DE3230762A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des endes des abstichvorgangs in einem hochofenabstichhaus mit einem system zur unterdrueckung der schmutzbildung - Google Patents

Description

Beschreibung

In der DE-OS 31 32 811 sind ein Verfahren und eine Vor- i,

richtung zur Unterdrückung der Rauchbildung aus den i|)

Eisenfurchen, den Eisenrinnen und den Schlackerinnen von ;

Hochofenabstichsystemen beschrieben. Es wird berichtet, ύ

daß bei früheren Systemen zur Unterdrückung der Schmutz- Ij

bildung der Rauch nach seiner Bildung abgeblasen oder j!

abgesaugt wurde, und zwar hauptsächlich mit Hilfe von jj zirkulierender Luft, die als Trägergas und als Kühlmittel für den Rauch diente, worauf der Rauch dann in

einem Filterhaus oder einer ähnlichen Einrichtung ent- j;

fernt wurde. Im Gegensatz hierzu werden gemäß der ||

DE-OS 31 32 811 die Ursachen für die Rauchbildung be- fi

kämpft, nämlich die Oxydation von Eisen, Schlacke und U

Schwefel durch Aufnahme von oxydierenden Gasen. Zur l\

Erreichung dieses Ziels werden Hauben über den Eisen- U

furchen und den Eisen- und Schlackerinnen verwendet. Il

Wenn aber nun das Abstichloch durch eine Haube bedeckt >]

ist, dann ist es nicht möglich, das Abstichloch direkt
zu sehen ,um festzustellen, wann der Abstich des geschmolzenen Materials aus dem Hochofen zu Ende ist.
Es ist aber wichtig, daß man das Ende oder das herannahende Ende sofort erfährt, um Verzögerungen zu vermeiden und insbesondere um die Stichlochstopfmaschine
zum Verschließen des Abstichlochs in Stellung zu bringen.

In einem Abstichhaus ist normalerweise das Abstichloch f|

des Hochofens frei sichtbar. Aus der Art des Stroms des ||

geschmolzenen Materials, der durch das Abstichloch aus- «j

tritt, ist das herannahende Ende des Abstichvorgangs ί·|

erkennbar. Der Strom füllt dann nämlich nicht mehr den S

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r - 2 -

j gesamten Querschnitt des Abstichlochs ... .3. Wenn dies

J eintritt,bereitet das Bedienungsperson.·. bereits das

Verschließen des Abstichlochs vor, was Lt Hilfe von Ton oder einem anderen breiigen Materie, geschieht,

is das aus einer Stichlochstopfmaschine ir das Abstich-

!' loch befördert wird.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der DE-OS 31 32 811 so zu verbessern, daß das Ende bzw. das herannahende Ende des Abstichvorgangs angezeigt wird.

Gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß in einem System zur Unterdrückung der Schmutzbildung bei einem Hochofenabstich, bei welchem eine Haube zur Verhinderung des Luftzutritts zur Eisenfurche und zum Abstichloch verwendet wird, die Temperatur unter der Haube zunächst gleichbleibt und dann plötzlich vor dem Ende des Abstichs, d. h, also, bevor der Hochofen "trocken wird", zu steigen beginnt. Gegen Ende des Abstichs wird der Strom des geschmolzenen Materials durch das Abstichloch kleiner, so daß er nicht mehr den gesamten Querschnitt desselben ausfüllt. Dies hat zur Folge, daß ein Teil des Windes oder der Hochofengase aus der. Hochofen durch das Abstichloch entweicht. Da die Temperatur dieser Gase höher liegt als diejenige des geschmolzenen Materials, steigt die Temperatur unterhalb der Haube über den genannten konstanten Wert. Es wurde außerdem beobachtet, daß das Einströmen der Hochofengase in den Raum unterhalb der Haube eine leichte Vibration der das Abstichloch bedeckenden Haube zur Folge ha*·. Es wurde schließlich auch beobachtet, daß während des Abstichs am unbedeckten Austrittsende einer Schlackerinne eine kennzeichnende gelbe Flamme besteht, daß aber diese Flamme ihre Farbe ändert, das heißt, daß sie weißer wird,

wenn heiße Gase aus dem Hochofen durch das Abstichloch und die bedeckten Schlackerinnen strömt. Es wird angenommen, daß diese Farbänderung ihren Grund in einer vollkommeneren Verbrennung der Gase hat, was auf die höheren Temperaturen und die reicheren Gase zurückzuführen ist.

Wie bereiv;s angedeutet, ist es wichtig, daß unmittelbar nach Beendigung des Abstichvorgangs die Haube vom Abstichloch weggenommen und das Abstichloch verschlossen wird, damit man nicht gezwungen ist, die Windmaschinen des Hochofens zu drosseln und damit Zeitverluste bis zum nächsten Abstich und Schäden am Hochofen und den Zusatzeinrichtungen desselben vermieden werden. Eine übermäßige Zirkulation von Hochofengasen unter der Haube kann zu einer vorzeitigen Erosion der feuerfesten Isolation in der Haube führen. Wenn der Hochofen "überblasen" wird, dann kann es außerdem vorkommen, daß fester Koks aus dem Abstichloch geblasen wird. Dies kann eine Unterbrechung des Hochofenbetriebs zur Folge haben, bis der Koks entfernt worden ist.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematicche Darstellung eines typischen Hochofenabstichsystems ;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Teils eines Hochofens und einer Eisenfurche zusammen mit einer Abdeckeinrichtung für die Eisenfurche;

Fig. 3 einen Querschnitt an der Linie 3-3 von Fig. 2;

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Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Rinne und eine Haube;

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Temperaturfühl- und Signaleinrichtung der Signalschaltung der Erfindung;

Fig. 6 eine Abbildung eines Teils eines kreisförmigen Temperaturregistrierstreifens, Wie er während vier Abstichen an einem Hochofen erhalten wurde; und

Fig. 7 eine Wiedergabe eines Teils eines zylindrischen Registritrstreifens, wie er während zwei Abstichen bei einem anderen Hochofen erhalten wurde, wobei zu beachten ist, daß dieser Registrierstreifen -gesehen in der Zei chnung- in Richtung nach unten läuft.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind der Hochofen und das Abstichloch mit BF bzw. N bezeichnet. Das geschmolzene Material aus Eisen und Schlacke wird vom Hochofen BF durch das Abstichloch N abgestochen, welches sich von der Außenseite des.Hochofens durch den wassergekühlten Herdmantel zum Herd . in abwärtiger Richtung erstreckt. Das Abstichloch N wird nach jedem Abstich mit einem Tongemisch verschlossen, welches mit einer (nicht dargestellten) Stichlochstopfmaschine, die an einem Halter LS angeordnet ist, unter Druck in das Abstichloch befördert wird. Wenn zu Beginn des Abstichs das Abstichloch N geöffnet wird, fließt geschmolzenes Material in eine große Furche IT, die üblicherweise als Eisenfurche bezeichnet wird und welche dazu dient, das geschmolzene Material während einer ausreichenden Zeit zurückzuhalten, bis sich das Eisen und die Schlacke getrennt haben. Am Ende der Furche IT befindet sich eine Abstreifplatte S, welche dazu dient, Schlacke vom geschmolzenen Eisen abzustreichen, das sich am Boden der Furche IT abgesetzt hat. Die Abstreifplatte kann bei

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einigen Systemen mit einem (nicht dargcntclltcn) Damm zusammenarbeiten, der dazu dient, den Pegel des geschmolzenen
Materials höher als den unteren Rand der Abctreichplatte
zu halten. Auf die Abstreichplatte S folgt eine Anordnung j von Schiebern G und Rinnen SR, um die Schlacke zu einer
Schlackesanuneleinrichtung SC zu führen, wie ? , B. zu einem
Schlacketopf oder einer großen Grube. Das unter der Abstreichplatte hindurchfließende Eisen läuft Rinnen IR
hinab, die üblicherweise als Eisenrinnen bezeichnet werden
und die ebenfalls mit Schiebern G ausgerüstet sind, um
nach Wunsch das Eisen zu einer von mehreren Eisenpfannen
IL laufen zu lassen. Am Ende des Abstichvorgangs wird
die Stichlochstopfmaschine in Stellung gebracht, um das
Abstichloch mit Ton zu verstopfen. Zu diesem Zeitpunkt
müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um den
Teil der Haube, der das Abstichloch umgibt, wegnehmen
zu können, damit man die Stichlochstopfmaschine in Stellung
bringen kann. Zu diesem Zeitpunkt speziell findet die
Erfindung Anwendung.

In unmittelbarer Nachbarschaft zum Hochofen BF befindet I

sich eine Haube H-1, welche die Eisenfurche abdeckt. Es \

wird bevorzugt, einen eigenen Hebe- und Transportmechanismus vorzusehen, der mit HTM bezeichnet ist, um die Haube
H-1 vom Abstichloch wegzuheben und wegzubewegen, damit <

die Abstich- und Stopf/orgänge durchgeführt werden können.
Die Haube H-1 besteht aus mehreren Abschnitten P, die ||

miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Zusammenschweißen der umgebogenen Ränder der äußeren Schichten, ,, die Versteifungsrippen bilden. Der Abschnitt P-1 besitzt
eine geneigte Oberseite, die sich zum Hochofen hin ver- \\ jungt und in einer Nase endet, um einen Verschluß zu jj bilden, der unter den Halter LS der Stichlochstopfmaschine ί paßt. Der gegenüberliegende Endabschnitt P-2 besitzt Ü einen vertikalen Wandungsteil W-1, um einen Endabschluß ^

> · · oo

zu bilden. Jeder der Abschnitte P ist mit einer Isolation versehen, um die Metallabdeckung zu schützen.

Die Hauben H-2 umschließen die Eicenrinnen IR und die Schlackerinnen SR. Die Hauben H-2 besitzen einen ähnlichen Aufbau wie die Haube H-1. Sie können aber auch aus einfachen flachen Platten bestehen, die in ähnlicher Weise mit einer Isolation ausgerüstet sind.

Gemäß der Erfindung ist in der Haube, vorzugsweise in der Haube H-1, eine Thermoelement TC, welches die Temperatur in der Haube fühlt und ein elektrisches Signal erzeugt, welches für die gefühlte Temperatur repräsentativ ist. Das elektrische Signal wird von einer Temperaturmeß- und -Vergleichseinrichtung CM aufgenommen. In bestimmten Fällen kann a^e Temperaturmeßeinrichtung weggelassen werden. Die Temperaturvergleichseinrichtung CM kann eine solche Einrichtung sein, bei der ein bestimmter Temperaturwert vorgewählt werden kann und die über eine Signaleinrichtung ein hörbares oder sichtbares Signal abgibt, wenn die gewählte Temperatur und die gefühlte Temperatur einander entsprechen. Während Versuchen wurde beobachtet, daß jedes Haubensystem während des Abstichs ein charakteristisches Temperaturprofil ergibt, aus welchem das herannahende Ende des Abstichvor-

trt gangs entnommen werden kann. Die gefühlte Temperatur kann

von einem System zu einem anderen aufgrund der Verschiedenheit der Haubenkonstruktionen, der Anordnung des Thermoelements in der Haube, der Zusammensetzung der Schmelze usw. variieren. Auf jeden Fall ergibt sich,

wie aus den Fig. 6 und 7 zu beobachten ist, eine ρ
•j charakteristische Temperatuirkurve, aus der die Periode

erkennbar ist, die vom ersten Ausblasen von Wind aus dem Abstichloch des Hochofens bis zur Trockenheit des Hochofens verstreicht. Um ein Temperaturprofil für ein

bestimmtes System zu erstellen, ist es notLg, den Ofen während mehrerer Abstiche bis zur Trockne laufen zu lassen. Es ist dann möglich, den Zeitpunkt zu bestimmen, be.·' dem die Haube abgenommen und das Stichloch verstopft werden muß. Die erforderliche Zeit hängt natürlich davon ab, welcher Prozentsatz des gesamten geschmolzenen Metalls abgestochen werden soll, aber auch von der Schnelligkeit der zum Abnehmen der Haube verwendeten Vorrichtung und der Schnelligkeit der Stichlochstopfmaschine sowie auch von der Erfahrung des Personals am Hochofen.

Die Erfindung soll nun weiter anhand von Fig. 6 erörtert werden, welche die Temperaturkurven in der Haube auf einem kreisförmigen Registrierstreifen zeigt. Die Temperaturkurven zeigen, daß die Temperatur innerhalb der Haube von einem stetigen Wert PL scharf ansteigen, bei einer Temperatur von ungefähr 1038⁰C _+ 38⁰C abflachen und wieder einer Spitze \on ungefähr 1427⁰C +_ 38⁰C zustreben. In einem System, welches ein solches Haubentemper a turpr of il zeigt,wird das Bedienungspersonal die Vergleichseinrichtung auf 1371⁰C einstellen, um die Trockenhochofentemperatür von ungefähr 1427⁰C vorher zu signalisieren, damit ausreichend Zeit bleibt, die Haube vom Stichloch wegzubewegen und das Abstichloch zu verstopfen, bevor der Hochofen vollständig trockengelaufen ist.

Die Temperaturkurven in Fig. 7 wurden mit einem anderen Hochofen erhalten und auf einem zylindrischen Schreiber hergestellt. Temperaturen unter 1093⁰C sind nicht angegeben. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Temperatur innerhalb der Hauben von einem konstanten Wert PL (außerhalb des Registrierstreifens) bei ungefähr 1093⁰C anzusteigen beginnt und bei ungefähr 1316⁰C die Spitze erreicht. In einem System, welches ein solches Temperatur-

profil zeigt, wird das Bedienungspersonal die Vergleichseinrichtung auf 1260⁰C einstellen.

GemäS der Erfindung wird es bevorzugt, das charakteristische Temperaturprofil einer ein Abstichloch abdeckenden Hochofenhaube dadurch zu entwickeln, daß man den Hochofen während mehrerer Abstichvorgänge trocken werden läßt. Das entwickelte Temperaturprofil zeigt einen Bereich, in welchem die Temperatur innerhalb der Haube plötzlich ansteigt und dann im allgemeinen einer Spitze zustrebt, die dem Zeitpunkt entspricht, bei dem der Hochofen trocken ist. Der Punkt, der dem beginnenden Temperaturanstieg entspricht, zeigt im allgemeinen den Zeitpunkt an, bei dem heißer Wind aus dem Hochofen beginnt, in die Haube einzutreten. Nachdem das charakteristische Temperaturprofil entwickelt worden ist, stellt das Bedienungspersonal des Hochofens willkürlich die Temperatur ein, bei der ein Signal gewünscht wird. Die Bedienungsperson wird diese Temperatur aufgrund ihrer Erfahrung und ihrer Einschätzung ihrer eigenen Schnelligkeit, der Schnelligkeit der Haubenhebevorrichtung und der Schnelligkeit der Stichlochstopfvorrichtung auswählen. Als Optimum wird die Bedienungsperson die Temperatur so wählen, daß die Haube entfernt und der größte Teil des geschmolzenen Materials abgestochen werden kann, wobei aber ein völliges Trockenlaufen des Ofens bis zu dem Punkt vermieden werden soll, bei dem die Windmaschinen im Hochofen gedrosselt werden müssen. Gegebenenfalls kann zusätzlich zu dem Signal, welches das Herannahen der Temperatur des trockenen Ofen anzeigt, ein Vorwarnsignal vorgesehen werden. Ein solches Vorwarnsignal kann so gewählt werden, daß es der Durchschnittstemperatur (basierend auf der Vorgeschichte) entspricht, bei der die Temperatur in der Haube beginnt, von der stetigen Temperatur ausgehend anzusteigen.

Nunme'.r wird die Wirkungsweise einer Schaltung, wie sie in } Fig. 5 gezeigt ist, beschrieben, welche ein Signal abgibt und/üder eine Steuerung durchführt. i

Die Bedienungsperson stellt eine Temperatur ein, bei der ? ein Signal gewünscht wird. Die Vergleichseinrichtung ver- ]' gleicht direkt nicht die Temperaturen, sondern die vom
Thermoelement TC gelieferte Spannung mit der eingestellten
Spannung, welche für die gewählte Temperatur repräsentativ
ist. Wenn die durch das Thermoelement TC erzeugte Spannung
der eingestellten Spannung entspricht, gibt die Ver- "*

gleichseinrichtung eine zweite Spannung ab, welch« eine
Alarmeinrijhtung oder eine andere Signaleinrichtung betätigt,
die ein sichtbares oder hörbares Signal abgeben kann. Gegebenenfalls kann die zweite Spannung dazu verwendet werden, eine Steuerungseinrichtung HTM zu steuern, welche die
Haube hochhebt und wegtransportiert. Sofern der HTM-Mechanismus betätigt wird, soll natürlich eine von Hand bedien- _}i bare Eingriffseinrichtung aus Sicherheitsgründen vorgesehen
werden.

f Für den Fall, daß die Temperaturfühleinrichtung ausfällt,

dann kann der Beginn des Trockenlaufs des Hochofens durch |

Beobachtung einer Intensitätsänderung in den Vibrationen |

der Haube ermitteZ.t werden. Solche Vibrationen können da- %

durch gefühlt werden, daß man die mit einem Handschuh ver- )j

sehene Hand auf die Haube legt. Es wird angenommen, daß $

solche Vibrationen auftreten, wenn große Gasvolumina aus jjf

dem Hochofen austreten und durch die Haube hindurchströmen, |

wobei die Gase kleine Anteil*· von Schlacke aufnehmen und jj

die Schlacke gegen die Wandung der Haube schleudern. fc

Wenn der Pegel des geschmolzenen Materials im Hochofen Z₁

absinkt, nimmt die Intensität der Vibrationen zu. ■!

Ein anderer Weg zum Fühlen, ob Gase aus dem Hochofen durch das Abstichloch austreten, besteht darin, die Flamme zu beobachten,- die am Austrittsende der Schlackerinne gebildet wird. Wenn heiße Gase, die üblicherweise Kohlenmonoxid und Wasiserstoff enthalten, durch die Haube hindurchgenen, dann findet eine Bildung von Kohlenwasserstoffen statt,

so daß, wenn sie sich am Ende der mit c ner Haube versehenen Schlackerinnen mit Luft vereinigen, die Verbrennung vollständiger ist und mit höheren Temperaturen stattfindet, was eine Flamme er zeugt, die weißer ist, als diejenige, die gebildet wird, bevor die angereicherten heißen Gase durch das Stichloch [ hindurchgehen.

Claims (8)

Patentansprücho

1. Verfahren zum Betreiben eines Hochofens mit einer Haube, die das Abstichloch des Hochofens während des Abstichs bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß man ohne Wegnahme der Haube den Zeitpunkt ermittelt, zu dem der Pegel des geschmolzenen Materials nicht mehr die Höhe des Querschnitts des Stichlochs ausfüllt, und daß man die Haube entfernt, bevor der Hochofen trockenläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der genannten Ermittlung die Temperatur innerhalb der Haube überwacht wird und der Zeitpunkt festgestellt wird, bei dem die Temperatur über die Temperatur ansteigt, die herrscht, wenn Gase nicht aus dem Ofen durch das Abstichloch in die Haube gelangen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der genannten Ermittlung eine Änderung der Farbe der Flamme beobachtet wird, die am Ende einer Schlackerinne erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zecke der genannten Ermittlung eine Intensitätsänderung in der Vibration der Haube beobachtet wird.

5. Verfahren zum Betreiben eines Hochofens mit einer Haube, die das Abstichloch des Hochofens während des Abstichs bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die Temperatur innerhalb der Haube mißt und überwacht ,

b) den Ofen während einiger Abstichvorgänge trockenlaufen läßt, um ein Temperaturprcfil für die betreffende Haube und den betreffenden Hochofen zu erhalten, wobei

1) das genannte Profil einen konstanten Temperaturbereich innerhalb der Haube zeigt, der bei einem vollen Fluß des geschmolzenen Materials durch das Abstichloch gegeben ist,

2) das genannte Profil auch einen Trockenlauftemperaturbereich umfaßt, der in der Haube erreicht wird, wenn der Hochofen trockenläuft, und

c) die Haube während des Abstichs vom Hochofen entfernt wird, wenn die Temperatur in der Haube über der konstanten Temperatur im Profil, aber noch unter der Trockenlauftemperatur im Profil liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube in der Stufe (c) entfernt wird, wenn die Temperatur innerhalb der Haube einen Punkt entlang der Neigung der Temperaturkurve erreicht hat.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man weiterhin eine Temperatur unterhalb des Trockenlauftemperaturbereichs auswählt, um das Herannahen des Trockenlauftemperaturbereichs zu ermitteln, und daß man ein Signal erzeugt, wenn die vorgewählte Temperatur innerhalb der Haube erreicht ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube in der Stufe (c) entfernt wird, unmittelbar nachdem die Trockenlauftemperatur erreicht ist.