DE2105733B2 - Vorrichtung zur Entnahme eines fluidisierbaren Feststoffes aus einem Druckbehälter - Google Patents

Vorrichtung zur Entnahme eines fluidisierbaren Feststoffes aus einem Druckbehälter

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DE2105733B2 DE19712105733 DE2105733A DE2105733B2 DE 2105733 B2 DE2105733 B2 DE 2105733B2 DE 19712105733 DE19712105733 DE 19712105733 DE 2105733 A DE2105733 A DE 2105733A DE 2105733 B2 DE2105733 B2 DE 2105733B2
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Description

angeschlossene Zuleitungen und mit 12 ein Druck-
haltenden Gasmenge-/Feststolfmenge-Verhältnisses eine Regelvorrichtung (13) vorgesehen ist, die
den von der Waage (14) gemessenen Istwert der o
Feststoffmenge (kg/min) und den Istwert der Gas- 25 reduzierventil bezeichnet. Die Gasdruckquelle 7 führt menge (NL/min) des Gasstromes höheren und in einen Raum 9 zwischen dem Behälterboden 10 niederen Druckes P1 und p3 aufnimmt und bei und einem da. über angeordneten gasdurchlässigen Abweichung von dem vorgegebenen Gasmenge-/ zweiten Boden 11. Mit 14 ist die am Behälter 1 anFeststoff menge-Verhältnis die Gasmenge (NL/ geschlossene Waage für den Feststoff 3 und mit 17 min)) mittels der zweiten, steuerbaren Gasdruck- 30 der Abgabe- oder Verbraucherraum bezeichnet, in quelle (7, 8) im Sinne einer Angleichung an den welchem der geringste Druck p4 herrscht. Sollwert verstellt. Die dargestellte, bekannte Vorrichtung hat fol-
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- gende Funktionsweise:
kennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (13) von Der Druckbehälter 1 wird bei verschlossenem Ab-
einem im Anschluß an die zweite, steuerbare Gas- 35 fluß 4 mit pulverförmigem Feststoff 3 gefüllt. Nach J...-1 1,_ /* ov _.___.__ ».„.·. ,.^ ' Verschließen der Einfüllöffnung 2 werden die Gasdruckquellen S, 7, 8 angeschlossen, wobei die Gasdruckquelle 5 zur Regelung des Ooerdrucks (p3), die Gasdruckquelle 7 zum Fluidisieren des Feststoffes
menge höheren bzw. niederen Druckes p, und p, 40 (P1) und die Gasdruckquelle 8 zum Zuführen des verstellt. ' »Transportgases« (p3) dient. Dabei wird dem Raum
17 (P4) insgesamt als Gas das Gas der Druckquelle 7 und der Druckquelle 8 zugeführt. Voraussetzung für die Förderung des fluidisierten Feststoffes ist die Druckbedingung ρλ>p2>p3>p4, wobei p, der Druck der zweiten Gasdruckquelle 7, p2 der Druck der ersten Gasdruckquelle S, p, der Druck der dritten Gasdruckquelle 8 und p4 der Druck des Raumes 17 ist. Mittels der Waage 14 wird die zu
druckquelle (7, 8) angeordneten Meßgerät (16) den Istwert der durchflossenen Gasmenge der Gasströme höheren und niederen Druckes p, und p., erhält und über Regelventile (18, 18«) die Gas-
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung (13) mittels des Regelventils (18a) nur die Gasmenge des Gasstromes niederen Druckes p3 verstellt.
4. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Fluidisieren eines Feststoffes für die schmelzmetallurgische Behandlung von Metallen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- 50 entnehmende Feststoffmenge bestimmt. Die be
kennzeichnet, daß zum Entschwefeln von Roheisen mittels einer Tauchlanze fluidisiertes Kalziumkarbid in die Roheisenschmelze eingeblasen wird, wobei für die Feststoffmenge ein Sollwert von 40 bis 250 kg/min, vorzugsweise 100 bis 140 kg/min, und für das Gasmenge-ZFeststoffmenge-Verhältnis ein Sollwert von 2 bis 10 NL/ kg, vorzugsweise 4 bis 10 NL/kg, vorgegeben ist.
kannte Vorrichtung hat den in F i g. 3 dargestellten Zusammenhang zur Grundlage, wonach die geförderte Feststoffmenge Q (z. B. in kg/min) von der Druckdifferenz p2 — p3 abhängig ist:
Q = const. (p2 - P3).
Zeigt die Waage 14 z. B. an, daß zuwenig Feststoff 3 gefördert wird, so wird der Oberdruck p2 oberhalb des Feststoffes 3 im Behälter 1 erhöht. Wie insbesondere die F i g. 3 zeigt, erhöht sich mit stei-
gendem, auf der Abszisse aufgetragenem Oberdruck p2 die geförderte, auf der Ordinate aufgetragene Feststoffmenge Q. Durch die erhöhte Feststoff-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ent- menge Q pro geförderte Volumeneinheit erhöht sich nähme eines fluidisierbaren Feststoffes aus einem 65 aber auch der Druck p3 des Transportgases, jedoch Druckbehälter mit Waage für die Bestimmung der Ist- in geringerem Maße als der Oberdruck p2. Demzumenge des Feststoffes, in dessen oberen Bereich eine folge nimmt mit zunehmendem Oberdruck p2 auch verschließbare Einfüllöffnung und eine Gasleitung mit die Differenz zwischen Oberdruck p0 und Transport-
ί**μ&1 SrRÄmäÄf lSSt?1?J""" d™*q„eU= »»georctaeten MeBgerät den Istwert der
'4 V^KJZa Her Oberdruck ο heraWset^ c ui -u Iner weitefen bevorzugten Ausfuhrungsform
spreaeod ^ ^rdruck ρ herabgesetzt. Es bleibt verstellt die Regelvorrichtung mittels des Refelven-
s.^ W erw^lu^^ß^^ich am oberen Behal- tils nur die Gasmenge des Gasstromes niederen
iereade eine vorncntung zum Ablassen des Gases Druckes ρ
vorgesehen sein *""· 10 Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugs-
^ Die h1retnundden^a 8Jrn H ^ ^" wdse zum Fluidisieren eines Festetoffes für die
« Gasstrom ^J^^^^!™1 niedere» Dnik- schmelzmetallurgische Behandlung von Metallen ver-
:ä ^eSp1, ps, die ausschließlich die Gasmenge und damit wendet
- das Verhältnis Gas/Feststoff bestimmen. Das der drit- rw'κ» * w j ι. · j ι. 1 ^oasvci« ,,,opnrHn^iA r> ι Ü · Die bevorzugte Verwendung bei der schmelz-
Ji *" ΡΑίΐϊ Sn Prnrfortinnir. ϊ^ΐ^,Γ 15 metallurgischen Behandlung ist das Entschwefeln von
έ venül 12 das ™™*™^™£&" °h"f ™^- Roheisen mittels einer Tauchlanze, wobei fluidisiertes
^ "5"J*" der DrIk o TSl ^ ^ Kalzi^karbid in die Roheisenschmelze eingeblasen
|m«igen ab, wenn der Druck ρ ini Raum 17 gering- wird und für die Feststoffmenge ein Sollwert von 40
g^Dmckess^nkt^ Dies ist Z^B beim Ein- bis 250 kg/min, vorzugsweise 100 bis 140 kg/min,
- Wehen einer Tauchlanze in eine Metallschmelze der 20 und für das Gasmenge-ZFeststoffmenge-Verhältnis ein FaU. Das vorgesehene Druckreduzierventil 12 be- Sollwert von 2 bis 10 NL/kg, vorzugsweise 4 bis wirkt bei dieser Druckänderung daß eme gerin- I0 NL/kg, vorgesehen ist.
,ereGasmenge gefordert wird. Andererseits arbeitet Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
; das Drockreduziervenül 12 be, emern Druckabfall Fig. 2 dargestellt und wird im folgenden näher be-
des Druckes p4 so, daß eine erhöhte Gasmenge ge- a5 schrieben·
,ordert wird um dadurch wieder konstante Druck- Wie die eingangs beschriebene, bekannte Vorrich-
»erhaltnisse herzustellen lu wei$t dk erfindungsgemäße Vorrichtung den
Dies hat zur Folge, daß z.B. barn Entschwefeln Druckbehälter 1 mit der verschließbaren Einfüllen Roheisen beim Ein- und Ausfahren einer Tauch- öffnung 2 und dem verschließbaren Abfluß 4, 19 für bnze in eine Torpedopfanne bei hohen DurchHuß- 3o den Feststoff 3 auf. Zum Fluidisieren ist der doppel-Bengen flussiges Metall aus der Pfanne geworfen wandige Boden mit dem Behälterboden 10, dem wird. Zur Vermeidung der Auswürfe ist es erforder- zweiten gasdurchlässigen Boden 11 und dem Ben, den Torpedopfannenfüllgrad zu beschränken, dazwischenliegenden Raum 9 vorgesehen. In den wodurch die Kapazität verringert wird. Druckbehälter 1 mündet oben die erste Gasdruck-
Bei der in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform 35 quelle 5 mit dem Druck p2, in den Raum 9 die zweite kommt es außerdem bei starkem Druckabfall im Gasdruckquelle 7 mit dem Druck P1 und in den Ab-Raum 17 geringsten Druckes p4 zu Verstopfungen im fluß 4 die dritte Gasdruckquelle 8 mit dem Druck p„. Bereich des Raumes 9, da das Druckreduzierventil Von dort führt eine Leitung zum Raum 17 gering-12, wie vorher erläutert, so arbeitet, daß eine er- sten Druckes p4. Auch hier setzt die Förderung vorhöhte Transportgasmenge gefördert wird. Dies be- 40 aus, daß pt>pz>p3>pt ist. Außerdem ist für wirkt, daß der Druck P1 der Fluidisierungsgasmenge die Menge der Feststoffentnahme am Druckbehälün Raum 9 abfällt und im Verhältnis zum Ober- ter 1 die Waage 14 vorgesehen. Der Waage 14 ist die druck p2 oberhalb des Feststoffes 3 im Behälter 1 zu Regelvorrichtung IS zugeordnet, die den Ist-Wert gering wird. Die Folgeerscheinungen sind eine unzu- der Waage mit einem Soll-Wert vergleicht und demreichende Fluidisierung des Feststoffes und eine un- 45 entsprechend den Druck p2 der ersten Gasdruckgleichmäßige Entnahme. quelle 5 regelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Merk- In den von der zweiten und dritten Gasdruckmale für die Entnahmevorrichtung anzugeben, die quelle 7, 8 zum Raum 9 bzw. zum Abfluß 4 führeneine gute Fluidisierung bei gleichmäßiger Entnahme den Leitungen ist ein Meßgerät 16 für die Gasdurch · gewährleistet. Gemäß einer bevorzugten Aufgaben- 50 flußmenge sowie im Anschluß hieran ein regelbares Heilung soll eine Vorrichtung entwickelt werden, die Ventil 18 bzw. 18a vorgesehen. Zur Regelung der beim Einsatz bei der Entschwefelung von Roheisen Gasdurchflußmenge der zweiten und dritten Gasmit einer Tauchlanze in einer Torpedopfanne nicht druckquelle 7, 8 ist eine weitere Regelvorrichtung 13 mehr zu Störungen — wie Auswürfen — führt. vorgesehen, die den Ist-Wert der entnommenen Fest-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- 55 stoffmenge aufnimmt und diesen Wert unter Berücklöst, daß bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung sichtigung des vorgegebenen, konstanten Gas/Festzur Regelung eines konstant zu haltenden Gasmenge-/ stoff-Verhältnisses als Soll-Wert für die Gasdurch-Feststoffmenge-Verhältnisses eine Regelvorrichtung flußmenge vorgibt.
vorgesehen ist, die den von der Waage gemessenen Bei der Entschwefelung von Roheisen nach dem Istwert der Feststoffmenge (kg/min) und den Istwert 60 Tüuchlanzenverfahren wäre die Funktionsweise wie
der Gasmenge (NL/min) des Gasstromes höheren und folgt:
niederen Druckes P1 und p3 aufnimmt und bei Ab- Das angestrebte Gas/Feststoff-Verhältnis (Luft/
weichung von dem vorgegebenen Gasmenge-ZFest- Kalziumkarbid) soll 5 NL/kg betragen. Zu Beginn
stoffmenge-Verhältnis die Gasmenge (NL/min) mit- der Behandlung wird die Eintauchtiefe der Tauchtels der zweiten, steuerbaren Gasdruckquelle im Sinne 65 lanze geschätzt und z. B. gemäß F i g. 3 mittels der
einer Angleichung an den Sollwert verstellt. ersten Gasdruckquelle 5 ein Druck p2 eingestellt, der
Vorzugsweise erhält die Regelvorrichtung von annähernd dem gewünschten Wert des Feststoffes
einem im Anschluß an die zweite, steuerbare Gas- entspricht. Ebenso wird eine Anfangsstellung für das
Ventil 17 bzw. 18 α in der Zuleitung von der zweiten und dritten Gasdruckquelle gewählt, so daß das gewünschte Luft/Kalziumkarbid annähernd erreicht wird. Anschließend wird die Tauchlanze eingefahren und die Behandlung des Roheisens begonnen. Die pro Zeiteinheit entnommene Feststoffmenge wird durch die Regelvorrichtung IS geprüft. Stimmt der Ist-Wert mit dem Soll-Wert nicht überein, so wird der Druck p2 geregelt. Außerdem wird der Ist-Wert der entnommenen Feststoffmenge mittels der Regelvorrichtung 13 unter Berücksichtigung des vorgegebenen Gas/Feststoff-Verhältnisses laufend als Soll-Wert für die Regelung der Luftmenge vorgegeben.
Gemäß der Erfindung wird eine gleichmäßige Förderung des Feststoffes erreicht, da durch die Regelung der Volumina von Feststoff und Gas, wobei für das Gas die Normalbedingungen berücksichtigt werden, die eingangs beschriebene nachteilige Arbeitsweise des Druckreduzierventils 12 vermieden wird. Das bekannte, als Proportionalregler ohne Hilfskraft arbeitende Druckreduzierventil ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht notwendig.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß Druckschwankungen im Raum 17 keine plötzlichen Veränderungen in der Gasfördermenge hervorrufen, wodurch eine pulsierende Förderung wirkungsvoll vermieden wird. Außerdem entfallen die zu hohen Gasmengen beim Ein- und Ausfahren der Tauchlanze, die zu dem eingangs beschriebenen Auswurf von Metallschmelze führten. Verstopfungen auf Grund unzureichender Fluidisierung treten nicht mehr auf. Von
ίο besonderer Bedeutung ist, daß das Verhältnis Gas/ Feststoff konstant bleibt, was insbesondere bei Anwendungen auf dem Gebiet der Metallurgie von Bedeutung ist, z. B. konnte die Kapazität der Torpedopfannen, die vor Anwendung des erfindungsgemäßer Verfahrens auf 80% begrenzt war, auf 95°/o gesteigert werden.
Es ist hervorzuheben, daß sich die Anwendung de; erfindungsgemäßen Verfahrens auch beim Einbringer von anderen feinkörnigen oder pulverförmigen Fest stoffen in Metallschmelzen, z. B. Silizium oder Alu minium in Eisenschmelzen, als vorteilhaft erwiesei hat.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

2! 05 Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Entnahme eines fluidisierbaren Feststoffes aus einem Druckbehälter mit Waage für die Bestimmung der Istmenge des Feststoffes, in dessen oberen Bereich eine verschließbare Einfüllöffnung und eine Gasleitung mit einer ersten, insbesondere nach Maßgabe der Feststoffeiner ersten, insbesondere nach Maßgabe der Feststoffistmenge., steuerbaren Gasdruckquelle für einen Gasstrom mittleren Druckes/;, einmünden und der in seinem unteren Bereich einen Auflockerungsboden sowie eine verschließbare Ausflußöffnung mit einer Abflußleitung aufweist, welche in einen Raum geringsten Druckes p4 mündet, wobei in den Auflockerungsboden und in die Abflußleitung eine zweite und dritte Gasleitung mit einer zweiten, steuerbaren Gasdruck-
istmenge, steuerbaren Gasdruckquelle für einen io quelle einmünden für einen Gasstrom noneren üruk-Gasstrom mittleren Druckes p, einmünden und kes p. und niederen Druckes p3. ■ - ■ - - . Einzelne Merkmale der eingangs beschriebenen
Vorrichtung sind aus folgenden Vorveröffentlichun-
een bekanntgeworden: OE-PS 253 417, DT-AS
O _____ ™_P __ η t _ _t ο r_-> ο 1 TPkT1 DC 1 1ΛΤ7Γ/·
der in seinem unteren Bereich einen Auflockerungsboden sowie eine verschließbare Ausflußöffnung mit einer Abflußleitung aufweist, welche o — „
in einen Raum geringsten Druckes p4 mündet, wo- 15 1140 863,DT-AS 1 148 938 und DT-PS 1147 756.
bei in den Auflockerungsboden und in die Ab- Weiterentwicklungen auf der Grundlage dieser An-
' " ' meidungen haben zu einer Vorrichtung geführt, wie
sie in F i g. 1 und 3 dargestellt ist und im folgenden
näher beschrieben wird:
llußleiiung eine zweite und dritte Gasleitung mit einer zweiten, steuerbaren Gasdruckquelle einmünden für einen Gasstrom höheren Druckes p,
und niederen Druckesp,, dadurch gekenn- 2o In Fig. 1 ist der Druckbehälter mit 1, die verzeich η e t, daß zur Regelung eines konstant zu schließbare Einfüllöffnung mit 2, der eingefüllte Feststoff mit 3 und der verschließbare Abfluß mit 4, 19 bezeichnet. Mit S, 7 und 8 sind an Gasdruckquellen
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