DE2032498C

DE2032498C - Method and device for operating regeneratively operating blast furnace wind heaters

Info

Publication number: DE2032498C
Application number: DE19702032498
Authority: DE
Inventors: Arthur. Dipl Ing 6200 Wies baden Heuer
Original assignee: Didier Werke AG, 6200 Wiesbaden
Filing date: 1970-07-01
Publication date: 1972-10-19

Description

Zur Verbrennung der H.'.zstoffe sowie zur Umwandlung und Aktivierung der Reduktionsmittel wird dem Hochofen verdichtete und in Winderhitzern auf hohe Temperaturen erwärmte Luft, sogenannter Heißwind zugeführt. Um einen möglichst gleichmäßigen und ruhigen Hochofengang zu erhalten, werden Menge und Temperatur des Heißwindes vor dem Eintritt in den Hochofen geregelt und auf bestimmten Werten konstant gehalten. Verändern sich aus irgendwelchen Gründen diese Werte, so reagiert der Hochofen sofort durch unruhigen Gang, der je nach Heftigkeit und Dauer des Regelversagens zu erheblichen Betriebsstörungen führen kann.For the combustion of the hydrogen and for conversion and activation of the reducing agent is compressed in the blast furnace and in blast furnaces Air heated to high temperatures, so-called hot breeze, is supplied. In order to be as uniform as possible and to maintain a quiet blast furnace aisle, the amount and temperature of the hot wind will be in front of the Entry into the blast furnace regulated and on certain Values kept constant. If for any reason these values change, the will react Blast furnace immediately due to restless gait, which can be considerable depending on the severity and duration of the control failure Can lead to malfunctions.

Die Temperatur des Heißwindes wird üblicherweise dadurch konstant gehalten, daß man einen Teil des Kaltwindes nicht durch den blasenden Winderhitzer strömen läßt, sondern dem Heißwind hinter dem Winderhitzer als Mischwind zugibt, und zwar in solcher Menge wie notwendig ist, um die festgelegte Heißwindtemperatur einzustellen. Im Verlauf der Plase/.cit verringert sich die Mischv/indzugabe stetig, da 'las infolge Wärmeabgabe sich abkühlende Gitterwerk den durchströmenden Wind immer weniger aufheizt bis schließlich gegen Ende der B.'aszuit der den Winderhitzer verlassende Heißwind die festgelegte Mindesttemperatur nahezu erreicht hat. Die dabei als Mischwind weniger benötigte Windmenge geht mit dem Kaltwind durch den blasenden Winderhitzer und wird mit aufgeheizt.The temperature of the hot blast is usually kept constant by having a part the cold wind does not flow through the blowing heater, but the hot wind behind it Winderheater as a mixed wind admits, in such an amount as is necessary to the specified To set the hot blast temperature. In the course of the Plase / .cit, the addition of mixed ingredients decreases steadily, da 'read cooling latticework as a result of the emission of heat the flowing wind heats up less and less until finally towards the end of the B.'aszuit der den The hot wind leaving the heater has almost reached the specified minimum temperature. The here as Mixed wind less required amount of wind goes with the cold wind through the blowing heater and is heated up with.

Die Summe des durch den Winderhitzei geleiteten Windes und des vor dem Winderhitzer zur Temperaturregelung abgezweigten Teilstromes an Kaltwind entspricht während der normalen Blaszeit dem durchThe sum of the wind passed through the heat exchanger and the wind in front of the heater for temperature control The branched off partial flow of cold wind corresponds to that through during the normal blowing time

ίο die Mengenregelung konstant gehaltenen, vom Hochofen pro Zeiteinheit angenommenen Windvolumen.ίο the quantity control kept constant by the blast furnace assumed wind volume per unit of time.

Dieses Volumen ändert sich gegen End; der B'.as-Izeit eines Winderhitzers, wenn ein aufgeheizter Winderhitzer zum Wechsel mit dem blasenden Winderhitzer vorbereitet wird, erheblich. Die Ursache hierfür ist darin zu sehen, daß der zum Blasen vorgesehene Winderhitzer mit Wind aufgefüllt werden muß, wozu ein Teil des für den kontinuierlichen Gang des Hochofens erforderlichen Windes dient. Der FüllvorgangThis volume changes towards the end; the B'.as-I time a heater, if a heated heater to change with the blowing heater being prepared considerably. The reason for this is to be seen in the fact that the one intended for blowing Wind heater must be filled with wind, including a part of the for the continuous operation of the blast furnace required wind. The filling process

ao hält so lange an, bis im aufgefüllten Winderhitzer der Druck gleich dem Druck in dor Kaltwindleitung ist.ao lasts until the Pressure is equal to the pressure in the cold wind pipe.

Ein solcher Druckausgleich ist notwendig, um die Absperrorgane, die zwischen dem Winderhitzer und der Kaltwindleitung vorgesehen sind, entgegen demSuch a pressure equalization is necessary to the shut-off devices, which between the heater and the cold wind line are provided, contrary to the

as auflastenden Kaltwinddruck mit einem betrieblich vertretbaren Aufwand an Antriebsmitteln bewegen zu können. Das gilt insbesondere für Winderhitzer großer Kapazität, bei denen die Kaltwindleitungen große Durchmesser haben, ferner für Winderhitzer, die mit hohem Druck betrieben werden.The onerous cold wind pressure with an operational to be able to move a reasonable amount of drive means. This is especially true for large boiler Capacity in which the cold wind lines have large diameters, and also for wind heaters with operated at high pressure.

Zum Zwecke des Druckausgleiches sind die KaItwindabsperrorgane mit einer Entlastungseinrichtung versehen, die beim Einleiten des Öffnungsvorganges einen relativ kleinen Durchtri^querschnitt fre^:gibt und so lange Füllwind überströmen läßt, bis im Winderhitzer praktisch der gleiche Druck herrscht wie im Kaltwindleitungssystem. Nun kann das Kaltwindabsperrorgan ohne unnötigen Mehraufwand an Energie und Antriebsmaschinen geöffnet werden.For the purpose of pressure compensation the KaItwindabsperrorgane are provided with a relief device, the fre at the initiation of the opening operation a relatively small Durchtri ^ cross ^section: there and can overflow as long Füllwind until the blast stoves virtually the same pressure as in the cold wind pipe system. Now the cold wind shut-off device can be opened without unnecessary additional expenditure on energy and drive machines.

Obwohl die öffnung der Entlastungseinrichtung nur, wie bereits gesagt, einen relativ kleinen Querschnitt hat. fließt am Anfang des Füllens infolge des großen Druckunterschiedes zwischen dem leeren Winderhitzer und der Kalt windleitung ein erheblicher Teil des für den Hochofen pro Zeiteinheit benötigien Windvolumens über. Gleichzeitig findet durch die völlige Entspannung des Füllwindes im leeren Winderhitzer ein Druckabfall im blasenden Winderhitzer statt, der sich bis in die Heißwindleitung fortpflanzt.Although, as already mentioned, the opening of the relief device only has a relatively small cross section has. flows at the beginning of the filling due to the large pressure difference between the empty Wind heater and the cold wind pipe a considerable part of the required for the blast furnace per unit of time Wind volume over. At the same time takes place through the complete relaxation of the filling wind in the empty boiler a pressure drop takes place in the blowing blast heater, which propagates into the hot blast line.

Beide Vorgänge bewirken eine plötzlich einsetzende mangelnde Windversorgung des Hochofens, dessen Schmelz- und Reduktionsarbeit dadurch empfindlich gestört wird.Both processes cause a sudden lack of wind supply to the blast furnace, its Melting and reduction work is thereby severely disturbed.

Mit der Abzweigung von Füllwind ist auch ein plötzlicher Tt uperaturubfall des zum Hochofen p.elangenden Heißwindes verbunden, weil die niedrigeren Geschwindigkeiten des Windes im Gitterwerk des blasender Winderhitzers eine äquivalente Senkung des Wärmeüberganges vom Gitterwerk zum Wind ergeben, der somit weniger Wärme pro Volumeneinheit aufnimmt, also weniger hoch erhitzt den Winderhitzer verläßt. Durch die bekannte Reaktionsträgheit der Temperaturmeßfühler und des Verstellgerätes des die Zugabe des Mischwindes zum Heißwind dosierenden Regelorgans (z. B. Regeldrosselklappc) wird der Temperaturabfalleffekt, der sich ebenfalls nachteilig auf den Hochofengang auswirkt, noch gesteigert.
Mit zunehmender Füllung des zum Blasen vor-The branching off of the filling wind is also associated with a sudden fall in temperature of the hot wind reaching the blast furnace p., Because the lower wind speeds in the lattice work of the blowing blast furnace result in an equivalent reduction in the heat transfer from the lattice work to the wind, which therefore absorbs less heat per unit volume, So it leaves the heater less heated. The temperature drop effect, which also has a detrimental effect on the blast furnace passage, is further increased due to the known slowness of reaction of the temperature sensors and the adjustment device of the regulating device (e.g. regulating throttle valve) metering the addition of the mixed wind to the hot wind.
With increasing filling of the

gesehenen Winderhitzers verringern sich die geschil- Füllgebläse nur den Differenzdruck zwischen Windderten einschneidenden Veränderungen der normalen druck und Enddruck im Vorratsbehälter zu leisten Windversorgung des Hochofens. Volumen und Druck hat. Die über die gesamte Füllzeit, die ja weitgehend des Heißwindes sind nach Beendigung des Füllvor- auch der Blaszeit entspricht, verteilte gleichmäßige ganges wieder in der gleichen Höhe wie vorher, nur 5 Abnahme von Kaltwind, die — wie Berechnungen die Temperatur des Heißwindes zieht etwas nach. ergeben haben — etwa 1 °/o des stündlichen Wind-Hauptsächlich beeinflußt durch die schon angeführte Volumens ausmacht, kann (ohne Beeinflussung res Trägheit der Temperaturmeß- und Regelorgane. Hochofenbetriebes) durch entsprechende EinstellungWhen the heater is seen, the schil- filling fan only reduces the differential pressure between the windderten to make drastic changes in the normal pressure and ultimate pressure in the reservoir Wind supply to the blast furnace. Has volume and pressure. The one over the entire filling time, which is largely of the hot blast are evenly distributed after completion of the filling process and the blowing time ganges again at the same height as before, only 5 decrease in cold wind, which - like calculations the temperature of the hot wind pulls somewhat. have revealed - about 1 ° / o of the hourly wind- Mainly influenced by the volume already mentioned, can (without influencing res Inertia of the temperature measuring and regulating organs. Blast furnace operation) through the appropriate setting

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die vor- des Gebläses für den Hochofenwind bzw. der stehend angeführten Mangel zu beseitigen bzw. eine io Mengenregelorgane ausgeglichen werden,
weitgehend kontinuierliche Versorgung des Hoch- Die Erfindung ist auf jede Art Winderhitzerbeofens mit Heißwind sicherzustellen. trieb anwendbar, gleichgültig, ob zwei, drei, vier oderThe object of the present invention is to eliminate the upstream blower for the blast furnace wind or the deficiency listed above, or to compensate for an io quantity control device,
largely continuous supply of the high The invention is to be ensured in every kind of blast furnace with hot blast. drifted applicable, regardless of whether two, three, four or

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Er- mehr Winderhitzer wechselweise, paarweise parallelTo solve this problem, according to the Er- more wind heater is alternately, in pairs in parallel

findung vorgeschlagen, daß der zum Blasen vorgese- oder paarweise parallel und phasenverschoben be-proposed that the blowing device, which is intended for blowing, or in pairs, should be carried out in parallel and out of phase.

hene Winderhitzer zunächst durch einen separaten, 15 trieben werden.hene heater will initially be driven by a separate, 15.

von der Kaltwindleitung unabhängigen Luftstrom üs Natürlich ist js auch möglich, ohne LuftvorraKbe-Air flow independent of the cold wind line is of course also possible without air supply

/u dem in der Kaltwindleitung herrschenden Druck halter auszukommen, indem <-z_n das Gebläse direkt/ u get by with the prevailing pressure in the cold wind pipe by <-z _n the fan directly

gefüllt und danach durch öffnen des Kaltwinc'schie- in die gemeinsame Füllleitung fördern läßt. In man-filled and then can be promoted into the common filling line by opening the Kaltwinc'schie-. In man-

bers an die Kaltwindleitung angeschlossen wird. Auf chen Fällen kann selbstverständlich auch jedembers is connected to the cold wind line. In certain cases, of course, everyone can

diese Weise bleibt die dem Hochofen pro Zeiteinheit 20 Winderhitzer ein eigenes Füllgebläse zugeordnetIn this way, the blast furnace has its own filling fan assigned to the blast furnace per unit of time 20

zufließende Windmenge in jeder Phase des Hoch werden.inflowing wind volume in each phase of the high.

ofenbetriebes gleich, d. h., es wird eine kontinuier- Lin Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anfurnace operation same, d. That is, it will be a continuous lin Embodiment of the invention is presented

liehe Windversorgung erreicht, die wiederum e^;n ein- Hand der Zeichnung, die ein ausschnittsweisesborrowed wind supply achieved, which in turn e ^; n one hand of the drawing, which is a section

wandfreies Ablaufen der Schmelz- und Reduktions- Schemabild einer Winderhitzeranlage zeigt, im folgen-Wall-free running of the melting and reduction scheme of a wind heater system shows, in the following

prozesse im Hochofen garantiert. Kostspielige Störun- 25 den näher enöutert.processes in the blast furnace guaranteed. Expensive disruptions 25 discussed in more detail.

gen und Unterbrechungen im Hochofengang werden In der Zeichnung sind mit Ϊ und 2 Winderhitzerand interruptions in the blast furnace corridor are shown in the drawing with Ϊ and 2 heaters

weitgehend vermieden. bezeichnet, die außenstehende Brennschächte 3 und 4largely avoided. denotes the external combustion shafts 3 and 4

Eine bevorzugte Vorrichtung zum Durchführen aufweisen, in denen die Heizgase zum Aufheizen des des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, in den Winderhitzern untergebrachten Gitterwerkes daß jeder Winderhitzer über ein Absperrorgan an 30 erzeugt werden. Die dazu benötigten Brennmittel eine gemeinsame Fülleitung angeschlossen ist, die mit (Brenngas und Luft) werden durch Leitungen S und einem an ein Gebläse angeschlossenen Luftvorrats- 6 bzw. 7 und 8 zugeführt, während die Abgase durch behälter in Verbindung steht. Diese Vorrichtung hat Leitungen 9 bzw. 10 entweichen. Beide Winderhitden Vorteil, daß immer ein Fülluftvorrat zur Ver- zer 1 und 2 sind über Kaltwindschieber 11 bzw. 12 fügung ste'U, d. h., die Lieferung von Fülluft ist nicht 35 an eine von einem nicht dargestellten Gebläse gedirekt an Einschaltzeiten und Förderleistung eines speiste Kaltwindzuführungsleitung 13 angeschlossen, Gebläses gebunden. Vielmehr kann das Gebläse dann ferner über Heißwindschieber 14 bzw. 15 an eine wirksam werden, wenn der Luftdruck im Vorrats- Heißwindleitung 16, die den Hochofen mit Heißwind behälter bis zu einem bestimmten unteren Wert ge- beliefert.Have a preferred device for performing, in which the heating gases for heating the of the method according to the invention consists in the latticework placed in the hot air heaters that each heater are generated via a shut-off valve at 30. The fuel required for this a common filling line is connected, which are supplied with (fuel gas and air) through lines S and an air supply 6 or 7 and 8 connected to a fan is supplied, while the exhaust gases pass through container is in communication. This device has lines 9 and 10 escape. Both wind hits The advantage that there is always a supply of filling air to the feeder 1 and 2 via the cold draft valve 11 and 12, respectively disposition ste'U, d. that is, the supply of inflation air is not direct to one of a fan, not shown connected to switch-on times and delivery capacity of a fed cold wind feed line 13, Fan bound. Rather, the fan can then also be connected to a hot blast valve 14 or 15 Take effect when the air pressure in the supply hot blast line 16, which the blast furnace with hot blast container delivered up to a certain lower value.

fallen ist. Nach Erreichen des festgelegten Höchst- 40 Von der Kaltwindleitung 13 führt eine Leitungis falling. After reaching the specified maximum 40 From the cold wind line 13 a line leads

druckes schaltet das Gebläse wieder ab. Der Höchst- 17 weg, die über Absperrorgane !* bzw. 19 in diepressure switches the fan off again. The maximum route 17, which via shut-off devices! * Or 19 in the

druck richtet sich nach der Größe des Vorratsbehäl- Brennschächte 3 und 4 mündende Abzweige 20 undpressure depends on the size of the Vorratsbehäl- Brennschächte 3 and 4 opening branches 20 and

ters unc nach dem Druck, der in dem auszufüllenden 21 hat.ters unc according to the pressure that has 21 to be filled in.

Cowper herrschen soll. Er ist in jedem Fall höher als Schließlich ist die Winderhitzeranlage mit einem der Winddruck im Cowper Im allgemeinen wird man 45 durch ein Gebläse 22 beaufschlagbaren, zum sepaden Druck und die Größe ^Hes Vorratsbehälteis so raten Füllen der Winderhitzer 1 und 2 dienenden wählen, daß unter Berücksichtigung örtlicher Ge- Luftvorratsbehälter 23 ausgerüstet, von dem eine gebenheiten ein Optimum an Wirtschaftlichkeit ge- Tüüeitung 24 mit Leitungszweigen 25 bzw. 26 weggeben ist. führt, die über Absperrorgane 27 bzw. 28 hinter denCowper is supposed to rule. It is in any case higher than Finally, the wind heater system with one of the wind pressure in the Cowper In general, you will choose 45 pressurized by a fan 22, to the sepaden pressure and the size ^H it is Vorratsbehälis so fill the heater 1 and 2 that serve below Consideration of local air storage tanks 23, one of which is an optimum of economic efficiency, door line 24 with line branches 25 and 26, respectively. leads, via shut-off devices 27 and 28 behind the

Die Berechnung des notwendigen Behälterdruckes 50 Kaltwindschiebern 11 und 12 mit der Winderhitzern 1The calculation of the necessary tank pressure 50 cold wind slide valves 11 and 12 with the wind heater 1

stellt keine besonderen Probleme. Man bestimmt zu- und 2 verbunden sind.poses no particular problems. One determined to and 2 are connected.

nächst das freie Volumen im Winderhitzer und er- Die Betriebsweise der Winderhitzeranlage, soweit mittelt dann die Luftmenge, die notwendig ist, diesen sie die Erfindung betrifft, ist folgendermaßen:
freien Raurn so weit aufzufüllen, daß der Winddruck Angenommen der Winderhitzer 1 ist nahezu aberreicht wird. Dabei muß die Erwärmung der ein- 55 geblasen, d. h., das Gitterwerk des Winderhitzers hat strömenden Fülluft und die Menge der im Cowper durch fortwährende Wärmeabgabe an den über den vorhandenen Rauchgase berücksichtigt werden. Kaltwindschieber 11 einfließenden Kaltwind bereitsnext is the free volume in the air heater and the mode of operation of the air heater system, as far as the amount of air necessary then averages, to which the invention relates, is as follows:
To fill up the free space so far that the wind pressure, assuming the heater 1 is almost reached, is not reached. The heating of the blown in, ie the latticework of the heater has to be filled with flowing air and the amount of air in the cowper due to the continuous release of heat to the flue gases that are present must be taken into account. Cold wind slide 11 already flowing in cold wind

Die Leistung des Gebläses zum Füllen des Vor- so viel Wärme abgegeben, daß der über den Heißratsbehälters ricatet sich nach der Größe des Vor- windschieber 14 austretende Heißwind nur noch ratsbehälters und nach der Zeit, die zur Füllung zur 60 knapp über der festgelegten, nicht unterschreitbaren Verfügung steht. Es ist maximal die Zeit, die zwi- Temperatur liegt. Dabei ist die Mischwindzugabe, die sehen dem »Auf-Blasen« gerichteten Umstellvorgang am Absperrorgan 18 geregelt ist, ;■ schlossen,
zweier zeitlich nach' inander eingesetzter Winderhit- Das Umschalten der Anlage auf Winderhitzer 2, zer vergeht, abzüglich der Zeit, die zum öffnen und dessen Befeuerungsphase abgeschlossen ist und der Schließen de. zugehörigen Absperrorgane not- 65 mit geschlossenen Absperrorganen heiß bereit steht, wendig ist. ist nunmehr notwendig. Hierzu wird zunächst dasThe power of the blower for filling the pre-emitted so much heat that the hot blast emerging from the hot storage tank ricatet according to the size of the pre-wind slide 14 only advised tank and not after the time required for filling to 60 just above the specified is available. It is a maximum of the time between temperature. Here, the mixed blast addition, see the "On-bubbles" directed changeover operation is controlled at the plug 18; ■ closed,
two time after 'one another used wind hit The switchover of the system to wind heater 2, zer passes, minus the time it takes to open and its firing phase is completed and the closing de. associated shut-off elements are not available with closed shut-off elements, which is manoeuvrable. is now necessary. For this purpose, the

In manchen Fällen ist es möglich, das Füllgebläse Absperrorgan 28 geöffnet und so der Winderhitzer 2In some cases it is possible to open the filling fan shut-off device 28 and thus the heater 2

dem KüHwindgebläse nachzuschalten, so daß das über die Leitungen 24 und 26 mit Luft gefüllt. Haidownstream of the cooling fan, so that it is filled with air via lines 24 and 26. Shark

tier Luftdruck im Winderhitzer 2 den in der Kaltwindleitung 13 vorhandenen Druck erreicht, wird das Absperrorgan 28 wieder geschlossen, alsdann der Kaltwindschieber 12 geöffnet. Ebenfalls geöffnet wird der Heißwindschieber 15 und das Mischwindabsperrorgan 19, über das dem Heißwind kalter Mischwind zufließt zum Einstellen der festgelegten Heißwindtemperatur. Sobald diese Temperatur erreicht ist, geht das Abschalten des abgeblasenen Winderhitzers 1 vonstatten. Hat der Luftvorratsbehälter 23 den Volumen- und Druckausgleich mit dem Winderhitzer durchgeführt, dann schaltet automatisch das Gebläse 22 ein, das den Behälter 23 bis zu einem festgelegten Höchstdruck auffüllt.tier air pressure in the wind heater 2 den in the cold wind pipe 13 reached existing pressure, the shut-off 28 is closed again, then the Cold wind slide 12 open. The hot air valve 15 and the mixed air valve are also opened 19, through which the hot wind flows cold mixed wind to set the specified Hot wind temperature. As soon as this temperature is reached, the blown off is switched off Heater 1. If the air reservoir 23 has the volume and pressure equalization with the Winderheater carried out, then automatically switches on the fan 22, which the container 23 up to fills up to a specified maximum pressure.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for operating regenerative boiler heaters that are heated alternately and blown off to generate the hot blast required for the blast furnaces, wherein a blast furnace is assigned a group of at least two blast heaters, which have a common Cold blast supply line and a common hot blast line connected to the blast furnace type, characterized in that the air heater (2) provided for blowing is initially replaced by a separate, from the cold wind line (13) independent air flow to that prevailing in the cold wind line Pressure filled, then by opening the cold draft valve (12) to the cold draft pipe (13) is connected.

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that each wind heater (1 and 2) is connected to a common filling line (24) via a shut-off device (27 or 28), which is connected to a fan (22) connected air reservoir (23) [:. Connection.

3. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that that the heater (1 ird 2) has a common filling line fed directly by a fan to have.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that that each heater (1 and 2) is assigned a filling fan.

5. Device according to claims 2 to 4, characterized in that the filling fan the Cold wind blowers are connected downstream.