenüber .140 und 410° C, war die Abgastemperatur im achten Saugkasten von 110 auf 1l5° C gestiegen. In diesem Falle war der erfindungsgemäße Vorregler eingeschaltet, und die Abgastemperatur des mittleren der drei Saugkästen war bereits 7 Minuten nach Auftreten der Störung höher als die seiner bei-; den Nachbarn, und zwar 450° C gegenüber 430° C im drittletzten und 440° C im letzten Saugkasten.At the next malfunction, in which the exhaust gas temperature in the third to last suction box was higher than that in the penultimate one, namely 450 ° C, opposite .140 and 410 ° C, the exhaust gas temperature in the eighth suction box was from 110 to 15 ° C gone up. In this case the pre-regulator according to the invention was switched on, and the exhaust gas temperature of the middle of the three suction boxes was already 7 minutes behind Occurrence of the disorder higher than that of its two; the neighbors, namely 450 ° C 430 ° C in the third from the last and 440 ° C in the last suction box.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for regulating sintering and firing processes mineral substances on traveling grids, whereby the marching speed of the traveling grate it is regulated in such a way that the maximum exhaust gas temperature is just before the end of the discharge, characterized in that the measuring pulse for the marching speed of the Moving grate influencing controller is the exhaust gas temperature of a suction box, the is located just behind the point at which the essentially straight course the exhaust gas temperature curve has ended.

2. The method according to claim 1, characterized in that that behind the regulator controlled by the exhaust gas temperature of a middle suction box a fine regulator controlled by the exhaust gas temperatures of the last three suction boxes is switched.

3. The method according to claim 1, characterized in that the sensitivity the temperature measurement in the middle suction box to a few whole degrees, preferably 1 to 5 ° C is set.