DE1533831B2

DE1533831B2 - Method for hot cooling of a shaft furnace, in particular a blast furnace

Info

Publication number: DE1533831B2
Application number: DE1533831A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Schulte-Kellinghaus; Franz Dipl.-Ing. Sieverding; Wilhelm Weymer
Original assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Current assignee: Deutsche Babcock and Wilcox Dampfkesselwerke AG
Priority date: 1967-03-18
Filing date: 1967-03-18
Publication date: 1975-08-28
Also published as: GB1204273A; FR1553472A; DE1533831A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung der Wandung eines Schachtofens, insbesondere eines Hochofens, wobei der Kühlmitteldruck geringfügig über dem Gasdruck im Innern des Ofens liegt.The invention relates to a method for cooling the wall of a shaft furnace, in particular one Blast furnace, the coolant pressure being slightly higher than the gas pressure inside the furnace.

Das Schachtmauerwerk z. B. von Hochöfen muß zum Schütze gegen die hohen Temperaturen des im Hochofen niedergehenden Möllers gekühlt werden. Dabei erfolgt die Kühlung durch in das Mauerwerk eingesetzte Kühlkasten, die vom Kühlmedium durchströmt werden. The shaft masonry z. B. of blast furnaces must protect against the high temperatures in the blast furnace declining Möllers are cooled. The cooling takes place through the brickwork Cooling boxes through which the cooling medium flows.

Bis vor einigen Jahren diente als Kühlmedium Wasser. Beim Kühlvorgang wird das Wasser um At = etwa 8 bis 12° C aufgewärmt. Einer weiteren Aufwärmung stehen Schwierigkeiten durch Kalksteinablagerungen und damit die Gefahr des Durchbrennens der Kühlkästen entgegen. Die relativ geringe Wassererwärmung erfordert hohe Kühlwassermengen, deren Bereitstellung, z. B. über Rückkühlanlagen, kostspielig ist. Dazu kommt, daß das Kühlwasser vielfach nicht genügend gereinigt angeliefert werden kann, so daß Ausfälle durch Schmutzablagerungen in den Kühlkasten auftreten. Until a few years ago, water was used as the cooling medium. During the cooling process, the water is warmed up by At = approx. 8 to 12 ° C. Any further warming is prevented by difficulties caused by limestone deposits and thus the risk of the cooling boxes burning through. The relatively low water heating requires large amounts of cooling water, the provision of which, for. B. on recooling systems, is expensive. In addition, the cooling water can often not be delivered sufficiently cleaned, so that failures occur due to dirt deposits in the cooling box.

Es ist bekannt, daß man den genannten Schwierigkeiten durch Anwendung der sogenannten Heißkühlung weitgehend begegnen kann. Hierbei wird das Wasser in den Kästen drucklos verdampft. Die Vorteile eines solchen Verfahrens liegen auf der Hand. Der Wasserverbrauch sinkt auf wenige Prozente des bisherigen. Außerdem kann die geringe noch notwendige Wassermenge ausreichend aufbereitet werden, so daß Kühlkastenausfälle durch Ablagerungen nicht auftreten.It is known that the difficulties mentioned can be overcome by using so-called hot cooling can largely encounter. The water in the boxes is evaporated without pressure. The advantages of such Procedures are obvious. The water consumption drops to a few percent of the previous one. In addition, the small amount of water that is still required can be treated sufficiently so that the cooling box fails do not occur due to deposits.

Für dieses Verfahren sind verschiedene Formen bekannt. Der Unterschied zwischen den verschiedenen Verfahren liegt vorwiegend in den unterschiedlichen Schaltungen der Kühlsysteme. Bei dem einen Verfahren wird jeder Kühlkasten mit einer Vorlauf- und einer Rücklaufleitung verbunden, wobei zu je 2 nebeneinanderliegenden Kühlkastenreihen je eine Vor- und Rücklaufleitung gehören. Dieses Schaltungssystem ist infolge des erheblichen Leitungsaufwandes außerordentlich kompliziert, kostspielig und unübersichtlich. Durch die große Zahl der Steige- und Falleitungen werden außerdem die Zugänglichkeit des Ofens beeinträchtigt, die Ofenbühnen verengt und der Ausbau von defekten Kühlkasten problematisch.Various forms are known for this method. The difference between the different Process lies primarily in the different circuits of the cooling systems. In the one process each cooling box is connected to a supply and a return line, with 2 adjacent Rows of cool boxes each include a flow line and a return line. This circuit system is as a result the considerable line expenditure extremely complicated, costly and confusing. Through the large number of risers and downpipes will also affect the accessibility of the furnace Oven platforms are narrowed and the removal of defective cooling boxes is problematic.

Ein anderes Verfahren sieht eine Serienschaltung der jeweils in einer Reihe übereinanderliegenden Kühlkästen vor, wodurch die Schaltung vereinfacht wird. Der Aufwand an Rohrleitungen verringert sich, und die Kühlkästen sind gut zugänglich. Nachteilig ist bei diesem Verfahren jedoch, daß der in den unteren, besonders heißen Kühlkastenreihen gebildete Dampf durch alle darüberliegenden Kästen gedrückt werden muß.Another method provides for a series connection of the cooling boxes lying one above the other in a row which simplifies the circuit. The amount of piping is reduced, and the Cool boxes are easily accessible. The disadvantage of this method, however, is that in the lower, especially Steam formed by hot rows of cooling boxes must be pressed through all boxes above.

Dabei kann es zu Verstopfungen der Kästen und Verbindungsrohrleitungen durch den Dampf kommen, wodurch Kühlkästenschäden unvermeidlich sind.This can lead to blockages in the boxes and connecting pipes come through the steam, which means that damage to the refrigerator box is inevitable.

Die vorliegende Erfindung behebt nun diesen Übelstand dadurch, daß die Serie der hintereinander geschalteten Kühlkasten unterbrochen und der jeweils gebildete Dampf über einen Sammler ins Freie oder zu einem Kondensator geführt wird. Es erfolgt also eine Unterteilung des Kühlsystems in Abschnitte, deren Größe dem Wärmeangebot des Ofens an der betreffenden Stelle entspricht. Damit wird erreicht, daß gebildete Dampfblasen möglichst bald nach ihrer Entstehung aus dem Kühlsystem abgeführt werden und keine Beeinträchtigung der nachfolgenden Kühlkästen in der Beaufschlagung mit Wasser eintreten kann.The present invention overcomes this drawback by the fact that the series of the series connected Cooling box interrupted and the steam formed in each case via a collector into the open air or to a capacitor. So there is a subdivision of the cooling system into sections, their Size corresponds to the heat supply of the furnace at the point in question. This ensures that educated Vapor bubbles are removed from the cooling system as soon as possible after their formation and no impairment the subsequent cooling boxes can occur when exposed to water.

Die Abbildung zeigt beispielhaft in einer Abwicklung des Ofenschachtes das Schaltungsbild für das vorstehende Verfahren. Das Gesamtkühlsystem wurde in mehrere, bei diesem Beispiel in 4, in sich selbständige, übereinanderliegende Einzelsysteme A, B, C und £>aufgeteilt. The figure shows an example of the circuit diagram for the above method in a development of the furnace shaft. The overall cooling system was divided into several, in this example into 4, independent, superimposed individual systems A, B, C and £>.

Die in einem System übereinanderliegenden Kühlkästen, z. B. 1, 2, 3 und 4 in System A oder 5 bis 9 in System B, sind jeweils in Reihe geschaltet, d. h., der Kühlmittelaustritt des vorhergehenden Kastens ist mit dem Kühlmitteleintritt des nächstfolgenden Kastens verbunden, wodurch sich eine besonders einfache und übersichtliche Rohrleitungsführung ergibt.
• Die Kühlkästen bilden zusammen mit den Ausdampftrommeln 10, 11, 12, 13, den Fallrohren 14 bis 21 und den unteren Ringsammlern 22 bis 25 jeweils ein in sich geschlossenes Umlaufsystem, das sowohl mit Naturumlauf arbeiten, wie im Beispiel dargestellt, als auch mit Pumpen als Zwangsumlauf ausgeführt sein kann.
Der in den Ausdampftrommeln, die hier beispielsweise als Ringsammler ausgebildet sind, vom Wasser getrennte Dampf wird über die Ausdampfleitungen 26 bis 28 ins Freie geführt oder in einem Kondensator zurückgewonnen. The cooling boxes lying one above the other in a system, e.g. B. 1, 2, 3 and 4 in system A or 5 to 9 in system B, are each connected in series, i.e. the coolant outlet of the previous box is connected to the coolant inlet of the next box, which results in a particularly simple and clear pipeline routing results.
• The cooling boxes together with the evaporation drums 10, 11, 12, 13, the downpipes 14 to 21 and the lower ring collectors 22 to 25 each form a self-contained circulation system that works both with natural circulation, as shown in the example, and with pumps can be designed as forced circulation.
The steam separated from the water in the evaporation drums, which are designed here, for example, as ring collectors, is conducted into the open via the evaporation lines 26 to 28 or is recovered in a condenser.

Das gereinigte und enthärtete Speisewasser wird den Ausdampftrommeln über die Leitungen 29 bis 32 zügeführt. Dabei sorgt eine Wasserstandsregelung zusammen mit den Speisewasserregelventilen 33 bis 36 für einen konstanten Wasserspiegel in den Ausdampftrommeln. Die Mengenmeßeinrichtungen 37 bis 40 in den Speisewasserleitungen geben Aufschluß über die jeweils herrschenden Betriebszustände. Unregelmäßigkeiten lassen Schlüsse auf Kühlkastendefekte zu, die dann lokalisiert werden können.The purified and softened feed water is fed to the evaporation drums via lines 29 to 32. A water level control together with the feed water control valves 33 to 36 ensures a constant water level in the evaporation drums. The quantity measuring devices 37 to 40 in the Feed water lines provide information about the prevailing operating conditions. irregularities allow conclusions to be drawn about cold box defects, which can then be localized.

Die Anzahl der Kühlkästen, die jeweils in einem Teilsystem hintereinandergeschaltet werden können, hängt von der Wärmemenge ab, die im Kühlungsbereich des betreffenden Schachtabschnittes übertragen werden muß. Es muß gewährleistet sein, daß der z. B. in den Kästen 1 und 2 gebildete Dampf noch mit Sicherheit durch die Kästen 3 und 4 transportiert wird und die Ausdampftrommel 6 erreicht. Wird eine zu große Anzahl Kästen hintereinandergeschaltet, steigt der Widerstand im Umlaufsystem. Es kann zur Bildung von stagnierenden Dampfblasen in den Kühlkästen kommen, was zu Ausfällen an Kühlkästen infolge Durchbrennens führt.The number of cooling boxes each in a subsystem can be connected in series, depends on the amount of heat that is in the cooling area of the relevant shaft section must be transferred. It must be ensured that the z. Tie Boxes 1 and 2 steam formed is still safely transported through boxes 3 and 4 and the Evaporating drum 6 reached. If too many boxes are connected in series, the resistance increases in the circulation system. This can lead to the formation of stagnant vapor bubbles in the cooling boxes. which leads to failure of cooling boxes as a result of burning out.

Um eine Aufteilung eines Schachtes in Teilumlaufsysteme vornehmen zu können, ist es zweckmäßig, die inIn order to be able to divide a shaft into partial circulation systems, it is advisable to use the in

den einzelnen Schachtzonen abzuführende Wärmemenge vorher zu ermitteln.determine the amount of heat to be dissipated from the individual shaft zones beforehand.

Im allgemeinen werden im unteren Schachtbereich verhältnismäßig wenig Kästen hintereinandergeschaltet werden können, da dort die höchste Wärmemenge anfällt, während oben, in der Nähe der Gichtebene, im Bereich des kleinsten Wärmeanfalls, eine große Anzahl Kästen in Serie angeordnet werden kann.In general, relatively few boxes are connected in series in the lower shaft area because the highest amount of heat occurs there, while above, near the gouty level, in the Area of the smallest heat build-up, a large number of boxes can be arranged in series.

Dabei kann es vorkommen, daß im obersten Kühlbereich die Wärmeabgabe so klein ist, daß unter anderem im Winter bei niedrigen Außentemperaturen Einfriergefahr besteht. Um das Einfrieren zu verhindern, kann der in unteren Abschnitten gebildete Dampf zur Aufheizung oberer Abschnitte verwendet werden.It can happen that the heat output in the uppermost cooling area is so small that, among other things there is a risk of freezing in winter when outside temperatures are low. To prevent freezing, can the steam formed in the lower sections can be used to heat the upper sections.

Beispielsweise wird durch die Leitung 41 der entstandene Dampf statt in die Atmosphäre zunächst zu einem Heizrohr 42, das im Sammler 25 angeordnet ist, geleitet. Dadurch wird ein Einfrieren des Kühlmittels in diesem Umlaufsystem verhindert. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß durch die beschriebene Aufheizung des unteren Sammlers 25 ein Teil des über die Leitung 41 zugeführten Dampfes kondensiert. Das Kondensat wird im Abcheider 43 vom Dampf getrennt und kann über die Kondensat-Rückführungsleitung 44 wieder einer tieferliegenden Ausdampftrommel z. B. 10 zugeführt werden. Auf diese Weise läßt sich ein Teil der sonst notwendigen Speisewassermenge einsparen.For example, instead of being released into the atmosphere, the resulting vapor first becomes one through line 41 Heating pipe 42, which is arranged in the collector 25, passed. This causes the coolant to freeze in it Circulation system prevented. Another advantage of this arrangement is that by the described Heating of the lower collector 25, part of the steam supplied via line 41 condenses. That Condensate is separated from the steam in the separator 43 and can be discharged via the condensate return line 44 again a deeper evaporation drum z. B. 10 are supplied. In this way you can part save the otherwise necessary amount of feed water.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

iö 66 Ö31 patent claims:

1. A method for hot cooling a shaft furnace, in particular a blast furnace, wherein the coolant pressure is slightly above the gas pressure inside the furnace, characterized in that that supply and discharge of the coolant according to the shaft height according to different Heat supply over the height of the furnace in sections.

2. The method according to claim 1, characterized in that the lower, hotter furnace sections Accumulated steam may be used to warm up the upper, colder sections.