DE3043127A1

DE3043127A1 - Anordnung zur regelung der konvertergasabsaugung

Info

Publication number: DE3043127A1
Application number: DE19803043127
Authority: DE
Inventors: Karl-Rudolf Ing.(Grad.) 4300 Essen Hegemann; Helmut Dipl.-Ing. 4630 Bochum Weißert
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1980-11-15
Filing date: 1980-11-15
Publication date: 1982-06-24
Also published as: US4415142A; DE3043127C2

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Anordnung zur Regelung der Konvertergasabsaugung beim Sauerstoffblasen von Stahl in einem Konverter mit Konverterkamin und angeschlossene Anlage für die Konvertergasentstaubung und Konvertergasspeicherung,

wobei der Konverterkamin eine Gasfanghaube und einen daran aufundnieder verstellbaren, auf die Konvertermündung absenkbaren Schließring aufweist, der mit einer Dichtungseinrichtung an einen die Gasfanghaube außen unter Bildung eines Ringraumes umgebenden Dichtungskragen angeschlossen ist,

wobei ferner die Anlage für die Konvertergasspeicherung ein Gebläse und das Gebläse eine Regeleinrichtung für die Konvertergasabsaugung aufweist, in deren Regelkreis der Gasdruck im Konverterkamin als Regelgröße eingeführt ist, der an einer Gasdruckmeßstelle am Konverterkamin meßbar ist.

Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten Maßnahmen befindet sich die Gasdruckmeßstelle weit oben am oder genauer im Konverterkamin, wo die Strömungsvorgänge stationär sind die Meßung durch Auswurf aus dem Konverter nicht mehr gefährdet ist. Allerdings müssen erhebliche Regelungenauigkeiten in Kauf genommen werden. Die bewirken, daß das Gebläse nicht nur das aus der Konvertermündung austretende Primärgas, sondern auch Luft absaugt, welche trotz Gasfanghaube und Schließring zutreten kann. Andererseits kommt es für die Verwertung des Konvertergases darauf an, möglichst nur das Primärgas der Konvertergasspeicherung zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgexnäße Anordnung so weiter auszubilden, daß praktisch nur das aus der

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Konvertermündung austretende Primärgas der Gasspeicherung zuführbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Gasdruckmeßstelle in dem Ringraum zwischen Gasfanghaube und Dichtungskragen angeordnet ist.

Im folgenden werden die Erfindung, die erreichten Vorteile sowie die technolgischen Zusammenhänge anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Anordnung bei einer Konverteranlage mit Konverterkamin, Konvertergasentstaubung und Anschluß für die Konvertergasspexcherung,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1.

In den Figuren erkennt man zunächst die Konvertermündung 1 eines Konverters 2, den Konverterkamin 3 und in Fig. 1 auch die angeschlossene Anlage 4 für die Konvertergasentstaubung. Sie weist einen Anschluß 5 für die Konvertergasspeicherung auf. Der Konverterkamin 3 besitzt eine Gasfanghaube 6 und einen daran aufundnieder verstellbaren Schließring 7, der auf die Konvertermündung 1 absenkbar ist, wie in den Figuren durch Doppelpfeil angedeutet wurde. Der Schließring 7 ist mit einer Dichtungseinrichtung 8 an einen die Gasfanghaube 6 außen unter Bildung eines Ringraumes 9 umgebenden Dichtungskragen 10 angeschlossen. Die Dichtungseinrichtung 8 ist im Ausführungsbeispiel eine Wassertassendichtung. Zur Anlage für die Konvertergasspeicherung gehört das in Fig. 1 dargestellte Gebläse 11.

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Das Gebläse 11 ist mit einer Regeleinrichtung 12 für die Konvertergasabsaugung versehen. In den Regelkreis 13 dieser Regeleinrichtung 12 ist der Gasdruck als Regelgröße einführbar, der im Konverterkamin 3 herrscht und der an einer Gasdruckmeßstelle 14 am Konverterkamin 3 meßbar ist. Diese Gasdruckmeßstelle 14 ist in dem Ringraum 9 zwischen Gasfanghaube 6 und Dichtungskragen 10 angeordnet.

Im einzelnen ist zur Technologie der Zusammenhänge folgendes vorzutragen:

Nachdem der Konverter 2 mit Roheisen und Schrott chargiert und aufgerichtet ist, beginnt der eigentliche Blasprozeß, indem z. B. eine Sauerstofflanze 15 eingefahren und die Sauerstoffzufuhr freigegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt saugt das Gebläse 11 die maximal mögliche Gasmenge ab, um nichtreagierten Sauerstoff, der bis zur Zündung aus dem Konverter 2 entweicht, möglichst schnell aus dem System zu entfernen. Da das Gebläse 11 aus Kostengründen lediglich für die maximale Gasmenge in der Hauptentkohlungsphase, bei der die Temperatur vor dem Gebläse 70 - 80 ⁰C beträgt, ausgelegt ist, daß die Gasmenge, die zu Beginn des Blasprozesses, bei der praktisch Umgebungsluft mit 10 - 20 ⁰C gefördert wird, begrenzt werden, um den Antriebsmotor nicht zu überlasten. Dies geschieht dadurch, daß der von der Regeleinrichtung 12 verstellbare Drallregler 16 in dieser Phase nicht völlig geöffnet, sondern auf ca. 80 % Öffnung begrenzt ist. Nach der Zündung fährt der Schließring 7 automatisch zu. Die Gasentwicklung im Konverter 2 ist noch gering, da zunächst die Roheisenbestandteile wie Si und Mn, die eine größere Affinität zum Sauerstoff haben, oxidiert werden. In dieser Prozeßphase, bei der ein Übergang von der vollständigen Verbrennung des gebildeten CO-Gases mit Luftüberschuß zur

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

unterdrückten Verbrennung stattfindet, muß sehr sorgfältig darauf geachtet werden, daß kein zündfähiges Gasgemisch aus CO und O₂ im System gebildet wird, das u. U. zu Explosionen führen kann. Theoretisch betrachtet besteht keine Gefahr, da die Vorgänge vollständige Verbrennung mit Luftüberschuß (nur CO₂/ O₂ und N₂ anwesend), stöchiometrische Verbrennung (nur CO₉ und KL· anwesend, dieses Gas wirkt inertisierend) und unterdrückte Verbrennung (nur CO₂, CO und N₂ anwesend) zeitlich nacheinander ablaufen. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß im Bereich von Luftfaktoren zwischen 1,2 und 0,8 sehr wohl CO₂, CO und O₂ nebeneinander vorliegen können, wenn die Mischung der Gase unzureichend ist. Der Gefahr der Bildung eines zündfähigen Gemisches wird dadurch begegnet, daß in der Zeit geringer Primärgasentwicklung mit dem Gebläse 1Ί die maximal mögliche Gasmenge abgesaugt wird, und zwar solange, bis der Schließring 7 die halbe Strecke zur Konvertermündung 1 zurückgelegt hat. Erst dann wird der Drallregler 16 derart verfahren, daß er gleichzeitig mit dem Auftreffen des Schließringes 7 auf den Rand der Konvertermündung 1 geschlossen ist. Durch diese Maßnahme werden zwei Vorteile erreicht:

1) Der Luftfaktorbereich zwischen 1,2 und 0,8 wird innerhalb von Sekunden überfahren, und

2) durch die hohen Gasmengen herrscht im kritischen Gebiet immer turbulente Strömung, so daß eine optimale Vermischung mit vollständiger Reaktion des Sauerstoffs gewährleistet ist.

Der Drallregler 16 des Gebläses 11 bleibt nun so lange völlig geschlossen, wie die Primärgasmenge kleiner ist als die abgesaugte GnRinfnqe. Dn μ 7..iol ist, wie gesagt, möglichst nur das

BAD ORIGINAL Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Primärgas zu erfassen, d. h. die Regelung muß bestrebt sein, die abgesaugte Menge möglichst genau der Primärgasmenge anzupassen. Da eine direkte Mengenmessung des Primärgases technisch nicht realisiert werden kann, wird der Druck im Konverterkamin 3 als Regelgröße für die Absaugmenge benutzt, was oben am oder im Konvertergamin 3 technisch relativ leicht zu bewerkstelligen und auch schnell durchführbar ist, jedoch zu den eingangs beschriebenen Regelungenauigkeiten führt.

Angenommen das System sei gerade so im Gleichgewicht, daß die vom Gebläse 11 abgesaugte Menge gleich der im Konverter 2 erzeugten Menge, d. h. der Primärgasmenge ist. In diesem Zustand wird gerade keine Falschluft durch den Ringschlitz zutreten. Die Gasdruckmeßstelle 14 zeigt dabei einen gewissen Wert an, der dem Druckverlust des Gases zwischen Ringschlitz 17 am Schließring 7 und Gasdruckmeßstelle 14 entspricht und der dem Regler als Sollwert aufgeschaltet ist. Verringert sich nun die Primärgasmenge, so vergrößert sich zunächst der IST-Wert an der Gasdruckmeßstelle 14, da das Gebläse 11 mehr fördert als angeboten wird. Die Regelung reagiert auf die Sollwertabweichung in der Art, daß über den Drallregler 16 die Gasmenge so lange reduziert wird, bis der Sollwert wieder erreicht ist. Auf diese Weise können aber noch erhebliche Falschluftmengen selbst bei exakter Regelung des Druckes zutreten. Bei einem 140-t-Konverter mit einem Schließringdurchmesser von 3,1 m ergibt sich bei einem üblichen Spalt von z. B. 100 mm zwischen Konverter 2 und Schließring 7 eine Falschluftmenge von ca. 13.000 ^m _n/h· überraschenderweise läßt sich diese Falschluftmenge erheblich reduzieren und praktisch zum Verschwinden bringen, wenn die Gasdruckmeßstelle 14 in dem genannten Ringraum 9 untergebracht wird.

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Dieser Ringraum 9 kommuniziert mit dem Bereich, in dem selbst eine Druckmessung wegen hoher Temperaturen und Auswurf nicht möglich wäre. Damit herrscht in beiden derselbe Druck. Da keine Gaszirkulation vorhanden ist, der Ringraum 9 zudem gekühlt ist und praktisch kein Konverterauswurf hineingelangt, ergeben sich keine technischen Probleme für die Druckmeßsonde an der Gasdruckmeßstelle 14. Die praktischen Erfahrungen haben gezeigt, daß mit der Wahl dieses Ortes nahezu ideale Bedingungen für die Regelung der unterdrückten Verbrennung vorliegen, die sogar kleinere Luftfaktoren als 0,1 erreichbar machen.

INSPECTED

Leerseite

Claims

3043127 Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02

56 133/En- 22. Oktober 19 80

Patentanmeldung

Gottfried Bischoff Bau kompl.

Gasreinigungs- und Wasserrückkühlanlagen GmbH & Co.

Kommandi tge sells ch aft

Gärtnerstraße 44

4300. Essen 1

"Anordnung zur Regelung der Konvertergasabsaugung"

Patentanspruch:

Verfahren zur Regelung der Konvertergasabsaugung beim Sauerstoffblasen von Stahl in einem Konverter mit Konverterkamin und angeschlossene Anlage für die Konvertergasentstaubung und Konvertergasspeicherung,

wobei der Konverterkamin eine Gasfanghaube und einen daran aufundnieder verstellbaren, auf die Konvertermündung absenkbaren Schließring aufweist, der mit einer Dichtungseinrichtung an einen die Gasfanghaube außen unter Bildung eines Ringraumes umgebenden Dichtungskragen angeschlossen ist,

ORIGINAL INSPECTED

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

wobei ferner die Anlage für die Konvertergasspeicherung ein. Gebläse und das Gebläse eine Regeleinrichtung für die Konvertergasabsaugung aufweist, in deren Regelkreis der Gasdruck im Konverterkamin als Regelgröße eingeführt ist, der an einer Gasdruckmeßstelle am Konverterkamin meßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckmeßstelle in dem Ringraum zwischen Gasfanghaube und Dichtungskragen angeordnet ist.