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Verfahren zur Überwachung des Hochofens Die Überwachung der Verbrennungsvorgänge
im Innern von Industrieöfen ist bekanntlich mit großen Schwierigkeiten verknüpft,
da bei der Mehrzahl derselben das Innere überhaupt nicht oder nur zum kleinen 'feil
zugänglich bzw. sichtbar ist. Infolgedessen kann die unmittelbare Beobachtung von
außen nur einen unvollständigen Aufschluß geben über die Verteilung der einzelnen
Stoffe, welche in dem Ofen verarbeitet «-erden. Im Hochofenbetrieb ist es erwünscht,
daß in der Formenebene möglichst nur glühender Koks, geschmolzenes Eisen und Schlacke
vorhanden sind, während man das Vorkommen von ungeschmolzenen Erzbrocken oder Ansätzen
aus betriebstechnischen Gründen nach Möglichkeit zu vermeiden sucht. Es ist bekannt,
zur Beobachtung des Ofenganges Strahlungspyrometer zu verwenden, welche, vor der
Schauöffnung des Ofens aufgestellt, auf die Formöffnung gerichtet sind und den "Zweck
haben, auf das Vorbeikommen ungeschmolzener Erzbrocken vor dieser Formöiinung entsprechend
zu reagieren. In weniger vollkommener Weise kann man diese Kontrolle auch ohne Meßinstrumente
durch Außenbeobachtung ausführen.
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Dieses Verfahren der Beobachtung durch die Formöffnung hindurch hat
aber verschiedene Nachteile. Zunächst ist das Strahlungspyrometer ein für den Hochofenbetrieb
zu empfindliches Instrument, das außerdem durch seine Aufstellung vor dem Schauloch
betriebstechnisch stört. Abgesehen davon wird die Beobachtung mit dem Pyrometer
beeinflußt durch den Beschlag der die Schauöffnung abdeckenden Scheiben aus -Quarz,
Glimmer oder Glas, der nicht zu vermeiden ist und unter Umständen die ganze Messung
illusorisch machen kann. Derartig empfindliche Instrumente, wie Strahlungsrohre,
erfordern in unmittelbarer Nähe des Hochofens besondere Hilfsmittel gegen schädliche
Erwärmung, z. B. Luft- oder Wasserkühlung. Ferner gibt die Beobachtung der Schauöffnung
nur ein ganz begrenztes Ergebnis, da sie sich nur auf einen einzigen Brocken erstrecken
kann, der zufälligerweise gerade vor der Öffnung liegt, während es erwünscht wäre,
ein möglichst die Gesamtheit der in diesem Teile des Ofens vorhandenen Erzbrocken
umfassendes Bild zu haben. Schließlich ist bei den heute üblichen Düsenspitzen und
Krümmern das Gesichtsfeld nicht immer vollständig frei, weil diese Armaturteile
oft nicht geradlinig gebaut sind.
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Ein weiterer bekanntgewordener Vorschlag ist darauf gerichtet, durch
Einbau von Pyrometern
in die Ofenwandungen über den Formen die
Temperaturen in der Rast unmittelbar festzustellen. Diese Temperaturmessungen wurden
dann dazu verwendet, um durch elektrische Kontakte und Relais Windmengen-oder Windtemperaturregler
zu betätigen. Die Absicht war hierbei, den Schwankungen des Hochofenganges durch
Änderungen von Windmenge und Windtemperatur zu begegnen. Wenn dieses Verfahren auch
in manchen Fällen zum Erfolge führt, so ist es doch nicht immer durchführbar. Es
ist auch nicht möglich, auf diese Weise eine Übersicht über niedergehende Erzbrocken
oder Ansätze zu gewinnen. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß man die Schwankungen der Kühlwassertemperatur beobachtet. Befinden sich nämlich
in der Nähe der Formen Erzbrocken, so wird das Kühlwasser die Formen mit einer wesentlich
niedrigeren Temperatur verlassen, als es sonst bei normalem Betrieb der Fall ist,
wenn keine derartigen Brocken, sondern nur glühender Koks vorhanden sind. Die Messungen
sollen also die Temperaturunterschiede des Kühlwassers vor dem Eintritt und nach
Verlassen der Formen feststellen. Eingehende Versuche haben ergeben, daß zwischen
der z. B. auf optischem Wege durch Außenbeobachtung festgestellten Anzahl von Brocken
und den Kühlwassertemperaturunterschieden ein Gleichlaufen besteht, wodurch der
praktische Wert dieser Methode bewiesen ist.
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Gewöhnlich ist die durch die Kühlvorrichtungen strömende Wassermenge
in der Zeiteinheit nur ganz geringen Schwankungen unterworfen, so daß hierdurch
die oben geschilderte Ofenkontrolle nicht beeinflußt wird. Es würde aber auch keine
Schwierigkeiten bereiten, für den Fall stark wechselnder Wasserströmungsgeschwindigkeit
die Anordnung so zu treffen, daß z. B. mit Hilfe der Wassermesser die Anzeige des
thermischen Indikators (Thermoelement) entsprechend geändert würde. Umgekehrt läßt
sich auch die Anordnung so treffen, daß der thermische Indikator als Regler benutzt
wird, welcher durch bekannte Mittel die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers
regelt.
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Das geschilderte Verfahren kann sinngemäß Anwendung finden auch auf
andere Teile des Hochofens, z. B. die Schachtkühlkästen. Auf diese Weise läßt sich
im Schacht des Ofens die Bildung von Ansätzen oder ein unregelmäßiges Niedergehen
der Beschikkung ermitteln. Wesentlich ist, daß diese Feststellungen durch Beobachtung
der Temperaturunterschiede des ein- und ausströmenden Kühlwassers erfolgt,' also
nicht durch unmittelbare Messungen der störenden Massen.
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Die Abb. r gibt einen Schnitt durch die unteren Teile eines Hochofens
wieder. M bedeutet die Ofenwandung, F die Form, durch «-elche das von der Ringleitung
L kommende Kühlwasser strömt und nach der Rinne R abläuft. Vor der Form befinden
sich bei normalem Ofengange nur glühender Koks, flüssige Schlacke und tropfenförmige
Eisenteilchen. Erzbrocken oder Ansätze sind in der Abbildung durch die Körper K1,
K2, K3, K4 gekennzeichnet. Ihre abkühlende Wirkung auf das Ofeninnere beeinflußt
die Temperatur des Kühlwassers und wird als Temperaturdifferenz an den Stellen T1
und T. festgestellt. An diesen Meßstellen können nach Bedarf Thermoelemente, Widerstandsthermometer
o. dgl. eingebaut werden. Abb. 2 stellt eine gleichartige Messung im oberen bzw.
mittleren Teil des Hochofens dar. Hier bedeutet wieder M die Ofenwand, in deren
Innern sich nun als sjörende Erscheinung ein Ansatz A befindet, dessen Vorhandensein
ebenfalls mittelbar, z. B. durch Einbau eines thermischen Meßgeräts in den Kühlwasserlauf
der Schachtkühlkasten z, 2, 3, festgestellt wird. Auch hier werden die Temperaturunterschiede
des ein- und ausströmenden Kühlwassers an zwei geeigneten Stellen, z. B. T$ und
T4, festgestellt.