DE2259017B1

DE2259017B1 - Method and control device for adding auxiliary fuels to the blowing wind of a blast furnace

Info

Publication number: DE2259017B1
Application number: DE2259017A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. 4032 Lintorf Grieser; Gerhard Dr.-Ing. 4100 Duisburg Winzer
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1972-11-28
Filing date: 1972-11-28
Publication date: 1974-05-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusetzen von Hilfsbrennstoffen, z. B. Heizöl, in den Blaswind eines Hochofens unter Verwendung einer Regeleinrichtung, um die jeder Blasform des Hochofens zugesetzte Ölmenge den Ofenbedingungen anzupassen.The invention relates to a method for adding auxiliary fuels, e.g. B. heating oil, in the wind of a blast furnace using a control device to control the amount added to each blow mold of the blast furnace Adjust the amount of oil to the furnace conditions.

Es ist bekannt, Hilfsbrennstoffe, z. B. Heizöl, dem Hochofen durch Eindüsen des flüssigen Brennstoffes an den einzelnen Blasformen in den Strom heißer Verbrennungsluft zuzuführen. Der Zusatz erfolgt durch eine oder mehrere öffnungen in der wassergekühlten Kupferblasform. Auch ist es bekannt, hierzu besondere Düsenformen zu verwenden und mit Zerstäubungsmedien zu arbeiten. In anderen Fällen werden Lanzen, die mit einer oder mehreren nach verschiedenen Seiten gerichteten Austrittsöffnungen für das Heizöl ausgerüstet sind, möglichst zentrisch in den Windstrom gebracht, um eine gleichmäßigeIt is known to use auxiliary fuels, e.g. B. heating oil, the blast furnace by injecting the liquid fuel to supply hot combustion air to the flow of the individual blow molds. The addition is made through one or more openings in the water-cooled copper blow mold. It is also known to do this to use special nozzle shapes and to work with atomizing media. In other cases are lances with one or more outlet openings directed towards different sides are equipped for the heating oil, brought as centrically as possible into the wind flow in order to achieve a uniform

ίο Verteilung des zerstäubten Heizöls im Windstrom zu erreichen. Teilweise werden auch hierbei dem Heizöl besondere Additive, wie Wasser, auch in emulgierter Form, Dampf, Preßluft oder Reduktions- und Brenngase verschiedener Art zugesetzt, um eine feinere Verteilung deröltröpfchen und damit eine schnellere Verbrennung zu erreichen. Das Ziel dieser Maßnahmen ist, eine möglichst vollständige Vergasung des Heizöls im Raum der Blasform oder kurz danach zu erzielen. Nur so ist eine gute Ausnutzung des Heizöls als Reduktionsmittel zu erreichen und eine Rußbildung zu vermeiden. Die Rußbildung führt zu einer schlechteren Heizölausnutzung, Verschmutzung und Korrosionsgefährdung der Gasreinigungseinrichtungen und des nachgeschalteten Gasleitungssystems für die gereinigten Gase sowie eine Verfälschung der Gasanalyse.ίο To achieve distribution of the atomized heating oil in the wind power. Partly also here the heating oil special additives such as water, also in emulsified form, steam, compressed air or reducing and fuel gases various types are added in order to achieve a finer distribution of the oil droplets and thus a faster distribution To achieve combustion. The aim of these measures is to achieve as complete a gasification as possible To achieve heating oil in the area of the blow mold or shortly afterwards. This is the only way to make good use of the heating oil as a reducing agent and to avoid soot formation. The soot formation leads to a poor fuel oil utilization, pollution and risk of corrosion of the gas cleaning equipment and the downstream gas line system for the cleaned gases as well as a falsification of the Gas analysis.

Wesentlich für eine gute Ausnutzung des Heizöls ist seine gleichmäßige Verteilung auf alle Blasformen des Hochofens. Hierzu sind die Einrichtungen zum Einblasen von Heizöl entweder mit Dosierpumpen für jede einzelne Blasform oder Blasformgruppe ausgerüstet, die eine gleichbleibende Verteilung ermöglichen. Ein anderer Weg zur gleichmäßigen Verteilung besteht darin, hinter einer oder mehreren Vorlageleitungen des Hochofens für Öl die ölmenge, die zu jeder Blasform fließt, zu messen und ihre Menge so einzustellen, daß eine gleichmäßige Verteilung erfolgt. For a good utilization of the heating oil it is essential that it is evenly distributed over all blow molds of the blast furnace. For this purpose, the devices for injecting heating oil are either with metering pumps Equipped for each individual blow mold or blow molding group, which enable a constant distribution. Another way of even distribution is behind one or more feed lines of the blast furnace for oil to measure the amount of oil that flows to each blow mold and its amount set so that it is evenly distributed.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Art der Regelung den Anforderungen für das Einblasen von Ölmengen über etwa 90 kg/t Roheisen und insbesondere bei den Verfahren, die mit Zusatz von Additiven oder Wasser bzw. Dampf und besondere Einblastechniken weit größere Zusatzmengen von Heizöl ermöglichen sollen, in den meisten Fällen nicht genügen. Die theoretisch möglich erscheinenden Zusatzmengen können tatsächlich nicht eingebracht werden. Es hat sich herausgestellt, daß bei all diesen bekannten Verfahren immer wieder Störungen des Ofenbetriebes zu verzeichnen sind.It has been found that this type of regulation meets the requirements for the injection of quantities of oil over about 90 kg / t pig iron and especially in the case of processes that involve the addition of additives or water or steam and special injection techniques, much larger additional quantities of heating oil should enable, in most cases not sufficient. The theoretically possible additional amounts cannot actually be introduced. It has been found that with all of these known methods are repeatedly recorded disturbances of the furnace operation.

Die Störungen ergeben sich daraus, daß bei gleichbleibendem Winddruck und Rückgang der Windmenge an einer Blasform die fest eingestellte ölmenge beibehalten wird. Zu ihrer Vergasung steht nicht genügend Verbrennungsluft zur Verfügung. Es tritt Rußbildung ein oder sogar ein Vollaufen der Düsenspitze mit öl, das meist zu ihrer Zerstörung führt und eine Gefährdung der Umgebung bedeutet. Um diese Störungen zu vermeiden, wird der Ölzusatz auf eine weit geringere Höhe eingestellt als er theoretisch möglich wäre und damit wenigstens eine gewisse Reserve gegenüber Schwankungen in der Windannahme an Einzelformen geschaffen.The disturbances result from the fact that with constant wind pressure and a decrease in the amount of wind the fixed amount of oil is maintained in a blow mold. There is not enough to say that they were gassed Combustion air available. Soot is formed or the nozzle tip is even filled with oil, which usually leads to its destruction means a hazard to the environment. In order to avoid these disturbances, the oil addition is reduced to a set far lower than it would be theoretically possible and thus at least a certain reserve created against fluctuations in the wind assumption on individual forms.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Nachteile zu vermeiden, die auf die Tonne erzeugten Roheisens bezogene Einsatzmenge an öl unter Vermeidung einer Rußbildung zu erhöhen und eine Verbesserung des Ofenganges zu erzielen.The object of the invention is to avoid the disadvantages outlined which were created on the barrel To increase pig iron-related amount of oil while avoiding soot formation and an improvement of the oven gear.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusetzen von Hilfsbrennstoff en, ζ. Β. Heizöl oder anderen Kohlenwasserstoffen, und deren Beimengungen wie Preßluft, Dampf, Wasser oder Sauerstoff zum Blaswind eines Hochofens im Bereich des Düsenrohres oder der Windform und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des durch den Blaswind einer Blasform dem Ofeninnern zugeführten Hilfsbrennstoffes in Abhängigkeit von der in der einzelnen Blasform durchgesetzten Windmenge geregelt wird.The invention relates to a method for adding auxiliary fuels, ζ. Β. Heating oil or other hydrocarbons, and their admixtures such as compressed air, steam, water or oxygen Blowing wind of a blast furnace in the area of the nozzle pipe or the wind form and is characterized by that the amount of auxiliary fuel supplied to the interior of the furnace by the blowing wind of a blow mold is regulated depending on the amount of wind applied in the individual blow mold.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Menge des Hilfsbrennstoffes proportional der Windmenge in der einzelnen Blasform geregelt.According to a further feature of the invention, the amount of auxiliary fuel is proportional to the The amount of wind in the individual blow mold is regulated.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Hilfsbrennstoffmenge innerhalb vorgegebener unterer und oberer Grenzwerte der Windmenge zu regeln. It has been found to be particularly advantageous to keep the amount of auxiliary fuel within a predetermined lower and to regulate upper limit values for the amount of wind.

Im Zusammenhang mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch hier von Bedeutung, daß in an sich bekannter Weise der Hilfsbrennstoff in feinen Strahlen in der Blasform des Hochofens in den Heißwindstrom eingedüst wird, wobei die Geschwindigkeitsvektoren des Heißwindes und des Hilfsbrennstoffes senkrecht oder nahezu senkrecht zueinander stehen.In connection with the present process according to the invention, it is also important here that in a known manner the auxiliary fuel in fine rays in the blow mold of the blast furnace in the hot breeze is injected, with the speed vectors of the hot breeze and the Auxiliary fuel are perpendicular or almost perpendicular to each other.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Regelung der zuzusetzenden ölmenge zunächst die Windmenge ermittelt, die an jeder einzelnen Blasform durchgesetzt wird. Hierzu wird an der Stichleitung von der Heißwindringleitung zur Windform ein vom Winddurchsatz abhängiger Wirkdruck gewonnen und durch einen Meßumformer in ein durchflußproportionales elektrisches Signal umgewandelt.In a further embodiment of the invention, when regulating the amount of oil to be added determines the amount of wind that is applied to each individual blow mold. This is done on the branch line an effective pressure dependent on the wind throughput is obtained from the hot wind ring line to the wind form and converted by a transducer into an electrical signal proportional to the flow.

Der Wirkdruck (Differenzdruck) kann entstehen durch Abnahme an einem in die Stichleitung eingesetzten keramischen Venturirohr, durch Druckentnahme am Außen- und Innenradius eines Krümmers in der Stichleitung oder durch Differenzdruckmessung über die ganze oder einen Teil der Stichleitung.The differential pressure (differential pressure) can result from a decrease in one installed in the branch line ceramic Venturi tube, by taking pressure off the outer and inner radius of a bend in the branch line or by measuring the differential pressure over all or part of the branch line.

Das Ausgangssignal des Meßumformers dient als Führungsgröße für einen elektronischen Regler, dem ein ebenfalls mengenproportionales Ölmengen-Signal zugeführt wird. Dieser Regler hält das wählbare Verhältnis zwischen Wind- und Ölmenge konstant, indem das Regelsignal auf einen Stellmotor geführt wird, der ein Stellorgan in der ölzuführungsleitung verstellt. Bei Unter- oder Überschreitung diskreter am Regler einstellbarer Schwellwerte können zudem bestimmte ölmengen unabhängig von der Windmenge konstant gehalten bzw. der ölfluß abgeschaltet werden, z.B. bei Unterschreitung von 30% der maximalen Ölmenge.The output signal of the transmitter serves as a reference variable for an electronic controller, the a volume-proportional oil volume signal is also supplied. This controller holds the selectable ratio between the amount of wind and the amount of oil constant, as the control signal is fed to a servomotor that adjusts an actuator in the oil supply line. When falling below or exceeding more discreet Threshold values that can be set on the controller can also control certain amounts of oil regardless of the amount of wind kept constant or the oil flow switched off, e.g. if it falls below 30% of the maximum Amount of oil.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Druck- und Temperaturkorrektur der gemessenen Windmenge vorgenommen. Die hierfür erforderlichen Meßwerte können mit hinreichender Genauigkeit von einer zentralen Stelle aus, z. B. aus der Heißwindringleitung, für alle Formen abgenommen werden.In a further embodiment of the invention, a pressure and temperature correction of the measured Wind amount made. The measured values required for this can be measured with sufficient accuracy of from a central point, e.g. B. from the hot wind ring line, can be removed for all shapes.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung beispielhaft erläutert werden.The invention is to be explained by way of example with the aid of the drawing.

Die Figur zeigt im linken Teilbild einen einfachen Regelkreis und im rechten Teilbild einen Regelkreis unter Einbeziehung des Winddruckes und der Windtemperatur. The figure shows a simple control loop in the left part and a control loop in the right part taking into account the wind pressure and the wind temperature.

In der Gestellwand 1 eines Hochofens sind in an sich bekannter Weise die Blasformen 2 angeordnet. Die Blasformen 2 sind über eine Stichleitung 3 mit der Heißwindringleitung 4 verbunden. In der Stichleitung 3 ist ein keramisches Venturirohr 5 eingesetzt. Der hier erhaltene mengenproportionale Meßwert wird in einem Meßumwandler 6 in ein elektrisches Signal umgesetzt und als Führungsgröße auf einen elektronischen Regler 7 gegeben. Analog wird der ölzufuhrleitung 8 zur Eindüsstelle 9 ein mengenproportionales Ölmengen-Signal 10 entnommen und ebenfalls auf einen Meßwertumformer 11 gegeben. Der in ein elektronisches Signal umgesetzte Meßwert wird als Istwert auf den Regler 7 gegeben. Dieser Regler 7 hält das Verhältnis zwischen ölmenge und Windmenge konstant, indem das Regelsignal auf einen Stellmotor 12 geführt wird, der ein Ventil 13 in der ölzuführungsleitung 3 verstellt.In the frame wall 1 of a blast furnace, the blow molds 2 are arranged in a manner known per se. The blow molds 2 are connected to the hot wind ring line 4 via a branch line 3. In the branch line 3, a ceramic Venturi tube 5 is inserted. The measured value proportional to the quantity obtained here is converted in a transducer 6 into an electrical signal and as a reference variable to a electronic controller 7 given. Similarly, the oil supply line 8 to the injection point 9 is proportional to the amount Oil quantity signal 10 is taken and also sent to a transducer 11. The measured value converted into an electronic signal is sent to the controller 7 as an actual value. This Controller 7 keeps the relationship between the amount of oil and the amount of wind constant by the control signal a servomotor 12 is guided, which adjusts a valve 13 in the oil supply line 3.

Im rechten Teilbild Ib ist der vorbeschriebene grundsätzliche Regelkreis in gleicher Weise aufgebaut. Die Bezugszeichen der entsprechenden Elemente sind mit einem Strich' gekennzeichnet. Zwischen dem Meßwertumwandler 6' für die Windmengenmessung und dem Regler T ist ein Rechengerät 14' eingeschaltet, das die Signale der Windtemperaturmessung 15' und Winddruckmessung 16' als Korrekturgrößen bei Abgabe des Windmengensignals an den Regler T berücksichtigt.In the right part Ib , the basic control loop described above is structured in the same way. The reference symbols of the corresponding elements are marked with a prime '. A computer 14 'is connected between the transducer 6' for the wind quantity measurement and the controller T , and takes into account the signals from the wind temperature measurement 15 'and wind pressure measurement 16' as correction variables when the wind quantity signal is sent to the controller T.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for adding auxiliary fuels, e.g. B. heating oil or other hydrocarbons, and their admixtures such as compressed air, steam, water or oxygen to the blowing wind of a blast furnace in the area of the nozzle pipe or the tuyere, characterized in that the amount of the blow mold fed to the interior of the furnace by the blowing wind Auxiliary fuel depending on the amount of wind pushed through in the individual blow mold is regulated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the auxiliary fuel is proportional the amount of wind in the individual blow mold is regulated.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the amount of auxiliary fuel is regulated within specified upper and lower limit values for the amount of wind.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary fuel is injected into the hot blast stream in fine jets in the blow mold of the blast furnace, whereby the Velocity vectors of the wind and the auxiliary fuel perpendicular to each other or stand almost vertically.

5. Circuit arrangement for regulating the additional amount of auxiliary fuels to the blowing wind of a blast furnace according to claim 1, characterized in that in the branch line (3) for the wind supply to a single blow mold (2) devices (5, 5 ') are arranged, which one of the Provide a measured value proportional to the amount of wind that this measured value is sent to a transducer (6,6 ') and the measured value converted into an electrical signal is fed to a controller (7, T) , so that the controller (7, T) also receives a signal from the measuring point ( 10, 10 ') obtained and in the transducer (11, 11') converted signal of the amount of oil added to a blow mold (2) receives and the controller (7, T) via a servomotor (12, 12 ') and a valve (13, 13 ') controls the amount of oil added.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that between the transducer (6 ') a computer (14') is switched on for the amount of wind and the controller (7 '), taking into account the measured values for wind pressure (16 ') and wind temperature (15') Gives corrected signal for the amount of wind to the controller (7 ').