DE3104336A1 - "verfahren und vorrichtung zum regulieren der heisswindtemperatur in heisswinderzeugungsanlagen" - Google Patents

Description

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PATENTANMELDUNG

PAUL WURTH S.A. 32, rue d¹Alsace Luxembourg

Verfahren und Vorrichtung zum Regulieren der Heisswindtemperatur in Heisswinderzeugungsanlagen.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Heisswindtemperatur in Heisswinderzeugungsanlagen mit mindestens zwei Winderhitzern, wobei jeder Winderhitzer unter anderem einen Gitterwerkschacht umfasst, welcher im wesentlichen von einem Gitterwerk aus feuerfesten Ziegeln ausgefüllt und an seiner Basis mit einer Kaltwindeinlassöffnung und einer Abgasauslassöffnung versehen ist sowie an seinem Oberteil mit einer Heisswindauslassöffnung, einen oder mehrere Brenner, welche entweder oberhalb des feuerfesten Gitterwerks montiert sind oder in einem Brennschacht, sowie eine Temperaturüberwachungsvorrichtung für den von der Anlage erzeugten Heisswind, wobei dieses Verfahren eine Brennphase einschliesst, in der durch Verbrennung eines Brenngases in jedem dieser Brenner der Gitterwerkschacht aufgeheizt wird, und eine Windphase, in der an der Basis des Gitterwerkschachtes Kaltluft eingelassen und am Schachtoberteil Heisswind ausgelassen wird, welcher beim Durchqueren des Gitterwerkes die während der Brennphase in letzterem gespeicherte Wärme aufgenommen hat, und einen Mischvorgang zur Zugabe einer bestimmten Menge Kaltwindes zum Heisswind, wobei diese : Kaltwindmenge in Funktion der von der Temperaturüberwachungsvorrichtung festgestellten Temperatur geregelt wird zwecks Konstanthaltens der Temperatur auf einem bestimmten Wert, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Mischvorgang im Innern des Winderhitzergehäuses durchgeführt wird.

Bekanntlich wird an Hochöfen der Heisswind durch eine Ringleitung zugeführt,welche die einzelnen Windformen speist, durch welche der Heisswind zur Aufrechterhaltung des Prozesses im Innern des Ofens in letzteren eingeblasen wird. Um den. Prozessablauf im Ofen beherrschen zu können ist es notwendig, dass die Heisswindtemperatur konstant oder zumindest beeinflussbar ist. Nun hat jedoch der in einer Winderhitzeranlage erzeugte Heisswind keine konstante Temperatur während der '

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Dauer der Windphase. Desweiteren kann es vorkommen, dass Temperaturunterschiede bestehen zwischen dem Heisswind aus dem einen der Winderhitzer und demjenigen eines anderen. Um diese Temperaturschwankungen zu verhindern, ist bei den derzeitigen Anlagen eine Mischstation stromaufwärts von der Ringleitung und stromabwärts von den Winderhitzern vorgesehen. In dieser Mischstation wird dem Heisswind die notwendige Menge an Kaltwind zugeführt um die Temperatur in der Ringleitung auf einem konstanten Wert, der sogenannten geregelten Temperatur des Heisswindes zu halten. Ist eine geregelte Temperatur des Heisswindes von beispielsweise l'25O C gewünscht, was bei modernen Hochöfen der Fall ist, so muss die Temperatur des feuerfesten Gitterwerkes, zumindest an seinem oberen Teil, auf IMOO⁰C gebracht werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein neues Mischverfahren vorzuschlagen, durch welches eine wesentliche Vereinfachung der Heisswinderzeugungsanlage erzielt wird. Zu diesem Zweck ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorgang im Innern des Winderhitzergehäuses selbst stattfindet. Hierdurch wird die ganze Mischstation überflüssig.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel findet der Mischvorgang unmittelbar oberhalb des feuerfesten Gitterwerks statt, wobei der Mischwind durch die Brenner zugeführt wird, und zwar sowohl im Fall wo die Brenner in einem Brennschacht untergebracht sind als auch in dem Fall, wo sie sich in der Kuppel des Winderhitzers unmittelbar oberhalb des Gitterwerkes befinden. Der Mischwind besteht vorzugsweise aus Kaltwind, welcher aus der Haupteinlassleitung für Kaltwind in der notwendigen Menge abgezweigt wird.

Die Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Hilfsleitung, welche mindestens einen der Brenner mit einer Haupteinlassleitung für Kaltluft

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an der Basis des Gitterwerkschachtes verbindet und durch eine Regelklappe in dieser Hilfsleitung, wobei die Stellung dieser Klappe automatisch in Funktion der von der Temperaturüberwachungsvorrichtung gelieferten Werte gesteuert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt einen Winderhitzer ohne Brennschacht mit in der Kuppel untergebrachten Brennern der Gattung, wie sie in der deutschen Patentanmeldung "Winderhitzungsanlage und Verfahren dazu" beschrieben wird, die am gleichen Tage wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde. Es muss jedoch hervorgehoben werden, dass die Erfindung sich nicht auf dieses spezifische Beispiel beschränkt.

Der in der Figur dargestellte Winderhitzer oder Cowper ist global mit der Referenzzahl 2 bezeichnet und umfasst im wesentlichen einen Gitterwerkschacht 4 mit einer darüber befindlichen Kammer 6, von welcher er durch eine transversale Decke 8 aus feuerfestem Material getrennt ist. Diese Decke trägt mehrere, im gezeigten Beispiel vier,Brenner 10, welche sich im Innern der Kammer 6 befinden. Diese Brenner 10 werden mit einem Brenngas gespeist durch eine äussere Ringleitung 12 und mit Verbrennungsluft durch eine zentrale Leitung 14, welche in radialer Richtung mit jedem der Brenner verbunden ist.

Die Figur zeigt ebenfalls eine Hauptleitung 16 für die Zufuhr des Kaltwindes an der Basis des Winderhitzers. Diese Leitung 16 steht über ein Hauptventil 18 und ein Hilfsventil 20 mit dem Gitterwerkschacht 4 in Verbindung. Der Heisswind verlässt den Gitterwerkschacht durch eine seitliche Oeffnung 22, welche mit der Heisswindringleitung eines Hochofens verbunden sein kann.

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Bei dem in der Figur dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist ebenfalls ein Kühl- und Druckbeaufschlagungssystem für die Kammer 6 vorgesehen, analog dem in der Figur 6 der vorgenannten Patentanmeldung dargestellten Ausführungsbeispiel. Zu diesem Zweck steht die Leitung 14 für die Verbrennungsluft über einen Klappensatz 24 mit dem Innern der Kammer 6 in Verbindung. Ein weiterer Klappensatz 26 regelt den Durchlass zwischen der Leitung 14 und jedem der Brenner 10. Die Zirkulation in der Kammer 6 wird dadurch hergestellt, dass die Luft durch eine Leitung 28 nach der Atmosphäre evakuiert wird, oder aber zur Basis des Gitterwerkschachtes 4 für eine Rückführung derselben in den Kaltwindstrom. Während der Brennphase zirkuliert deshalb nicht nur Verbrennungsluft in den Brennern, sondern ebenfalls um dieselben herum und im Innern der Kammer 6 zur Kühlung letzterer.

Für die Druckbeaufschlagung der Kammer 6 und deren Kühlung während der Windphase ist eine Hilfsleitung 30 für Kaltwind vorgesehen, welche die Hauptleitung 16 über Ventile 18 und 20 mit der Leitung 14 für die Speisung der Brenner 10 mit Verbrennungsluft verbindet. Diese Leitung 30 weist ebenfalls eine Regelklappe 32 zur Durchflussregelung in der Leitung 30 auf. Für weitere Einzelheiten über die Arbeitsweise, insbesondere die Kühlung und die Druckbeaufschlagung, beziehe man sich auf die vorgenannte Patentanmeldung.

Erfindungsgemäss findet der Mischvorgang zwischen dem Heisswind und einer bestimmten Menge Kaltwind zwecks Erzielung einer geregelten Heisswindtemperatur im Innern des Gehäuses selbst des Winderhitzers 2 statt und, im besonderen Falle der Figur, in einer Kammer 34, welche zwischen dem Oberteil des Gitterwerkschachtes 4 und der unteren Fläche der die Brenner tragenden Decke 8 gebildet wird. In diesem besonderen Falle kann das Vorhandensein der Leitung 30 ausgenützt werden, um

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eine bestimmte Menge Kaltwind durch die Leitung 14 und die Brenner 10 der Kammer 34 zuzuführen. Infolge—dessen bestehen sowohl die Kühlluft für die Kammer 6 und die Druckbeaufschlagungsluft für diese Kammer 6, als auch die Mischluft aus einer bestimmten Menge Kaltluft, welche aus der Hauptleitung 16 abgezweigt wird.

Die Mengenregelung für die insgesamt benötigte Menge für die Kühlung, die Druckbeaufschlagung und den Mischvorgang wird mittels der Klappe 32 vorgenommen. Die Aufteilung zwischen Mischluft einerseits, und Kühl- und Druckbeaufschlagungsluft andererseits wird mittels der beiden Klappensätze 24 und 26 vorgenommen. Wenn z.B. die nicht gezeigte Temperaturüberwachungsvorrichtung in der Ringleitung eine steigende Tendenz der Heisswindtemperatur feststellt, muss die Mischwindmenge zwecks Rückführung der Temperatur auf das gewünschte Niveau vergrössert werden. Zu diesem Zweck werden die Klappe 32 sowie die Klappen 26 geöffnet. Unabhängig hiervon kann ebenfalls die Klappe 24 zur Kühlung der Kammer 6 betätigt werden.

Wenn andererseits die Temperaturüberwachungsvorrichtung eine fallende Tendenz der geregelten Temperatur des Heisswindes feststellt, braucht nur die Klappe 32 zwecks Durchflussverminderung in der Leitung 30 und damit der Mischwindmenge, geschlossen zu werden. Wenn gleichzeitig mit einer Verminderung der Mischwindmenge eine Zunahme der Kühlluftmenge für die Kühlung der Kammer 6 notwendig ist, brauchen nur die Klappen 24 weiter geöffnet und die Klappen 26 weiter geschlossen zu werden ohne die Stellung der Klappe 32 zu verändern.

Es versteht sich von selbst, dass die Betätigung der Klappen automatisch erfolgt in Funktion der von der Heisswind-Temperaturüberwachungsvorrichtung für die Heisswindtemperatur in der Ringleitung gelieferten Werte einerseits und in Funktion der Angaben einer anderen Temperaturüberwachungsvorrichtung in der Kammer 6 andererseits.

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Bei einem Winderhitzer herkömmlicher Bauart mit einem Brennschacht, sei es mit einem getrennten oder einem integrierten , ist es ebenfalls möglich, den Mischwind durch den oder die Brenner zuzuführen, indem letztere über eine Hilfsleitung analog der Leitung 30 mit der Hauptleitung für den Kaltwindeinlass verbunden werden. Es ist jedoch evident, dass das vorgeschlagene System besonders günstig ist im Falle einer Ausführung nach der Figur oder im Falle der anderen, in der vorgenannten Patentanmeldung vorgeschlagenen Ausführunsbeispiele , da man das Vorhandensein der Kühlkreisläufe ausnützen und den Misch- und den Kühlvorgang kombinieren kann. In anderen Worten erhält man einen Heisswind mit geregelter Temperatur ohne dass dafür eine Mischstation notwendig wäre und ohne auf eine zusätzliche Ausrüstung zurückgreifen zu müssen.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Regulierung der Heisswindtemperatur in Heisswinderzeugungsanlagen mit mindestens zwei Winderhitzern, wobei jeder Winderhitzer unter anderem einen Gitterwerkschacht umfasst, welcher im wesentlichen von einem Gitterwerk aus feuerfesten Ziegeln ausgefüllt und an seiner Basis mit einer Kaltwindeinlassöffnung und einer Abgasauslassöffnung versehen ist, sowie an seinem Oberteil mit einer Heisswindauslassöffnung, einen oder mehrere Brenner, welche entweder oberhalb des feuerfesten Gitterwerks montiert sind oder in einem Brennschacht, sowie eine Temperaturüberwachungsvorrichtung für den von der Anlage erzeugten Heisswind, wobei dieses Verfahren eine Brennphase einschliesst, in der durch Verbrennung eines Brenngases in jedem dieser Brenner der Gitterwerkschacht aufgeheizt wird, und eine Windphase, in der an der Basis des Gitterwerkschachtes Kaltluft eingelassen und am Schachtoberteil Heisswind ausgelassen wird, welcher beim Durchqueren des Gitterwerks die während der Brennphase in letzterem gespeicherte Wärme aufgenommen hat, und einen Mischvorgang zur Zugabe einer bestimmten Menge Kaltwindes zum Heisswind, wobei diese Kaltwindmenge in Funktion der von der Temperaturüberwachungsvorrichtung festgestellten Temperatur geregelt wird zwecks Konstanthaltens der Temperatur auf einem bestimmten Wert, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Mischvorgang im Innern des Winderhitzergehäuses durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvorgang unmittelbar oberhalb des feuerfesten Gitterwerks stattfindet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischwind durch den oder die Brenner hindurch zugeführt wird.

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischwind aus einem Teil des Kaltwindes besteht, welchen man aus einer Haupteinlassleitung für Kaltwind an der Basis des Gitterwerkschachtes abzweigt. !

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Hilfsleitung (30) welche mindestens einen der Brenner (10) mit einer Haupteinlassleitung (16) für Kaltwind an der Basis des Gitterwerkschachtes (4) verbindet, und durch eine Regelklappe (32) in dieser Hilfsleitung (30), wobei die Stellung dieser Klappe automatisch gesteuert wird in Punktion der von der Temperaturüberwachungsvorrichtung gelieferten Werte.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsleitung (30) mit den Brennern (10) über eine Leitung (14) für den Einlass von Verbrennungsluft verbunden; ist, in welcher Regelklappen(26) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Brenner (10) auf einer transversalen Decke (8) oberhalb des Gitterwerkschachtes (4) montiert sind, und dass der Mischvorgang in einer Mischkammer (34) stattfindet, welche zwischen der Decke (8) und dem oberen Teil des Gitterwerkes (4) definiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsleitung (3O) durch diejenige Leitung gebildet wird, durch welche Kaltwind als Kühl- und Druckbeaufschlagungsluft in den oberen Teil des Winderhitzers oberhalb der Decke (8) zugeführt wird.

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