DE29706367U1 - Injector for conveying free-flowing bulk goods, e.g. Coal dust, plastic granules or sand (metering feed injector) - Google Patents

Injector for conveying free-flowing bulk goods, e.g. Coal dust, plastic granules or sand (metering feed injector)

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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G53/00Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
    • B65G53/34Details
    • B65G53/40Feeding or discharging devices
    • B65G53/42Nozzles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)

Description

Beschreibung:Description:

Injektor zum Einbringen rieselfähiger Schüttgüter mit geringem oder hohem spezifischen Gewicht in metallurgischen Schmelz- oder Verbrennungsaggregate, bei dem die stufenlos regulierbare Dosierung des Austrages der staubförmigen oder feinkörnigen Produkte aus pneumatisch betriebenen Transportgefaßen die Prozeßautomatisierung ermöglicht.Injector for introducing free-flowing bulk materials with low or high specific weight into metallurgical melting or combustion units, where the continuously adjustable dosage of the discharge of the dusty or fine-grained products from pneumatically operated transport vessels enables process automation.

Stand der Technik:State of the art:

Der Einsatz pneumatischer Transportgefäße zum Transport staubförmiger oder feinkörniger Produkte, welche als Energieträger, Zuschlags- oder Legierungsstoffe in weiteren Bereichen industrieller Prozesse in Produktionsaggregate eingebracht werden müssen, ist heute allgemein Stand der Technik. Im Zuge der immer weiter fortgeschrittenen Automatisierung und Entwicklung der Produktionsprozesse ist es erforderlich, die Zugabemengen der einzublasenden Produkte in Abhängigkeit von physikalischen und chemischen Eigenschaften genau in engen Grenzen dosieren zu können, bei Bedarf die Mengströme während des Produktionsprozesses verändern zu können und über den zeitlichen Verlauf des Produktionsprozesses nach vorgegebenen Ablaufplänen oder durch individuell erfaßte, zeitlich veränderliche Regelgrößen steuern zu können.The use of pneumatic transport containers for transporting dusty or fine-grained products, which must be introduced into production units as energy sources, additives or alloying materials in other areas of industrial processes, is generally state of the art today. As automation and development of production processes continue to advance, it is necessary to be able to precisely dose the quantities of products to be blown in within narrow limits depending on physical and chemical properties, to be able to change the flow rates during the production process if necessary and to be able to control the course of the production process over time according to predetermined flow plans or using individually recorded, time-varying control variables.

Dieser Injektor umfaßt den bedarfsgerechten Eintrag von Schüttgütern mit geringen und/oder hohen spezifischen Schüttgewichten von 1,0 bis 7,0 g/cm3 in metallurgische Aggregate, wie etwa Hochöfen zur Roheisenproduktion, Kupolöfen zur Erzeugung von Gießereiroheisen oder Elektroöfen, sowie Konvertoren zur Stahlproduktion, als auch Drehrohr- und Verbrennungsöfen. Die Schüttgüter können eine Korngröße von 0-20mm aufweisen, vorzugsweise jedoch zwischen 0-4mm.This injector includes the required introduction of bulk materials with low and/or high specific bulk densities of 1.0 to 7.0 g/cm3 into metallurgical units, such as blast furnaces for pig iron production, cupola furnaces for the production of foundry pig iron or electric furnaces, as well as converters for steel production, as well as rotary kilns and combustion furnaces. The bulk materials can have a grain size of 0-20mm, but preferably between 0-4mm.

Als Schuttgüter, die in diese metallurgischen Aggregate eingebracht werden sollen, sind insbesondere aufgearbeitete Gemische aus Walzzunderschlämmen, Filterstäube, Aschen aus Kraftwerken, Kohle oder Koks, Rückstände aus Schredderanlagen, Plastik oder Feinstäube aus der Direktreduktion anzusehen, wobei die Gehalte der einzelnen Komponenten im Gemisch nicht festgelegt sind, sondern je nach Anfall stark variieren können. Typische Gemischzusammensetzungen enthalten z.B. 40% Filterstaub, 40% Walzzunderschlamm und 20% Kohle mit Schüttgewicht von ca. 2,6 g/cm3.The bulk materials to be introduced into these metallurgical units include, in particular, processed mixtures of mill scale sludge, filter dust, ash from power plants, coal or coke, residues from shredding plants, plastic or fine dust from direct reduction, whereby the contents of the individual components in the mixture are not fixed but can vary greatly depending on the amount. Typical mixture compositions contain, for example, 40% filter dust, 40% mill scale sludge and 20% coal with a bulk density of approx. 2.6 g/cm3.

Hochofen und Kupolofen:Blast furnace and cupola furnace:

Für einen störungsfreien Betrieb eines Hochofens ist es erforderlich, einen gleichmäßigen Stoffmengenstrom fur eine lange Zeit aufrecht erhalten zu können. Der Eintrag der Gemische über eine Lanze, die in die Windformen unterhalb der Heißwindleitung eingebracht wird. Je nach den Anforderungen des Betreibers kann die Zahl der Lanzen zwischen 3 und 15 betragen, üblicherweise 4 bis 8. Entscheidend ist nun, daß der Eintrag je Lanze individuell geregelt wird, da beispielsweise der Gegendruck, der an der Austragsseite innerhalb des Hochofens herrscht, nicht konstant ist, sondern räumlich und zeitlich veränderlich ist. Auf der anderen Seite hängt die Menge an Gemisch, die pro Zeiteinheit eingeblasen werden kann, von Faktoren, wie Durchgasung des Ofens, Energiebedarf für das Einschmelzen des Gemisches oder der Beeinflussung der Schmelzzusammensetzung ab. Je nach Anforderungen sind pro Windform Einblasraten von 10 bis max. 100 kg/min, erforderlich, üblicherweise jedoch 20 -50 kg/min, und Windform.For trouble-free operation of a blast furnace, it is necessary to be able to maintain a consistent flow of material over a long period of time. The mixtures are fed in via a lance that is introduced into the blast molds below the hot blast line. Depending on the operator's requirements, the number of lances can be between 3 and 15, usually 4 to 8. It is now crucial that the feed for each lance is regulated individually, since, for example, the counterpressure that prevails on the discharge side within the blast furnace is not constant, but changes spatially and temporally. On the other hand, the amount of mixture that can be blown in per unit of time depends on factors such as gassing of the furnace, energy requirements for melting the mixture or the influence on the melt composition. Depending on the requirements, blowing rates of 10 to max. 100 kg/min are required per wind shape, but usually 20 -50 kg/min, and wind shape.

Elektro-Ofen:Electric oven:

Neben dem Hochofen ist der Elektroofen das wichtigste metallurgische Aggregat, bei dem der Injektor Anwendung findet. Hauptziel beim Einblasen der beschriebenen Gemische in den Elektroofen ist neben der Rückführung prozeßeigener, aber auch prozeßfremder Reststoffe, die Bildung einer stabilen Schaumschlacke, mit ihren bekannten Vorteilen für den Schmelzprozeß. Üblicherweise wird die Zugabe des Kohlenstoffträgers für die Schaumschlackenbildung heute noch von Hand und nach Gutdünken des Ofenpersonals vorgenommen.In addition to the blast furnace, the electric furnace is the most important metallurgical unit in which the injector is used. The main aim of blowing the mixtures described into the electric furnace is, in addition to the recycling of residual materials from the process itself and from outside the process, the formation of a stable foam slag, with its well-known advantages for the melting process. The addition of the carbon carrier for the formation of foam slag is usually still carried out by hand and at the discretion of the furnace personnel.

Der Injektor stellt sicher, daß die Zugabe des Gemisches automatisch erfolgen kann, wobei die Menge, die pro Zeiteinheit über eine oder mehrere Lanzen oder eine Hohlelektrode eingeblasen wird, entweder über ein vorgegebenes Fahrdiagramm festgelegt wird oder aber durch ein neuartiges Regelsystem ständig überprüft und optimiert wird. Dazu wird über ein neuartiges Elektrodenregulierungssystem der Energieintrag je Elektrode optimiert, welches auch an das pneumatische Einblassystem Steuerinformationen abgibt, über die die Eintragsmenge selbständig über den zeitlichen Verlauf der Schmelze geregelt wird.The injector ensures that the mixture can be added automatically, whereby the amount that is blown in per unit of time via one or more lances or a hollow electrode is either determined using a predefined operating diagram or is constantly checked and optimized using a new type of control system. To this end, the energy input per electrode is optimized using a new type of electrode regulation system, which also provides control information to the pneumatic injection system, via which the input amount is independently regulated over the course of the melt over time.

Die Einblasmenge liegt zwischen 10 und 500 kg/min, je nach Ofengröße und Aufgabenstellung; übliche Einblaßraten liegen zwischen 100 und 250 kg/min. Die Korngröße des einzublasenden Gemisches liegt zwischen 0-10 mm; für einen optimalen Stoff- und Energieaustausch liegt die optimale Korngröße zwischen 0-4 mm.The blowing rate is between 10 and 500 kg/min, depending on the size of the furnace and the task; usual blowing rates are between 100 and 250 kg/min. The grain size of the mixture to be blown in is between 0-10 mm; for optimal mass and energy exchange, the optimal grain size is between 0-4 mm.

Der Injektor arbeitet mit einem rohrförmigen Dosiermengen-Regulierungs-System , welches unter das eigentliche, mit Druck beaufschlagte Transportgefäß mittels eines Flansches befestigt wird.The injector works with a tubular dosage regulation system, which is attached under the actual pressurized transport vessel by means of a flange.

Das Material wird aus dem Transportgefäß nach Fluidisierung mittels Auflockerung über einen Fluidboden über eine Klappe durch den Rohrbogen in den Injektor ausgetragen. Die Mengenregelung erfolgt über einen beweglichen, mittels einer Kolbenstange mit einem Stellantrieb fest verbundenen Kolben, durch den über eine zentrische Bohrung das Transportgas zugeführt wird. Der freie Querschnitt der Öffnung an der Oberseite des Injektorrohres als bestimmte Größe für die pro Zeitabschnitt ausgetragene Materialmenge, über die das Material in den horizontalen Injektor gelangt, wo es vom Transportgasstrom mitgerissen und ausgetragen wird, wird durch Verfahren des Kolbens verändert, wobei durch die erfindungsgemäße Ausführung einer gegenläufigen Aussparung am innenliegenden Ende des Kolbens die notwendige Dosiergenauigkeit sichergestellt werden kann.The material is discharged from the transport vessel after fluidization by means of loosening via a fluid base over a flap through the pipe bend into the injector. The quantity is regulated by a movable piston, which is firmly connected to an actuator by means of a piston rod, through which the transport gas is fed via a central bore. The free cross-section of the opening on the top of the injector pipe as a specific size for the quantity of material discharged per time period, through which the material reaches the horizontal injector, where it is entrained by the transport gas flow and discharged, is changed by moving the piston, whereby the necessary dosing accuracy can be ensured by the inventive design of a counter-rotating recess at the inner end of the piston.

1. Injektorrohr feststehend1. Injector tube fixed

2. Dosierkolben2. Dosing piston

3. Gleitlager3. Plain bearings

4. Luftkissen4. Air cushion

5. Fördergut5. Material to be conveyed

6. Halterung zur Aufnahme der Elektroantriebsregelung 6. Bracket for holding the electric drive control

7. Gleitlager aus Rotguss7. Gunmetal plain bearings

8. Führungsnute8. Guide groove

Claims (10)

• 1 Ansprüche:• 1 Claims: 1. Föderinjektor zum automatisierten, pneumatischen Eintrag von staubförmigen oder feinkörnigen Produkten, insbesondere Kohle, Silikatsand, Filter- und Schleifstäuben oder anderen aufbereiteten Reststoffen aus technischen Produktionsprozessen, wie z.B. Walzzunderschlämmen, in metallurgische Aggregate wie Hochöfen, Kupolöfen, Elektroofen, Konvertoren oder auch in Drehrohr- und/oder Verbrennungsöfen.1. Feed injector for the automated, pneumatic introduction of dusty or fine-grained products, in particular coal, silicate sand, filter and grinding dust or other processed residues from technical production processes, such as mill scale sludge, into metallurgical units such as blast furnaces, cupola furnaces, electric furnaces, converters or also into rotary kilns and/or combustion furnaces. Gekennzeichnet durch einen mit einem verstellbaren Kolben versehenen Injektor mit einer durch den Kolben verlaufenden Öfmung für die Zufuhr von Transportgas und mit einem über eine Kolbenstange starr mit dem Kolben und mit dem Injektor verbundenen Stellmotor, der mittels eines Stellantriebes die Kolbenstange in horizontaler Richtung vor und zurück bewegen kann.Characterized by an injector provided with an adjustable piston with an opening running through the piston for the supply of transport gas and with a servomotor rigidly connected to the piston and to the injector via a piston rod, which can move the piston rod forwards and backwards in a horizontal direction by means of an actuator. 2. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß sich auf der Oberseite des horizontalen Injektorrohres eine sich zum Materialstrom gegenläufig vergrößernde Öffnung befindet, durch die das zu fördernde Material aus dem Transportgefäß in den Injektor gelangt, wo es vom durch den beweglichen Kolben strömenden Transportgas aus dem Injektor ausgetragen wird.2. The injector is characterized by the fact that on the top of the horizontal injector tube there is an opening that enlarges in the opposite direction to the material flow, through which the material to be conveyed passes from the transport vessel into the injector, where it is discharged from the injector by the transport gas flowing through the movable piston. 3. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß der bewegliche Kolben an der in Richtung des Materialflusses liegenden Seite des Inneren des Injektorrohres eine sich nach vorne hin vergrößernde Öffnung aufweist, die im Vergleich zu der Öfmung auf der Oberseite des Injektorrohres gegenläufig ist.3. The injector is characterized in that the movable piston has an opening on the side of the interior of the injector tube facing the direction of material flow, which opening widens towards the front and is in the opposite direction to the opening on the top of the injector tube. 4. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß am hinteren Ende des Injektorrohres ein Gleitlager zwischen Wand und beweglichen Kolben angebracht ist.4. The injector is characterized by the fact that a sliding bearing is mounted at the rear end of the injector tube between the wall and the movable piston. 5. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß über eine oder mehrere Öffnungen im Mantel des Injektorrohres zusätzlich Luft zum abdichten des Injektors zugeführt wird.5. The injector is characterized in that additional air is supplied through one or more openings in the casing of the injector tube to seal the injector. 6. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß die Zufuhr des Transportgases durch das feststehende Injektorrohr mittels einer Druck-Differenz-Steuerung erfolgt.6. The injector is characterized in that the transport gas is supplied through the fixed injector tube by means of a pressure difference control. 7. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß das zu fördernde Material zur gleichen Zeit aus einem Transportgefäß über eine oder mehrere Vorrichtungen in eine entsprechende Anzahl von Förderleitungen ausgetragen wird, wobei beliebige Fördermengen für jede der beaufschlagten Förderleitungen eingestellt werden können.7. The injector is characterized in that the material to be conveyed is discharged at the same time from a transport vessel via one or more devices into a corresponding number of conveying lines, whereby any desired conveying quantities can be set for each of the conveying lines used. 8. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß der Stellantrieb der Kolbenstange, mittels dessen der bewegliche Kolben verfahren werden kann, an das Prozeßsystem des Produktionsprozesses angeschlossen wird und durch Informationsvorgabe aus diesem Prozeßsystem gesteuert wird.8. The injector is characterized in that the actuator of the piston rod, by means of which the movable piston can be moved, is connected to the process system of the production process and is controlled by information provided by this process system. 9. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerung des Stellantriebes für die Kolbenstange mittels zeitanhängigen Fahrdiagrammen erfolgt.9. The injector is characterized in that the actuator for the piston rod is controlled by means of time-dependent travel diagrams. 10. Der Injektor ist gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerung des Stellantriebes für die Kolbenstange mittels individueller elektrischer, pneumatischer oder anderer prozeßrelevanter Meßwerte erfolgt.10. The injector is characterized in that the actuator for the piston rod is controlled by means of individual electrical, pneumatic or other process-relevant measured values.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10161591B4 (en) * 2001-12-14 2008-02-07 Kiefel Extrusion Gmbh Method for the automatic emptying and refilling of granule funnels for production conversion

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10161591B4 (en) * 2001-12-14 2008-02-07 Kiefel Extrusion Gmbh Method for the automatic emptying and refilling of granule funnels for production conversion

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