DE2548704A1 - Einrichtung zur winderhitzung - Google Patents

Einrichtung zur winderhitzung

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DE2548704A1
DE2548704A1 DE19752548704 DE2548704A DE2548704A1 DE 2548704 A1 DE2548704 A1 DE 2548704A1 DE 19752548704 DE19752548704 DE 19752548704 DE 2548704 A DE2548704 A DE 2548704A DE 2548704 A1 DE2548704 A1 DE 2548704A1
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DE
Germany
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regenerators
combustion chamber
stoves
wind
heat
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DE19752548704
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English (en)
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Fritz Jakob
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Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00Stoves for heating the blast in blast furnaces
    • C21B9/14Preheating the combustion air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00Stoves for heating the blast in blast furnaces

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Winderhitzung
  • Die Errindung betrifft eine Einrichtung zur Winderhitzung mit mindestens zwei umschaltbaren, mit einer Wärmespeichermasse gefüllten Regeneratoren und mit Brennkammern zur Erzeugung mn der Erwärmung der Speichermasse dienenden heißen Gasen durch Verbrennen von Brennstoffen mit Luft.
  • Winderhitzer werden in der HUttenindustrie zur Durchführung des Hochofenprozesses benötigt. Der Wind, d.h. erhitzte Luft, wird in den Hochofen eingefUhrt und dient dort zur Oxidation des Kokses zu Kohlenmonoxid. Dieses wiederum wird bei der anschließenden Reduktion der oxidischen Erze zu Metallen zu Kohlendioxid oxidiert.
  • Die in der HUttenindustrie bekannten Winderhitzer sind aufrecht stehende TUrme, die im wesentlichen aus einem mit einer wärme speichernden Masse ausgefUllten Speicherraum und einer schachtartig ausgebildeten Brennkammer bestehen. Speicherraum und Brennkammer sind direkt nebeneinander angeordnet und stehen in der Kuppel des Winderhitzers miteinander in Verbindung. Die Wärmespeichermasse besteht im allgemeinen aus gesetzten Formsteinen.Der Winderhitzer arbeitet als Regenerator, d.h. fUr einen kontintierlichen Betrieb sind mindestens zwei Winderhitzer ndtig.
  • Durch den im unteren Teil der Brennkammer angeordneten Brenner werden die zugeführten Brenngase, vorwiegend Gichtgase aus dem Hochofen, mit Lurt-verbrannt. Sie strömen durch den Brennschacht aufwärts, werden in der Kuppel umgelenkt und geben ihren Wärmeinhalt im Speicherraum teilweise an die gemauertenStine ab.
  • Sobald diese die höchstzulässige Temperatur erreicht\absn, wird die Warmperiode abgebrochen und die Windperiode eingeteltet.
  • Dabei wird die zu erhitzende Luft entgegen der ursprünglichen Richtung der Brenngase durch die W§rmespeichermasse geleitet.
  • Sie erwärmt sich dort bis auf die Temperatur der Speichermasse und wird anschließend durch den Brennschacht abgefUhrt. Während der Windperiode ist der Brenner abgeschaltet.
  • Der Betrieb derartiger Winderhitzer hat mehrere Nachteile. Jeder Winderhitzer besitzt zur Erzeugung der heißen Brenngase einen eigenen Brenner und einen eigenen Brennschacht. Dies fUhrt zu großen Toträumen und dadurch bedingten erheblichen Schaltverlusten. Außerdem massen die Brenner periodisch an- und wieder abgeschaltet werden, weshalb ihre Auslastung nur 50 % beträgt. Die bei großer Wärmekapazität geringe Oberfläche der Steine ist die Ursache dafür, daß fUr einen ausreichenden Wärme-Ubergang zwischen Steinen und Gas und damit zwischen den Uber die Steine Wärme austauschenden Gasen große mittlere Temperaturdifferenzen erforderlich sind. Da die Temperaturdifferenz am kalten Ende der Winderhitzter besonders klein gehalten werden soll, treten am warmen Ende entsprechend große Temperaturdifferenzen und damit Temperaturschwankungen bis zu mehreren 1000C auf. Diese Schwankungen der Windtemperatur mUssen durch zusätzliche Regelvorrichtungen unter Zumischung von kalter tuft ausgeglichen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Winderhitzung zu entwickeln, die, besonders hinsichtlich der RaumausnUtzung und der Nutzung der zur Verfugung stehenden hohen Temperaturen zweckmäßiger ist als die bekannten Winderhitzer.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwei oder mehrere Regeneratoren einer gemeinsamen, kontinuierlich- arbeitenden Brennkammer zugeordnet sind.
  • Der gemeinsame Brenner wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung getrennt von den Regeneratoren aufgestellt, die damit im wesentlichen nur noch den Speicherraum umfassen, und durch Leitungen, in denen sich Schaltorgane befinden, mit ihnen verbunden Die räumlich aufwendigen und für die Wärmespeicherung nicht ausnutzbaren Brennschächte entfallen. Der Brenner kann kontinuierlich betrieben werden und seine Auslastung beträgt nahezu 100 %.
  • Eine weitere vorteilhafte- Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Wärmespeichermasse eine die Regeneratoren nahezu vollständig ausfüllende Schüttung ist. Kleine Füllkörper geben ihren Wärmeinhalt aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Oberfläche und kleinen Wärmeleitwege schon bei kleinen Temperaturdifferenzen ausreichend schnell ab. Infolgedessen kann der Regenerator mit einer wesentlich kleineren mittleren Temperaturdifferenz betrieben und der Wind auf höhere Temperaturen angewärmt werden. Bei richtiger ProzeßfUhrung sind die Temperaturschwankungen des Heißwindes im kontinuierlichen Betrieb daher im Falle der SchUttung wesentlich geringer als im Falle der gesetzten Steine.
  • Um den Totraum Uber der Wärmespc3ichermasse soweit wie möglich zu verringern, ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit Vorteil so ausgebildet, daß in den an die Enden der Regeneratoren angeschlossenen Rohrleitungen zur Steuerung des Prozeßablaufes dienende Schalt organe möglichst nahe an den Regeneratoren angeordnet sind. Eine spezielle ftusfUhrung, besteht weiter darin, daß die Schaltorgane an einem Ende der Regeneratoren als selbsttätige RUckschlagventile ausgebildet sind.
  • Die Abbildung zeigt eine schematische Darstellung eines AusfUhrungsbeispieles der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Winderhitzung.
  • Die Regeneratoren 1 und 2 sind mit einer wärmespeichernden Schüttung 3 gefUllt. Der Regenerator 1 befindet sich in der Windperiode (Kaltperiode), der Regenerator 2 in der Rauchgasperiode (Warmperiode). In einer Brennkammer 4 werden die bei fUnf einströmenden Brenngase (Gichtgase) mit der bei 6 eintretenden Luft verbrannt. Die heißen Rauchgase gelangen durch eine Leitung 7 und ein RUckschlagventil 8 in den Regenerator 2, erwärmen dort die wärmespeichernde Schüttung 3 und strömen dann durch ein Schaltorgan 9 und eine Leitung 10 in den Schornstein 11.
  • Gleichzeitig wird bei 12 die zu erhitzende Luft (Kaltwind) eingeleitet und Uber eine Leitung 13 und ein Schaltorgan 14 dem Regenerator 1 zugeftihrt. Nach WHrmeauNnahme aus der Speichermasse 3 verläßt die Luft Uber ein RUckschlagventil 15 und eine Leitung 16 bei 17 die Anlage als Heißwind, Der Druck während der Warmperiode liegt nur um einen geringen Betrag Uber Atmosphärendruck. Während der Kaltperiode dagegen wird ein Druck von 4-5 bar aufrechterhalten.
  • -Die Steuerung der RUckschlagventile erfolgt durch die sich hieraus ergebenden Druckdifferenzen. In der durch die Abbildung. dargestellten Situation ist der im Regenerator 1 sowie den Rohrleitungen 13 und 16 herrschende Druck um den Faktor 4 bis 5 höher als der Druck im Regenerator 2 sowie den Rohrleitungen 7 und 10. Infolgedessen sind die RUckschlagventile 18 und 19 geschlossen, während die RUcksohlagventile 15 und 8 geöffnet sind.
  • Die einstellbaren Ventile 14 und 9 sind geöffnet, die Ventile 20 und 21 geschlossen. Am Ende einer Periode werden die Ventile 9 und 14 geschlossen, die Ventile 20 und 21 geöffnet. Die im Regenerator 1 befindliche Luft strömt durch das Schaltorgan 20 aus, wobei ihr Anteil an Kompressionsenergie verlorengeht (Schaltverlust), während sich im Regenerator 2 der Druck der Windperiode Uber Ventil 21 aufbaut. Das Rückschlagventil 8 schließt, und das RUckschlagventil 19 öffnet, sobald der Druck im Regenerator 2 den in Leitung 16 Ubersteigt. Das RUckschlagventil 15 schließt, sobald der Druck im Regenerator 1 unter den in der Leitung 16 gesunken ist. Das RUckschlagventil 18 öffnet, sobald der Druck im Regenerator 1 durch weiteres Ausströmen des Lurtinhaltes Uber Ventil 20 und Leitung 10 unter den Druck in Leitung 7 abgesunken ist. Damit ist der Periodenwechsel vollzogen.

Claims (4)

  1. Patentansprtlche 1. Einrichtung zur Winderhitzung mit mindestens zwei umschaltbaren, mit einer Wärmespeichermasse gefüllten Regeneratoren und mit Brennkammern zur Erzeugung von der Erwärmung der Speichermasse dienenden heißen Gasen durch Verbrennen von Brennstoffen mit Luft, dadurch gekennzeichnet, daß Jeweils zwei oder mehrere Regeneratoren einer gemeinsamen, kontinuierlich arbeitenden Brennkammer zugeordnet sind.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeichermasse eine die Regeneratoren nahezu vollständig ausfUllende Schüttung ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den an die Enden der Regeneratoren angeschlossenen Rohrleitungen zur Steuerung des Prozeßablaufes dienende Sohaltorgane möglichst nahe an den Regeneratoren angeordnet sind.
  4. 4. Winderhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltorgane an einem Ende der Regeneratoren als selbstt&tige Rtlckschlagventile ausgebildet sind.
DE19752548704 1975-10-30 1975-10-30 Einrichtung zur winderhitzung Withdrawn DE2548704A1 (de)

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DE19752548704 DE2548704A1 (de) 1975-10-30 1975-10-30 Einrichtung zur winderhitzung
BE6045997A BE854373A (fr) 1975-10-30 1977-05-06 Dispositif de chauffage de vent pour haut fourneau

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DE (1) DE2548704A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2751621A1 (de) * 1977-11-18 1979-05-23 Linde Ag Winderhitzer
CN101413039B (zh) * 2008-11-04 2010-06-02 首钢总公司 连续送风式高风温热风炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2751621A1 (de) * 1977-11-18 1979-05-23 Linde Ag Winderhitzer
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