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Vorrichtung zur automatischen Regelung einer D-L-Sintermaschine Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Regelung einer D-L-Sintermaschine
mit Geschwindigkeitsregulierung für ein Sinterband, eine Erzaufgabe und eine Kühlung
in Abhängigkeit von den Veränderungen der Temperatur und des Druckes des Abgases
in einem Windkasten.
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Bei der bekannten D-L-Sinterröstung wird ein bandförmiger Rost, der
aus mehreren Rostwagen besteht, unter einem Zündofen durchgeführt. Wenn die Rostwagen
unter der Aufgabevorrichtung hindurchgeführt werden, wird das zugeführte Erz auf
die Rostwagen aufgegeben. Dann bewegen sich die Rostwagen unter dem Zündofen hindurch,
der Brenner in der Gesamtbreite der Sintervorrichtung aufweist. Das Erz wird gezündet,
und die Rostwagen bewegen sich dann über Windkästen hin, die sich über den größten
Teil der Länge der Sintermaschine erstrecken. Der Zündofen befindet sich über dem
ersten Windkasten. Die Zündung der Aufgabeschicht tritt nur an der Oberfläche auf.
Bewegen sich die Rostwagen über den Windkasten hinweg, so bewegt sich eine Brenn-
oder Sinterzone nach und nach in Richtung nach unten, bis sie einen Rost erreicht.
Die Geschwindigkeit der Sintervorrichtung ist so eingestellt, daß die Rostwagen
zum Austragsende der Sintervorrichtung kommen, wenn die Aufgabeschicht vollkommen
gesintert ist.
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Die übliche Kontrolle der Arbeitsgeschwindigkeit einer Sintervorrichtung
vom D-L-Typ mußte stufenweise durch eine Bedienung einreguliert werden. Das Bedienungspersonal
mußte den Sintervorgang des sinternden Erzes sowie die Temperatur und den Druck
der Abgase in dem Windkasten und weiter die Änderung der Rohmaterialmenge beobachten.
Darüber hinaus ist die Qualität des Rohmaterials, des Brennstoffes und deren Feuchtigkeitsgehalt
so unterschiedlich, daß es schwierig ist, den Sintervorgang auf einem Optimum zu
halten. Sogar wenn z. B. die Sinterung bereits vollendet ist und noch eine Restsinterkapazität
bleibt oder wenn die Sinterung noch nicht vollendet ist, wird der Arbeitsgang oft
fortgeführt, ohne den Vorgang einzuregulieren.
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Eine solche Arbeitsweise verringert nicht nur die Qualität, sondern
auch den Ertrag der gesinterten Erze, bewirkt eine Verringerung der Produktion und
wirkt sich infolge der Stauberzeugung schädlich auf die Umgebung aus.
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Oben aufgezeigte Nachteile und Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß
dadurch vermieden, daß Meßstellen für Temperatur und Druck des Abgases im Windkasten
nahe dem Austragsende für die gesinterten Erze vorgesehen sind, daß ein Geschwindigkeitsregler,
der auf die Abweichungen von einer vorgegebenen Temperatur und einem vorgegebenen
Druck anspricht, damit verbunden ist, und daß ein von einem Elektromotor getriebener
Regler zur Reglung der Geschwindigkeit vorgesehen ist, der durch Aufnahme der Temperatur
des Abgases als Grundwert und durch Aufnahme des Abgasdruckes als Hilfswert regelt.
Die Geschwindigkeitsregelung ist so integral.
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Das heißt, die Erfindung setzt sich zusammen aus a) einem Regelmedium,
das ist die Menge des zu sinternden Rohmaterials, b) einer zu regelnden Veränderlichen,
das ist die Schwankung der zu sinternden Rohmaterialmenge, c) den Regeleinrichtungen,
das sind eine Sintermaschine, ein Erzaufgeber und ein Kühler, und d) aus geregelten
Größen, das sind die Schwankungen der Geschwindigkeiten der Sintermaschine, des
Erzaufgebers und des Kühlers. so daß mit dieser Anordnung eine ausreichende Regelung
durchgeführt werden kann.
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An Hand der Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher beschrieben werden. Bild 1 ist eine zur Erklärung dienende Aufzeichnung der
beobachteten Temperatur und Druckwerte
jedes Windkasten gemäß der
erfindungsgemäßen Vorrichtung; Bild 2 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
Bild 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Beobachtungs- und Regelkreis im Schema; Bild
4 zeigt das Schaltbild des Regelkreises der Spannungssteuerung des Feldmagneten;
Bild 5 zeigt den dazugehörigen Zeitgeberregelkreis; Bild 6 zeigt ein Regelsystem
in diesem Zeitgeberregelkreis; Bild 7 zeigt ein Diagramm der Abgastemperatur vor
Anwendung der vorliegenden Erfindung; Bild 8 zeigt ein Diagramm der Abgastemperatur
nach Anwendung der vorliegenden Erfindung; Bild 9 zeigt ein Diagramm des Abgasdrucks
vor Anwendung der vorliegenden Erfindung; Bild 10 zeigt ein Diagramm des Abgasdrucks
nach Anwendung der vorliegenden Erfindung.
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Die Erfindung soll nun genauer an Hand der Zeichnungen beispielsweise
erläutert werden.
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Wird die erfindungsgemäße Regelvorrichtung in einem Windkasten 14
(Bild 3) in einer D-L-Sintermaschine angebracht, die z. B. sechzehn Windkästen enthält,
so wird die Sintermaschine automatisch geregelt, so daß die Windkästen 14 normalerweise
in solchem Zustand gehalten werden können, wie als C und C in Bild 1 gezeigt
ist. In den Zuständen B und B' ist die Sinterung zu früh beendet. Deshalb wird der
Windkasten so gesteuert, daß er sich in den Zuständen C und C befindet, in
denen die Geschwindigkeit der Sintermaschine erhöht wird. Da in D und D' das Sintern
noch nicht abgeschlossen ist, wird die Geschwindigkeit der Sintermaschine vernündert,
bis die Zustände C und C sich einstellen. Bei A und A' ist
das beobachtete Signal auf der Temperaturseite die untere Grenze und ein Signal,
das die Geschwindigkeit der Sintermaschine vermindern soll. In der Zeichnung bedeuten
P.H, T.H die oberen Grenzen für Druck und Temperatur, P.L, T.L die unteren Grenzen
dieser Größen. Jedoch, wie aus der Kurve hervorgeht, wird ein Zustand, in dem das
Sintern zu früh abgeschlossen ist, gezeigt. Offensichtlich handelt es sich bei einem
solchen Fall um ein falsches Signal. Da die negative Druckseite, dargestellt in
A', die untere Grenze angibt, wird hier das Signal auf der negativen Druckseite
genommen statt des Signales auf der Temperaturseite und wird zum Signal gemacht,
um die Geschwindigkeit der Sintermaschine zu erhöhen.
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Wie in Bild 2 dargestellt ist, werden die Temperatur und der Druck
der Abgase in dem Windkasten mit einem Thermometer 1 vom Elektronenröhrentyp bzw.
einem Manometer 2 gemessen und mittels dieser Messung der Sintervorgang auf ein
Optimum eingestellt, so daß Schwankungen der Temperatur und des Druckes auf Grund
irgendeiner Änderung im Sinterungsvorgang innerhalb eines vorbestimmten optimalen
Bereichs gehalten werden können. Deshalb wird erfindungsgemäß, sobald sich die Sinterungsbedingungen
ändern und die Temperatur oder der Druck von dem vorbestimmten Bereich der optimalen
Sinterungsbedingung abweicht, diese Abweichung einem Regelkreis 3 übermittelt, ein
Motor zum Antrieb der Spannungssteuerung und des Feldmagneten 8 wird allmählich
mittels einer in den Regelkreis 3 eingeschalteten Zeitgeberschaltung 4 in Betrieb
gesetzt, die Spannungssteuerung des Feldmagneten zur Regulierung der Spannung 8
bewegt, die Spannung gesteigert oder gemindert und die Geschwindigkeit der Sintervorrichtung
5, der Erzaufgabevorrichtung 6 und der Kühlvorrichtung 7 im selben Verhältnis verändert,
so daß der Sintervorgang automatisch innerhalb des vorbestimmten Bereiches für die
optimalen Bedingungen des Sintervorgangs gesteuert wird. Der Grund, warum die Geschwindigkeiten
der Erzaufgabevorrichtung und der Kühlvorrichtung im selben Verhältnis verändert
werden wie die der Sintervorrichtung, ist, daß im Falle der Erzaufgabevorrichtung,
wenn nicht ein solcher Betrag von Rohmaterial zugeführt wird, wie er der Geschwindigkeit
der Sintervorrichtung entspricht, das Rohmaterial zuwenig oder im überschuß vorhanden
sein würde, und daß in dem Fall der Kühlvorrichtung, wenn die Entladung der gesinterten
Erze aus der Sintervorrichtung in die Kühlvorrichtung nicht dieselbe ist wie die
Entladung der Kühlvorrichtung, in dieser die gesinterten Erze zuwenig oder im überschuß
vorhanden sind.
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Wie in Bild 2 und 3 dargestellt, werden die Kontrollvariablen, die
aus den Änderungen von Temperatur und Druck bestehen, mittels des elektronischen
Röhrenthermometers 1 und des Manometers 2 ermittelt. Das Thermometer 1 und das Manometer
2 sind am Ende des Ermittlers angebracht. Die abgegriffene Temperatur wird entweder
zu einem Beschleunigungskontakt 11 oder zu einem Verzögerungskontakt 15 geleitet.
Die Ermittlung des Drucks wird entweder zu einem Beschleunigungskontakt
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oder zu einem Verzögerungskontakt 13 geleitet. In dem Fall, wo die Temperatur
bei Temperaturanstieg über einen für das Optimum des Sintervorgangs vorbestimmten
Bereich steigt, was eine außerordentlich frühzeitige Vollendung des Sintervorgangs
bewirken würde, wird der Beschleunigungskontakt 11 geschlossen und ein Beschleunigungsrelais
12 über einen dazwischengeschalteten Kontakt 17 auf der Druckregelseite betätigt.
Andererseits, wenn die Temperatur unter einen für das Optimum des Sintervorgangs
vorbestimmten Bereich sinkt, wodurch eine schlechte Sinterung erfolgen würde, wird
ein Verzögerungskontakt 15 geschlossen, und ein Verzögerungsrelais 16 wird durch
einen dazwischengeschalteten Kontakt 18 auf Druckregelseite betätigt. Im
Falle einer Druckänderung wird, wenn der Druck unter einen für das Optimum des Sintervorgangs
vorbestimmten Wert fällt, was einer übermäßig frühen Vollendung des Sintervorgangs
gleichkäme, und wenn die Veränderung so groß ist, daß es unmöglich ist, sie allein
durch die temperaturgesteuerte Regelung auszugleichen, der Beschleunigungskontakt
9 geschlossen und ein Beschleunigungsrelais 10 betätigt. Wenn das Beschleunigungsrelais
10 angezogen ist, wird der Kontakt 17, der in dem Stromkreis des Beschleunigungsrelais
1 des temperaturgeregelten Kreises eingeschaltet ist, geöffnet, so daß das Beschleunigungsrelais
12 des temperaturgeregelten Kreises nicht länger erregt wird.
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Andererseits, wenn der Druck über einen für das Optimum des Sintervorgangs
vorbestimmten Wert steigt und wenn der Sintervorgang so schlecht wird, daß es unmöglich
ist, diesen durch die temperaturgesteuerte Regelung auszugleichen, wird der Verzögerungskontakt
13 geschlossen, so daß das Verzögerungsrelais 14 betätigt wird. Wenn daher das Verzögerungsrelais
14 betätigt wird, wird der Kontakt 18,
der in dem Kreis des
Verzögerungsrelais 16 der temperaturgesteuertenRegelung eingeschaltet ist, geöffnet,
so daß das Verzögerungsrelais 16 der temperaturgesteuerten Regelung nicht länger
erregt ist.
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Mittels des jeweiligen Relais, das für die Zwecke in der obenbeschriebenen
Weise betätigt wird, werden, wie in Bild 4 und 5 dargestellt, die Kontakte des Beschleunigungs-
und des Verzögerungsrelais in den Kreis des den Feldmagneten steuernden Antriebsmotors
und des Zeitgeberregelkreises eingeschaltet. In dem Regelkreis für den den Feldmagneten
steuernden Antriebsmotors 23 sind geschaltet: der Beschleunigungskontakt 26, der
durch Erregung des Beschleunigungsrelais 17 geschlossen wird, der Verzögerungskontakt
28, der durch die Erregung des Verzögerungsrelais 16 der temperaturgesteuerten Regelung
geschlossen wird, der Beschleunigungskontakt 27, der durch die Erregung des Beschleunigungsrelais
10 geschlossen wird, und der Verzögerungskontakt 29, der durch die Erregung des
Verzögerungsrelais 14 der druckgesteuerten Regelung geschlossen wird.
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In dem Zeitgeberregelkreis (Bild 6) sind eingeschaltet: der Beschleunigungskontakt
36, der durch die Erregung des Beschleunigungsrelais 12 geschlossen wird, der Verzögerungskontakt-37,
der durch die Erregung des Verzögerungsrelais 16 der temperaturgesteuerten Regelung
geschlossen wird, der Beschleunigungskontakt 38, der durch die Erregung des Beschleunigungsrelais
10 geschlossen wird, und der Verzögerungskontakt 39, der durch die Erregung des
Verzögerungsrelais 14 der druckgesteuerten Regelung geschlossen wird. In dem Fall,
daß die Geschwindigkeit zunimmt, wird entweder der Beschleunigungskontakt 26 der
temperaturgesteuerten Regelung oder der Beschleunigungskontakt 27 der druckgesteuerten
Regelung in den Regelkreis des Antriebsmotors zur Spannungsregelung des Feldmagneten
geschlossen; der die Geschwindigkeit erhöhende Steuerschalter 24, welcher in dem
Regelkreis für den Antriebsmotor 23 zur Steuerung des Feldmagneten sich befindet,
wird durch den Zeitgeberkontakt 30, der durch den Zeitgeber 31 in den Zeitgeberregelkreis
geschlossen wird, betätigt; die Beschleunigungskontakte 19 und 20 in dem Kreis des
Antriebsmotors 23 zur Spannungsregelung des Feldmagneten werden geschlossen, und
der Motor wird angetrieben, dann fängt die spannungsgeregelte Steuerung 8 des Feldmagneten
an, sich allmählich zu bewegen, so daß die Spannung erhöht wird. In dem ZeitgeberregeI-kreis
wird, wenn der Beschleunigungskontakt 36 der temperaturgesteuerten Regelung geschlossen
ist, der Zeitgeber 34 der temperaturgesteuerten Regelung beginnen, durch Schließen
des Kontakts 32 für den die Geschwindigkeit erhöhenden Steuerschalter 24 zu arbeiten,
und wenn einige Zeit verstrichen ist (diese kann von 0 bis 5 Sekunden in Abhängigkeit
von dem Sinterungsvorgang eingestellt werden), wird der Kontakt 41 für den Zeitgeber
34 der temperaturgesteuerten Regelung geschlossen. Weiter wird, wenn der Beschleunigungskontakt
38 der druckgesteuerten Regelung geschlossen ist, der Zeitgeber 35 der druckgesteuerten
Regelung beginnen, durch Schließen des Kontakts 32 für den die Geschwindigkeit erhöhenden
Steuerschalter 24 zu arbeiten, und wenn einige Zeit verstrichen ist (die von 0 bis
10 Sekunden in Abhängigkeit des Sintervorgangs eingestellt werden kann und die normalerweise
1,5- bis 2mal so lang gewählt wird wie die Zeit für den Temperaturzeitgeber), wird
der Kontakt 42 für den Zeitgeber 35 der druckgesteuerten Regelung geschlossen. Wenn
der Kontakt 41 oder 42 geschlossen ist, wird das Schaltrelais 40 betätigt. Der Schaltkontakt
43 wird geschlossen, und der Zeitgeber 31 sowie der Zeitgeber 34 der tempezaturgesteuerten
Regelung werden nicht betätigt. Wenn der Zeitgeber 31 nicht länger erregt wird,
wird der Kontakt 30 geöffnet, der Steuerschalter 24 wird dadurch nicht länger betätigt,
der Kontakt 19 und 20 wird geöffnet, die Drehung des Antriebsmotors 23 wird anhalten,
und die Bewegung der Feldmagnetsteuerung 8 wird ebenfalls angehalten.
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Wenn entweder der Zeitgeber 34 der temperaturgesteuerten Regelung
oder der Zeitgeber 35 der druckgesteuerten Regelung nicht länger betätigt wird,
wird der Kontakt 41 in dem Falle der temperaturgesteuerten Regelung oder der Kontakt
42 in dem Falle der druckgesteuerten Regelung geöffnet und deshalb das Schaltrelais
40 nicht länger angezogen; der Schaltkontakt 43 wird wieder geschlossen, der Zeitgeber
31 wird in Tätigkeit gesetzt, und wenn einige Zeit verstrichen ist (diese kann von
0 bis 2 Minuten 30 Sekunden in Abhängigkeit der Schwankung des Sintervorgangs eingestellt
werden), wird der Kontakt 30 geschlossen. Wenn zu dieser Zeit der Beischleunigungskontakt
26 der temperaturgesteuerten Regelung oder der Beschleunigungskontakt 27 der druckgesteuerten
Regelung geschlossen bleibt, wird die Regelung in der oben beschriebenen Weise wiederholt.
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Im Fall der Geschwindigkeitsverminderung wird entweder der Verzögerungskontakt
28 der temperaturgesteuerten Regelung oder der Verzögerungskontakt 29 der druckgesteuerten
Regelung in dem Regelkreis für den Antriebsmotor zur Spannungsregelung des Feldmagneten
geschlossen; der die Geschwindigkeit vermindernde Steuerschalter 25 für den den
Feldmagneten steuernden Antriebsmotor 23 wird durch den Kontakt 30 betätigt, der
durch den Zeitgeber 31 in dem Zeitgeberregelkreis geschlossen ist; die Kontakte
21 und 22 in dem Kreis des Antriebsmotors 23, der über die Spannungsregelung den
Feldmagneten steuert, werden geschlossen, und der Antriebsmotor 23 wird in rückläufiger
Richtung angetrieben. Wenn der Antriebsmotor 23 sich in rückläufiger Richtung zu
drehen beginnt, bewegt sich der Spannungsregler des Feldmagneten 8 allmählich in
rückläufiger Richtung, um so die Spannung zu verringern.
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In dem Zeitgeberregelkreis wird, wenn der Verzögerungskontakt 37 der
temperaturgesteuerten Regelung geschlossen ist, der Zeitgeber 34 der temperaturgesteuerten
Regelung beginnen, durch Schließen des Kontakts 33 des die Geschwindigkeit vermindernden
Steuerschalters 25 zu arbeiten, und wenn einige Zeit vergangen ist (die von 0 bis
5 Sekunden in Abhängigkeit von dem Sinterungszustand eingestellt werden kann), wird
der Kontakt 41 für den Zeitgeber 34 der temperaturgesteuerten Regelung geschlossen.
Weiter wird, wenn der Verzögerungskontakt 39 der druckgesteuerten Regelung geschlossen
ist, der Zeitgeber 35 des Druckregelkreises mit dem Schließen des Kontakts 33 für
den die Geschwindigkeit vermindernden Steuerschalter 25 beginnen, und wenn einige
Zeit vergangen ist (welche von 0 bis 10 Sekunden in Abhängigkeit von dem Sinterungszustand
eingestellt werden kann und
welche normalerweise das 1,5- bis 2fache
der Zeit des Zeitgebers in temperaturgesteuertem Regelkreis beträgt), wird der Kontakt
42 für den Zeitgeber 35 in dem druckgesteuerten Regelkreis geschlossen. Die weitere
Regelsteuerung ist dieselbe wie im Fall der Geschwindigkeitserhöhung.
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Wenn, wie oben beschrieben, durch allmähliches Aussteuern des Spannungsregulators
des Feldmagneten S die Betriebsspannung allmählich verändert wird, werden die Geschwindigkeiten
der Sintervorrichtung 5, der Erzspeisevorrichtung 6 und der Kühlvorrichtung 7 im
selben Verhältnis verändert, so daß sie die Sinterung immer auf einem Optimum halten
und die Temperatur sowie der Druck der Abgase automatisch so gesteuert werden, daß
innerhalb eines bestimmten Bereichs der optimalen Sinterbedingungen alle Steuervorgänge
angehalten werden, bis die nächsta Schwankung erfolgt. Wo hingegen große Unregelmäßigkeiten
sowohl von Temperatur als auch von Druck auftreten (wie es in Bild 7 und 9 vor Anwendung
der Erfindung dargestellt ist); werden die Unregelmäßigkeiten sowohl von Temperatur
als auch vom Druck, wie in Bild 8 und 10 dargestellt ist, abnehmen, und der Sintervorgang
wird, nachdem die vorliegende Erfindung angewandt ist, wesentlich günstiger verlaufen,
indem die Sinterbedingungen mittels der automatischen Regelung auf optimalen Verhältnissen
gehalten werden. Deshalb wird durch die vorliegende Erfindung der Vorteil erreicht,
daß die Qualität der gesinterten Erze gleichmäßig und hoch ist, daß sich der Ertrag
vergrößert, daß der Produktionsanteil der gesinterten Erze verdoppelt werden kann,
daß die Kohlenmenge in dem Gebläsebrennofen infolge Verbesserung der Qualität verringert
werden kann, daß die Produktionsmenge an Roheisen anwachsen kann und daß die Bedingungen
am Arbeitsplatz infolge der Staubverminderung ebenso verbessert werden, wie die
gesinterten Erze in einer guten Qualität immer hergestellt werden.