DE1433688C

DE1433688C - Device for obtaining the unburned exhaust gas from an oxygen top-up converter

Info

Publication number: DE1433688C
Authority: DE
Inventors: Keiji; Takatama Isao; Yokohama Kanagawa; Maehara Shigeru; Igarashi Itsuji; Yawata Fukuoka; Okaniwa (Japan)
Original assignee: Yawata Iron & Steel Co. Ltd.; Yokoyama Engineering Co., Ltd.; Tokio
Publication date: 1971-11-11

Description

¹ 2 ¹ 2

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewin- tikal bewegbares Randteil, 4 die DruckdifferenzThe invention relates to a device for the vertically movable edge part, 4 the pressure difference

nung des unverbrannten Abgases aus einem Sauer- der Kühleinrichtung, 5 die Kühleinrichtung, 6 ei:tion of the unburned exhaust gas from an acidic cooling device, 5 the cooling device, 6 ei:

Stoffaufblaskonverter, bei der das Abgas durch ein automatische Steuervorrichtung, 7 einen StauTop-up converter, in which the exhaust gas is passed through an automatic control device, 7 a jam

Saugzuggebläse gesaugt und selektiv teilweise in einen scheider, 8 ein Regelventil für die Gasströmur.Induced draft fan sucked in and selectively partially in a separator, 8 a control valve for the gas flow.

Gasbehälter eingeführt und teilweise in die Atmo- 5 9 eine nach dem Ventilatorprinzip arbeitende Sau.Gas container introduced and partly into the atmosphere 5 9 a sow working on the ventilator principle.

Sphäre abgelassen wird, wobei jeweils in der Leitung pumpe, die im folgenden kurz als Gebläse bezeichnSphere is drained, each pump in the line, hereinafter referred to as a blower

zum Gasbehälter und in der Ablaßleitung ein mit wird, 10 einen Gasspeicher, 11 ein Dreiwegeschalto the gas container and in the drain line a with, 10 a gas reservoir, 11 a three-way scarf

dem anderen gegenläufig gekoppeltes Flügelventil ventil und 12 einen Gasablaß,the other counter-coupled butterfly valve and 12 a gas outlet,

zum Umschalten der Gasströmung und in der Ablaß- Das vertikal bewegbare Randteil 3 dient dazu, drfor switching the gas flow and in the discharge- The vertically movable edge part 3 serves to dr

leitung ein weiteres, in Strömungsrichtung weiter ab io aus dem Konverter 1 ausströmende Abgas von dtline another, in the flow direction further from io from the converter 1 flowing exhaust gas of dt

liegendes Fliigelventil angeordnet sind. Atmosphäre zu isolieren und in die Kühlungseinricrhorizontal butterfly valve are arranged. Isolate the atmosphere and transfer it to the cooling device

Die Rückgewinnung der CO-reichen Konverter- tung zu leiten. Das Randteil und die KonverterkehlTo manage the recovery of the CO-rich converter. The edge part and the converter throat

abgase ist bekannt, insbesondere ist es bekannt, die sind von einem Inertgasvorhang eingeschlossen. Deexhaust gases are known, in particular it is known, which are enclosed by an inert gas curtain. De

zu Anfang und Ende des Frischvorganges entstehen- Innendruck in der Kühleinrichtung 5 (Jh) wird auAt the beginning and the end of the fresh process, internal pressure in the cooling device 5 (Jh) is generated

den Abgase in die Atmosphäre abzuleiten und nur 15 einen Überdruck von einigen mm WS gesteuertto discharge the exhaust gases into the atmosphere and only 15 controlled an overpressure of a few mm WS

die in der Mittelperiode des Frischens entstehenden Diese Steuerung erfolgt mit Hilfe eines Steuerventils;those arising in the middle period of the freshening This control is carried out with the aid of a control valve;

CO-reichen Abgase aufzufangen. Der französischen und eines automatischen Steuerungssystems. Das geCatch CO-rich exhaust gases. The French and one automatic control system. The GE

Patentschrift 1237 731 ist ein Rückgewinnungs- reinigte Abgas, das durch das Gebläse 9 weiterbeförPatent specification 1237 731 is a reclaimed exhaust gas that is passed on by the fan 9

system zu entnehmen, bei dem das Abgas mit Hilfe dert wird, ist in der Anfangs- und Endperiode de:system, in which the exhaust gas is changed with the help of, is in the start and end period de:

einer Klappe alternativ in einen Rückgewinnungs- 20 Frischvorganges weniger wertvoll, da der CO-Gehala flap alternatively in a recovery process 20 less valuable, since the CO content

behälter oder einen Kamin geleitet werden kann. Die geringer ist, so daß es mit Hilfe des Dreiwegeschaltcontainer or a chimney. The lower is, so it is with the help of the three-way switch

deutsche Patentschrift 358 612 zeigt eine Anordnung, ventile 11 über dem Gasablaß 12 in die freie AtmoGerman patent specification 358 612 shows an arrangement, valves 11 above the gas outlet 12 in the open atmosphere

bei der in der Abzeigleitung mehrere Absperrorgane sphäre geleitet wird. Das CO-reiche, wertvolle Gasin which several shut-off elements are directed into the discharge line. The CO-rich, valuable gas

zum Steuern des Abgasstromes vorgesehen sind. Die das während der Hauptperiode des Frischvorgange:are provided for controlling the exhaust gas flow. That during the main period of the fresh process:

französische Patentschrift 1 258 046 beschreibt eine 25 entsteht, wird durch Umschalten des Dreiwegeschalt·French patent specification 1 258 046 describes a 25 is created by switching the three-way switch

Einrichtung zur selektiven Ableitung der Abgase in ventils 11 in den Gasspeicher 10 befördert und dorDevice for the selective discharge of the exhaust gases in valve 11 is conveyed into the gas reservoir 10 and dor

eine Gasverwertungsanlage bzw. die Atmosphäre, bei gespeichert. Das vom Konverter abgegebene Abgasa gas recovery plant or the atmosphere, when stored. The exhaust gas given off by the converter

der die Umschaltung über zwei gekoppelte Ventile in wird in die Kühleinrichtung geleitet, wobei die Ver-the switchover via two coupled valves in is passed into the cooling device, whereby the

je einer der Leitungen erfolgt und in der Ablaß- bindung zwischen dieser und der Konverterkehle so-one of the lines takes place and in the drain connection between this and the converter throat

leitung ein zweites Ventil vorgesehen ist." 30 wohl mechanisch als auch luftabgedichtet ist. Sodani:line a second valve is provided. "30 is probably mechanically and air-sealed. Sodani:

Bei den oben beschriebenen bekannten Einrichtun- wird das Abgas mit 1450° C unmittelbar nach der gen zur selektiven Abgasrückgewinnung treten beim Abgabe auf etwa 400° C gekühlt. Das gekühlte Gas Umschalten des Abgasstromes von der Atmosphäre wird nun in den Staubabscheider geleitet, in dem in die Auffangeinrichtung und umgekehrt Druckstöße mehr als 99% Staub abgeschieden werden, woraufhin und Schwingungen auf, da der Druck in dem Auf- 35 dann das gereinigte Gas durch die Saugwirkung des fangbehälter im allgemeinen höher liegt als der Atmo- Induktionszug-Gebläses weitergeleitet wird, sphärendruck, so daß beim Umschalten ein plötz- Fig. 2 ist eine Teilansicht von Fig. 1 und zeigt licher Druckanstieg bzw. -abfall auftritt. Der Erfin- die Dreiwegeschaltvorrichtung. Das Ventil, das den dung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, Druck in der Kühleinrichtung und dem Konverter den Druck hinter dem Absperrventil in der in die 40 steuert, ist wiederum mit 8 bezeichnet. Die Bezugs-Atmosphäre führenden Leitung mit Hilfe eines zu- ziffer 9 kennzeichnet das Gebläse, die Bezugsziffern sätzlichen Ventils so zu steuern, daß er mit dem 14 und 15 die Flügelventile an der Seite des Gas-Druck in dem Auffangbehälter übereinstimmt. ablasses, die Ziffer 13 das Flügelventil auf der SeiteIn the known devices described above, the exhaust gas is at 1450 ° C immediately after the Genes for selective exhaust gas recovery are cooled to around 400 ° C when released. The cooled gas Switching the exhaust gas flow from the atmosphere is now passed into the dust collector, in which more than 99% dust is deposited in the collecting device and vice versa, whereupon more than 99% dust is deposited and vibrations, as the pressure in the exhaust system then releases the cleaned gas through the suction of the collecting container is generally higher than the atmospheric induction blower is passed on, spherical pressure, so that when switching a sudden- Fig. 2 is a partial view of Fig. 1 and shows Lich increase or decrease in pressure occurs. The inventor of the three-way switching device. The valve that the Accordingly, the task is based on the pressure in the cooling device and the converter the pressure downstream of the shut-off valve in which in FIG. 40 controls is again denoted by 8. The reference atmosphere leading line with the help of a number 9 identifies the fan, the reference numbers Additional valve to control so that he with the 14 and 15 the butterfly valve on the side of the gas pressure matches in the collecting container. drain, the number 13 the butterfly valve on the side

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich des Gasspeichers, 16 einen als Umschalter wirkenden dadurch aus, daß das in Strömungsrichtung gesehen 45 Verbindungsmechanismus, 17 einen an die beiden weiter ab liegende Flügelventil der Ablaßleitung über Leitungen 10, 12 angeschlossenen Differenzdruckeinen Regler mit einem an die Gasbehälterleitung so- messer und die Ziffer 18 einen automatischen Regler, wie an die Ablaßleitung zwischen deren beiden Flügel- Bei der vorstehend beschriebenen Abgasrückgewinventilen angeschlossenen Differenzdruckmesser ver- nungsvorrichtung hängt die erfolgreiche Abgasrückbunden ist. ...... 50 gewinnung von der geeigneten Steuerung des Innen-The device according to the invention is characterized by the gas reservoir, 16 acting as a changeover switch characterized in that the 45 connecting mechanism, seen in the direction of flow, 17 one to the two further from lying wing valve of the drain line via lines 10, 12 connected differential pressure one Regulator with a knife on the gas tank line and the number 18 an automatic regulator, as to the drain line between the two wings of the exhaust gas recirculation valves described above connected differential pressure meter depends on the successful exhaust gas recirculation is. ...... 50 extraction of suitable control of the indoor

Die Vorrichtung wird erfindungsgemäß so gesteü- druckes Ah in der Kühleinrichtung durch das Ströert, daß die vom Differenzdruckmesser überwachte mungssteuerungsventil ab. Wenn dieses Gasströmungs-Druckdifferenz beim Ablassen des Gases und beim Steuerungsventil nicht richtig arbeitet, d.h., wenn es Umschalten auf Null gehalten wird. Das Umschalten auf eine Änderung des Innendruckes in der Kühleinder beiden gekoppelten Flügelventile erfolgt erfin- 55 richtung nicht schnell genug anspricht, so ist keine dungsgemäß zunächst langsam und dann zunehmend entsprechende Steuerung des Innendruckes in der schnell. Kühleinrichtung möglich, so daß das Abgas aus denAccording to the invention, the device is so gesteü- pressure Ah in the cooling device by the Ströert that the control valve monitored by the differential pressure meter off. When this gas flow pressure difference is not working properly at the gas discharge and control valve, that is, when it is held toggle at zero. The switch to a change in the internal pressure in the cooler in the two coupled wing valves does not respond quickly enough in the invention, so no control of the internal pressure is initially slow and then increasingly corresponding control of the internal pressure in the fast. Cooling device possible, so that the exhaust gas from the

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Öffnungen zwischen dem Konverter und dem Randvorzugsweisen Ausführungsbeispiels unter Bezug- teil entweicht oder aber Luft in die Kühleinrichtung nähme auf die Zeichnung näher erläutert. 60 eindringt. Das Aussickern von Abgas muß jedochIn the following, the invention will preferably be described in terms of an opening between the converter and the rim Embodiment under reference part escapes or air into the cooling device would take on the drawing explained in more detail. 60 penetrates. However, the leakage of exhaust gas must

Fig. 1 zeigt ein Strömurtgsbild, daß die Rück- unterbunden werden, da das in dem Abgas enthalteneFig. 1 shows a flow pattern that the back is prevented because that contained in the exhaust gas

gewinnung unverbrannten Abgases mit Hilfe der er- CO giftig ist, und ebenso muß übermäßiges Einströ-extraction of unburned exhaust gas with the help of the CO is poisonous, and excessive inflow must also

findungsgcmäßen Vorrichtung darstellt; men von Luft verhindert v/erden, da sie eine Ex-represents inventive device; prevents air from being grounded, as it is an

Fig. 2 ist eine Teilansicht aus Fig. 1, in der im plosion des CO-Gases bewirken könnte. Wenn das vergrößerten Maßstab das Drciwegeschaltventil dar- 65 Abgas von der Rückgewinnungsseite her zur Ablaßgestellt ist. seite hin geschaltet ist, so wird der Förderdruck des Fig. 2 is a partial view of Fig. 1, in which im could cause plosion of the CO gas. If that on an enlarged scale the pressure-release valve is shown from the recovery side to the outlet. side is switched, the delivery pressure of the

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Kon- Gebläses 9 rasch sinken und das Volumen des Ge-In Fig. 1, the reference number 1 denotes a con-blower 9 sink rapidly and the volume of the Ge

verter, 2 einen Vorhang aus inertem Gas, 3 ein ver- bläsestroms entsprechend rasch ansteigen. Das amverter, 2 a curtain of inert gas, 3 a blower flow rise correspondingly rapidly. The on

Eingang zum Gebläse angeordnete Gasstrom-Steuerungsventil 8, das den Innendruck in der Kühleinrichtung steuert, neigt dazu, fehlerhaft zu arbeiten, wenn es auf drastische Änderung des Strömungsvolumens ansprechen soll, wodurch Verwirrung in der Steuerung des Innendruckes in der Kühleinrichtung verursacht wird.Entrance to the fan arranged gas flow control valve 8, which controls the internal pressure in the cooling device controls, tends to malfunction when there is a drastic change in flow volume is intended to respond, thereby causing confusion in the control of the internal pressure in the cooling device will.

Während des Rückgewinnungsvorganges ist das Flügelventil 13 geöffnet, und die Ventile 14 und 15 sind geschlossen, und das durch denlnduktionsabzugs-Gebläse 9 angesogene Gas wird in den Gasspeicher geleitet. Während des Gabablaßvorganges ist das Flügelventil 13 geschlossen, und die Ventile 14 und 15 sind offen, so daß das Abgas in den Gasablaß entweichen kann. Wie bereits ausgeführt wurde, enthält das Abgas 80 bis 90% CO und ist daher explosionsgefährlich und daher, je nach dem Arbeiten dieser Flügelventile, eine Zündungsquelle für eine Explosion.During the recovery process, the wing valve 13 is open, and the valves 14 and 15 are closed, and the gas sucked in by the induction exhaust fan 9 is directed into the gas reservoir. During the discharge process the wing valve 13 is closed and the valves 14 and 15 are open so that the exhaust gas can escape into the gas outlet. As already stated, contains the exhaust gas 80 to 90% CO and is therefore explosive and therefore, depending on how these butterfly valves work, an ignition source for an explosion.

Bei einem Umschaltvorgang zu dem Zweck, das Flügelventil 13 zu öffnen und die Ventile 14 und 15 so zu schließen oder umgekehrt, ist das gesamte Strömungsvolumen des Gases, und zwar sowohl das Gas, das dem Gasspeicher als auch das, das dem Gasablaß zugeführt werden soll, einer drastischen Änderung ausgesetzt, so daß die entsprechende Steuerung des durchströmenden Abgases durch das Flügelventil 8 nicht zufriedenstellend ausgeführt wird. Als weiteres Ergebnis dieser drastischen Änderung des Strömungsvolumens des Abgases werden von den Flügelventilen im Gasstrom Stoßwellen erzeugt. Da diese Stoßwellen zur Zündquelle für Explosionen werden, müssen sie auf alle Fälle vermieden werden. Um dem Erfordernis für ein einwandfreies Arbeiten der Ventile zur Zeit des Umschaltens gerecht zu werden, muß das gesamte Durchströmvolumen des Gases für beide Ventile stets konstant gehalten werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Flügelventile 13 und 14 speziell dafür ausgebildet, daß die Ventilwirkung anfangs sehr langsam ist und sich nach und nach beschleunigt, um einer drastisehen Änderung in der Gasdurchströmung vorzubeugen, wie diese üblicherweise während des Öffnens ! und Schließens bei den herkömmlichen Ventilen beobachtet werden kann. Ferner ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung ein zweites Flügelventil 15 zur j Drucksteuerung vorgesehen, um den Druckunterschied zwischen, vor und hinter den Ventilen, der infolge des Umschaltens der Ventile auftritt, zu verringern und um die gesamte Durchströmung des Gases konstant zu halten. Dadurch wird eine schlagartige Änderung des Förderdruckes des Gebläses verhindert. Wie vorstehend beschrieben, wird das Abgas mit einem Druck von mehreren hundert mm Wassersäule in den Gasspeicher gepreßt und in den Gasablaß mit Atmosphärendruck abgelassen, so daß, wenn das Umschalten nur mittels zwei Flügelventilen 13 und 14 durchgeführt wird, eine drastische Gasdruckänderung auftritt, und zwar vom Atmosphärenüberdruck zum Atmosphärendruck, und umgekehrt.When switching over for the purpose of opening the butterfly valve 13 and thus closing the valves 14 and 15 or vice versa, the total flow volume of the gas is the gas that is to be supplied to the gas reservoir as well as that which is to be supplied to the gas outlet , subjected to a drastic change, so that the corresponding control of the exhaust gas flowing through by the butterfly valve 8 is not carried out satisfactorily. As a further result of this drastic change in the flow volume of the exhaust gas, shock waves are generated in the gas flow by the butterfly valves. Since these shock waves become the ignition source for explosions, they must be avoided in all cases. In order to meet the requirement for proper functioning of the valves at the time of switching, the total flow volume of the gas must always be kept constant for both valves. In the device according to the invention, the butterfly valves 13 and 14 are specially designed so that the valve action is initially very slow and gradually accelerates in order to prevent a drastic change in the gas flow, as is usually the case during opening! and closing can be observed in the conventional valves. Furthermore, in the device according to the invention, a second butterfly valve 15 is provided for pressure control in order to reduce the pressure difference between, upstream and downstream of the valves, which occurs as a result of the switching of the valves, and to keep the total flow of gas constant. This prevents a sudden change in the delivery pressure of the blower. As described above, the exhaust gas is pressed into the gas reservoir at a pressure of several hundred mm of water and discharged into the gas outlet at atmospheric pressure, so that if the switching is carried out only by means of two butterfly valves 13 and 14, a drastic change in gas pressure occurs, namely from atmospheric pressure to atmospheric pressure, and vice versa.

Während des Rückgewinnungsvorganges ist das Ventil 13 offen, und die Ventile 14 und 15 sind geschlossen, wobei der Druck des vom Gebläse beförderten Gases gleich dem Speicherdruck von mehreren hundert mm WS ist. Sobald vom Rückgewinnungsvorgang auf den Ablaßvorgang umgeschaltet wird, beginnt sich das Ventil 13 zu schließen, und gleichzeitig damit öffnet das Ventil 14. Das Ventil 15 hingegen wirkt zwischen den Ventilen 14 und 15 druckausgleichend auf den Druck an der Gasspeicherseite. Hierbei sind die Ventile 13 und 14 mit einem umsteuerbaren Verbindungsmechanismus 15 verbunden, wobei die Druckabweichung zwischen dem Druck an der Speicherseite und dem zwischen den Ventilen 14 und 15 durch den Druckmesser 17 gemessen wird. Das Ventil 15 wird automatisch durch den Regler 18 gesteuert, um die Druckabweichung auf Null einzuregeln. Die Ventile 13 und 14 dienen also zum Umschalten des Gasstroms, und das Ventil 15 dient zum Verhindern drastischer Änderungen des Gasdruckes.During the recovery process, valve 13 is open and valves 14 and 15 are closed, the pressure of the gas conveyed by the fan being equal to the storage pressure of several hundred mm WS. As soon as you switch from the recovery process to the draining process, valve 13 begins to close, and at the same time valve 14 opens acts between the valves 14 and 15 to equalize the pressure on the gas storage side. Here the valves 13 and 14 are connected to a reversible connection mechanism 15, wherein the pressure difference between the pressure on the accumulator side and that between the valves 14 and 15 is measured by the pressure gauge 17. The valve 15 is automatically controlled by the controller 18 controlled to regulate the pressure deviation to zero. The valves 13 and 14 are therefore used for switching of the gas flow, and the valve 15 serves to prevent drastic changes in the gas pressure.

Während der Zeitdauer des Ablassens des Abgases ist das Ventil 13 geschlossen und das Ventil 14 geöffnet, jedoch wird der Förderdruck des Gebläses, und zwar der Druck zwischen den Ventilen 14 und 15, infolge der Wirkung des Ventils 15 dem Druck an der Speicherseite angeglichen.During the period of the discharge of the exhaust gas, the valve 13 is closed and the valve 14 is open, however, the delivery pressure of the fan, namely the pressure between the valves 14 and 15, adjusted as a result of the action of the valve 15 to the pressure on the accumulator side.

Beim Umschalten vom Ablaßvorgang zum Rückgewinnungsvorgang beginnt sich das Ventil 14 zu schließen, und gleichzeitig öffnet sich das Ventil 13. Das Ventil 15 verhindert hierbei die plötzliche Änderung des Gasdruckes, so daß der Druck in der Vorrichtung zu jeder Zeit so gehalten wird, daß Förderdruck, Gasdruck im Speicher und Gasdruck zwischen den Ventilen 14 und 15 einander gleich sind.When switching from the draining process to the recovery process, the valve 14 begins to close close, and at the same time the valve 13 opens. The valve 15 prevents the sudden change the gas pressure, so that the pressure in the device is kept at all times so that the delivery pressure, The gas pressure in the memory and the gas pressure between the valves 14 and 15 are equal to one another.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Rückgewinnung, die Speicherung und das Ablassen des Abgases im unverbrannten Zustand mit größter Sicherheit durchgeführt werden, wobei ein gutes Ergebnis zur vorteilhaften industriellen Nutzung erzielt wird.With the device according to the invention, the recovery, the storage and the draining of the exhaust gas can be carried out in the unburned state with the greatest possible safety, with a good result for advantageous industrial use being achieved will.

Claims

Patent claims:

1. Device for obtaining the unburned exhaust gas from an oxygen top-up converter, in which the exhaust gas is sucked by an induced draft fan and selectively partially into a gas container is introduced and partially discharged into the external atmosphere, each in the line to the Gas container and in the drain line a butterfly valve coupled in opposite directions to the other Switching the gas flow and another in the discharge line, further in the direction of flow are arranged from lying wing valve, characterized in that in the flow direction seen further from lying wing valve (15) of the drain line (12) via a regulator (18) with one to the gas container line (10) and to the drain line (12) between them the differential pressure meter (17) connected to the two wing valves (14, 15).

2. Process for the recovery of the unburned exhaust gases from an oxygen top-up converter using the device according to claim 1, characterized in that the from Differential pressure meter monitored pressure difference when releasing the gas and when switching is held at zero.

3. The method according to claim 2, characterized in that the switching of the two coupled Butterfly valves are carried out slowly at first and then increasingly quickly.

1 sheet of drawings