DE2054964A1

DE2054964A1 - Steuersystem fur einen Hochofen Winderhitzer

Info

Publication number: DE2054964A1
Application number: DE19702054964
Authority: DE
Inventors: Donald W Pittsburgh Pa Johnson (V St A ) C21b 13 02
Original assignee: Jones & Laughhn Steel Corp , Pittsburgh, Pa (V St A )
Priority date: 1969-11-10
Filing date: 1970-11-09
Publication date: 1971-05-19
Also published as: GB1283790A; NL7016341A; FR2069721A5; US3602487A

Description

PATENTANWÄLTE 4 DÜSSELDORF, d_en 6.11.1970 DIPL.-ING. WALTER KUBORN Dr.P/rO.-

DIPL.-PHYS. DR. PETER PALGEN F-14θ1

4 DÜSSELDORF

BREHMSTRASSE 23 · TELEFON 632727 KREISSPARKASSE DÜSSELDORF NR. 1014463 DEUTSCHE BANK AG., DÜSSELDORF 2919207 *■* λ r / r» rw

POSTSCHECK-KONTO: KÖLN 115211 Z U O 4 3 0 4

Jones &.Laughlin Steel Corporation in Pittsburgh, Pennsylvania (V.St.A.)

Steuersystem für einen Hochofen-Winderhitzer.

Die Erfindung bezieht sich auf Winderhitzer für Hochöfen und insbesondere auf Mittel zur Steuerung der Zuführung und Anreicherung der Brennstoffe derartiger Winderhitzer während ihres Aufheiz- oder Heißblaszyklus.

Beim Betrieb eines Hochofens wird erhitzte Luft am Boden in den Hochofen geblasen, um den Koks oder einen beliebigen anderen verwendeten Brennstoff zu verbrennen. Die erhitzte Luft oder der Wind wird dadurch bereit gestellt, daß relativ kalte Luft durch einen Winderhitzer geleitet wird, in dem die Luft aufgeheizt wird. Ein Hochofenwinderhitzer ist im wesentlichen ein großer Wärmespeicher, der aus großen Mengen feuerfester Ziegel oder Gittersteine besteht. Ein solcher Winderhitzer wird zunächst in einem Aufheiz- oder Heißblaszyklus betrieben, währenddessen in einem in der Nähe des Bodens des Winderhitzers angeordneten Brenner gasförmiger Brennstoff verbrannt wird und die heißen Verbrennungsgase durch den Winderhitzer zirkulieren und aus dem Gitterwerk austreten. Wenn das Gitterwerk im Oberteil oder in der Kuppel des Winderhitzers eine vorbestimmte Maximaltemperatur erreicht hat und die aus dem Gitterwerk austretenden.Gase eine Temperatur aufweisen, die anzeigt, daß eine bestimmte Wärmemenge In dem Gitter-

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werk gespeichert ist, wird die Verbrennung unterbrochen und der Winderhitzer auf Kaltblasen umgeschaltet, wobei kalte Luft durch den Winderhitzer

geleitet, darin aufgeheizt und in den Hochofen eingeblasen wird. Die kalte Luft entzieht dem Winderhitzer Wärme und dieser wird schließlich, wenn das Gitterwerk der Winderhitzerkuppel eine vorbestimmte Minimaltemperatur erreicht hat, wieder auf den Aufheizzyklus umgeschaltet.

Im allgemeinen wird in dem Winderhitzer gereinigtes und gewaschenes Hochofen-Gichtgas verwendet, das ein Nebenprodukt des Hochofenbetriebs ist. Dieses Gas wird mit Verbrennungsluft gemischt und in dem Winderhitzerbrenner gezündet. Gichtgas hat typischerweise einen niedrigen Heizwert, der etwa von 70 bis 95 Wärmeeinheiten (engl.: BTU) pro Kubikfuß reicht, je nach den Betriebsbedingungen des Hochofens.

Im Betrieb eines modernen Hochofens ist eine Heißwindtemperatur von ungefähr 1100° Celsius erwünscht. Der normale Aufheiz- oder Heißblaszyklus eines Winderhitzers umfaßt eine erste Periode, während^ deren die Kuppeltemperatur des Winderhitzers ein vorbestimmtes Maximum, beispielsweise 1250° Celsius erreicht, sowie eine zweite Periode, während deren die Kuppel auf dieser Temperatur gehalten wird, damit das Gitterwerk des Winderhitzers Wärme durch entsprechende Aufnahme absorbieren und speiehern kann. Um eine Temperatur von etwa 1250° Celsius zu erreichen und aufrecht zu erhalten, ist es erforderlich, daß der in dem Winderhitzerbrenner verbrannte Brennstoff einen mittleren Heizwert von ungefähr 85 Wärmeeinheiten (BTU) pro Kubikfuß aufweist.,Da sich nicht darauf verlassen werden kann, daß Hochofengas zu allen Zeiten einen derartigen Heizwert aufweist, ist eine Anreicherung des Hochofengases notwendig* typischerweise

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mit Naturgas. Die zur Anreicherung des Hochofengases erforderliche Menge von Naturgas hängt von dem Heizwert des Hochofengases ab, und es wird ein Steuerschema angestrebt, das die Menge Naturgas regelt, die zur Erreichung der gewünschten Zeiten für den Zyklus Heißblasen-Wärmeaufnahme-Kaltblasen vonnöten ist. Dies ist notwendig, um einen gleichmäßigen Hochofenbetrieb sicherzustellen und die Kosten für Naturgas auf einem Minimum zu halten.

Bestehende Steuerschemata beruhen vornehmlich auf einer Messung des Heizwertes des Hochofengases und der Hinzufügung einer berechneten Menge Naturgas, um den Heizwert des in dem Winderhitzer verbrannten Gases auf einen theoretischen Wert anzuheben, der zur Heizung des Winderhitzers ausreichend ist. Meßgeräte für den Heizwert sind jedoch kostspielig, und es ist schwierig, die sauberen, wasserfreien Gasproben zu erhalten, die für die Meßgeräte erforderlich sind, wenn sie eine genaue Heizwertanalyse durchführen sollen. Darüber hinaus setzt die vorausberechnete, sich aus der"Heizwertanalyse und der errechneten Anreicherung /⁶¹^SEMi⁶tMffiHffiHBfc*täß weichung von der normalen niedrigen Temperatur des Winderhitzers beim Umschalten auf den Aufheizzyklus voraus, was nicht immer der Fall ist.

Das Steuersystem der vorliegenden Erfindung verwendet die Kuppeltemperatur des Winderhitzers zur Steuerung des Winderhitzerbetriebs während des Aufheizzyklus. Die Steuerung setzt im allgemeinen kurze Zeit nach der Zündung des Winderhitzerbrenners ein, nachdem eine zur Stabilisierung der Verbrennung ausreichende Zeit verstrichen ist. Die Steuerung wird bewerkstelligt, indem die gemessene Kuppeltemperatur mit einem gewünschten Kuppeltemperatürprofil als Funktion der Zeit verglichen wird, wobei das Kuppe!temperaturprofil von einem

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Programmgeber erzeugt wird. Jede Abweichung wird einem Steuerkreis für den Zustrom von Naturgas eingegeben. Wenn die gemessene Kuppeltemperatur größer als das oder gleich dem Bezugsprofil ist, ist der Eingabe wert für das Naturgas negativ und sperrt den Zustrom von Naturgas. Wenn das Bezugsprofil die Kuppeltemperatur überschreitet, wird ein positiver Abweichungswert erzeugt und der Zustrom von Naturgas gestattet. Wenn die Kuppeltemperatur ihren vorbestimmten Maximalwert oder Sollwert (beispielsweise 1250° Celsius) erreicht hat, hat die Gesamtmenge des Gitterwerks des Winderhitzers gerade erst begonnen, die Wärme zu absorbieren, die es absorbieren kann. Eine weitere Steigerung der Kuppeltemperatur wird jedoch durch die physikalischen Eigenschaften der beim Bau des Winderhitzers verwendeten Materialien begrenzt. Das Steuersystem regelt den Zustrom von Naturgas in der Weise, daß es die Kuppeltemperatur daran hindert, ihren Sollwert (z.B. 1250° Celsius) zu überschreiten, bis der Zustrom an Naturgas null bzw. abgesperrt ist.

Wenn die Umstände so sind, daß der Zustrom an Naturgas null und die gemessene Kuppeltemperatur gleich der vorbestimmten Maximaltemperatur sind, weist das Hochofengichtgas im allgemeinen mehr als genug Wärmeinhalt auf, um die Kuppeltemperatur auf dieser Maximaltemperatur zu halten. Die Kuppeltemperatur neigt dann dazu, das vorbestimmte Maximum zu überschreiten. Um dies zu verhindern, wird dem Hochofengas ein Luftüberschuß zugefügt, um die Kuppeltemperatur auf der gewünschten Höhe zu halten. Die Steuerung bleibt In Betrieb, bis die Temperatur des Gitterwerks des Winder-

o hitzers eine vorbestimmte Grenze (ungefähr 9S0 Celsius) erreicht, die anzeigt, daß die Gittersteine so viel Wärme absorbiert haben, wie die Konstruktion erlaubt und

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daß der Winderhitzer infolgedessen bereit ist, auf Kaltblasen umgeschaltet zu werden.

Das System der vorliegenden Erfindung .umfaßt auch einen Sauerstoffregelkreis. Wenn dem in dem Winderhitzerbrenner zu verbrennenden Brennstoff zu wenig Luft beigemischt ist, bildet sich in dem Winderhitzer eine reduzierende Atmosphäre unverbrannten Brennstoffs, die zu einer nachteiligen Wirkung auf die Gittersteine führt und eine Explosion wahrscheinlich macht. Wenn zu viel Luft vorgesehen ist, bildet sich in dem Winderhitzer eine oxydierende Atmosphäre, die die Temperatur der Brennerflamme herabsetzt und die Aufheizzeit des Winderhitzers verlängert. Der Sauerstoffregelkreis dient zur Einstellung des Zustroms an Verbrennungsluft in Abhängigkeit vom gemessenen Sauerstoffgehalt des aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gases. Der Regelkreis besitzt eine eingeprägte Zeitverzögerung, da die Luft mit dem Brennstoff im Brenner vermischt wird, während der Sauerstoffgehalt im Gitterwerk gemessen wird. Dabei kann es bis zu JO Sekunden dauern, bis an dem Brenner eingetretene Änderungen im Gitterwerk zutage treten, je nach Konstruktion und Durchsatzgeschwindigkeit des Winderhitzers.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Steuersystems für den Betrieb eines Hochofenwinderhitzers während seines Aufheiz- oder Heißblaszyklus. Ein weiteres Ziel ist die Steuerung der Anreicherung der während des Aufheizzyklus verbrannten Gase. Die Erfindung bezweckt ferner die Herbeiführung einer solchen Steuerung durch Steuerung des Zustroms an Hochofengas, Naturgas und Luft. Die Steuerung soll erfindungsgemäß dadurch herbeigeführt werden, daß ein Programm für die gewünschte Kuppeltemperatur während der Zeit vorgesehen wird, die eich vom Beginn des Aufheizzyklus bis zur Erreichung der Kuppeltemperatur und über

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die Dauer der Aufrechterhaltung der Kuppeltemperatur erstreckt, während die Gittersteine eine gleichmäßige Temperatur erreichen. Die dem Programm entsprechende Temperatur wird mit der gemessenen Kuppeltemperatur verglichen. Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Vorsehung eines Sauerstoffanalysatorkreises zur Steuerung des Zustroms an Luft in Abhängigkeit von dem Sauerstoffgehalt der Abgase des Winderhitzers, wobei die Transportverzögerung kompensiert wird. Diese und weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung derselben näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird, die schematisch ein Steuersystem für einen Hochofenwinderhitzer darstellt, in dem die vorliegende Erfindung verkörpert wird. Obwohl die Erfindung nachstehend besonders mit Bezug auf eine Ausstattung vorwiegend mit elektronischen Einrichtungen beschrieben ist, können auch gleichwirkende pneumatische, elektrische und mechanische Steuereinrichtungen Verwendung finden.

Das erfindungsgemäße Steuersystem regelt den Zustrom von Hochofengas, Naturgas und Luft zum Winderhitzerbrenner. Die Regelung des Zustroms an Hochofengas wird durch einen Hochofengassteuerkreis bewerkstelligt, der kontinuierlich den Durchfluß an Hochofengas In der Hochofengasleitung mißt und diesen Durchfluß so steuert, daß der Zustrom an Hochofengas zum Winderhitzerbrenner im wesentlichen auf einer vorgewählten Höhe gehalten wird. Dieser Steuerkreis umfaßt einen ersten Meßwandler 10, der einen Differenzdruck in einen Strom umwandelt und den Differenzdruck an der Blendenscheibe in der zum Winderhitzerbrenner führenden Hochofengasleitung 12 ermittelt und ihn in ein elektrisches Ausgangssignal von einer Größe umwandelt, die von der Größe dieses Differenzdrucks abhängt. Diese Leitung bildet die

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Zuführung von gereinigtem und gewaschenem Hochofengichtgas zum Brenner.

Zur Bildung eines Signals, das eine lineare Funktion des Hochofengasdurchflusses ist, wird das Ausgangssignal des Meßwandlers 10, das eine quadratische Punktion des Durchflusses an Hochofengas ist, weil es eine Funktion des Differenzdrucks in der Leitung 12 darstellt, einer Einrichtung Ij5 zum Quadratwurzelziehen zugeführt, das die Quadratwurzel des Ausgangssignals des Meßwandlers 10 ist. Die Blendenscheibe 11, der Meßwandler 10 und die Einrichtung 13 zum Quadrat-Wurzelziehen bilden so ein Mittel zur Anzeige des Durchflusses an Hochofengas in der Hochofengasleitung 12.

Einem einzelnen Hochofen sind in einer typischen Anordnung zwei oder mehr Winderhitzer zugeordnet, die so betrieben werden, daß, während ein oder mehrere Winderhitzer kaltgeblasen werden, ein oder mehrere Winderhitzer aufgeheizt werden. Aus der Betriebserfahrung heraus ist es möglich, allgemein den Zustrom an Hochofengas zu bestimmen, der im wesentlichen aufrechterhalten werden muß, während der Winderhitzer aufgeheizt wird, damit er ungefähr die erforderliche Temperatur hat, wenn er auf Kaltblasen umgeschaltet wird. Dieser vorgewählte Wert für den Durchfluß an Hochofengas wird dem Steuersystem der Erfindung durch den Sollwertgeber 14 für die "Vfettieinungsgeschwindigkeit als Bezugswert eingegeben. Der Sollwertgeber umfaßt ein lineares Potentiometer, das ein Ausgangssignal liefert, das inejnfeuüger Weise ebenso wie das Ausgangssignal der Einrichtung 13 zum Quadratwurzelziehen dem vorgewählten Wert des Zustroms an Hochofengas entspricht.

Die Ausgangssignale des Sollwertgebers 14 und der Einrichtung 13 werden einem Steuerkreis 15 für das Hochofengas eingegeben, der ein üblicher Proportionalregler mit Nachführung ist. Der Regler bildet ein Aus-

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gangssignal, das eindeutig der Differenz zwischen den Ausgangssignalen des Sollwertgebers 14 und des Quadratwurzelziehers 1} sowie der Zeit entspricht, während der diese Differenz bestanden hat. Es ist so sowohl auf die Größe des Unterschiedes zwischen dem gemessenen Durchfluß an Hochofengas und dem vorgewählten Wert des einzustellenden oder aufrecht zu erhaltenden Durchflußes an Hochofengas als auch die Zeitdauer bezogen, während deren die Differenz bestanden hat.

Die Mittel, die die Tätigkeit eines Ventils 17 in der Gasleitung 12 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem gemessenen Durchfluß an Hochofengas und dem einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Durchfluß an Hochofengas steuern, umfassen einen ersten Wandler 16, der Strom in Druck umwandelt und das vom Regler 15 gelieferte Signal in einen diesem meßbaren pneumatischen Druck überführt. Dieser pneumatische Druck steuert das Ventil 17 in der Gasleitung 12, um den Zustrom an Hochofengas zu dem Brenner zu regulieren.

Hochofengichtgas hat nach der Reinigung und der Wäsche eine typische Zusammensetzung von ungefähr 1,5 % bis 4,5 % Wasserstoff ungefähr 22 % bis 25 % Kohlenstoffmonoxyd, ungefähr 14 % bis 15 # Kohlenstoffdioxyd, Rest Stickstoff. Um das Gas brennbar zu machen, wird Sauerstoff in Form von Luft damit vermischt. Eine geeignete Mischung umfaßt ungefähr 1,4 Teile Hochofengas auf einen Teil Luft. Als erste Näherung bei der Regelung des Zustroms an Luft arbeitet das erfindungsgemäße System auf der Grundlage eines solchen geeigneten Verhältnisses Brennstoff/Luft. Dies wird durch Mittel erreicht, die einen Verhältnisregler 18 umfassen, der einen Durchfluß an Verbrennungsluft vorgibt, der ein vorgewähltes konstantes Vielfaches des gemessenen Durchflusses an Hochofengas ist» Der Verhältnisregler 18 liegt mit seinem Eingang am Ausgang des QuadratwurzeIzlehers 13»

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der den gemessenen Durchfluß an Hochofengas darstellt. In Abhängigkeit von diesem Eingang bildet der Verhältnisregler 18 ein Ausgangssignal, das den Durchfluß an Luft vorgibt, der ein konstantes Vielfaches des gemessenen Durchflusses an Hochofengas ist, beispielsweise das 0,7-fache des Durchflusses an Hochofengas_% Dieses Ausgangssignal wird auf den proportionalen, nachführenden Regler 20 gegeben.

Der Durchfluß an Luft wird nicht nur in Abhängigkeit vom Durchfluß an Hochofengas gesteuert, sondern ebenso in Abhängigkeit von zusätzlichen Variablen, nämlich dem Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase und der Kuppeltemperatur des Winderhitzers. Änderungen im Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase beeinflussen den Durchfluß an Luft über einen Säuerst off regelkreis, und dieKuppeltemperatur des Winderhitzers beeinflußt den Durchfluß an Luft über eine Einrichtung, die einen größeren Durchfluß an Verbrennungsluft als den von dem Verhältnisregler und dem Sauerstoff regelkreis verlangten herbeiführt, wenn der Zustrom an Naturgasen null ist und die gemessene Kuppeltemperatur die vorbestimmte Maximaltemperatur überschreitet. Die Einrichtung, die einen größeren Zustrom an Verbrennungsluft verlangt, der Sauerstoffregelkreis und der Verhältnisregler bilden gemeinsam die Einrichtung, die den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom an Verbrennungsluft zum Brenner vorgibt. Die Art und Weise, in der die Änderungen im Zustrom an Luft in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase und der Kuppeltemperatur des Winderhitzers herbeigeführt werden, wird im einzelnen noch erläutert. Es wird jedoch schon hier bemerkt, daß

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ihr Einfluß als elektrisches Signal in Erscheinung tritt, das dem Regler 20 über die Leitung 19 zugeführt wird.

Ein dritter Eingang am Regler 20 umfaßt das Ausgangssignal eines Quadratwurzelziehers 21, das eindeutig dem Durchfluß an Luft in der zu dem Winderhitzerbrenner führenden Luftleitung 24 entspricht. Der WürzeIzieher wirkt mit einem Meßwandler 22 zusammen, der Differenzdruck in Strom umwandelt, und sein Ausgangssignal ist die Quadratwurzel des Ausgangssignals des Wandlers 22. Das Ausgangssignal des Wandlers 22 entspricht meßbar dem Differenzdruck, den er an der Blendenscheibe 2j5 in der Luftleitung 24 mißt. Die Blendenscheibe 23, der Wandler 22 und der Quadratwurzelzieher 21 bilden so die Einrichtung zur Messung und Anzeige des Verbrennungsluft Stroms in der Luftleitung 24.

In Abhängigkeit von seinen drei Eingangssignalen bildet der Regler 20 ein Signal, das meßbar dem Unterschied zwischen dem gemessenen Durchfluß an Luft und dem einzustellenden oder aufrecht zu erhaltenden Durchfluß an Luft zum Winderhitzer und der Zeitdauer entspricht, während deren die Differenz bestanden hat. Die Mittel zur Steuerung des Ventils 26 in der Luftleitung 24 in Abhängigkeit von dem gemessenen Durchfluß an Verbrennungsluft und dem einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Durchfluß an Verbrennungsluft umfasseqeinen Wandler 25, der Strom in Druck umwandelt und das von dem Regler 20 gebildete Signal in einen diesem eindeutig entsprechenden pneumatischen Druck umwandelt. Dieser Druck steuert die Tätigkeit des Ventils 26 in der Luftleitung 24, um den Zustrom von Luft zum Winderhitzerbrenner zu regulieren.

Das System der Erfindung, wie vorstehend angegeben, steuert die Aufheizung des Winderhitzers während der Heißblasperiode vornehmlich durch Steuerung des Zustroms an Naturgas zum Brenner. Der Zustrom an Naturgas wird durch einen Steuerkreis für den Naturgaszustrom

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reguliert, der in Abhängigkeit von'einem Temperaturvergleichskreis funktioniert. Der Temperaturvergleichskreis bildet ein Ausgangssignal, das eindeutig der Differenz zwischen der gemessenen augenblicklichen Kuppeltemperatur des Winderhitzers und einer gewünschten Temperatur entspricht, die einem Temperatur-Zeitprogramm für die Kuppel des Winderhitzers entspricht, das das gewünschte Aufheizprogramm für den Winderhitzer darstellt. Der Kreis umfaßt einen Programmgeber 30 für das Temperaturprofil, einen Temperaturfühler 31 für die Kuppeltemperatur und einen Proportionalregler 32.

Die grundlegende Bezugseinheit für das Steuersystem ist der Programmgeber 30 für das Temperaturprofil, der eine Darstellung der in der Kuppel des Winderhitzers erwünschten Temperatur in Abhängigkeit von der Zeit während des Aufheizzyklus liefert. Das Ausgangs signal des Programmgebers 30 gibt eindeutig die Temperatur an, die in der Kuppel des Winderhitzers während der Aufheizperiode in jedem Augenblick vorherrschen soll. Beim Aufheizen oder Heißblasen eines Hochofenwinderhitzers ist die normale Praxis, den Winderhitzer so aufzuheizen, daß die Kuppeltemperatur des Winderhitzers das gewünschte Maximum rasch erreicht und beibehält, während die Gittersteine weiterhin Wärme aufnehmen, bis sie eine Wärmemenge absorbiert haben, die ihrer Auslegung entspricht. Ein gewünschtes Aufheizprogramm kann dadurch gewonnen werden, daß die in der vergangenen Praxis am besten bewährten Verläufe überprüft und der Programmgeber entsprechend programmiert wird, so daß sein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Zeit ein Temperaturprofil darstellt, das dem erwünschten Aufheizprogramm entspricht. Die Kuppeltemperatur des Winderhitzers wird durch einen in der Kuppel angebrachten Temperaturfühler 31 gemessen, beispielsweise durch eine "Ray-O-Tube", herge- · stellt von der Firma Leeds and Northrup, Der Fühler bildet

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ein Ausgangssignal, das eindeutig der Temperatur des oberen Bereichs des Gitterwerks entspricht. Dieses Signal wird zusammen mit dem Ausgangssignal des Programmgebers 30 dem Proportionalregler 3² für den Naturgas Zustrom eingegeben. Der Regler 32 bildet in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal, das eindeutig der Differenz zwischen der gemessenen Kuppeltemperatur des Winderhitzers und der gewünschten Kuppeltemperatur entspricht. Dieses Signal wird auf irgendeinen Durchfluß an Naturgas zum Winderhitzerbrenner bezogen, einschließlich null, der eingestellt bzw. aufrechterhalten werden sollte, um die erwünschte Kuppeltemperatur herbeizuführen oder aufrecht zu erhalten.

Das Ausgangssignal des Reglers 32 wird dem Steuerkreis für den Zustrom an Naturgas eingegeben. Es stellt darin den Sollwertgeber 33 für den Zustrom an Naturgas ein, der den von dem Regler 3² geforderten Zustrom an Naturgas davor bewahrt, ein vorbestimmtes Maximum zu überschreiten, das auf dem Zustrom an Hochofengas zu dem Winderhitzerbrenner beruht, der aufrechterhalten werden soll. Der Sollwertgeber 33 umfaßt ein lineares Potentiometer, das bis zu einem vorher festliegenden Maximum ein Signal bilden kann, das eindeutig von dem Ausgangssignal des Reglers 32 abhängt. Das vorher festliegende Maximum ist eine Punktion der vorgewählten Höhe des Zustroms an Hochofengas zum Brenner, die im wesentlichen eingehalten und durch den Sollwertgeber 14 vorgegeben wird. Es kann der Fall eintreten, daß die gemessene Kuppeltemperatur so weit unterhalb der erwünschten Kuppeltemperatur liegt, daß der Zustrom an Naturgas, der zum raschen Anheben der Kuppeltemperatur auf die gewünschte Höhe entsprechend dem Bezugswert des Programms erforderlich ist, im Verhältnis zu dem in dem Sollwertgeber Ik eingestellten Zustrom an Hochofengas so groß wäre, daß der dem Brenner zugeführte Brennstoff

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derart angereichert wäre, daß sich übermäßige Brennerflammentemperaturen einstellten, was in beschleunigter Zerstörung und Schwächung der zum Bau des Winderhitzers verwendeten Materialien resultieren würde. Aus diesem Grund soll der Zustrom an Naturgas nicht größer als ungefähr 2 % des Zustroms an Hochofengas sein. Entsprechend sind der Sollwertgeber 14 für die Verbrennungsgeschwindigkeit und der Sollwertgeber 33 für das Naturgas auf geeignete Weise untereinander verbunden, so daß nach Einstellung des Sollwertgebers für die Verbrennungsgeschwindigkeit der Sollwertgeber für das Naturgas automatisch auf ein Maximum festgelegt wird, das einem Zustrom an Naturgas von ungefähr 2 % des Zustroms an Hochofengas entspricht; hierdurch kann ungeachtet der gemessenen Kuppeltemperatur das Ausgangssignal des Sollwertgebers 33 ein vorher festgelegtes Maximum nicht überschreiten. Wenn beispielsweise der Sollwertgeber 14 auf eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 30.000 Kubikfuß pro Minute eingestellt wird, steht der Sollwertgeber 33 für das Naturgas automatisch auf einem Maximalwert, der einen Zustrom an Naturgas von 600 Kubikfuß pro Minute darstellt; und unabhängig von der Differenz zwischen der gemessenen Kuppeltemperatur und der gewünschten Kuppeltemperatur ist das Ausgangesignal des Reglers 32, das ein Maß für die Temperaturdifferenz darstellt, unfähig, den Sollwertgeber 33 auf einen Wert zu treiben, der oberhalb dessen liegt, was einem Naturgaszustrom νοη-βΟΟ Kubikfuß pro Minute entspricht.

Somit wirken der Regler 32 und der Sollwertgeber als ein Mittel, das bis zu einem vorher festgelegten Maximum und in Abhängigkeit von der gemessenen Kuppeltemperatur und der gewünschten Kuppeltemperatur, wie sie durch das Ausgangssignal des Programmgebers 30 gegeben ist, ein Ausgangssignal bildet, das eindeutig einer Zunahme des Zustroms an Naturgas entspricht, wenn die gewünschte Temperatur oberhalb der gemessenen Temperatur des Winderhitzers liegt, und einer Abnahme des Zustroms " 1 09 821/1Λ09

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an Naturgas entspricht, wenn die gemessene Temperatur des Winderhitzers oberhalb der gewünschten Temperatur des Winderhitzers liegt*

Manchmal kann auch der Zustrom an Hochofengichtgas so niedrig werden, daß die in dem Sollwertgeber 14 eingestellte Verbrennungsgeschwindigkeit nicht aufrechterhalten werden kann. Gleichzeitig könnte der von dem Sollwertgeber 33 geforderte Naturgaszustrom, obwohl er weniger als 2 # der in dem Sollwertgeber 14 eingestellten Verbrennungsgeschwindigkeit entspräche, größer sein als ungefähr 2 % des verringerten Zustroms an Hochofengas. Entsprechend diesem Beispiel würde der Zustrom an Hochofengas unterhalb 30.000 Kubikfuß pro Minute abfallen, etwa auf 20.000 Kubikfuß pro Minute, ungeachtet der Tatsache, daß das Ventil 17 voll geöffnet ist. Gleichzeitig könnte der von dem Regler 32 geforderte Zustrom an Naturgas oberhalb 400 Kubikfuß pro Minute liegen (2 % von 20.000 Kubikfuß pro Minute), obwohl er unterhalb 600 Kubikfuß pro Minute liegt. Um dieser Möglichkeit Rechnung zu tragen und die Wahrscheinlichkeit übermäßiger Flammentemperaturen und einer Schwächung des Materials des Winderhitzers zu verringern, wird das Ausgangssignal des Sollwertgebers 33 zusammen mit dem Ausgangssignal des Quadratwurzelziehers 13 auf ein Modifizierglied 34 gegeben. Das Ausgangssignal des Quadratwurzelziehers 13 wird auf den gleichen Maßstab gebracht wie das Ausgangssignal des Sollwertgebers 33. Das Modifizierglied vergleicht die beiden Signale, entscheidet, welches Signal kleiner ist und gibt dieses Signal auf einen üblichen proportionalen, nachführenden Regler 35. Das Modifizierglied 34 hält somit den geforderten Zustrom an Naturgas unterhalb einem vorgewählten Prozentsatz des gemessenen Zustroms an Hochofengas zum Brenner. Auf diese Weise gestattet das System eine Anreicherung an Naturgas in Abhängigkeit vom tatsächlichen Zustrom an Hochofengas statt vom Sollwert, wenn der tatsächliche Zustrom an Hochofengas unterhalb d.es Sollwertes für den Zustrom

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an Hochofengas liegt.

Der Steuerkreis für den Zustrom an Naturgas umfaßt ferner einen Wandler 36, der Druck in Strom umwandelt und den Differenzdruck an der Blendenscheibe

37 in der zur Hochofengasleitung 12 führenden Leitung

38 mißt und ihn in ein elektrisches Ausgangssignal entsprechender Größe umwandelt. Mit dem Wandler 36 wirkt ein zweiter Quadratwurzelzieher 39 zusammen, der ein Ausgangssignal liefert, das die Quadratwurzel des Ausgangssignals des Wandlers 36 ist. Die Blendenscheibe 37, der Wandler 36 und der Quadratwurzelzieher 39 bilden so ein Mittel zur Messung und Anzeige des Naturgaszustroms in der Naturgasleitung.

Das Ausgangssignal des Quadratwurzelziehers 39 wird dem proportionalen, nachführenden Regler 35 zusammen mit dem Ausgangssignal des Modifiziergliedes 34 zugeführt. Der Regler 35 entwickelt hieraus ein Signal, das eindeutig von der Differenz dieser Ausgangs signale abhängt sowie von der Zeit, während der diese Differenz bestanden hat. Dieses Signal hangt somit sowohl von der Differenz zwischen dem gemessenen Zustrom an Naturgas und dem einzustellenden oder aufrecht zu erhaltenden Zustrom von Naturgas zum Winderhitzer als auch von der Zeitdauer ab, während deren diese Differenz bestanden hat.

Die Mittel zur Steuerung der Betätigung des Ventils Kl in der Naturgasleitung 38 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem gemessenen Zustrom an Naturgas und dem einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom an Naturgas umfassen einen Wandler 4o, der Strom in Druck umwandelt und das von dem Regler 35 abgegebene Signal in einen davon eindeutig abhängigen pneumatischen Druck überführt. Dieser Druck betätigt das Ventil 41 in der Naturgasleitung 38, um den Naturgaszustrom zu der Hochofengasleitung 12 zu regeln. Die beiden Oasmengen

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vermischen sich an der Kreuzungsstelle 42.

Das Ausgangssignal des Programmgebers 30 wird nicht aktiviert noch die Anreicherung an Naturgas in die Wege geleitet, bevor nicht das Relais 43 kurze Zeit nach der Zündung des Winderhitzerbrenners geschlossen wird. Das Relais 43 justiert und aktiviert den Programmgeber 30. Zunächst justiert es den Programmgeber auf den Nullpunkt der Zeitskala nach Abschluß des KaItblaszyklus des Winderhitzers und Einleitung der Verbrennung im Winderhitzerbrenner. Eine bestimmte Zeit später, z.B. 30 Sekunden, setzt das Relais den Programmgeber in Gang.

Zusätzlich zur Steuerung der Zuströme an Hochofengas und Naturgas steuert das erfindungsgemäße System den Zustrom an Luft zum Winderhitzerbrenner, indem kontinuierlich der Zustrom an Luft in der Luftleitung gemessen und dieser Zustrom so gesteuert wird, daß sowohl der Sauerstoffgehalt am Brenner oberhalb desjenigen liegt, der zur Verbrennung aller dort vorhandenen- brennbaren Gase erforderlich ist, als auch ein ausreichender Zustrom an Luft eingehalten wird, um die Temperatur des Winderhitzers herabzusetzen, wenn der Zustrom an Naturgas null ist und die gemessene Temperatur des Winderhitzers eine vorbestimmte Maximaltemperatur überschreitet. Der Zustrom an Luft zum Winderhitzerbrenner wird so in Abhängigkeit von drei Variablen gesteuert* dem Zustrom an Hochofengas, dem Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase und der Kuppeltemperatur. Wie vorstehend beschrieben ist die grundlegende Variable, mit der die Steuerung des Zustroms an Luft arbeitet, der Zustrom an Hochofengas. Die Art und Weise,in der die beiden anderen Variablen den Zustrom an Luft beeinflussen, wird nunmehr beschrieben.

Das Verhältnis Luft zu Brennstoff der an den Brenner gelieferten Gasmenge wird vornehmlich durch

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Steuerung des Luftzustroms in einem bestimmten Verhältnis zum Brennstoff gesteuert, der als Differenzdruck an Blendenscheiben gemessen wird, üblicherweise sind die Abmessungen der einem Hochofen zugeordneten Luft- und Brennstoffleitungen recht groß. Sie können · beispielsweise 1,5 m Durchmesser aufweisen. Lineare Genauigkeiten von Durchflußmessungen, die auf Differenzdruckmessungen an Blendenscheiben beruhen, erfordern mindestens 8 Durchmesser Rohrlänge auf beiden Seiten der Blendenscheibe mit freier Strömung. Eine derartige Rohrlänge ist an einem Hochofenwinderhitzer vollständig undurchführbar, da sie bei einer üblichen Hochofenanordnung eine zu große Länge hindernisfreier Rohrleitung erfordert. Infolgedessen werden die Blendenscheiben über einen großen Durchflußbereich keine ganz genauen Ablesungen liefern, und in vielen Fällen wird während der Aufheizperiode in dem Winderhitzer zu wenig Luft (reduzierende Atmosphäre) oder zu viel Luft (oxydierende Atmosphäre) vorhanden sein. Eine reduzierende Atmosphäre beeinträchtigt die Gittersteine und beschwört die Wahrscheinlichkeit einer Explosion aufgrund unvollständiger Verbrennung herauf. Zu viel Luft reduziert die Flammentemperatur am Brenner und verlängert den Aufheizzyklus. Das vorliegende System paßt entsprechend den Zustrom an Verbrennungsluft dem Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase an. Dies wird durch einen Sauerstoffregelkreis bewerkstelligt, der eine Zunahme des Zustroms über den von dem Verhältnisregler 18 geforderten Wert hinaus verlangt, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase unterhalb einer vorgewählten Höhe liegt. Er verlangt eine Abnahme des Zustroms an Verbrennungsluft unterhalb dem von dem Verhältnisregler geforderten Wert, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase oberhalb

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dieser vorgewählten Höhe liegt. Um'den Sauerstoffgehalt der Gitterwerksgase zu bestimmen, ist in dem Gitterwerk 47 des Winderhitzers eine Anzapfleitung 46 angeordnet, wodurch Proben des durch das Gitterwerk hindurchtretenden Gases in die Leitung 46 eintreten. Die Gasproben passieren eine Probenreinigungs- und Pumpstation 48, in der Feuchtigkeit und Schmutzteilchen entfernt werden und aus der die Gasproben in einen Sauerstoffanalysator 49 übertreten. Der Sauerstoffanalysator bestimmt den Sauerstoffgehalt der Gasproben und bildet ein Signal, das eindeutig von diesem Sauerstoffgehalt abhängt. Dieses Ausgangesignal wird dann auf einen üblichen Proportionalregler 50 für die Verbrennungsluft gegeben.

Die Betriebserfahrung zeigt, daß ein Zustrom an Luft zu dem Winderhitzerbrenner aufrechterhalten werden sollte, der etwa 10 oder 15 # über der Luftmenge liegt, die zur vollständigen Verbrennung allen Brennstoffs erforderlich ist. Ein Sollwertgeber 51 für den Sauerstoff, der ein lineares Potentiometer umfaßt, ist in dem Säuerst of fr egelkreis vorgesehen, um einen Bereich aufrecht zu erhaltender Überschußgehalte vorwählen zu können. Das Ausgangssignal des Sollwertgebers 5I entspricht eindeutig dem vorgewählten Wert für die überschußluft· Dieses Ausgangssignal wird zusammen mit dem Ausgangesignal des Reglers 61 einem Summierverstärker 52 eingespeist, wenn an dem Regler 61 ein Ausgangssignal vorhanden ist. Die Summe dieser Ausgangssignale gelangt auf den Regler Das Ausgangssignal des Reglers 6l stellt den Einfluß der Kuppeltemperatur auf den Zustrom an Luft dar, wie nachstehend noch mehr im einzelnen beschrieben wird. Der Regler 50 bildet ein Ausgangssignal, das eindeutig von der Differenz zwischen dem von dem Summierverstärker abgegebenen Signal und dem Signal abhängt, das von dem Sauerstoffanalysator 49 gebildet wird. Auf diese Weise

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wird eine Zunahme des Zustroms an Verbrennungsluft über den von dem Verhältnisregler 18 geforderten Wert verlangt, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase unterhalb der an dem Sollwertgeber 51 für den Sauerstoff eingestellten Höhe ist. Es wird eine Abnahme des Zustroms an Verbrennungsluft unterhalb den von dem Verhältnisregler 18 geforderten Wert verlangt, wenn der Sauerstoffgehalt dieser Gase oberhalb der eingestellten Höhe liegt. Das Ausgangssignal des Reglers 50 wird sodann einer Kompensationseinrichtung 53 für die Zeitverzögerung eingegeben. Dies geschieht nur nach dem Schließen des Relais 54, das von einer Zeitschaltvorrichtung betätigt wird und das Relais schaltet, wenn die Verbrennung im Winderhitzerbrenner sich stabilisiert hat.

Dem erfindungsgemäßen System wohnt eine Zeitverzögerung inne, da die Luft am Brenner eingeführt wird, während der Sauerstoffgehalt im Bereich des Gitterwerks gemessen wird und es bis zu 30 Sekunden dauern kann, bis eine Änderung am Brenner in einer Änderung im Gitterwerk und dem Sauerstoffanalysator spürbar wird. Diese Zeitverzögerung sei als Transportzeit bezeichnet. Wenn sie nicht in der rechten Weise kompensiert wird, kann daraus eine Instabilität des Systems resultieren. Das erfindungsgemäße System kompensiert die Transportzeit, indem in dem Sauerstoffregelkreis ein Probekreis in Form einer Kompensationseinrichtung 53 für die Zeitverzögerung vorgesehen ist, die die Größe der Zunahme oder Abnahme des Zustroms an Luft, die von dem Regler 50 gefordert wird, für intermittierende Zeitabschnitte konstant hält, um einen Ausgleich für die Zeit zu schaffen, die erforderlich ist, damit sich Änderungen im Luftzustrom am Sauerstoffanalysator 49

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auswirken. Die Kompensationseinrichtung 53 für die Zeitverzögerung überprüft das Ausgangssignal des Reglers 50 für eine kurze Zeitdauer, die Einschalt zeit genannt wird, wobei das Ausgangssignal in der Kompensationseinrichtung während dieser Zeit langsam integriert wird. Am Ende der Einschaltzeit wird das integrierte Signal für eine viel längere Zeit konstant gehalten, die als Ausschaltzeit bezeichnet wird. Die Ausschaltzeit wird lang genug gewählt, um Änderungen in dem Luft-Brennstoff-Gemisch am Säuerstoffanalysator zutage treten zu lassen. Am Ende der Ausschaltzeit wird die Einschaltzeit erneut begonnen. Dabei können drei Fälle eintreten. Das integrierte Signal kann bei einem positiven Signal vom Regler 50 zunehmen, was eine Sauerstoffanalyse anzeigt, die niedriger als die von dem Summierverstärker 52 geforderte ist. Das integrierte Signal kann bei einem negativen Signal vom Regler 50 abnehmen, was eine Säuerstoffanalyse anzeigt, die höher als die von dem Summierverstärker 52 geforderte ist. Das integrierte Signal kann bei einem Signal null vom Regler 50 konstant bleiben, was eine Sauerstoffanalyse anzeigt, die gleich dem von dem Summierverstärker 52 geforderten Wert ist. Am Ende der neuen Einschaltzeit beginnt die neue Abschaltzeit mit dem Signal, das die Kompensationseinrichtung 53 am Ende der neuen Einschaltzeit gebildet hat und das während der neuen Abschaltzeit aufrechterhalten wird. Dieser Ablauf hält während der Aufheizperiode an. Geeignete Ein- und Abschaltzeiten sind eine bzw. zehn Sekunden, wobei die Abschaltzeit in Abhängigkeit von dem Zustrom an Hochofengas eingestellt wird.

Wenn nun der Einfluß der Kuppeltemperatur auf den Zustrom an Luft, wie vorstehend beschrieben, betrachtet wird, so nimmt der Zustrom an Naturgas zu,

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wenn die gemessene Temperatur des Winderhitzers unter die gewünschte Temperatur fällt, wie sie durch das Ausgangssignal des Programmgebers 30 dargestellt ist. Wenn die gemessene Temperatur des Winderhitzers größer als die gewünschte Temperatur ist, wird der Zustrom an Naturgas verringert. Es können jedoch beim Aufheizen des Gitterwerks eines Winderhitzers Fälle eintreten, in denen die gemessene Kuppeltemperatur größer als die gewünschte Temperatur, der Zustrom an Naturgas jedoch null ist, so daß die Temperatursteuerung nicht über die Steuerung des Zustroms an Naturgas bewerkstelligt v/erden kann. Um dieser Möglichkeit Rechnung zu tragen, wirkt das System der vorliegenden Erfindung in solchen Fällen in der Weise, daß der Zustrom an Luft zum Winderhitzerbrenner erhöht wird und dieser erhöhte Luftzustrom sich in einer Kühlung der Verbrennungsflamme auswirkt. Dies wird durch Mittel erzielt, die eine Zunahme des Zustroms an Verbrennungsluft über den von dem Verhältnisregler 18 und den Säuerstoffregelkreis geforderten Wert hinaus fordert, wenn der Zustrom an Naturgas null 1st und die gemessene Kuppeltemperatur oberhalb einer vorbestimmten Maximaltemperatur liegt. Indem das Ausgangssignal des Sollwertgebers 60 für die Kuppeltemperatur und das Ausgangssignal des Kuppeltemperaturfühlers 31 im Proportionalregler 61 eingegeben werden, bildet dieser in Abhängigkeit von diesen beiden Signalen ein Ausgangssignal, das der Größe ihrer Differenz entspricht. Der Regler 61 wird nur in Tätigkeit gesetzt, wenn das Relais 62 geschlossen wird, was eintritt, wenn der Zustrom an Naturgas null wird. Der Sollwertgeber 60 für die Kuppeltemperatur umfaßt ein lineares Potentiometer, das ein eindeutig von der darauf eingestellten Kuppeltemperatur abhängt. Der Sollwertgeber wird auf eine Maximaltemperatur eingestellt, die die Kuppel des Winderhitzers einnehmen soll. Das Ausgangs-

»v/ liefest,

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signal des Sollwertgebers 6O gelangt erst dann auf den Regler 61, wenn das Relais 6j5 geschlossen wird, was gleichzeitig mit dem Schließen des Relais 54 eintritt.

Der Zustrom an Luft wird auf zwei Weisen gesteuert.

In einer ersten V/eise beruht der Zustrom an Luft zum Brenner auf dem aufrecht zu erhaltenden Verhältnis von Brennstoff zu Luft, wie es durch den Verhältnisregler l8 eingestellt ist, wobei eine Modifizierung durch von dem Regler 61 geforderte Überschüsse an Luft eintritt, wenn der Zustrom an Naturgas null ist und die gemessene Temperatur des Winderhitzers die Programmtemperatur überschreitet. Nach einer zweiten Weise wird der Zustrom an Luft zusätzlich aufgrund des Sauerstoffgehaltes der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase modifiziert. Die Auswahl der Betriebsweisen erfolgt durch die Relais 55 und 56 und die Weiche (Or Gate) 57· Wenn die erste.Betriebsweise erwünscht ist, wird das Relais 56 geschlossen, während das¹ Relais 55 geöffnet ist. Dabei wird das Ausgangesignal des Reglers· 61 auf den Regler 20 gegeben. Die zweite Betriebsweise tritt durch Schließen des Relais 55 und öffnen des Relais 56 ein, so daß das Ausgangssignal der !Compensations einrichtung 53 dem Regler 20 eingegeben wird.

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Claims

Patentansprüche.

1. Steuersystem zur Steuerung des Betriebs eines Hochofenwinderhitzers während seiner Aufheizperiode, wobei der Winderhitzer einen Brenner und Leitungen für die Zuführung von Hochofen- und Naturgas sowie Verbrennungsluft zu dem Brenner aufweist, von denen jede Meß- und Anzeigemittel für den Zustrom von Gas und Steuermittel für ein in der betreffenden Leitung angeordnetes Ventil in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der in der betreffenden Leitung gemessenen Gasmenge und der darin einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Gasmenge enthält, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) es sind Mittel (30) zur Darstellung der gewünschten in der Kuppel des Winderhitzers einzustellenden Temperatur als Funktion der Zeit während der Aufheizperiode vorgesehen; b) es sind Mittel (32) zum Vergleich der tatsächlichen Temperatur in der Kuppel des Winderhitzers und der gewünschten Kuppeltemperatur vorgesehen, die den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom an Naturgas in Abhängigkeit von der Differenz der Temperaturen vorgeben; c) es sind Mittel zur Vorgabe eines Sollwertes für den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom von Verbrennungsluft zum Brenner vorgesehen, die einen Verhältnisregler (18) umfassen, der einen Zustrom an Verbrennungsluft fordert, der ein vorgewähltes konstantes Vielfaches des gemessenen Zustroms an Hochofengas ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorgabe eines einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustroms an Verbrennungsluft zum Brenner einen Sauerstoffregelkreis umfassen, der eine Zunahme des VerbrennungsluftZustroms über den von dem Verhältnisregler (18) geforderten Wert hinaus fordert, wenn

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der Sauerstoffgehalt der aus dem Winderhitzer austretenden Gase unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, und der eine Abnahme des Verbrennungsluft Zustroms unter den von dem Verhältnisregler (l8) geforderten Wert fordert, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Winderhitzer austretenden Gase über dem vorbestimmten Wert liegt.

3· Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorgabe des einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden VerbrennungsluftZustroms zum'Brenner Mittel (61) umfassen, die eine Zunahme des VerbrennungsluftZustroms zum Brenner über den von dem Verhältnisregler (18) und dem Sauerstoffregelkreis geforderten Wert fordern, wenn der Naturgaszustrom null ist und die gemessene Kuppeltemperatur über einer vorbestimmten Maximaltemperatur liegt.

4. Steuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Säuerstoffregelkreis Mittel (53) umfaßt, die die Zu- bzw. Abnahme des geforderten Zustroms an Verbrennungsluft vorübergehend konstant halten, um die Zeit auszugleichen, die zum Wirksamwerden der Änderungen im Verbrennungsluftstrom bei den Meßvorrichtungen (49) für den Sauerstoffgehalt der aus dem Winderhitzer austretenden Gase erforderlich ist.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (32,33) vorgesehen sind, die den Zustrom an Naturgas daran hindern, ein vorbestimmtes Maximum zu überschreiten, das auf dem erwünschten Zustrom an Hochofengas zu dem Brenner beruht, der aufrechterhalten werden soll.

6. Steuersystem nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (34) vorgesehen sind, die den geforderten Zustrom an Naturgas unter einem vorbestimmten Anteil des gemessenen Zustroms an Hochofengas zum Brenner halten.

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7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorgabe eines einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustroms an Verbrennungsluft zum Brenner einen Säuerstoffregelkreis umfassen, der einen größeren Zustrom an Verbrennungsluft fordert, als er von dem Verhältnisregler (18) gefordert Wird, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Winderhitzer austretenden Gase unter einem vorgewählten Wert liegt, und die einen geringeren Zustrom an Verbrennungsluft fordern, als er von dem Verhältnisregler (18) gefordert wird, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Winderhitzer austretenden Gase über dem vorgewählten V/ert liegt.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Vorgabe eines einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden VerbrennungsluftZustroms Mittel (61) umfassen, die einen größeren Zustrom an Verbrennungsluft als den von dem Verhältnisregler (18) und dem Sauerstoffregelkreis verlangten Wert vorgeben, wenn der Zustrom an Naturgas null ist und die gemessene Kuppeltemperatur größer als die vorbestimmte Maximaltemperatur ist.

9. Steuersystem nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Säuerstoffregelkreis eine Einrichtung (53) umfaßt, die den angestrebten größeren oder kleineren Strom für intermittierende Zeitabschnitte konstant hält, um einen Ausgleich für die Zeit zu schaffen, die erforderlich ist, damit die Änderungen im Zustrom an Luft an einer Einrichtung (49) zur Messung des Säuerstoffgehalts der Gase zutage treten, die das Gitterwerk des Winderhitzers verlassen.

10. Steuersystem zur Steuerung des Betriebs eines Hochofenwinderhitzers während seiner Aufheizperiode, wobei der Winderhitzer einen Brenner und Leitungen für die Zuführung von Hochofen- und Naturgas sowie Ver-

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brennungsluft zu dem Brenner aufweist, von denen jede Meß- und Anzeigemittel für den Zustrom von Gas und Steuermittel für ein in der betreffenden Leitung angeordnetes Ventil in Abhängigkeit von der Differenz der in der betreffenden Leitung gemessenen Gasmenge und einer darin einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Gasmenge enthält, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) es 1st ein Programmgeber (30) zur Vorgabe eines Temperaturprofils vorgesehen, der ein elektrisches Signal liefert, das die in der Kuppel des Winderhitzers einzustellende Temperatur als Funktion der Zeit während des Aufheizzyklus darstellt; b) es ist ein Fühler (31) für die Kuppeltemperatur des Winderhitzers vorgesehen, der ein dieser eindeutig entsprechendes elektrisches Signal liefert; c) es ist ein Proportionalregler (32) für den Zustrom an Naturgas vorgesehen, der ein Ausgangssignal liefert, das eindeutig der Differenz zwischen den Signalen des Programmgebers (30) zur Vorgabe des Temperaturprofils und dem Fühler entspricht und den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom von Naturgas zum Brenner als Funktion der Größe der Differenz zwischen der erwünschten Kuppeltemperatur und der tatsächlichen Kuppeltemperatur darstellt; d) es sind Mittel zur Bildung eines elektrischen Signals vorgesehen, die den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom an Verbrennungsluft darstellen und einen Verhältnisregler (18) umfassen, der ein elektrisches Signal bildet, das einen Zustrom an Verbrennungsluft darstellt, der ein vorgewähltes Vielfaches des gemessenen Zustroms an Hochofengas ist.

11. Steuersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bildung eines elektrischen Signals, das den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustroms an Verbrennungsluft zum Brenner darstellt, einen Sauerstoffanalysator (49) umfassen, der

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ein elektrisches Signal bildet, das den Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase darstellt, daß sie einen Proportionalregler (50) für* die Verbrennungsluft umfassen, der, in Abhängigkeit von dem von dem Sauerstoffanalysator (49) gebildeten Signal und einem elektrischen Signal, das den Sauerstoffgehalt darstellt, der in den aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gasen aufrechterhalten werden soll, ein elektrisches Signal bildet, das eine Zunahme des Zustroms an Verbrennungsluft über den von dem Verhältnisregler (18) geforderten Wert vorgibt, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase unterhalb der gewünschten Höhe liegt, und der eine Abnahme des Zustroms an Verbrennungsluft unter den von dem Verhältnisregler (18) geforderten V/ert vorgibt, wenn der Sauerstoffgehalt der aus dem Gitterwerk des Winderhitzers austretenden Gase oberhalb der gewünschten Höhe liegt.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bildung eines elektrischen Signals, das den einzustellenden bzw. aufrecht zu erhaltenden Zustrom an Verbrennungsluft zum Brenner darstellt, einen Proportionalregler (61) umfassen, der, in Abhängigkeit von dem elektrischen Signal, das von dem Temperaturfühler (j51) gebildet wird und dem elektrischen Signal, das die vorgewählte maximale Kuppeltemperatur darstellt, ein elektrisches Signal bildet, das eine Zunahme des Zustroms an Verbrennungsluft über den von dem Verhältnisregler (18) und dem Sauerstoffkreis geforderten Wert vorgibt, wenn der Zustrom an Naturgas null ist und die gemessene Kuppeltemperatur über der vorgegebenen maximalen Kuppeltemperatur liegt.

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13· Steuersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompensationseinrichtung (53) für die Zeitverzögerung vorgesehen ist,.die abwechselnd das von dem Proportionalregler (50) für den Zustrom an Verbrennungsluft gelieferte Fehlersignal während eines ersten Zeitabschnittes integriert und während dieses Zeitabschnittes ein der Integration entsprechendes elektrisches Ausgangssignal liefert und das am Ende des ersten Zeitabschnittes gelieferte Integrierte Signal während eines nachfolgenden zweiten Zeitabschnittes konstant hält, wodurch Änderungen im Zustrom an Verbrennungsluft im Säuerstoffanalysator (49) zutage treten können.

14. Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sollwertgeber (33) für das Naturgas vorgesehen ist, der ein elektrisches Signal in Abhängigkeit von dem von dem Proportionalregler (32) für. das Naturgas gelieferten Signal liefert und das gelieferte elektrische Signal unterhalb einer vorbestimmten Höhe hält, die dem maximalen Zustrom an Naturgas entspricht, die auf dem Zustrom an Hochofengas beruht, der an dem Brenner aufrechterhalten werden soll·

15. Steuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Modifizierglied (34) vorgesehen ist, das ein elektrisches Signal liefert, das von dem von dem Sollwertgeber (33) gelieferten elektrischen Signal abhängt, und das das elektrische Signal, welches es liefert, unterhalb eines Wertes hält, der durch einen vorbestimmten maximalen Prozentsatz des gemessenen Zustroms an Hochofengas zum Brenner gegeben ist.

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